Effects of Irrigation and Straw Mulching on Microclimate Characteristics and Water Use Efficiency of Winter Wheat in North Chinas     

《Plant Production Science》2013,16(2):161-170

Abstract

In North China, irrigation is required to obtain a high yield from winter wheat; this results in rapid aquifer depletion. The primary objective of this study was to investigate the influencing mechanisms of irrigation and straw mulching in preserving the soil moisture. Maize straw (3?5 cm) was mulched immediately after sowing winter wheat, and irrigation water was supplied at 60 mm, controlled by using a flow meter, during the jointing, heading, or milking stages of the crop. The results revealed that irrigation decreased the eddy thermal diffusivity, sensible heat flux, and soil heat flux, but increased the latent heat flux. In contrast, straw mulching enhanced the eddy thermal diffusivity and sensible heat flux, but decreased the latent heat flux. Straw mulching increased the soil temperature at 5 cm depth form January to February, but decreased the soil temperature before January and after February. There were no significant differences in the total evapotranspiration between mulched and non-mulched treatments, however, there was a statistically significant difference in the evapotranspiration among the different growing seasons. Straw mulching reduced the evapotranspiration from the seeding stage to the regrowing stage, and the evapotranspiration with mulching was less than that non-mulching 47.4 mm. Further, straw mulching significantly reduced the number of spikes in the crop. Both irrigation and straw mulching increased the number of kernels, but had no visible effects on the thousand kernel weight. These results indicate that straw mulching may decrease the yield and water use efficiency (WUE) of winter wheat in North China.  相似文献   

灌溉模式对不同密度小麦群体质量和产量的影响   总被引：3，自引：0，他引：3  

刘丽平  欧阳竹  武兰芳  孙振中 《麦类作物学报》2011,31(6):1116-1122

为明确灌溉模式对不同密度小麦群体的调控效应,在大田条件下设置了不灌水（W0）、灌1水（W1j,拔节期灌水;W1b,孕穗期灌水）、灌2水（W2,拔节期和孕穗期灌水）、灌3水（W3,拔节期、孕穗期和灌浆期灌水）5种灌溉模式和基本苗180万.hm-2（D1）、300万.hm-2（D2）、450万.hm-2（D3）3种密度的二因素试验,研究了灌溉模式对不同密度小麦群体质量指标和产量的影响。结果表明,在灌溉拔节水的基础上增加灌溉显著提高了群体总茎数、叶面积指数和成穗率,三个指标基本上均表现为W3〉W2〉W1j〉W1b〉W0。花后干物质积累量高低表现为W2〉W1j〉W1b〉W3〉W0。产量则随着灌溉次数的增多呈低-高-低的变化趋势,表现为W2〉W3〉W1b〉W1j〉W0。密度从D1增加到D3,总茎数、叶面积指数和干物质积累量显著增加,籽粒产量则呈低-高-低的变化趋势。因此在春季降雨较少的条件下,灌溉模式W2即灌拔节水和孕穗水,就可以满足小麦正常生长发育、群体合理构建和高产的需要,其适宜密度为300万.hm-2基本苗。  相似文献   

Transferring water from irrigation to higher valued uses: a case study of the Zhanghe irrigation system in China     

R. Loeve  B. Dong  L. Hong  C. D. Chen  S. Zhang  R. Barker 《Paddy and Water Environment》2007,5(4):263-269

The Zhanghe irrigation system (ZIS) is located in the Yangtze River Basin approximately 200 km west of Wuhan in Hubei Province. The reservoir was designed for multiple uses—irrigation, flood control, domestic water supply, industrial use, aquaculture, and hydropower. Over a period of more than 30 years a steadily increasing amount of water has been transferred from irrigation to other uses. Activities on the part of government, irrigation system managers, and farmers made this transfer possible with only modest decline in rice production. Most important factor was the steady increase in rice yields. The water pricing system provided an incentive for ZIS to reduce irrigation releases. With the steady decline in releases, farmers were forced to find ways to save water. Farmers improved existing ponds and built new ones to store water (improved infrastructure). Access to pond water on demand facilitated the adoption of alternate wetting and drying (technology) particularly in dry years. The establishment of volumetric pricing (price policy) and water user associations (institutions) may also have provided incentives for adoption of AWD, but more research is needed to establish their impact. These activities taken together can be seen as potentially complementary measures. Farmers received no direct compensation for the transfer of water, but recently farm taxes have been reduced or altogether abolished. Further reduction in water releases from the ZIS reservoir could adversely affect rice production in normal or dry years.  相似文献   

