冬小麦测墒补灌下土壤氮素迁移特征模拟研究

【目的】探究冬小麦测墒补灌条件下土壤氮素迁移特征。【方法】基于田间试验,设置4个灌溉处理,灌水上下限分别为田间持水率的60%~70%(W1)、70%~80%(W2)、80%~90%(W3)和不灌溉处理(CK),施氮量均为240 kg/hm^(2)。利用田间试验数据对RZWQM 2模型进行率定、验证,进而模拟水氮调控对土壤硝态氮累积量和氮素利用的影响。【结果】土壤剖面含水率、土壤硝态氮量和产量的标准均方根误差(NRMSE)分别为9.3%~25.0%、0.3%~29.7%、4.03%~11.19%,平均相对误差(MRE)分别为8.0%~24.2%、1.4%~30.4%、5.29%~11.98%,一致性指标(D)均高于0.65;基于验证后的RZWQM 2模型,在W1、W2、W3测墒补灌条件下,设置5个氮素施用水平(180、200、220、240kg/hm^(2)和260kg/hm^(2)),W2、W3处理的土壤硝态氮累积量较W1处理分别增加了30.9%~59.7%、49.6%~79.6%;W2条件下,将施氮量控制在220~240kg/hm^(2)更有利于土壤硝态氮在0~1m土层内的累积,累积量为108.30~125.10kg/hm^(2)。【结论】RZWQM2模型可用于模拟冬小麦测墒补灌条件下的土壤氮素迁移,测墒补灌W2和施氮量220~240 kg/hm^(2)为合理的水氮管理措施。

不同测墒补灌模式对黄淮海区域夏玉米生长及水分利用率的影响

为探索黄淮海区域夏玉米最优测墒补灌模式,采用田间试验方法在夏玉米大喇叭口期、抽雄开花期和籽粒灌浆期均分别设0~40 cm土层控制目标土壤相对含水量70%和75%补灌模式2个,以常规灌溉模式(目标土壤相对含水量100%)为对照,研究不同模式对夏玉米成熟期土壤养分、玉米长势、产量及其构成因素、水分利用等的影响。研究结果表明:1)与常规灌溉和70%补灌模式相比,75%补灌模式显著提高了夏玉米成熟期土壤全氮、有效磷、速效钾含量和玉米株高、生物量鲜重、含水量、穗粒数、千粒重和产量,最大增幅分别为8.38%、29.82%、26.74%和12.71%、16.73%、37.76%、18.38%、9.98%、2.56%、12.80%;2)75%补灌模式比常规灌溉模式显著降低了玉米植株耗水总量,节水10.32%,提高了水分利用率25.78%和灌溉水利用率69.71%,75%补灌模式比70%补灌模式水分利用率和灌溉水利用率分别提高了25.81%和14.22%。因此,本试验条件下,夏玉米大喇叭口期、抽雄开花期和籽粒灌浆期75%补灌模式是黄淮海区域夏玉米节水保肥、增产高效的最优测墒补灌模式。

新型灌溉模式下测墒补灌对农田水氮及小麦产量的影响

【目的】研究新型灌溉模式对农田水氮及小麦产量的影响。【方法】选用鲁麦21为试验对象进行大田试验,采用二因素裂区设计,灌水量为主区,设拔节期和扬花期均测墒补灌至田间持水率的65%(W_(65))、75%(W_(75))、85%(W_(85))3个水平;灌溉方式为副区,设滴灌(D)、微喷灌(WP)和拔节期微喷灌扬花期滴灌(WP+D)共3种灌溉方式,研究灌水量和灌溉方式对土壤水氮分布、小麦产量、水分利用效率及经济效益的影响。【结果】低于田间持水率的灌溉只对0~40 cm土层产生影响,小麦全生育期内40~100 cm土层土壤含水率没有波动,即0~40 cm土层为主要的供水层及持水层,土壤含水率表现为W_(85)处理>W_(75)处理>W_(65)处理;0~60cm土层土壤硝态氮量在W_(65)、W_(75)灌水量及微喷灌模式下较高,且随着灌水量增多硝态氮淋溶风险增大;成熟期,灌水量、灌溉方式及二者交互作用对40~100 cm土层土壤硝态氮量产生了极显著影响;随着灌水量增加,产量及水分利用效率均表现出先增加后降低趋势,在拔节期微喷灌结合扬花期滴灌的模式下可以达到更好的节水保产效果,产量达到了6147.5 kg/hm^(2),水分利用效率为16.2 kg/(hm^(2)·mm),且达到了较高的经济效益8429.0元/hm^(2)。【结论】综上可知,拔节期和扬花期均测墒补灌至田间持水率的75%并配合微喷灌+滴灌的模式,可以实现小麦生产节水环保增效的目标。

