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栽培模式及施氮对冬小麦-夏玉米体系产量与水分利用效率的影响 总被引：7，自引：1，他引：6
通过位于陕西杨凌的为期6年的田间定位试验,研究了长期覆盖栽培(常规、垄沟、覆草及控水)及施氮量(N0、120、240 kg/hm2)对小麦-玉米轮作体系作物产量及水分利用效率的影响。结果表明,与常规模式相比,垄沟和覆草模式均显著增加了玉米子粒产量,对小麦子粒产量的影响未达显著水平,控水模式降低了玉米和小麦的产量。4种不同栽培模式对玉米-小麦6年总产量的贡献大小顺序为:垄沟覆草常规控水,差异达显著水平。垄沟模式显著提高了玉米和小麦的水分利用效率;覆草和控水模式显著提高了玉米的水分利用效率,对小麦水分利用效率的提高未达显著水平。不同栽培模式下,玉米和小麦的总水分利用效率的大小顺序为:垄沟覆草控水常规,差异达显著水平。与未施氮肥相比,施氮N 120和240 kg/hm2显著提高了玉米、小麦的产量和水分利用效率,但两施肥处理间产量和水分利用效率差异不显著。 相似文献
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《水土保持研究》2020,(1)
在山西省中南部,为探究小麦单作、苜蓿单作和小麦苜蓿间套作不同作物生长期土壤剖面水分变化,分析了各处理的阶段性土壤剖面耗水状况及其各处理的系统作物水分利用效率的差异。结果表明:3月中旬和10月上旬不同处理平均土壤含水量均高于6月下旬,且不同生长期土壤含水量和土壤储水量大小顺序均为小麦单作小麦苜蓿间套作苜蓿单作。在小麦和苜蓿共同生长期(3—6月份)内小麦苜蓿间套作群体生物量(产量)5 742.64 kg/hm~2比小麦单作提高了17.67%,较苜蓿单作提高了44.07%,且小麦苜蓿间套作系统水分利用效率27.38 kg/(mm·hm~2)较小麦单作和苜蓿单作水分利用效率分别提高了16.98%和62.38%。在3—10月小麦苜蓿间套作生物量(产量)8 036.17 kg/hm~2较小麦单作和苜蓿单作生物量(产量)分别提高了41.17%和31.49%,其水分利用效率15.73 kg/(mm·hm~2)较小麦单作降低了30.80%,但较苜蓿单作提高了30.08%。在苜蓿单独生长期(6—10月份),苜蓿单作生物量(产量)比小麦和苜蓿共同生长期(3—6月份)减少了28.60%,间套作中苜蓿的生物量(产量)比小麦和苜蓿共同生长期(3—6月份)增加了5.11%。研究结果表明小麦和苜蓿间套作种植具有提高阶段性系统水分利用效率的优势。 相似文献
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东北黑土区作物水分利用效率的研究 总被引：1，自引：0，他引：1
研究了不同作物栽培模式、耕作措施及养分水平对东北黑土区水分利用效率的影响。结果表明,改进耕作措施的小麦-玉米-大豆农田生态系统优化模式的水分利用效率最高;深松耕作水分利用效率高达1.42kg/hm2·mm;自然降水条件下高肥区水分利用效率最高,适宜水分条件下高肥区、中肥区与有机肥区的水分利用效率差异不大,充足水分条件下中肥区水分利用效率最高。 相似文献
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农田生态系统水分循环与作物水分关系研究 总被引：8，自引：2，他引：8
谢贤群 《中国生态农业学报》2001,9(1):9-12
通过对我国不同类型农田生态系统水分循环与作物生产力关系的网络研究,探讨了我国主要类型地区小麦、玉米、大豆等几种主要作物的菡散耗水和需水规律、水分利用效率和作物水分生产函数,获得这些地区主要作物耗水需水特征及小麦水分生产函数。结果表明,在不同生态系统优化结构模式中作物与水分关系均得到极大改善,节约了作物用水,提高了作物产量和水分利用效率。 相似文献