不同灌水模式对小麦产量、形态和生理特性的影响   总被引：1，自引：0，他引：1  

高振贤  史占良  韩然  单子龙  傅晓艺  何明琦  曹巧  李辉利  郭进考 《麦类作物学报》2019,(10):1234-1240

为了探寻快速筛选节水高产小麦品种的形态和生理指标,以黄淮冬麦区2003-2013国审或省审及两个对照品种共102份小麦品种为材料,设全生育期不灌水(T_0)、灌拔节水(T_1)、灌拔节+灌浆水(T_2)三种灌水模式,检测了不同灌水模式下小麦的产量、形态和生理特性及其关系。结果表明,T_1较T_0处理通过增加穗数和穗粒数提高产量,T_2较T_1处理通过增加粒重提高产量。T_1明显增加株高、旗叶的面积、周长、长和宽;T_2处理小幅增加株高,对旗叶形态影响年度间不一致。T_1和T_2处理明显增加冠层温差。T_1处理对灌浆后期小麦旗叶叶绿素含量影响年度间不一致,T_2处理提高叶绿素含量。T_0条件下,产量与冠层温差呈显著正相关;T_1条件下,产量与旗叶宽和冠层温差呈显著正相关;在T_2条件下,产量与旗叶宽、叶绿素含量和冠层温差呈显著正相关,与株高呈显著负相关。因此,冠层温差、旗叶宽和叶绿素含量可以用作筛选和鉴定相应灌水模式下节水高产小麦品种的形态或生理指标。  相似文献   

灌水时期和数量对小麦耗水特性及产量的影响   总被引：7，自引：1，他引：7  

崔世明  于振文  王东  张永丽 《麦类作物学报》2009,29(3)

为确定高产麦田的适宜灌水时期和数量,在池栽试验条件下,选用中筋小麦品种泰山23,研究了灌水时期和灌水量对小麦耗水特性及产量的影响.结果表明:(1)灌底墒水60 mm和拔节中期水30 mm的W1处理籽粒产量和水分利用效率较高,分别为7 727.10 kg·ha-1和18.69 kg·ha-1·mm-1,灌溉水利用效率最高.灌底墒水、拔节后期水和灌浆期水各60 mm的W5处理的籽粒产量最高,为8 494.50 kg·ha-1;水分利用效率与W1处理无显著差异.(2)W1处理和W5处理的总耗水量分别为413.46和464.91 mm;灌溉量、降水量、土壤贮水耗水量分别占总耗水量的比例为21.77%、41.43%、36.80%和38.72%、36.85%、24.44%,W1处理提高了对降水和土壤贮水的利用比例,而W5处理提高了对灌溉水的利用比例.(3)W1处理全生育期0～200 cm土层的土壤贮水消耗量最高,为152.16 mm,并且深层100～180 cm各土层的土壤贮水消耗量均显著高于其他处理,而W5处理全生育期0～200 cm土层的土壤贮水消耗量最低,为113.61 mm.  相似文献   

不同灌水处理对彩色小麦籽粒产量和品质的影响   总被引：3，自引：1，他引：3  

丰明  赵广才  常旭虹  杨玉双  马少康  杨桂霞 《麦类作物学报》2009,29(3)

为给彩色小麦高产优质栽培提供科学依据,以紫色小麦KZ6061(紫麦)和绿色小麦绿麦1号(绿麦)为材料,通过田间试验研究灌水对彩色小麦产量和品质的影响.结果表明,灌水处理对彩色小麦(紫麦和绿麦)的籽粒产量、千粒重、容重和籽粒蛋白质产量有显著影响,以B3灌水处理(春5叶、开花期和灌浆期灌水)最高,但与B2灌水处理(春5叶和开花期灌水)差异不显著.灌水处理对彩色小麦籽粒清蛋白、球蛋白和醇溶蛋白含量影响不显著,对总蛋白和谷蛋白影响较大.其中,以B1灌水处理[春2叶露尖(二棱初期)、春5叶露尖(雌雄蕊分化期)和开花期灌水]的总蛋白和谷蛋白含量最高.紫麦的干湿面筋含量和面筋指数在各处理间差异显著,绿麦的沉淀值和面筋指数在各处理间差异显著.从籽粒产量和蛋白质产量以及水分有效利用考虑,以B2处理最佳.  相似文献   