不同土层测墒补灌对小麦旗叶光合特性和干物质积累与分配的影响

2011—2012和2012—2013年连续2个小麦生长季,在大田条件下,设置0～20 cm(D1)、0～40 cm(D2)、0～60 cm(D3)和0～140 cm(D4)4个土层测定土壤含水量,以各土层平均土壤相对含水量拔节期65%和开花期70%为目标相对含水量,全生育期不灌溉为对照处理(D0),研究依据不同土层的土壤含水量测墒补灌对小麦旗叶光合特性和干物质积累与分配的影响。结果表明:D2的开花期叶面积指数和单位土地面积上旗叶叶面积、开花后7 d和14 d的旗叶净光合速率和实际光化学效率均高于其他处理,而气孔限制值低于其他处理;D2的成熟期干物质积累量、开花后干物质向籽粒的分配量和开花后同化物分配对籽粒的贡献率亦高于其他处理。两年度D2的籽粒产量分别为9367.4 kg hm–2和9727.5 kg hm–2,均显著高于其他处理;同时,D2的水分利用效率高于D0、D3和D4处理,与D1处理无显著差异。因此,于小麦拔节期和开花期依据0～40 cm土层的土壤含水量测墒补灌是同步实现高产和高水分利用效率的有效措施。

测墒补灌对冬小麦氮素积累与转运及籽粒产量的影响

2007-2009年,在田间条件下,以冬小麦品种济麦22为材料,以0-140 cm土层平均土壤相对含水量为指标设计4个测墒补灌试验处理:W0(土壤相对含水量为播种期80%+拔节期65%+开花期65%)、W1(土壤相对含水量为播种期80%+拔节期70%+开花期70%)、W2(土壤相对含水量为播种期80%+拔节期80%+开花期80%)和W3(土壤相对含水量为播种期90%+拔节期80%+开花期80%),研究不同水分处理对冬小麦氮素积累与转运、籽粒产量、水分利用效率及土壤硝态氮含量的影响。结果表明:(1)成熟期小麦植株氮素积累量为W1处理最高,W3处理次之,W0和W2处理最低,W0和W2处理间无显著差异;氮素向籽粒的分配比例为W2处理显著低于W1处理,W0、W1、W3处理间无显著差异。开花期和成熟期营养器官氮素积累量、营养器官氮素向籽粒中的转移量、成熟期籽粒氮素积累量均为W1>W3>W2>W0,各处理间差异显著。(2)随着小麦生育进程的推进,0-200 cm土层土壤硝态氮含量先降低后回升再降低,在拔节期最低。成熟期W0和W1处理0-200 cm土层土壤硝态氮含量较低,W2和W3处理120-200 cm土层土壤硝态氮含量较高。(3)W0处理小麦氮素吸收效率、利用效率和氮肥偏生产力最低;随灌水量的增加,氮素利用效率呈先升高后降低趋势;W1处理小麦对氮素的吸收效率和利用效率较高,氮肥偏生产力最高。W0处理水分利用效率较高,但籽粒产量最低;灌水处理籽粒产量、灌溉水利用效率和灌溉效益两年度均随测墒补灌量的增加而显著降低。在本试验条件下,综合氮素利用、籽粒产量、灌溉水利用效率及土壤中硝态氮的淋溶,W1是高产节水的最佳灌溉处理,在2007-2008年和2008-2009年度补灌量分别为43.83 mm和13.77 mm。

