宁夏地区春玉米灌溉需水量特征研究

【目的】提高宁夏地区春玉米的灌溉效率,优化农业资源配置。【方法】依据宁夏地区11个站点1960-2019年的气象资料,确定宁夏地区年际及春玉米生育期不同水文年型的有效降雨量;然后,利用ET 0 Calculator软件计算参考作物腾发量,并结合作物系数法计算作物需水量,求得宁夏地区年际及不同水文年型下春玉米各生育期的作物需水量、灌溉需水量、耦合度和水分盈亏指数。【结果】1960-2019年间,宁夏地区年有效降雨量波动较大(158.5~424.2 mm),北部引黄灌区、中部干旱带和南部山区春玉米生育期有效降雨量分别为123.9,205.4和334.4 mm。宁夏全区春玉米生育期需水量为482.0~690.7 mm,其中南部山区和中部干旱带春玉米需水量有降低趋势,而北部引黄灌区有增大趋势。北部引黄灌区、中部干旱带和南部山区春玉米灌溉需水量分别为566.8,413.0和147.6 mm;在枯水年、平水年和丰水年宁夏全区春玉米灌溉需水量分别为448.5,378.9和317.0 mm。南部山区降雨对作物需水量的满足程度最高,耦合度为0.70,是北部引黄灌区的3.89倍。【结论】宁夏南部山区应以集雨技术为基础发展雨养玉米种植;北部引黄灌区和中部干旱带需要大力发展节水灌溉,其中在北部引黄灌区春玉米大喇叭口期、抽雄期和乳熟期需要分别补灌87.2,79.6和275.6 mm,在中部干旱带需要分别补灌65.7,62.4和212.8 mm。

调亏灌溉对于玉米生理指标及水分利用效率的影响

依据在渭北黄土高原区的大田玉米调亏灌溉试验资料，分析了不同亏水处理对光合速率、气孔导度，蒸腾速率、根冠比、产量与耗水量以及水分利用效率等因素的影响，从亏水处理引起的气孔反应能提高光合与蒸腾之比，揭示了调亏灌溉的节水增产机理。最后，从既提高产量又提高水分利用效率的双重目的出发，得到了苗期土壤含水率为５０％～６０％田间持水量、拔节期土壤含水率为６０％～７０％田间持水量是最佳的调亏灌溉方案。

夏玉米调亏灌溉的生理机制与指标研究

在人工控制试验条件下，采用子母盆栽土培法，以夏玉米为材料进行了调亏灌溉试验研究。结果表明，玉米调亏灌溉是可行的，可以实现节水、高产和高效的目标。适时适度地水分亏缺显著抑制蒸腾速率，而光合速率下降不明显，复水后光合速率又具有超补偿效应，光合产物具有超补偿积累，且有利于向籽粒运转与分配；抑制营养生长，增大作物根冠比，提高了根系传导力，增强了植株抗旱性。玉米节水高产的调亏灌溉指标是：调亏时段为三叶一心—拔节（七叶一心），调亏度为４５％～６５％的田间持水率（θｆ），历时２１天；或拔节～抽穗调亏，调亏度为６０％～６５％，历时２１天；平均比对照增产２５．２４％，节水１５．４１％，水分利用效率提高４５．０５％。

控制交替沟灌中灌水控制下限对玉米叶片水分利用效率的影响

控制交替沟灌是通过调节作物生理过程实现节水的一项新技术.试验结果表明,在控制交替沟灌条件下,叶片蒸腾速率随着土壤含水量的降低而下降,而叶片光合速率则在土壤含水量降到某一数值以前没有显著的变化,从而造成叶片水分利用效率在较轻的水分胁迫下会有一定程度的提高.从叶片水分利用效率的角度分析,控制交替沟灌的灌水下限控制在田间持水量的70%左右效果最好.与对照相比,此时光合产物积累量下降2.1%,而蒸腾耗水量减少9.8%,叶片水分利用效率提高8.8%.

