交替隔沟灌溉对玉米耗水规律及其产量的影响

针对黑龙江西部风沙土区多风少雨,春旱严重,粮食产量及作物水分利用效率低等实际问题,于2009年在黑龙江省杜蒙县进行了交替隔沟灌溉条件下的玉米耗水规律及其产量的试验研究,为当地节水农业的发展提供必要的理论与技术支撑。试验表明,玉米整个生育期内拔节—抽雄期耗水量最大,日耗水量在抽雄—灌浆期最大。交替隔沟灌溉在适宜的灌水量水平下,产量增加显著。本试验中产量最高时,生育期灌水定额分别为苗期325 m3/hm2、拔节期300 m3/hm2、灌浆期400 m3/hm2。各生育期耗水量分别为播种—苗期38.92 mm、苗期—拔节91.14 mm、拔节—抽穗100.00 mm、抽穗—灌浆65.49 mm、灌浆—乳熟53.28 mm、乳熟—收获33.35 mm。     

河套灌区小麦套种葵花灌溉制度研究

为研究河套灌区小麦套种葵花高产、节水的灌溉制度,在田间试验的基础上分析了套种模式下作物的耗水规律,运用Jensen模型建立水分生产函数并对灌溉制度进行了优化。结果表明:小麦拔节、抽穗、灌浆及葵花现蕾期是作物生长的关键期,适宜的水分条件是保证高产的重要因素;通过多元线性回归方法求解得出敏感性指数分别为小麦拔节期0.350 6、小麦抽穗期0.319 5、小麦灌浆期0.194 6、葵花现蕾期0.322 7;以产量最大为目标函数得出小麦套种葵花最优灌溉制度(灌水量)为:小麦拔节期90~95 mm、抽穗期75~85 mm、灌浆期60 mm,葵花现蕾期85~90 mm,全生育期灌水量310~330 mm。     

非充分灌溉条件下冬小麦耗水规律研究

以不同生育期的土壤水分水平为试验因素,采用正交设计研究了华北平原冬小麦在不同生育时期的水分亏缺对蒸发蒸腾量和产量的影响,分析了冬小麦的耗水规律,建立了产量与水分之间的函数关系。研究结果表明:冬小麦耗水规律为:苗期耗水量较小;分蘖期和越冬期耗水量较苗期明显降低;返青期后耗水量缓慢升高;从拔节期开始到抽穗扬花期,耗水量明显增加;灌浆成熟期耗水量急剧增加并达到耗水高峰。冬小麦总产量与总耗水量之间呈二次抛物线关系,全生育期最佳灌水量为416.55 mm;水分生产函数的敏感指数以抽穗扬花期、灌浆成熟期、拔节期、苗期、分蘖越冬期、返青期的顺序依次降低,与冬小麦耗水规律基本一致。     

河北省 5 个县域冬小麦-夏玉米连作灌溉需水特性分析

利用河北平原区5个县域及周边的雨量站、气象站和农气站资料,综合考虑降水、土壤和作物特性,提出修正的SCS-CN模型用于计算作物有效降水量,采用FAO推荐的Penman-Monteith公式和作物系数法计算作物需水量,探讨研究区不同水文年份作物灌溉需水量的时空分布特性。结果表明,研究区冬小麦-夏玉米连作多年平均作物有效降水量、作物需水量和灌溉需水量分别为389、736和347mm,丰水年、平水年和枯水年冬小麦-夏玉米连作灌溉需水量分别为321、382和423mm。冬小麦生育期灌溉需水量271～350mm,返青-拔节期、拔节-抽穗期和抽穗-成熟期灌溉需水量各占全生育期的26%、26%和29%;夏玉米全生育期灌溉需水量0～49mm,抽雄期和成熟期分别占全生育期的52%和48%。作物有效降水量空间分布,石家庄3县西高东低,邯郸2县西低东高;作物需水量石家庄3县高于邯郸2县;研究区灌溉需水量空间分布不均,大致呈带状分布。     