测墒补灌对小麦水分利用特征和产量的影响

为了克服定量灌溉存在的盲目性,在测墒补灌的条件下进行小麦水分利用特征和产量的研究。2012—2013年和2013—2014年2个小麦生长季,以济麦22为试验材料,在大田条件下设置5个处理:全生育期不灌水(W0)、拔节期和开花期均灌水60mm(Wck,定量节水灌溉),依据0—40cm土层土壤相对含水量测墒补灌,于拔节期和开花期分别补灌至目标土壤相对含水量为65%和70%(W1),70%和70%(W2)以及75%和70%(W3),研究不同土壤水分处理对小麦水分利用特征和籽粒产量的影响。结果表明:(1)与Wck相比,W2处理灌水量小,土壤贮水消耗量及其占总耗水量的比例高,促进了小麦对土壤贮水的利用;(2)2个小麦生长季W2对80—160cm土层土壤水分的消耗量显著高于Wck处理,促进了小麦对深层土壤水分的利用;(3)W2灌浆期棵间蒸发量显著低于Wck处理,降低了开花至成熟期的耗水量,有利于高效利用灌溉水;(4)2个小麦生长季试验结果表明,W2籽粒产量、水分利用效率和灌溉水利用效率均显著高于Wck处理,是本试验条件下高产节水的最优处理。

测墒补灌和施氮对冬小麦产量及水分、氮素利用效率的影响

【目的】测墒补灌是近年来研究的一种小麦节水灌溉新技术。论文旨在探索测墒补灌与施氮对冬小麦生长的影响,为该区节水、节氮提供依据。【方法】采用漫灌的方式设置测墒补灌和施氮两因素田间试验,补灌设置4个处理,于冬小麦拔节期、开花期依据0—40 cm土层土壤质量含水量进行测墒补灌,补灌至土壤田间持水量的50%(W1)、60%(W2)、70%(W3)、80%(W4)。施氮设置4个处理,不施氮(N0)、施纯氮180 kg·hm-2(N180)、240 kg·hm-2(N240)和300 kg·hm-2(N300)。在此处理下研究了测墒补灌和施氮对冬小麦产量及水分、氮素利用效率的影响。【结果】(1)各施氮处理下,补灌量的增加可增加冬小麦籽粒产量,当补灌量至土壤田间持水量的60%—80%范围内时,冬小麦籽粒的增产效应差异不显著。各补灌处理下,当施氮量超过240 kg·hm-2时籽粒产量无显著性变化。本试验条件下当补灌至土壤田间持水量的60%,施氮量为240 kg·hm-2时冬小麦籽粒产量达到最高,为8 104.6 kg·hm-2。(2)增加施氮量和补灌量均可显著增加麦田总耗水量,但当施氮量超过240 kg·hm-2时,施氮的提高效果不显著。补灌量的增加会显著增加麦田总耗水量,但当补灌至土壤田间持水量60%(W2)、70%(W3)时较补灌至80%(W4)处理显著降低耗水量,说明有利于节约灌水而获得较高产量。(3)相同施氮处理下,补灌量的增加可显著提高冬小麦水分利用效率,当补灌量增至土壤田间持水量的60%时,冬小麦水分利用效率达到最大值,为14.7 kg·hm-2·mm-1。相同补灌处理下,增施氮肥可显著提高冬小麦水分利用效率,但施氮量不宜超过240 kg·hm-2,否则将导致水分利用效率降低。(4)相同施氮处理下,应控制补灌量至土壤田间持水量的60%时冬小麦氮素干物质生产效率及氮素利用效率最高,为60.1 kg·kg-1、22.4 kg·kg-1。相同补灌处理下,施氮量应控制在240 kg·hm-2时可获得较高的氮素干物质利用效率及冬小麦氮素利用效率最高,为63.9 kg·kg-1、23.5 kg·kg-1。【结论】本试验条件下当施氮量为240 kg·hm-2、冬小麦拔节期、开花期补灌至土壤田间持水量的60%时冬小麦籽粒产量、水分利用效率、氮素干物质利用效率、氮素利用效率均最高,为最优的节水、节氮、高产组合,推荐其作为该区域适宜水、氮用量。