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通过研究水分利用效率和产量之间的相关性,证明冠层温度在筛选小麦品种(系)时也是一个重要的指标。利用红外测温仪,于2006-2007年在甘肃陇东旱原研究了来自中国北方和美国的40个小麦品种(系)不同生育时期冠层温度的差异及其与产量、水分利用效率的关系。结果表明,不同基因型小麦在籽粒灌浆结实期存在着冠层温度高度分异现象,其分异程度随生育期的推后明显加大,到灌浆中后期达到最大。无论拔节期、灌浆初期还是中后期,旱地冬小麦产量、水分利用效率与冠层温度均呈极显著的负相关,并且随着生育期推移,相关性增大。灌浆中期以后不同基因型小麦冠层温度保持较高的一致性,冠层温度偏低的品种具有较高的产量和水分利用效率。灌浆中后期的冠层温度在评价小麦产量和水分利用效率上具有较高的可靠性,可作为田间选择的一个指标应用。 相似文献
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垄作小麦(Triticum aestivum L.)和间套作技术是我国华北地区农业生产中的重要种植模式之一。本研究结合华北地区严重缺水的实际, 以平作小麦、垄作小麦作为复种模式中冬小麦的对照, 平作菠菜(Spinaciaoleracea L.)复种番茄(Lycopersicon esculentum Miller)为复种模式中菠菜和番茄的对照(平作采用漫灌, 起垄栽培作物均采用沟内灌水), 研究了垄作小麦间作菠菜复种1 季番茄这一间套模式中冬小麦的产量和水分利用效率。结果表明, 垄作小麦及垄作小麦间作菠菜复种番茄比平作小麦减产11%, 减产是由于没能充分发挥边际效应而使得穗数降低。3 种模式的水分利用效率比较表明, 平作小麦水分利用效率最高, 其次是垄作小麦, 间套作条件下的垄作小麦水分利用效率最低。垄作小麦的水分利用效率低于平作小麦, 是因为冬小麦对沟内水分利用不充分, 而试验中降水、灌溉水主要存留于沟内。在垄作小麦沟内套种菠菜, 获得了与单作菠菜相同的产量, 说明冬小麦不影响菠菜产量。收获菠菜后接茬移栽番茄, 移栽时间应尽量后移, 可减少共生期, 便于田间管理和番茄生长。小麦、菠菜、番茄间作套种, 如果品种选择合理、时机恰当, 可以在小麦等粮食作物不减产的情况下, 增收2 茬蔬菜。 相似文献
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茬口和灌水对小麦产量及水分利用效率的影响 总被引：6，自引：2，他引：4
为高效利用水分资源以及不同茬口冬小麦栽培提供合理的灌水制度,在山西临汾采用小区试验设计方法研究了茬口和灌水对小麦产量及水分利用效率的影响.结果表明:各茬口3个灌水处理的小麦平均产量以玉米茬口＞油葵茬口＞休闲茬口＞大豆茬口,水分利用效率则为油葵茬口＞玉米茬口＞大豆茬口＞休闲茬口;各茬口均随灌水量的增加产量和水分利用效率提高,大豆茬口的灌浆水、其他3个茬口的拔节水分别较拔节水、灌浆水更有利于提高小麦产量和水分利用效率.同时明确了不同灌水处理条件下,各茬口在不同生育时段贮水和耗水的动态特征. 相似文献
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旱塬冬小麦水分利用特征及对施肥的响应 总被引：2，自引：0，他引：2
为了揭示施肥对黄土高原旱地冬小麦水分利用效率(WUE)的影响,通过对不同施肥处理条件下水分利用效率相关指标的研究发现:增施氮肥降低了小麦生育前期的叶片WUE,而提高了小麦生育后期的叶片WUE,并显著提高了小麦的叶面积指数(LAI),而增施磷肥效果不明显.增施氮肥显著提高了小麦的生物量和产量,从而提高了相应的生物量WUE和产量WUE;增施磷肥对小麦的生物量和产量的提高有一定的促进作用,但对生物量WUE和产量WUE的提高不明显.生物量、产量、LAI和相应的生物量WUE、产量WUE都呈极显著正相关,说明通过施肥提高了小麦的LAI,进而提高了群体光合效率和干物质积累,从而提高了水分利用效率. 相似文献
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吉林省梨树县不同作物产能及产能水分利用效率研究 总被引：1，自引：1，他引：0