灌水对麦田水分状况及耗水量的影响

在小麦生长季降水量为101.1 mm的情况下,进行了不同灌水处理的麦田各土层不同生育期的含水率变化和小麦耗水特性试验研究。结果表明:小麦越冬期主要消耗浅层水,灌越冬水对0~60 cm土层含水率影响显著;返青期消耗土壤水量较少;拔节期0~100 cm土层是主要供水层;抽穗期灌水更有利于提高土壤水分;灌浆成熟期对深层土壤水分的利用量较大。     

华北轮作农田灌溉制度多目标优化模型及应用

针对华北地区冬小麦-夏玉米轮作种植模式,构建了轮作农田灌溉制度多目标模拟-优化模型,该模型利用水量平衡模型模拟不同灌溉制度下的农田耗水过程,利用水分生产函数估算不同耗水条件下的作物产量,以2种作物每次灌溉的灌水时间及灌水定额为决策变量,以两种作物产量最大为目标函数。引入动态罚函数对灌溉定额进行约束,采用改进非支配排序遗传算法进行求解,最终用理想点法对所得Pareto非劣解进行决策。不同灌溉定额下北京地区冬小麦-夏玉米轮作农田灌溉制度多目标优化结果表明:轮作模式下冬小麦的灌水关键时期为抽穗与灌浆期,与水分敏感期基本一致;夏玉米的灌水关键时期为拔节与抽穗期,受前期墒情及降水影响比水分敏感期有所提前。在最优灌溉制度下,随着灌水量的增加,两种作物产量均增加;产值呈抛物线增加,但边际产值递减;单位灌水量产值呈幂函数减小;同时作物耗水量呈对数增加,而土壤水利用量呈抛物线减少。     

调亏灌溉不同灌水量对玉米生长和产量的影响

为了探究调亏灌溉对玉米生长的影响,设计了玉米不同生育期亏水试验。试验结果表明,拔节-孕穗期复水后玉米株高生长速度最快,进行亏水处理对玉米根系有显著抑制作用。玉米不同生育期的水分亏缺对玉米株高和产量的影响程度排序分别为:拔节-孕穗期>三叶-拔节期>孕穗-灌浆期>灌浆-成熟期。在三叶-拔节期进行适宜程度的亏水处理可以明显提高灌溉水利用率,玉米不但不会减产,反而能提高玉米产量性状。该研究为寻找作物高产、节水的技术方法打下基础。     

地下膜调控润灌对冬小麦耗水规律 及水分利用效率的影响

通过测坑及田间试验,探究地下膜调控润灌条件下冬小麦各生育期的耗水量、耗水强度及模系数,研究不同 供水条件对作物产量和水分利用效率的影响,提出该灌水技术条件下所研究作物的适宜灌水定额和灌溉制度。 研究表明：在试验设定的灌水量范围内,较小的灌水定额可获得较高的水分利用效率;综合考虑产量和水分利用 效率,地下膜调控润灌条件下冬小麦较优的灌水处理为 SM处理,即灌水定额为 450?m 3/hm 2,灌水时期分别是返青、 拔节、抽穗、灌浆 4 个时期,灌水次数为 4 次,灌溉定额为 1?800?m 3/hm 2;在 SM处理下,冬小麦产量可达到 9?520.03 kg/hm 2,水分利用效率可达到 2.85?kg/m 3。该试验结果可为缺水地区冬小麦种植探究高效可行的灌溉方式提供合 理的参考依据。     

不同灌水量对绿洲玉米叶面积动态及产量的影响

以河西绿洲春玉米为研究对象,分析了不同灌水量对玉米全生育期叶面积动态、产量及产量构成要素的影响。结果表明:不同灌水处理玉米单株叶面积在灌浆初至灌浆中期达到高峰,且稳定期持续至灌浆末期,此后单株叶面积衰减较快。进入灌浆期以后,不同灌水处理玉米叶面积相对生长率已开始出现负值,叶面积已有开始衰减迹象。与充分灌水相比,有限灌水不仅显著节水31.1%,还可使玉米产量提高2.9%,而有限灌水粒重、行粒数和穗粒数的增加则是玉米节水高产的主要原因。因此,不同灌水量显著影响玉米叶面积生长和产量形成过程,生产中应侧重通过前期有限水分亏缺(拔节期中度水分调亏而大喇叭口-孕穗期轻度调亏)产生的后补偿效应促进生育中后期叶面积的持续稳定发展,从而实现玉米高产和水分高效利用的双赢。     