不同灌溉制度对覆膜春玉米的耗水规律及产量的影响

研究了不同灌水定额和灌水次数处理下覆膜玉米的耗水规律和产量,试验结果表明：灌溉定额相同时,灌水次数的变化对产量有较大影响;灌溉次数较多的处理土壤平均含水率波动幅度较小,土壤水分能保持在一个比较稳定的范围。相同的灌水次数下,适当增加灌溉定额在一定程度上可增加作物产量,但超过一定值之后,产量并无显著提高。玉米的耗水量随着灌溉水量的增加而增加,玉米在拔节-抽雄、抽雄-乳熟期的耗水量最大,对水分亏缺最敏感,是需水关键期。水分利用效率随着灌溉量的增加而减少。

土壤底墒与苗期灌溉量对玉米出苗和苗期生长发育的影响

采用二次回归正交设计方法,进行了土壤底墒和苗期灌溉量对玉米出苗和苗期生长发育影响的盆栽试验研究,分别建立了苗期株高、总干重与土壤底墒、灌溉量关系回归模型。研究结果表明,土壤底墒显著影响玉米出苗率,玉米出苗率最高时的壤土和沙土底墒分别为20.6%和13.6%;土壤底墒和苗期灌溉量的交互作用对株高和单株干物质重量具有相互协同效应和替代效应;玉米苗期株高和总干重最大时的壤土底墒均为15.1%,最佳灌溉量分别为86.7 mm和91.7 mm;玉米苗期株高和总干重最大时的沙土底墒分别为12%和13%,最佳灌溉量均为76 mm。

玉米调亏灌溉节水调控机理研究

20012003年对玉米进行了调亏灌溉试验研究。结果表明,苗期重度、中重度、中度及轻度水分调亏灌溉可使玉米株高分别降低35.7%,29.9%,22.7%和14.2%;叶面积分别降低43.4%,34.7%,31.4%和26.3%;根数分别减少40.0%,31.2%,18.7%和12.5%;根系长度分别降低11.0%,10.0%,2.0%和1.0%;根系重量分别降低32.0%,19.0%,5.0%和-1.4%;根冠比分别增加29.3%,39.9%,33.6和36.5%;根系长/株高分别增加38.4%,28.4%,26.8%和15.4%。苗期经受不同水分调亏处理的植株,拔节期恢复正常供水后其株高、叶面积和干物质重量的相对增长率较苗期提高6.8%19.8%,5.5%18.5%,25.8%2.5%;随调亏程度加大其补偿作用越明显。对玉米生理指标的测定结果表明,适宜的水分调亏可增加玉米抵御干旱的能力,提高水分利用效率,改善作物品质。

灌溉定额对半干旱区春玉米生长发育的影响

[目的]系统研究玉米光合生理特性和产量、水分利用特性对灌溉的响应,为吉林省西部半干旱地区提供有效的灌溉方式.[方法]2016-2017年,采用2年的大田试验,以华农887和先玉335为供试品种,设置T1、T2、T3和CK 4个灌溉处理,其玉米生育期内灌溉定额分别为200,120,40和0 mm,研究灌溉定额对玉米不同时期叶片光合特性、叶绿素荧光特性和产量及产量形成因素、水分利用特性的影响.[结果]T1处理2个玉米品种叶片的净光合速率(Pn)、胞间CO2浓度(Ci)、气孔导度(Gs)和表观叶肉导度(AMC)在玉米4个发育时期中均显著高于CK,气孔限制值(Ls)均呈CK>T3>T2>T1的变化趋势.T1处理的光系统Ⅱ的最大光合效率(Fv/Fm)、光系统Ⅱ的实际光合效率(ΦPSⅡ)在灌浆期和乳熟期中均显著高于CK;T1处理的光化学猝灭(qP)显著性高于CK,非光化学猝灭(NPQ)在灌浆期和乳熟期显著性低于CK.T1与T2处理间叶片光合特性和叶绿素荧光特性均无显著差异.灌溉定额条件下,2个玉米品种的产量、百粒质量显著高于CK.各灌溉处理玉米的耗水量表现为T1>T2>T3>CK;T2处理的水分利用效率(WUE)最高,华农887和先玉335 2个玉米品种在2016年分别达到26.69和29.11kg/(mm· hm2),2017年分别达到33.29和26.41 kg/(mm·hm2).[结论]在吉林省半干旱区水分是限制玉米产量形成的重要因素,有效灌溉保持了叶片较旺盛的光合生理代谢水平,为其干物质生产奠定了生理基础,在生育期内灌溉定额为120mm时,其产量、水分利用效率和光合生理特性均表现最佳,120mm为吉林省西部半干旱地区的最佳灌溉定额.