东北地区旱地作物水分来源是降水,基于产能及产能水分利用效率比较分析吉林梨树可替代玉米种植的主要作物对该地区未来种植结构调整具有重要意义。该文基于吉林省梨树县4种作物(大豆、小麦、谷子和马铃薯)2 a田间试验,结合各作物在不同降水年型条件下全生长季和各生育阶段的耗水规律及水分亏缺程度,以作物产能和产能水分利用效率为研究指标,对各作物在雨养及灌溉处理条件下的产能水分利用效率和水分经济效益差异性进行了比较。结果表明,在平水及丰水年,马铃薯产能显著高于其他作物,其他作物无显著差异,雨养条件下马铃薯及谷子均超过100 000 GJ/hm~2,不同降水年型条件下灌溉对马铃薯产能提升效果显著但提升幅度存在差异。比较各作物不同年型条件下的产能降水利用效率、产能灌溉水利用效率和产能农业水分利用效率,马铃薯均达到20 GJ/mm以上,显著高于其他作物,且不同作物的产能水分利用效率受降水年型及水分处理影响的程度不同。对比作物需水量与降水量的耦合程度,马铃薯水分亏缺最严重,其次为大豆和小麦;谷子产能降水利用效率及丰水年产能农业水利用效率仅低于马铃薯,且在全生育期各生育阶段发生水分亏缺现象较少,具有极好的抗旱能力。比较而言,基于作物产能、产能水分利用效率及经济效益的作物结构调整,马铃薯和谷子相对于小麦和大豆有更大优势;基于作物抗旱能力,谷子具有绝对优势。 相似文献
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水分利用效率与用水有效性: 基于气孔视角的稳定同位素应用研究 总被引：3，自引：1，他引：2
澳大利亚多年降水较少并且分布不均,同华北平原相似,水资源短缺是制约粮食生产和作物产量的限制因子,水资源消耗中,农业用水所占比例最大,提高植物(作物)的水分利用效率和用水有效性对于实现水资源和农业生产的可持续利用和发展具有重要意义。本文针对澳大利亚和华北平原的农业生产和水资源现状,基于植物气孔角度在以下3个方面进行论述:1水分利用效率与用水有效性的概念;2基于气孔视角的水分利用效率和用水有效性的分析;3不同作物品种水分利用状况的同位素判别与应用。除此之外,也对华北平原目前农业水分利用情况提出相应建议。 相似文献
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井渠结合灌区用水效率指标尺度效应研究框架 总被引：2，自引：2，他引：0
现有灌溉用水效率尺度效应的研究大部分集中在地表水灌区,而较少涉及地下水利用灌区,该文针对井渠结合灌区存在地下水回归利用的实际情况,以河北省石津灌区为背景,在国际水管理研究院（IWMI）提出的水收支方法的基础上引入回归水利用指标,提出了在井渠结合灌区进行用水效率指标尺度变化规律研究的工作框架。在所提出的框架中,评价指标选择IWMI体系,数据获取手段主要为资料收集和试验观测,尺度划分方式按照现有灌区管理模型分为灌区,干渠,分干,支渠和田间5个尺度。研究成果展现了灌溉用水效率尺度效应研究所涉及到的指标选取、尺度划分、水收支解析、水平衡要素数据获取方式、回归水分析5个方面的工作过程。该框架对于开展中国北方井渠结合灌区的节水灌溉尺度效应研究有着一定的参考价值和借鉴意义。 相似文献
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作物高效用水生理生态调控机制研究 总被引：3，自引：3，他引：0
提高作物对水分的高效利用是解决我国农业水资源短缺的根本出路。本文从作物高效用水的品种差异、作物不同生育时期对水分的响应差异、气孔导度对作物叶片奢侈蒸腾的调控、不同抗旱类型作物在应对水分胁迫的生理生态策略差异等4个方面,主要对国内研究进展及发展趋势进行了综述。根据本研究组多年研究结果,提出了3项作物高效用水的配套栽培技术,主要包括:1)调整种植结构,提高作物周年用水效率技术。利用作物及品种的用水特性、产量差、效率差,根据地下水压采目标,构建合理的作物种植结构与轮作方式,提高作物周年对水资源的利用效率。以太行山前高产区为例,冬小麦-夏谷子/春甘薯两年3熟制是一种产量、水分经济利用效率均较高的种植结构。