测墒补灌对不同小麦品种耗水特性和氮素分配与转运的影响

在田间条件下,以多穗型品种济麦22(J22)和大穗型品种潍麦8号(WM8)为供试材料,设置3个水分处理:W0(全生育期不灌水);W1(拔节期70%,开花期70%);W2(拔节后8 d 70%,开花后8 d 70%)。采用测墒补灌的方法,研究了不同生育时期补灌对两个小麦品种耗水特性和氮素分配与转运的影响。结果表明,1)两品种灌水处理在成熟期子粒氮素积累量及分配比例、开花后营养器官氮素向子粒的转移量和转移率均显著高于不灌水处理(W0)。济麦22 W2处理的成熟期氮素向子粒中分配的比例、开花后营养器官氮素向子粒的转运量和转移率高于W1处理,潍麦8号则表现相反。2)两品种W2在开花至成熟期的耗水量高于W0和W1处理。济麦22各处理的总耗水量均低于潍麦8号,降水量占总耗水量比例高于潍麦8号;W2处理下,灌水量和降水量占总耗水量比例高于潍麦8号。3)在本试验条件下,济麦22和潍麦8号分别为W2和W1处理获得各品种较高子粒产量、水分利用效率、氮肥生产效率、氮素吸收效率及氮素收获指数,济麦22各处理子粒产量和水分利用效率均高于潍麦8号,是兼顾高产和节水的小麦品种。

氮肥基追比例对测墒补灌小麦植株氮素利用及土壤氮素表观盈亏的影响

以中筋小麦济麦22为试材,在小麦拔节期和开花期0—40cm土层土壤相对含水量均补灌至70%和总施氮量为240kg/hm^2条件下,设置5个氮肥基追比例处理:0∶10(N1)、3∶7(N2)、5∶5(N3)、7∶3(N4)、10∶0(N5),研究测墒补灌节水栽培条件下氮肥基追比例对小麦植株氮素利用和土壤氮素表观盈亏的影响。结果表明:N3处理的植株氮素积累量、籽粒氮素积累量显著高于其他基追比例处理;营养器官氮素积累量、土壤矿质氮损失量、氮肥表观残留率和氮肥表观损失率显著低于其他处理。与N1、N2、N4、N5处理相比,N3处理的氮素生理利用率分别高33.22%,12.60%,11.54%,98.14%,籽粒氮素利用率高148.65%,56.48%,59.63%,229.29%,氮肥农学效率高96.52%,34.86%,37.64%,204.98%,氮素表观盈亏量分别低35.04%,13.82%,30.36%,29.30%。根据不同氮肥基追比例下各指标的相关系数分析表明,植株氮素积累量、籽粒氮素积累量、氮素生理利用率、籽粒氮肥利用率、氮肥农学效率与土壤硝态氮积累量、成熟期0—200cm土层土壤矿质氮残留总量均呈显著负相关。综上,氮肥基追比例为5∶5的N3处理为试验条件下的最优处理。

测墒补灌条件下高产小麦品种水分利用特性及干物质积累和分配

2007—2009年连续2个小麦生长季，利用测墒补灌技术，设置0~140 cm土壤相对含水量低（拔节期65%, 开花期55%~60%）、中（拔节期75%, 开花期65%~70%）、高（拔节期75%, 开花期75%） 3个处理，比较了14个小麦生产品种的水分利用特性及干物质积累和分配的差异。以小麦籽粒产量和水分利用率为指标的聚类分析，将14个小麦品种分为3组，分别是超高产高水分利用率组（I组）、超高产中水分利用率组（II组）和高产低水分利用率组（III组）。比较各组代表品种的耗水量、耗水模系数及日耗水量，播种至拔节期山农15 （I组）显著低于济麦22 （II组）和烟农21 （III组），拔节至开花期山农15显著高于济麦22和烟农21，开花至成熟期品种间无显著差异。在中水分条件下，山农15的土壤贮水消耗量及其占总耗水量的比例显著高于济麦22和烟农21，而在低和高水分条件下，3个品种无显著差异。在中、高水分条件下，山农15开花期的干物质积累量显著高于济麦22和烟农21，成熟期与济麦22无显著差异，但显著高于烟农21；营养器官开花前贮藏同化物向籽粒的转运量和转运率及对籽粒的贡献率均显著高于济麦22和烟农21；3品种的经济系数以山农15最大，济麦22次之，烟农21最小。