非充分灌溉条件下秸秆覆盖对玉米生长的影响

通过温室内田间小区试验,研究了玉米全生育期内不同程度的水分胁迫下秸秆覆盖对玉米生长生育、叶绿素荧光参数及产量的影响.结果表明,秸秆覆盖处理可提高土壤保墒能力,促进玉米植株中后期生长发育以及提高单株叶面积和干物质重;与无覆盖相比,秸秆覆盖处理玉米在正常供水和严重水分胁迫时其产量分别增长4.1%和7.5%;在相同土壤水分处理下,秸秆覆盖对玉米叶片基础荧光无明显的影响;在水分胁迫前以及正常供水、轻度水分胁迫后,秸秆覆盖对叶片最大荧光影响显著.

新疆玉米覆膜灌溉水肥耦合效应研究

试验在北疆以灰漠土为主的田间进行 ,水、肥二因素各三个水平共 9个处理。通过两年田间试验 ,探索干旱区覆膜灌溉玉米在不同灌水量、不同施化肥量条件下 ,以产量和经济效益为目标的水肥耦合效应 。

玉米调亏灌溉的后效性

以玉米为试验材料 ,根据山西省洪洞县 2年大田试验结果 ,研究了玉米苗期调亏处理对后期生理性状及需水规律的影响。结果表明玉米苗期调亏处理能延缓后期叶片和根系衰老 ,保持较高的光合速率、蒸腾速率和根系活力。复水后拔节期及抽雄期叶片光合速率、蒸腾速率和作物需水量均比对照有所下降 ,而在灌浆期较高。

黄土高原半干旱区集雨补灌玉米增产机理的研究

针对黄土高原集雨补灌旱作区农业节水的方法和途径,以玉米为试材,研究了不同水分组合处理对玉米光合作用、产量和干物质累积的影响。结果表明:各处理光合因子的日变化曲线均呈现抛物线型,各光合因子的日变化规律受光照强度影响很大;覆膜坐水结合拔节期补灌22.5 mm处理在13∶00左右之前和19∶00左右的细胞间隙CO2浓度较其它处理大,而在其它时间内较其它处理小,其它光合因子与此规律相反,表明光照强度对光合因子的日变化起着重要的作用;在整个日变化过程中,补灌处理在光照强度大的下午提高了叶片的光合速率、蒸腾速率和气孔导度,使得细胞间隙CO2浓度减少。分析各光合因子日变化中的最大值可知:在13∶00左右,覆膜坐水结合拔节期补灌22.5 mm处理、覆膜坐水结合拔节期补灌15 mm处理的光合速率分别比对照提高23.9%、15.0%,蒸腾速率分别比对照提高47.7%、17.7%;产量分别比对照提高43.02%、29.48%。拔节期补灌不仅有显著的增产效果,还可以不同程度地提高干物质累积量。

人工草地青贮玉米高效灌溉制度研究

以内蒙古浑善达克沙地人工草地种植青贮玉米为研究对象,对两年灌溉试验数据应用FAO-56双作物系数法模拟计算了不同试验处理的青贮玉米实际需水量(蒸散量)。研究了需水量与玉米鲜物质产量、水分利用效率和边际产量之间的关系,并以水分利用效率和边际产量最高为原则确定了干旱地区青贮玉米高效用水灌溉制度。

灌溉方式和播期对玉米水分动态与水分利用效率的影响

为明确不同灌溉方式、不同播期下产量与水分利用效率和耗水量的关系,通过设置滴灌、喷灌、漫灌3种灌水处理和3期分期播种的对比试验,在浇底水前、播种、收获和每旬未每区用土钻法取1 m深土样,用烘干称重法测定土壤含水率,用对比分析的方法研究同一品种在滴灌、喷灌、漫溉条件下和不同播期玉米需水耗水规律。结果表明,滴灌的土壤水分分布及变化对玉米生长最有利,喷灌次之,漫灌最差。滴灌实产最高,耗水量最小,水分利用效率最高,产量次高耗水最少的第三期玉米用水效率最高。滴灌在保证玉米需水的前提下储水能力最强,是干旱缺水地区的高效灌水方式。晚播、晚熟玉米品种有更好、更大的生产潜力和可推广性,就水热匹配来看晚播、晚熟玉米品种也是提高水分利用效率的一种途径。滴灌平均实产较喷灌增加1.69%,较漫灌增加6.53%,耗水量较喷灌减少2.9%,较漫灌减少16.1%,水分利用效率较喷灌增大4.7%,较漫灌增大26.9%,第三期平均实产较第一期增加2.76%,较第二期减少2.81%,耗水量较第一期减少18.2%,较第二期减少18.3%,水分利用效率较第一期增大25.6%,较第二期增大19%。

