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。

不同灌溉方式下氢、氧同位素分布与小麦水分利用特征

[目的]探明不同灌溉方式对小麦水分利用的贡献率及小麦根系吸水规律,可为合理应用灌溉用水提供科学依据。[方法]利用稳定氢氧同位素示踪法,研究了防雨棚条件下常规灌溉(X)与滴灌(D)不同灌水量条件下(X_(1),D_(1)∶15 mm;X_(2),D_(2)∶30 mm;X_(3),D_(3)∶45 mm)冬小麦生长期间土壤水稳定同位素变化特征,以及土壤耗水强度、光合生理特征及水分利用特征。[结果]随小麦生育期的推进,根系吸水逐渐加深。在拔节期小麦主要利用0-20 cm深度的土壤水;在抽穗期X_(2),D_(1)和D_(2)处理主要利用了0-20 cm土层的水分,但X_(1)处理主要利用了60-80 cm土层的水分,占53.9%,X_(3)处理主要利用了40-60 cm土层的水分,占77.0%。而D_(3)处理主要利用了0-60 cm土层的水分,占80.0%;到灌浆期,X_(1)和X_(2)处理主要利用了0-60 cm土层的水分,分别占86.2%和90.6%,而X_(3)处理主要利用了40-60 cm土层的水分,占73.9%。而D_(1)和D_(2)处理不同土层的水分利用比例较均匀,分别介于7.1%~27.8%和13.0%~38.2%之间。D_(3)处理主要利用了20-40 cm土层的水分,占51.0%。除抽穗-灌浆期中水处理(D_(2))及灌浆-收获期高水处理(D_(3))外,滴灌均有效降低了小麦的日耗水量。与常规灌溉相比,滴灌D_(2)和D_(3)处理更利于提高小麦的光合速率和叶片水分利用效率。此外,滴灌处理在小麦抽穗期和收获期均有效提高了小麦的生物量。最终,滴灌较常规耕作小麦产量提高了21.6%~28.0%和水分利用效率提高了24.4%~36.7%,均以D2处理最高。相关分析表明:小麦生长过程中,抽穗期0-20 cm土层水分贡献率和灌浆期80-100 cm土层的水分贡献率的提高对于其产量与水分利用效率的提高更为有利。[结论]滴灌更利于提供均匀的水分供给作物,同时减少水分无效蒸发,提高作物产量和水分利用率。

长期施用保水剂对小麦生长和水分利用的影响

[目的]开展保水剂长期施用对作物增产和水分利用效率的研究,为探索浅山丘陵旱作区资源利用效率和生产效率的关键提升技术提供科学依据。[方法]采取田间定位试验的方法于2011—2019年在河南省农科院节水农业禹州基地进行了不同保水剂用量对小麦产量与水分利用的影响研究。试验设置未施保水剂(CK)、保水剂15 kg/hm 2(F)、保水剂30 kg/hm 2(T)、保水剂45 kg/hm 2(V)等4个处理。[结果]①同一年份施用保水剂处理随小麦生长发育土壤耗水量略有增加,各处理表现为:V>T>F>CK;不同年份之间,贫水年土壤耗水量相对较大,富水年增减不一,表现为:2019年>2014年>2015年>2011年>2012年>2016年>2018年>2013年>2017年。②小麦总耗水量与生育期降水量趋势基本一致,即不同年份之间丰水年小麦总耗水量较大,贫水年总耗水量较小。③施用保水剂处理有利于改善小麦生长发育,提高单位群体数量、株高、穗长、小穗数、穗粒数和千粒质量,减少不孕穗。④小麦产量表现为:V>T>F>CK,保水剂处理较CK增产2.31%~19.20%。随着施用年限延长,F处理至第4 a后对小麦的增产幅度趋于稳定,T处理的增产率随施用年限的增加逐步提升,V处理则表现为先增再减再逐步提高的过程。⑤单位净收益、水分利用效率与产量的趋势一致。水分利用效率不同年份间表现为先降低再升高(2012—2016年),再降低再升高(2017—2019年)的过程。与土壤耗水量变化趋势一致,与贫水年降水量、总耗水量的变化趋势相反。并以V处理的水分利用效率提高幅度最大,较CK提高1.70~4.51 kg/(hm2·mm)。⑥小麦产量、水分利用效率、土壤耗水量、总耗水量之间呈显著的正相关关系。[结论]基于不同降水年型、小麦产量、水分利用效率、净收益等综合考虑,小麦最佳的保水剂用量为45 kg/hm 2。