灌水次数和施磷量对冬小麦养分积累量和产量的影响   总被引：2，自引：0，他引：2  

李云  李金霞  李瑞奇  李雁鸣 《麦类作物学报》2010,30(6):1097-1103

为给利用灌水和施肥措施调控小麦生长提供科学依据,在大田环境条件下,分别于2007-2008年（丰水年）在保定市、2008-2009年（平水年）在藁城市用当地冬小麦推广品种（河农822、冀5265）进行二因素裂区试验,研究了灌水次数（保证底墒的基础上设全生育期灌0、1、2和3次水3个灌水水平,分别用W0、W1、W2和W3表示）和施磷量（设0、75和150 kg·hm^-2 3个施磷水平,分别用P0、P1和P2表示）对小麦养分积累量和产量的影响。结果表明,灌水次数和施磷量对小麦植株的氮、磷、钾积累都有促进作用,但促进效果受降水年型的影响。丰水年灌水次数对氮、磷、钾积累量的影响较小,平水年灌水次数对氮、磷积累量的影响显著,氮、磷积累量在生育中后期都随灌水次数增加而提高,钾素积累量各生育时期受灌水影响不一致。丰水年施磷对氮素积累量影响不明显,磷素积累量随施磷量增加而增加,钾素积累量生育前中期以P0和P2较高,后期以P2较高;平水年,氮素和钾素积累量均随施磷量增加而增加,而磷素积累量受施磷量影响较小。适当灌溉和施磷可提高小麦养分生产效率、氮素和磷素收获指数,对钾素收获指数的影响较小。2年中灌水处理（W1、W2、W3）的籽粒产量均显著高于不灌水处理W0,但2007-2008年W1产量最高,2008-2009年则表现为W3>W2>W1。2年中P1和P2的籽粒产量均显著高于P0,但2007-2008年P1产量最高,2008-2009年P2产量最高,显示出磷素与水分的互补作用,即“水少磷多”或“水多磷少”都可以实现高产。根据研究结果,在河北平原常年降水（小麦全生育期100 mm左右）条件下全生育期灌溉2次,施P₂O₅ 150 kg·hm^-2;丰水年（200 mm左右）全生育期灌溉1次,施P₂O₅ 75 kg·hm^-2,可以取得较理想的产量。  相似文献   

灌水对黄淮海冬小麦叶片光合特性的影响   总被引：1，自引：0，他引：1  

徐心志  马超  孙倩  孙会娜  王志强  林同保 《麦类作物学报》2013,33(4):692-698

为了解灌水对黄淮海地区冬小麦光合特性的影响,以周麦18、豫农202、豫麦49、郑麦366、矮抗58等5个黄淮海主栽冬小麦品种为材料,比较和分析了越冬水、越冬水+拔节水、越冬水+拔节水+灌浆水3个不同灌水处理下冬小麦开花后叶面积指数、旗叶叶绿素含量、光合参数及水分利用效率的特点。结果表明,随灌水次数减少,小麦灌浆期叶片光合功能衰退加快,叶面积指数和叶绿素含量下降,旗叶净光合速率、气孔导度和蒸腾速率减小,胞间二氧化碳浓度增加,光合作用受非气孔因素的限制增大,同时叶片水分利用效率增加。在不同灌水条件下,矮抗58和郑麦366叶片水分利用效率均较高,而周麦18、豫麦49和豫农202叶片水分利用效率均较低。  相似文献   

华北平原潮土区粮田氮淋失阻控措施及效果分析     

孟凡乔  王坤  肖广敏  王开永  胡正江  张海霞  许秀春  张薇  杨轩 《中国生态农业学报》2021,29(1):141-153

华北平原潮土区是我国重要的粮食主产区,改革开放40多年来该区农业经历了以高水肥投入为主要特征的集约化进程,相应的氮淋失导致的面源污染自20世纪90年代以来不断加剧。本研究针对华北平原潮土为主要类型的粮田,对过去40多年间主要研究文献进行全面分析,梳理氮肥和水分投入与氮淋失之间的定量关系,比较主要农田管理措施对氮淋失的阻控效果及其机理,以期为我国农业面源污染提供决策支持。研究发现,氮肥和灌溉是影响华北平原潮土区粮田氮淋失的主要因素,其中氮淋失与氮盈余量之间呈指数关系,比与施氮量的指数关系更显著。基于机器学习的随机森林回归模型能够考虑包括施肥、灌溉、土壤条件和气象等多因素对氮淋失的影响,未来在定量预测中有较好前景。同等氮肥投入条件下,由于氮供应与作物吸收契合度高,有机无机配施能显著降低氮淋失。以缓控释肥、尿酶和硝化抑制剂为代表的肥料增效剂可以降低约1/3的氮淋失,值得重点推广应用。秸秆还田可以实现包括提高土壤有机物和微生物氮库、增加无机氮缓冲容量等综合效益,有利于降低氮淋失风险(降低比例达10%),但免耕的阻控效应较低且呈现较大不确定性。调整种植制度、休耕、间作套种和种植填闲作物等措施会影响粮食产量,推广过程中应慎重。氮淋失的阻控效果更多受到社会、经济和政策等因素的影响,今后应采取包括生态补偿等手段发挥农民主动性,从政策和法律法规层面创造实施氮淋失阻控措施的社会环境。  相似文献   

SWAT模拟耕作方式与盐分对区域土壤氮运移及作物产量影响     

王维刚  史海滨  李仙岳  孙亚楠  郑倩  张文聪  王国帅  周慧  闫妍  窦旭 《农业工程学报》2022,38(3):55-65

耕作方式与土壤盐渍化是影响河套灌区氮素流失及作物产量的重要因素.明确不同耕作方式与盐渍化水平下硝态氮运移量及作物产量的变化,可为制定合理的灌区耕作措施及盐渍化治理方案提供理论依据,对于揭示灌区氮素流失控制及不同作物增产潜力具有重要意义.该研究基于验证后的SWAT(Soil and Water Assessment To...  相似文献