测墒灌溉施肥对冬小麦光合特性及产量的影响

为探讨水肥耦合的最佳配置，在通许潮土区进行测墒灌溉与施肥相结合的水（W1：不灌水；W2：田间最大持水量的55％～60％；W3：田间最大持水量的75％～80％；W4：足墒灌溉）肥（N1：一次施肥；N2：多次施肥）耦合试验，探讨了不同水肥耦合条件对冬小麦光合特性和产量的影响。结果表明，小麦旗叶净光合速率和蒸腾速率均随土壤含水量的增加而增加，叶片瞬时水分利用效率随土壤含水量的增加呈先增加后降低的趋势；氮肥对小麦旗叶净光合速率、蒸腾速率、瞬时水分利用效率的影响均受土壤水分调控，在W1水分条件下氮肥对其有抑制作用，在其他水分条件下氮肥对其有促进作用。各处理间穗长、小穗数、穗粒数、千粒重、产量均存在显著差异，产量随土壤含水量的增加先增加后减少，W3水分条件下最高；氮肥对小麦产量的影响规律同旗叶净光合速率、蒸腾速率、瞬时水分利用效率，产量以W3N2处理最高，达9293．19 kg/hm2。净光合速率和蒸腾速率与产量间呈显著正相关；成产要素与产量间均呈正相关，影响程度表现为小穗数＞穗粒数＞穗长＞千粒重。

测墒滴灌下不同氮肥水平对冬小麦光合特性及氮素转运的影响

采取裂区设计,探讨测墒滴灌下不同氮肥水平对冬小麦不同生育期光合特性与氮素积累转运的变化特征.其中,氮肥为主区,设3个水平(N1:100 kg·hm^-2,N2:250 kg·hm^-2,N3:350 kg·hm^-2);滴灌为副区,设3个水平(W0:滴灌底墒水,W1:滴灌底墒水+拔节水,W2:滴灌底墒水+拔节水+开花水).结果表明:相同滴灌水平下,小麦最大光化学效率(Fv/Fm)在开花期达到最高,N2处理高于N1,N3处理;小麦叶绿素含量全生育期均表现为N2,N3显著高于N1处理;氮素总积累量、氮素籽粒积累量在N2水平下最高.N2W2处理下营养器官氮素转运量、对籽粒的贡献率最高;相同氮肥处理下,氮素总积累量、氮素籽粒积累量以W2水平最高,产量在N2W2最高,为6684.71 kg·hm^-2.综合籽粒产量、氮素积累与转运和光合特性来看,在本试验条件下,250 kg·hm^-2的施氮量、滴灌量为214.52 mm为最优的节水节氮、高产模式.

