【目的】探索新疆天山北部准噶尔盆地南缘区膜下滴灌玉米年际需水量、气象因素、水分生产率、作物系数以及生长、生理动态等变化特征,为调整区域作物种植结构,高效节水提供理论依据。【方法】在新疆灌溉中心试验站,通过2013—2015年3年的旱棚灌溉试验,分析4种不同灌水定额300、375、450、525 m3·hm(-2)(分别用T1、T2、T3、T4表示)玉米年际内和年际间耗水规律、作物系数及生长、生理指标变化,采用相关分析方法,探明各气象因素与玉米需水量的相关关系,确定影响玉米需水量变化的主要气象因素。【结果】

通过小麦田间试验所测数据,研究分析北疆滴灌春小麦全生育期内土壤水分状况变化、耗水量、耗水规律及作物系数,结果表明:滴灌春小麦根系吸水主要是0~60 cm处的土壤水,从苗期至分蘖期主要消耗0~40 cm的土壤水分,随植株根系增大、伸长,到拔节期吸水主要以0~60 cm土壤水为主,而80~120 cm土层受根系长度影响,土壤含水率变化幅度不大。在成熟期停止灌溉后,各土层含水率都减小;北疆春小麦生育期内总耗水量为抽穗期>拔节期>分蘖期>苗期>灌浆期。从苗期至灌浆期叶面积系数从小变大又逐渐减小,作物系数也由小变大,后又由大逐渐变小。

分析了试验地区夏玉米在降雨年型为一干旱年的需水与耗水规律。结果表明 ,试验条件下 ,夏玉米全生育期需水量为 35 9.8mm。夏玉米日需水强度呈抛物线型 ,苗期较小 ,拔节到抽雄达到最大 ,抽雄到灌浆后需水强度逐渐减小。土体供水在耗水来源组成中所占比例很小 ,甚至出现负供水。但是在某个生长发育阶段 ,特别是出现水分胁迫的条件下 ,土体供水可在玉米耗水组成中占主导地位

为抵御辽宁省西部半干旱地区频发的旱灾，解决干旱迫使花生严重减产的问题。在充分利用自然降水的条件下，对辽宁省西部半干旱地区春播花生膜下滴灌补灌灌溉制度进行初步研究，研究在膜下滴灌条件下不同补灌定额和补灌次数对花生田间水分、耗水量以及产量的影响。结果表明：浅层土壤含水量和花生耗水量受补灌量的影响差异较为显著。其中１０ｃｍ深土壤含水量在１０％～２５％之间较大幅度变化，而５０ｃｍ以上深度土壤含水量维持在１９％～２０％，变化幅度较小。补灌量较少的耗水量较小，即ｃＫ处理最小，为２４７．３５ｍｍ；补灌量和补灌次数适当的增加对花生增产具有一定的效果，其中处理Ｔ３Ｉ３表现最为显著，较ｃＫ处理增产４０．５％，且水．．．

【目的】明确等灌溉量膜下滴灌与细流沟灌对玉米生长、产量及水分利用效率的影响。【方法】以郑单958为研究对象，于2015—2021年进行田间试验，通过管式水分仪测定窄行、根区和宽行下0—50 cm土层水分含量，研究膜下滴灌与细流沟灌对土壤水分分布状况及其对玉米株高、叶面积指数、叶绿素含量、生物量、产量、水分利用效率等的影响。【结果】膜下滴灌优先补充窄行和根区的土壤水分，而细流沟灌优先补充宽行表层的土壤水分。而玉米耗水主要集中在0—30 cm土层范围内，膜下滴灌的窄行和根区0—30 cm土层水分含量均高于细流沟灌；随着土层深度增加灌溉对土壤含水量的影响减小，40—50 cm土层水分动态受灌溉方式影响较小。膜下滴灌较细流沟灌可显著促进玉米在开花期和成熟期的生长，提高叶面积指数。开花期膜下滴灌玉米的株高和叶面积指数较细流沟灌平均增加4.3%和8.3%，成熟期平均增加4.9%和15.1%。开花期和成熟期玉米总生物量均为膜下滴灌>细流沟灌处理，开花期增加12.2%，成熟期增加11.5%。膜下滴灌处理的玉米干物质转移量、干物质转移率和干物质转移量对籽粒贡献率均显著高于细流沟灌处理，分别增加17.8%、3.8%和3.5%。膜下滴灌显著提高玉米产量和灌溉水利用效率，平均增产14.4%，灌溉水利用效率平均提高14.6%。【结论】在等灌量条件下，膜下滴灌增加玉米根区水分含量，促进玉米生长，有利于玉米干物质积累及转运，提高产量，实现节水增效；较细流沟灌平均增产2 131.68 kg·hm-2，灌溉水利用效率提高8.8%—24.1%。因此膜下滴灌是北疆玉米种植的高产高效灌溉方式。