玉米调亏灌溉效应及其优化农艺措施

研究表明：玉米苗期调亏，能减少水分蒸腾，提高水分利用效率，结合施肥和密度处理，能调节玉米光合产物积累。使玉米同时达到高产、高水分利用效率的目的，同时对所建数学模型进行双目标联合仿真，获得不同决策目标下的水肥优化方案。

沙土地夏玉米灌溉方式的试验研究

在豫北耕作层保水能力较差的砂壤土地带，围绕节水和增收，开展了夏玉米沟灌、常规畦灌及减少生育期内灌水次数的试验研究，每次畦灌定额控制在６３０～６８２．５ｍ３·ｈｍ－２，而沟灌条件下平均灌水量仅为４４２．５ｍ３·ｈｍ－２。研究结果表明，反映夏玉米生长速率的株高、叶面积指数等性状均是以抽雄期为界，之前增长迅速；抽雄时植株高度达２．５０ｍ左右，之后增长速率明显减慢；而抽雄至灌浆初期，叶面积指数保持在５．４０～５．９２的最高值，往后急剧地下降。不同灌水处理下生长速率的变化则是随着供水总量的增加呈同步增长趋势。在干旱年份，畦灌夏玉米全生长期耗水４２７８ｍ３·ｈｍ－２，沟灌及减少灌水次数的处理，耗水量分别为３７６２ｍ３·ｈｍ－２和３３４８ｍ３·ｈｍ－２。按生长阶段比较，抽雄～开花期日耗水强度最大，为６６．７５～７６．５０ｍ３·ｈｍ－２；其次是拔节～抽雄期，平均为６５．５０ｍ３·ｈｍ－２；播种～出苗期间日耗水强度仅为１３．３５ｍ３·ｈｍ－２。不同的灌溉方式与灌水量对夏玉米的穗粒重、千粒重及粒占穗重的百分比都有影响。对于宽行稀植作物采用沟灌方式，灌溉用水量小（平均为４４２．５ｍ３·ｈｍ－２），所供的水能集中于植株的根际附近，?

基于春玉米微咸水灌溉的水盐生产函数研究

在石羊河流域开展微咸水灌溉试验,综合考虑水分与盐分因素对春玉米生长的影响,以国际上通用的水分生产函数Blank模型和Jensen模型为基础进行作物水盐模型的构建,通过引入盐分胁迫因子,将水分生产函数转变为水盐生产函数。通过2009年和2010年春玉米不同矿化度微咸水灌溉试验,结合函数求解,探求春玉米各生育阶段的盐分敏感指数,得出春玉米的盐分敏感程度顺序为苗期>拔节期>抽雄灌浆期>成熟期。同时以交替灌溉试验进行验证,结果表明微咸水安排在盐分敏感程度小的生育阶段更有利于作物的生长。

吉林省西部半干旱区玉米需水规律及生长发育动态探讨

探讨了吉林省西部半干旱气候区不同喷灌条件下的春玉米需水规律,各生育期耗水强度;不同喷灌水条件下的株高、叶面积、叶面积发展动态、光合势、光合强度等指标。为在半干旱地区实施玉米高产的节水灌溉技术提供了科学依据。

华北地区夏玉米田间水分转化规律研究

本文利用一维垂直非饱和土壤水运动计算模型，通过模拟计算夏玉米生育期各生长阶段不同水文年、不同灌水定额下田间水分转化规律，对棵间蒸发，深层渗漏与灌水定额之间的数量关系进行了定量研究，并建议华北地区夏玉米节水灌溉定额为４０ｍ３／亩．

玉米节水灌溉技术及其研究进展

本文综述了国内玉米节水灌溉研究的历史和现状 ,着重介绍了玉米节水灌溉的几项新理论和新技术 ,并分析了该领域内研究的最新发展趋势。最后 ,提出了需要进一步研究的几个问题。