测墒补灌对不同小麦品种光合特性及产量的影响

为探究不同土层测墒补灌对不同小麦品种光合特性和产量的影响,在大田条件下,以小麦品种济麦22（J22）和泰农18（T18）为材料,设置4个试验处理：全生育期不灌水（W0）;拔节期和开花期各灌溉60mm（WCK）;拔节期和开花期测定0~40cm（W1）和0~140cm（W2）土层土壤相对含水量,并补灌至土壤相对含水量为65%;研究各灌水处理对小麦光合特性和产量的效应。结果表明：（1）T18拔节期灌溉量为W1〉WCK〉W2,开花期为WCK、W2〉W1,总灌水量W1与WCK无显著差异,显著高于W2处理;J22拔节期灌溉量为W1〉WCK、W2,开花期为WCK、W2〉W1,总灌水量各处理间无显著差异。（2）两个小麦品种W1处理的旗叶叶绿素含量、净光合速率在灌浆中后期均显著高于W2和WCK处理,不灌水W0处理最低;T18各灌水处理的旗叶叶绿素含量和光合速率在花后28~35d均显著高于J22。（3）两个小麦品种光合有效辐射（PAR）截获率为W1〉W2〉WCK〉W0,PAR透射率与之相反,各处理间的PAR反射率无显著差异;T18各处理冠层平均PAR截获率低于J22,其冠层平均PAR透射率高于J22。（4）两个小麦品种籽粒产量以W1处理最高;T18各灌水处理间的水分利用效率无显著差异,其灌溉效益为W2〉W1〉WCK;J22各处理间的水分利用效率为W1〉W2、WCK〉W0,灌溉效益为W1〉W2〉WCK。本试验条件下,T18具有较高的叶绿素含量、光合速率及冠层透射率,使得旗叶衰老延缓,利于穗粒重增加,其产量较J22略高。综合考虑籽粒产量、水分利用效率和灌溉效益,W1是两个小麦品种兼顾节水和高产的最佳灌水处理。

膜下滴灌棉田测墒点布设位置试验研究

为科学布设膜下滴灌自动灌溉系统的土壤水分监测传感器,提高测墒精度,采用误差分析方法研究了典型种植模式（1膜1带4行和1膜2带6行）膜下滴灌棉田的测墒点适宜布设位置。结果表明,灌溉制度、种植模式、计划测墒范围与气象年份对膜下滴灌测墒点布设位置影响显著。综合分析不同气象年份与灌溉制度下的土壤墒情,认为＂1膜1带4行＂和＂1膜2带6行＂种植模式膜下0~60cm深度的测墒点位置坐标（横坐标为距膜中心线距离,纵坐标为距地表深度,单位cm）分别为（45.6,30.3）和（64.7,27.8）,膜＋裸地0~100cm深度的测墒点位置坐标分别为（48.2,36.4）和（60.0,29.2）,平均测墒相对误差均小于5%,准确性与适用性较高,可在棉花生产中推广应用。

测墒补灌深度对小麦旗叶光合作用和产量的影响

为筛选适宜于黄淮冬麦区小麦节水高产栽培的测墒补灌深度,在大田条件下设置0-20cm（D1）、0-40cm（D2）、0-60cm（D3）和0-140cm（D4）4个测墒补灌土层深度,越冬期各土层土壤相对含水量补灌至75%,拔节期补灌至70%,开花期补灌至75%,研究了测墒补灌深度对小麦旗叶光合作用和产量的影响。结果表明,D2处理越冬期、拔节期、开花期灌水量和总灌水量显著高于D1和D4处理,拔节期灌水量和总灌水量显著低于D3处理,土壤水消耗量与D1和D3处理无显著差异,但低于D4处理。D2和D3处理旗叶光合速率高于D4处理,旗叶磷酸蔗糖合成酶活性和蔗糖含量、籽粒支链淀粉和总淀粉含量高于D1和D4处理。D2和D3处理间千粒重和籽粒产量均无显著差异,但显著高于D1和D4处理;D2和D3处理的水分利用效率高于D4处理。0-40cm是本试验条件下小麦节水高产的适宜补灌深度。

拔节期和开花期测墒补灌对邯麦16号小麦产量及耗水特征的影响

为给邯郸地区小麦节水栽培提供依据,于2016-2017年选用高产小麦品种邯麦16号进行大田试验,设置了3个测墒补灌处理(分别用W70、W75和W80表示,W70处理拔节期、开花期的0~40cm土层目标相对含水量均为70%,W75处理均为75%,W80处理均为80%),以全生育期不灌溉W0和当地常规灌溉WN为对照,研究了拔节期、开花期测墒补灌对邯麦16号小麦产量及耗水特征的影响。结果表明,与WN处理相比,W75处理的总灌水量明显降低,土壤水消耗量及其占总耗水量的比例明显提高,促进了小麦对土壤水的利用;W75处理的总耗水量明显下降,籽粒产量、水分利用效率、灌溉水利用效率、灌溉效率均显著增加。开花期依据土壤含水量补灌至目标相对含水量为75%的水分管理措施,较传统灌溉明显降低了总耗水,同时提高了小麦产量和水分利用率,实现了高产、节水及水分高效利用,是本试验条件下最优测墒补灌处理。