2)活化播期,拓宽播种阈值,提高作物雨水利用效率技术。通过选用合适品种拓宽播期、等墒、找墒、保墒拓展利用土壤水分的时空范围、播量变量调节等,提高作物雨水利用效率。通过技术组装与配套,冬小麦只要在11月底之前播种,产量与常规种植没有显著差异。3)覆盖保墒,提高旱地作物高效用水技术。其中,小麦-玉米土下覆膜一膜两用丰产节水模式通过调节土壤温度、水分、盐分、抑制杂草等多项调控,显著提高了雨养农田作物产量与水分利用效率。在环渤海低平原沧州地区,该技术模式在没有任何灌溉条件下的周年产量达15 910.20~16 965.90 kg·hm-2,比对照增产10.52%~41.44%。深入探讨作物高效用水的生理生态基础、进一步研发提高作物水分利用的新技术、统一作物高效用水的量化标准和充分利用非常规水将是今后相当长一段时期的重点研究方向。 相似文献
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中国科学院栾城农业生态系统试验站农田节水研究过去、现在和未来 总被引：5，自引：3，他引：2
张喜英 《中国生态农业学报》2011,19(5):987-996
本文回顾了中国科学院栾城农业生态系统试验站(以下简称栾城试验站)建站初期20 世纪80 年代以来在农田节水方面开展的研究。20 世纪80 年代以作物优化灌溉制度为研究重点, 解决生产实际问题; 20 世纪90 年代围绕土壤-植物-大气系统水分传输和界面调控开展了系统研究, 为农田节水措施的形成提供理论基础和技术途径; 近10 年来进一步深化了农田节水生理生态研究, 并根据多年研究积累, 形成了综合节水技术模式, 进行推广应用。未来栾城试验站农田节水工作将更加突出多学科渗透交叉, 以提高农田水分利用效率和效益为目标, 加强基础研究和节水技术的示范应用。 相似文献
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基于水足迹的中国农业用水效果评价 总被引：6，自引：4，他引：2
为兼顾灌溉用水效率和总量控制评估区域农业用水效率,结合水足迹与灌溉发展状况构建了农业用水效果评价指标(agricultural water use effect,AWE),AWE越小农业用水效果越好。在核算2000—2014年间31个省区农作物水足迹的基础上,分析了中国AWE的时空格局及其与灌溉用水效率指标之间的关系。结果显示:中国年均农作物水足迹为1.097 2×10~(12) m~3,蓝水、绿水足迹分别占13.1%和86.7%,且均随时间增加;单位耕地面积农作物水足迹及绿水比例均呈现由东南向西北递减,研究时段内灌溉效率稳步提升,而由于灌溉用水规模的扩大和蓝水足迹比例的增长,AWE由2003年的0.113增长到2014年的0.137,中国农业用水效果呈恶化趋势;AWE空间差异大,且在不同年份均表现为黄淮海平原和西部省区较大而东南沿海较小;经济发达地区农业用水效果有明显改善趋势,而粮食增产任务加大的黑龙江省AWE的增速最大;AWE与传统灌溉用水效率评价指标无空间一致性,灌溉效率和水分生产率高的北方农业主产区应注重农业生产用水效果的评估与提升。农业用水效果评价可为区域灌溉用水效率提升与总量控制的科学研究与决策实践依据。 相似文献
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渠灌类型区农业高效用水模式与工程示范 总被引：4，自引：0，他引：4
该文系在完成“九五”国家农业高效用水科技产业示范工程项目“渠灌类型区农业高效用水模式与产业化示范”专题研究的基础之上,结合示范区建设及运行管理等情况总结而成。在分析研究渠灌类型区农业用水存在问题的基础上,首先提出了渠灌类型区实现农业高效用水的基本思路,依据上述思路确立了提高渠灌区输水过程用水效率、田间灌溉过程用水效率与生产效率,以及提高灌区工程运行管理水平的技术与措施;其次,根据以上研究结果进一步确立了渠灌类型区农业高效用水的模式,并建立了相应的实体模型进行工程示范,初步验证和确立了这种高效用水模式。 相似文献