【目的】研究膜下滴灌条件下，不同灌溉定额对土壤水盐时空分布特征、春玉米产量和水分利用效率的影响。【方法】在石羊河流域中游，通过２０１４—２０１５两年的灌溉试验，对春玉米生育期设置不同灌溉定额（４ ８００、４ ２００和３ ６００ ｍ３·ｈｍ～（－２）），测定０—１００ ｃｍ土层内，土壤水盐时空分布特征，春玉米播种前和收获后土壤全盐量在年内和年际间的变化，春玉米产量及其构成要素。【结果】随灌水定额的增加，０—６０ ｃｍ土层土壤含水率增加明显，当灌水定额从４２０ ｍ３·ｈｍ～（－２）增加到４８０ ｍ３·ｈｍ～（－２）时，春玉米吐丝扬花期０—６０ ｃｍ土层平均含水率可保持在２４．５２％以上。在作物需水．．．

针对河西灌区玉米种植过程中水肥利用率及播种效率低下的问题,设计一种玉米种肥同穴与膜下滴灌一体播种机。该机具由有机肥排肥装置、滴灌铺设装置、地膜铺设装置、排沙装置、膜上覆土装置和播种装置等6部分组成。根据农艺种植要求对机具的关键装置进行理论分析,确定正常工作时机具匹配的施肥装置、播种装置和覆沙装置的合理容积;确定穴播器和排肥器的外形尺寸;通过Adams分析软件验证了机具种肥同穴的可行性。田间试验结果表明:机具前进速度为0.55m/s时,空穴率为0.9%、穴粒数合格率92.3%、膜下播种深度合格率97.8%。样机能够一次性完成施肥、滴灌带铺设、覆膜、覆沙、播种、覆土等工序,实现了旱区玉米的种肥同穴与膜下滴灌的栽培且满足覆膜穴播机技术要求。

农田作物耗水规律研究对提高农业用水效率、保障作物高产有重要意义。本文运用新型五水转化动力过程实验装置人工精确控制夏玉米生长环境条件，监测蒸散发实时变化，分析均质粉砂壤与层状壤质土土壤条件下夏玉米耗水规律。结果表明：均质粉砂壤与层状壤质土壤夏玉米蒸散发日变化呈单峰曲线，在１４∶００－１４∶３０达到峰值；日蒸散发呈先增大后减小趋势，在１２月２１日达全生育期最大值，分别为３．７０ｍｍ／ｄ、３．９０ｍｍ／ｄ；５日蒸散发变化呈线性增长－小幅度降低－回升－逐渐降低趋势，最大值分别为１７．００ｍｍ、１８．０８ｍｍ；全生育期总蒸散发分别为３７３．９４ｍｍ、３９５．６５ｍｍ；均质粉砂壤与层状壤质情形下夏玉米全生．．．

为明确不同区域玉米需水量的时空变化,根据联合国粮食与农业组织(FAO)推荐的彭曼公式和作物系数法,利用1961—2020年558个典型气象站点的标准气象数据对我国不同区域玉米的生育期作物需水量进行计算,并结合玉米生育期内的降水量进一步分析不同区域玉米的水分盈亏时空变化。结果表明,全国玉米生育期内需水量在区域间呈现明显的差异,多年平均在285～987mm/年,春玉米的需水量要高于夏玉米,二者的多年平均值分别为468和326mm/年。其中西北农牧区、北部中低高原农牧区和东北农林区为春玉米需水量的高值区,需水量分别为699、566和496mm/年。玉米的水分亏缺量在不同区域间也有明显的差异,各区域的水分亏缺量在3～638mm/年。西北农牧区春玉米的水分亏缺量最高,其均值高达638mm/年,其次为北部中低高原农牧区和东北农林区,水分亏缺量分别为324和145mm/年。从这60年的需水量和水分亏缺量变化趋势来看,不同区域呈现不同变化趋势,其中长江中下游平原农作区、华南农林渔区和西北农牧区的春玉米水分亏缺量呈下降趋势,北部中低高原农牧区、四川盆地农作区和西南中高原农林区呈增加趋势,夏玉米水分亏缺量呈下降趋势。此外,1961—2020年玉米全生育期需水量在年际间存在一定的变化。

研究了氮素营养水平对大垄双行膜下滴灌玉米生育后期叶片衰老特性及产量的影响。结果表明:随着氮素施用水平的增加,玉米叶片叶绿素和可溶性蛋白含量、4种保护酶(SOD、POD、CAT和APX)活性均显著升高,MDA和H2O2含量与氧自由基产生速率则降低,当氮肥达到400 kg.hm-2,则呈现相反趋势。花后同一时期的同一氮肥处理下,玉米不同层位叶片叶绿素含量,可溶性蛋白含量,POD、CAT和APX活性从大到小依次为:穗位叶、穗位上第5片叶、穗位下第5片叶。玉米不同层位叶片SOD活性从大到小,开花初期(0～10 d)依次为:穗位叶、穗位上第5片叶、穗位下第5片叶;开花中后期依次为穗位上第5片叶、穗位叶、...