氮肥基追比对测墒补灌小麦耗水特性和籽粒产量的影响

为明确氮肥基追比对测墒补灌小麦耗水特性和籽粒产量的调控效应,以济麦22为材料,在总施氮量为240kg·hm^(-2)条件下,设置0∶10(N_1)、3∶7(N_2)、5∶5(N_3)、7∶3(N_4)、10∶0(N_5)5个氮肥基追比,研究了氮肥基追比对测墒补灌小麦耗水特性和干物质积累及籽粒产量的影响。结果表明,N_3处理显著提高了160~200cm土层土壤贮水消耗量、灌水量及降水量占总耗水量的比例和开花后耗水量;降低了总耗水量、土壤贮水消耗量及其占总耗水量的比例和开花前耗水量。N_3处理比N_1、N_2、N_4和N_5处理开花至成熟期干物质积累强度分别高20.97%、8.61%、10.37%、23.81%,成熟期植株总干物质积累量和干物质在籽粒中的分配量分别高9.92%、5.39%、7.75%、12.73%和11.57%、5.29%、5.75%、16.19%。N_3处理的水分利用效率、土壤水利用效率和降水利用效率均最大,分别为18.88、62.65和37.07kg·hm^(-2)·mm^(-1);灌水利用效率较高。综合考虑小麦耗水特性和籽粒产量,在本试验条件下,氮肥基追比为5∶5最优。

测墒补灌和施氮对冬小麦产量及氮素吸收分配的影响

采用田间试验裂区设计方法,研究了测墒补灌和施氮对冬小麦产量及氮素吸收分配的影响。补灌设3个水平,在冬小麦拔节期0—40cm土层补灌至土壤目标相对含水量的60%(W_1),70%(W_2)和80%(W_3)。施氮设3个水平:不施氮(N_0)、施纯氮195kg/hm^2(N_(195))和255kg/hm^2(N_(255))。结果表明:(1)不同补灌和施氮对冬小麦关键生育期株高、叶面积影响效果较为显著,同一补灌处理下,其冬小麦株高、叶面积均表现为N_(255)>N_(195)>N0(p<0.05)。N_(195)、N_(255)处理显著高于N_0处理,但N_(195)及N_(255)处理间无显著性差异(p>0.05),同一施氮处理下,W_2(569.4m^3/hm^2)、W_3(873.45m^3/hm^2)处理显著高于W_1(265.2m^3/hm^2)处理,但W_2及W_3处理间无显著性差异(p>0.05)。说明过量施氮和补灌对冬小麦株高、叶面积无显著性作用。(2)同一施氮水平下,补灌对冬小麦的增产效应随施氮量的增加呈下降趋势,说明施氮和补灌对冬小麦产量存在一定的临界值,超过临界值,产量下降。当施氮量为195kg/hm^2,补灌量为田间持水量的70%(569.4m^3/hm^2)时达最高产8 500kg/hm^2。(3)冬小麦成熟期,施氮处理的植株氮素积累量显著高于不施氮处理(p<0.05),但在W_2、W_3处理下,N_(255)相较于N_(195)显著下降(p<0.05),特别是在W_3(873.45m^3/hm^2)水平下,N_(255)甚至低于N_0处理;在N_0、N_(195)处理下,植株氮素积累量随补灌量的增加显著增加(p<0.05),但在N_(255)处理下并无显著差异(p>0.05),说明适量补灌、施氮可提高冬小麦的吸氮能力,但过量补灌、施氮并不利于植株对氮素的吸收。(4)拔节期补灌量的增加虽提高了冬小麦的吸氮能力,促进冬小麦吸收较多的氮素,却抑制了冬小麦体的氮素向籽粒的转移和分配。综合考虑冬小麦生长状况及氮素风险状况,建议施氮量为195kg/hm^2、补灌至田间持水量的70%(569.4m^3/hm^2),作为该区域适宜的水、肥用量。