水稻旱作的需水规律与土壤水分调控

依据实测试验资料，分析了旱作水稻的耗水特性和规律，土壤水分、耗水量和产量三者之间的相互关系，受旱对各阶段生长发育的影响，以及不同阶段、不同程度受旱对最终产量的影响等，并求得了旱作水稻各阶段受旱的水分敏感指（系）数的生产函数。研究结果表明：受旱对产量影响最大的阶段为拔节孕穗期，抽穗灌浆期次之，分蘖期适当的水分亏缺反而有利于旱作稻的协调发育和提高产量；旱作水稻各阶段土壤水分的调控标准为：分蘖前期70－80、分蘖后期55－65、拔节孕穗期＞80、抽穗灌浆乳熟期70－80（均为占田间持水量的％），与旱作充分灌溉和水作相比可分别节水25％和60％。     

晋南冬小麦节水高产灌溉制度研究

根据灌溉试验资料，在分析晋南冬小麦生育期水分亏缺程度的基础上，研究拟订了该区冬小麦节水高产灌溉制度，即生育期内浇返青、孕穗、灌浆三次关键水，灌溉定额１８００ｍ＾３／ｈｍ＾２，灌水定额６００ｍ＾３／ｈｍ＾２左右，就可达到节水高产的目的。结合晋南冬小麦不同生育阶段缺水对产量的影响分析及我国北方各地对冬小麦最佳灌水时间的研究成果，对晋南冬小麦的最佳灌水时间进行了分析论证。具体实施节水灌溉制度时，根据晋南     

晋中地区冬小麦最优灌溉制度研究

根据在晋中地区对冬小麦进行的四种灌溉制度试验对比，研究了灌溉制度对冬小麦产量构成及最终产量、节水效益和经济效益的影响。结果表明灌三水处理的已经基本能够满足高产小麦对水分需求，是水分利用效率最高，也是最经济高效的节水灌溉方式。文中提出了一套适合华北半湿润偏旱井渠结合灌区冬小麦节水效益型灌溉制度。     

基于冠气温差的冬小麦水分亏缺诊断试验研究

为提高灌溉预测的精度和及时性,基于两个生长季的冬小麦田间试验资料,揭示了冠气温差与多因素的响应关系,阐明了冠气温差对叶片光合速率、蒸腾速率的差异区间,获得了以相对冠气温差为基础的冬小麦水分亏缺调控阈值。结果表明：冬小麦冠气温差响应土壤水分调控,数值呈增大变化趋势。0~60cm的土壤平均水分、饱和水汽压差与冠气温差显著负相关,叶片光合速率、蒸腾速率与冠气温差呈显著的二次抛物线关系,冠气温差、相对冠气温差对叶片光合速率、蒸腾速率的差异区间可作为反映冬小麦叶片水分高效利用的调控阈值。不同水文年相对冠气温差差异区间较为一致,不同生育阶段（抽穗开花期、灌浆期、成熟期）范围分别是0.40~0.60,0.40~0.55和0.40~0.65。     

应用分布式水文模型优化黑龙港及运东平原农田灌溉制度Ⅱ：水分生产函数和优化灌溉制度

黑龙港及运东平原是河北省的主要农业区,同时也是华北平原的少雨中心,探讨适用于该地区冬小麦和夏玉米的水分生产函数类型,并应用于制定优化的灌溉制度,对于该区域节水农业的建设具有重要的现实意义。本文以经过参数率定与模拟验证的土壤水评价工具(SWAT)为手段,设置了1种充分灌溉处理和9种非充分灌溉情形,拟合得到冬小麦和夏玉米的水分生产函数,在此基础上,依据水分敏感系数(或指数)确定出灌溉的关键生育期,以不考虑氮磷胁迫的历史灌溉情景为基本情景,设置了3种优化灌溉方案。结果表明:在所确定的冬小麦和夏玉米灌溉的关键生育期,采用优化后的灌溉量,与基本情景相比,在保证冬小麦-夏玉米种植制度下的作物基本稳产(产量平均增加2.54%)的前提下,平均节省灌溉量23.55%,水分利用效率平均提高6.29%。总之,模拟得到的优化的灌溉制度对于该区域冬小麦-夏玉米轮作体系下的农田节水灌溉管理具有一定的参考价值。     