【目的】针对东北半干旱区覆膜滴灌玉米生产中大量施磷导致的效率低与环境风险增大问题,通过3年定位试验,系统研究了覆膜滴灌条件下不同磷肥用量对玉米产量、磷肥利用效率和土壤供磷能力的影响,为该区域玉米磷肥合理施用提供科学依据。【方法】于2015—2017年在吉林省半干旱玉米主产区(乾安县)布置定位田间试验。共设6个磷肥用量处理,分别为0(P0)、40 kg·hm-2(P40)、70 kg·hm-2(P70)、100 kg·hm-2(P100)、130 kg·hm-2(P130)和160 kg·hm-2(P160),测定指标包括玉米产量及其构成、成熟期植株磷含量和土壤有效磷含量,并计算作物吸磷量、磷肥利用效率和土壤-作物系统的磷素表观平衡状况。【结果】施磷可显著提高玉米产量,增幅依次为6.2%—21.2%(2015年)、9.0%—20.6%(2016年)和12.9%—30.3%(2017年),3年平均增幅为9.2%—23.9%,增产的主要原因是施磷增加了穗粒数、百粒重和收获指数。玉米产量随磷肥用量的增加呈先升后降趋势,其中以P100处理玉米产量最高。磷素表观回收率和磷素偏生产力均随磷肥用量的增加而下降,磷素农学利用率随磷肥用量的增加先升后降。与不施磷肥相比,随磷肥用量和施磷年限的增加,0—40 cm土壤有效磷含量呈增加趋势,其中P100处理土壤有效磷含量与试验起始时土壤有效磷含量相近。连续种植3季玉米后,P0、P40和P70处理土壤磷素表观平衡值均表现为亏缺,亏缺量随磷肥用量的增加而下降;P100、P130和P160处理的土壤磷素表现为盈余,并随磷肥用量的增加而增加。将盈余率(x)与磷肥用量(y1)、土壤有效磷含量(y2)、磷肥利用效率(y3)分别进行拟合,当x=0时,磷肥用量为92.4 kg·hm-2,玉米产量为12 497 kg·hm-2,0—20 cm和20—40 cm土壤有效磷含量分别为34.6和28.4 mg·kg-1,磷素表观回收率为24.1%,磷素农学利用率为21.9 kg·kg-1,磷素偏生产力为146.1 kg·kg-1;其结果与最高产量处理(P100)相对应的玉米产量、土壤有效磷含量和磷肥利用效率结果相近;以理论盈余率为0时施磷量的95%为置信区间,得出最佳施磷范围在88—97 kg·hm-2。【结论】本研究中磷肥用量88—97 kg·hm-2范围内不仅能获得玉米高产,还能维持土壤磷素平衡,可作为东北半干旱区覆膜滴灌条件下玉米高产与环境友好的磷肥管理参考依据。

作物需水量是制定灌溉用水计划和水资源规划的重要依据,了解其历史变化和未来发展趋势对预测农作物用水走势并据此制定合理决策至关重要。本文基于辽西北地区9个气象站1964—2013年的气象及土壤资料,采用FAO推荐的Penman-Monteith模型与充分灌溉条件下的土壤水分密度函数法获得春玉米不同生育期需水量,并预测了未来气候变化对辽西北春玉米净灌溉需水量的影响。结果表明:1964—2013年近50年辽西北春玉米需水量基本呈现不显著下降趋势,空间分布规律为自东南向西北方向逐渐递增;净灌溉需水量多年平均值为40

【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ET0 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。

【目的】为充分了解甘肃省玉米水分利用状况,为区域内水资源的合理分配、农业制度的制定以及农业工程灌溉设计提供理论依据和技术支撑。【方法】基于近50 a甘肃省34个气象站点的逐日气象数据,并借助GIS技术计算甘肃省近50 a玉米需水量、缺水量和水分盈亏指数,并对其时空特征进行深入分析。【结果】(1)近50 a甘肃省玉米需水量和缺水量没有明显的变化趋势,属于正常波动,平均值分别为545.51和423.51 mm;(2)不同生长阶段玉米需水量和缺水量均表现出明显的差异,生长发育期需水量和缺水量显著高于其他时期,分别占整个生育期需水量和缺水量的40.99%和41.65%;(3)在空间变化上,甘肃省玉米需水量和缺水量呈现出从东南到西北递增的趋势,河西区域需水量和缺水量显著高于其他区域;(4)近50 a甘肃省玉米水分盈亏指数随有效降水量的下降呈明显的下降趋势。【结论】近50 a甘肃省玉米干旱情况在不断加剧,只有合理分配水资源,制定有效的灌溉制度,才能保证农作物水分利用的时效性,提高水分利用效率,缓解农作物用水需求。