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磷与水分互作的根土界面效应及其高效利用机制研究进展 总被引：6，自引：2，他引：4
【目的】磷与水分利用率低是制约作物生产的重要因子。磷必须在水分的作用下通过根土界面才能被作物吸收利用,磷和水分在根土界面的互作效应是影响其高效利用的关键环节。本文以根际为核心,重点综述了磷与水分在根土界面的互作机制,并剖析了通过强化根土界面磷与水分的协同,提高农田水肥资源利用效率的根际调控途径。[主要进展]根系的形态和生理变化深刻影响磷和水分的有效性,而根系生长和根际过程依赖于植物的营养和水分供应状况,作物根层适宜的水分和养分供应水平能最大化根系和根际过程的效率,从而促进作物对磷与水资源的高效利用。作物根系除了能对根层土壤中磷和水分的系统供应做出响应外,也对局部磷和水分的变化产生形态和生理上的反应。根系响应磷和水分的表型可塑性与植物激素的调控作用密切相关。ABA、乙烯、NO均参与磷和水分互作的调控过程,质外体pH在调控植物抵抗水分胁迫过程中具有重要作用,并与植物的营养状况密切相关。[展望]深入理解根土界面水与磷互作的协同过程及其调控机制是提高集约化作物体系水分和磷利用效率的关键。未来的研究方向与重点包括:进一步揭示磷和水分互作与激素信号途径之间的关系,探明农田生态系统中磷与水分互作的根土界面效应及其高效利用的协同机制,建立不同种植条件下水肥资源高效利用的根际调控途径,为通过根系、根际的定向调控,发挥其生物学潜力,提高集约化农田水肥资源的利用效率提供科学依据。 相似文献
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针对华北平原节水农业的方向,保障水资源和粮食及生态安全的目标,开展了高水分利用效率农业(简称高水效农业)微观和宏观等学科交叉研究。在微观研究方面,先后开展了小麦节水品种鉴定和选育、小麦水分高效利用生理遗传调控、相关基因克隆和功能及转基因、分子标记辅助选择育种研究,最近又向水分高效利用分子设计育种和基因编辑等新技术进军;选育出7个小麦品种,其中两个国审品种;出版代表性著作《小麦遗传学》和《作物抗旱节水的生理遗传育种基础》;获国家科技进步二等奖2项。在宏观研究方面,开展了旱地和高水效农业,水资源和粮食安全,作物适应气候变化,绿色农业,粮食丰产增效等研究;撰写了建设黄淮南片第二粮仓等重要咨询报告30多份,得到国家和地方政府采用和国家领导人批示;第二粮仓科技创新工程成为科技部2017年四大创新工程,中国科学院"十三五"重大突破项目;出版代表性著作《中国旱地和高水效农业的研究与发展》、《中国水资源和粮食安全与现代农业发展》、《应对气候变化与水资源高效利用以及粮食安全和绿色农业协同发展》和《中国第二粮仓发展战略与实践》等。在微观和宏观方面推动了我国高水效农业的深入发展,成为中国科学院在华北节水农业方面的一个特色学科领域。 相似文献
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有限供水条件下旱地春小麦水分的高效利用 总被引：10，自引：1，他引：10
全球气候变化最令人担忧的问题是干旱,而水分又是影响小麦产量的重要因素之一,农田水分的管理与有效利用已经受到人们的高度重视。作者以春小麦为实验材料,采用盆栽和小区试验相结合的方法,针对黄土高原半干旱地区的有限水分环境,研究了有限供水的高效利用问题。盆栽条件下,采用3种肥力水平与拔节期、孕穗期和灌浆期有限供水组合处理。对生长发育、产量构成和水分利用效率等指标测定的结果表明,施肥可以显著增大叶面积,促进根系生长,提高子粒产量;而施肥条件下,拔节期有限供水能够显著增加穗粒数和粒重。小区试验结果表明,满足春小麦最大产量所需的灌水量约为200mm,获得作物水分利用效率最高时的适宜灌水量约为100mm,而拔节期60mm的灌水量可以使灌水利用效率接近最大值。拔节期60mm灌水条件下,耗水量、作物水分利用效率和灌水利用效率同步增长,同时土壤的贮存水也得到了有效利用。根据以上结果可得出:在黄土高原缺水地区,春小麦有限灌溉的适宜灌水量下限应不低于60mm,一次性补充灌溉的最佳时期为拔节期 相似文献