冬小麦抽穗期土壤水分对生理指标影响的试验研究

依据冬小麦不同水分处理的灌溉试验,分析了抽穗期5种土壤水分条件下叶片气孔导度、冠气温差及光合速率等生理指标的日变化规律,并对各生理指标间进行了相关性分析.结果表明:土壤水分对冬小麦抽穗期气孔导度、冠气温差及光合速率有着显著的影响,且各指标日变化趋势基本一致;气孔导度与冠气温差、光合速率均呈正向相关,两者均随气孔导度的增加呈上升趋势,但不同土壤水分条件下上升幅度不同.     

灌水、施肥与冬小麦蒸发蒸腾量及产量的关系

试验研究了晋南地区冬小麦在不同生长期的亏水灌溉、施肥条件下对其产量的影响。研究表明,冬小麦蒸腾量随着灌水量增加而增加,相应的产量也明显提高;冬小麦产量与总耗水量呈二次抛物线关系;灌水量相同,施肥量不同,对水分蒸腾量的影响较小;施肥和灌水相同条件,灌水时间不同对产量的影响明显。     

基于耗水平衡分析的区域水资源管理

传统的供水管理和需水管理难以满足水资源可持续利用的要求,从耗水管理角度出发,以区域耗水平衡为理念,采用SWAT模型对河北省馆陶县基于蒸腾蒸发(ET)的水资源管理进行了分析,模拟了小白龙灌溉、低压管灌和喷灌3种不同节水灌溉方式下分别对应的6种作物种植结构调整模式(共18套水资源管理方案)的区域耗水水平。研究结果表明,低压管灌和喷灌两种节水灌溉方式对于减少区域ET量的作用与其所减少的取水量相比差距较大,真实节水效果并不十分显著。影响区域ET的主要因素是降水,区域ET量在湿润年份明显要高于干旱年份。这一规律并不随着灌溉方式和作物种植结构调整而发生根本性变化。灌溉对冬小麦生育期ET量的影响要显著高于对玉米生育期ET量的影响,减少冬小麦种植面积可以有效降低区域ET量。因此,馆陶县实现区域耗水平衡的最佳灌溉管理方案是灌溉方式为喷灌、冬小麦种植面积减少20%且全部改种为棉花。研究结果可为区域水资源管理和水资源高效利用提供参考。     

北方缺水地区节水灌溉的动态规划模型

文章应用系统分析、运筹学、数理统计及节水灌溉的原理,研究灌区内冬小麦的灌溉制度的变化规律,建立冬小麦节水灌溉制度的动态规划模型,并求出在不同灌溉定额下的最优解。     

川中丘陵区节水栽培技术对冬小麦水分利用效率的影响

水分不足是限制川中丘陵区冬小麦生长发育及产量的重要因子。通过不同节水栽培措施条件下耗水特性、潜在蒸散量与作物系数的研究成果,对冬小麦的产量与水分利用效率进行了分析。试验结果表明：①在冬小麦全生育期,常规灌溉（保证田间持水量75%）耗水量最高,达到421mm ;依赖于降雨耗水量最低,仅为348mm 。②川中丘陵区冬小麦生育期逐日的潜在蒸散量（ET₀）的平均值在0.93～3.81mm/d 幅度内变动,并呈现出前期平稳、中后期逐渐增加的特征。③在冬小麦全生育期,各处理措施的K_c值幅0.23～1.92之间,并呈现一抛物线特征。在拔节期达到最大值,成熟期达到最低值;且秸秆覆盖+常规灌溉栽培措施平均K_c值最大,对照平均K_c值最小。④冬小麦产量以秸秆覆盖+常规灌溉处理最高,达到 6 222.53 kg/hm²,而以对照（A）最低,仅为3 852.00kg/hm²;冬小麦的水分生产率与灌水生产率则均表现为秸秆覆盖+节水灌溉处理最高,分别达到0.55kg/m³和3.62kg/m³。