测墒灌溉条件下不同养分配置对小麦-玉米产量及水分利用效率的影响

为寻求节水节肥增产增效的水肥配置模式,在河南省通许县进行测墒灌溉[亏缺灌溉(田间持水量的50%~60%)、限量灌溉(田间持水量的65%~75%)、充分灌溉(田间持水量的75%~85%)]条件下不同养分配置[底施专用肥750 kg/hm^2+追施N 75 kg/hm^2、底施控释肥600 kg/hm^2、底施控释肥600 kg/hm^2+追施N 75 kg/hm^2、底施控释肥750 kg/hm^2、底施控释肥750 kg/hm^2+追施N 75 kg/hm^2]对小麦-玉米产量及水分利用的影响研究。结果表明,限量灌溉处理可促进作物生长发育,与亏缺灌溉处理相比,小麦株高、穗长、小穗数、穗粒数和千粒质量总体均增加,不孕穗数下降,玉米有效穗长和千粒质量增加;与充分灌溉处理相比,小麦小穗数、穗粒数、千粒质量和玉米双行粒数、千粒质量总体均增加。对于小麦来说,限量灌溉处理较亏缺灌溉处理增产6.73%~11.61%,较充分灌溉处理增产0.71%~4.11%;水分利用效率较亏缺灌溉处理提高0.51~1.29 kg/(mm·hm^2),较充分灌溉处理提高0.63~1.12 kg/(mm·hm^2),以底施控释肥750 kg/hm^2处理效果最好,其次为底施控释肥750 kg/hm^2+追施N 75 kg/hm^2处理。对于玉米来说,限量灌溉处理较亏缺灌溉处理增产17.44%~21.45%,较充分灌溉处理增产1.20%~9.04%;水分利用效率较亏缺灌溉处理提高2.06~3.42 kg/(mm·hm^2),较充分灌溉处理提高1.28~3.09 kg/(mm·hm^2),以控释肥750 kg/hm^2+追施N 75 kg/hm^2处理效果最好。对于小麦-玉米来说,限量灌溉处理周年产量较亏缺灌溉处理增产11.99%~15.33%,较充分灌溉处理增产0.96%~4.99%;周年水分利用效率较亏缺灌溉处理提高1.51~1.81 kg/(mm·hm^2),较充分灌溉处理提高0.88~1.67 kg/(mm·hm^2),以底施控释肥750 kg/hm^2+追施N 75 kg/hm^2处理效果最好。根据作物产量和水分利用效率的分析结果,在该降水年型条件下,采用限量灌溉、底施控释肥750 kg/hm^2+追施N 75 kg/hm^2处理,既能提高小麦-玉米产量和水分利用效率,同时实现了节水增效的目的。

测墒补灌对新麦26产量、品质及耗水特性的影响

于2015—2016年选用优质小麦品种新麦26进行大田试验,在拔节期和开花期分别设置目标相对含水量为田间持水量的70%、75%、80%进行补灌。通过3个测墒补灌处理W70、W75、W80和一个传统灌溉Wck,用全生育期补灌水(W0)为对照,研究不同生育时期和不同目标含水量的测墒补灌对冬小麦产量、耗水特性、品质等的影响。结果得出:冬小麦在拔节期和开花期补充灌水量为Wck>W80>W75>W70;四个灌水处理下冬小麦对土壤水的消耗量主要分布在0~80 cm土层且测墒补灌处理增加了对土壤水的消耗比例。三个测墒补灌处理下的冬小麦湿面筋含量显著高于Wck。水分利用效率为W75>W70>W80>Wck>W0,W70、W75、W8处理之间差异不显著。W75处理下籽粒产量显著高于W70。综合考虑不同处理的灌水量、籽粒产量和水分利用效率等指标,可得在本试验条件下在冬小麦的需水关键期(拔节期、开花期)将土壤墒情保持在田间持水量的75%为较佳灌水处理,冬小麦高产节水成效显著。