河西内陆灌区玉米免储水灌注水播种技术试验研究

摘要

免储水灌注水播种技术是在干旱半干旱地区无法冬（春）灌或灌水不足情况下采取的一种保苗抗旱措施。由于注水播种时所注水量有限，这些水经蒸发和侧渗后种位土壤含水量降低很快，在综合考虑水资源缺乏和抑制水分蒸发的基础上，将先进的节水灌溉技术与土壤水分化学调控技术有机结合进行免储水灌配合使用保水剂注水播种技术试验研究，将为水资源短缺或用水成本较高的地区节水增产开辟一条新路。 于2008年4-10月在甘肃省水利科学研究院民勤试验基地研究免储水灌配合施用保水剂注水播种条件下大田玉米的生长动态、需水规律及产量效应，试验设计了6个处理，以常规灌溉为对照处理（CK），其余为配合施用保水剂注水播种处理，注水量240m3/h㎡，保水剂施用量为0g/㎡（YBO），0．5g/㎡（YB0．5），1．5g/㎡（YB1．5），2．5g/㎡（YB2．5）及采用保水剂拌种（YBH）处理。通过观测注水播种后土壤水分扩散规律、玉米生长指标、耗水规律、产量、水分利用效率及经济效益等，得到免储水灌配合使用保水剂注水播种技术切实可行，研究的主要结论如下： 1．处理YB2．5和YBH注水播种后，其土壤水分横向和纵向扩散都较慢，在注水原点土壤含水量比其它处理高，而在离注水原点较远的地方却低于其它处理，保水剂在注水初期的保水作用较为明显，随着保水剂施用量的增大，土壤蒸发越小，保水效果越显著。 2．处理YB2．5和YBH比其他注水播种处理出苗提早，受旱较轻，而开花期-灌浆期-成熟期延长，其叶面积指数与其它注水处理呈极显著差异；施用保水剂较不施用保水剂注水播种处理不仅提高了叶面积指数，而且使作物后期不早衰，叶面积指数下降较慢，绿叶期持续时间长；处理YB2．5和YBH使玉米在苗期及后续生育阶段生长旺盛，植株粗壮、高大，干物质积累较快，且随着保水剂使用量的增大，玉米干物质积累量也增大；施用保水剂处理的穗干物质比例均高于CK，而茎干物质比例均低于CK；施用保水剂可促使玉米早熟，使其穗重、茎重增加，进而使玉米增产。 3．注水播种各处理间土壤储水量在播前无差异，但在施用保水剂注水播种后处理YB2．5与其余处理间土壤储水量达到极显著差异，YBH与其余处理问有显著差异；各处理土壤含水量在拔节后由于灌溉的影响产生较为剧烈的波动，随着生育期的不断推进，水分曲线出现了几次高峰和低谷；施用保水剂处理比CK耗水量小，保水剂有较好的节水，减少无效蒸发的作用，各处理耗水量大小还与保水剂施用量有关，保水剂施用量大的处理耗水量较小，而不施用保水剂的处理耗水量较大；适当施用保水剂不但能提高玉米苗期水分利户用效率而且可以提高生育后期的水分利用效率。 4．处理YB2．5和YBH较CK可增产17．77%和15．13%，节水18．76%和13．92%，增收26．37%和15．73%；玉米穗粒重、穗重和穗长是构成产量的主要因素，而玉米秃尖长、百粒重和穗行数的大小几乎不影响玉米产量；玉米理论最高产量为18545．19kg·hm-2，获得最大产量时所需的蒸散耗水量为5690．27m3/h㎡。 5．利用Jensen模型求解敏感指数，以灌浆——成熟期敏感指数最大；此模型计算的水分生产函数较为精确，其计算产量与实测产量相比差值在2．2-10．11%；免储水灌施用保水剂注水播种技术免除了冬灌水量，减少了冬季无效蒸发，使玉米在整个生育期灌水量减少1800-2700m3/h㎡，能取得明显的节水增产效果。

目录

文摘

英文文摘

声明

前 言

第一章文献综述

1.1注水播种技术研究进展

1.1.1注水灌溉的提出

1.1.2注水灌溉的机理

1.1.3注水灌溉对作物的影响研究

1.2保水剂的应用研究现状

1.2.1保水剂的应用机理

1.2.2保水剂在不同作物上的应用效果

1.2.3保水剂应用技术

1.3免储水灌研究进展

1.4作物水分生产函数的研究进展

1.4.1国外研究现状

1.4.2国内研究现状

第二章试验设计、材料与方法

2.1试验地点

2.2试验区概况

2.3供试作物

2.4技术路线

2.5研究内容

2.6研究思路

2.7试验设计

2.7.1生育阶段划分

2.7.2试验设计方案

2.8主要测试项目及方法

2.8.1考种、计产

2.8.2气候资料

2.8.3作物指标的测定

2.8.4叶面积、干物质测定

2.8.5土壤水分含量的测定

2.8.6土壤物理性质的测定

2.9田间管理

2.9.1播种

2.9.2施肥

2.9.3灌水

2.9.4生育期管理

2.9相关计算公式

2.10仪器设备

第三章施用保水剂注水播种后土壤水分扩散规律

3.1水分扩散的公式描述

3.2测试点布局

3.3试验地土壤粒径组成

3.4不同处理各时段土壤含水量变化

3.5不同处理水分横向扩散规律

3.6不同处理水分纵向扩散规律

3.7注水原点含水量随时间变化

3.8不同处理72小时内田间蒸发量变化规律

3.9小结

第四章施用保水剂注水播种玉米干物质积累转运分析

4.1施用保水剂注水播种对玉米生长发育进程的影响

4.2施用保水剂注水播种玉米株高生长发育动态

4.3施用保水剂注水播种玉米叶面积指数和单株绿叶面积分析

4.3.1施用保水剂注水播种玉米叶面积指数变化

4.3.2施用保水剂注水播种玉米单株绿叶面积变化

4.4施用保水剂注水播种对玉米干物质积累的影响

4.4.1施用保水剂注水播种玉米干物质积累动态差异的研究

4.4.2施用保水剂注水播种对玉米生育期干物质日积累量的影响

4.5施用保水剂注水播种玉米抽穗后地上部分干物质的分配与转移

4.5.1不同保水剂施用量注水播种对玉米器官间干物质运转的影响

4.5.2不同处理对茎秆干重的影响

4.5.3不同处理对叶干重的影响

4.5.4不同处理玉米各生育期生长强度变化特点

4.6小结

第五章施用保水剂注水播种对土壤水分的影响

5.1施用保水剂注水播种各处理土壤水分变化

5.1.1 2008年玉米全生育期降水特点

5.1.2各处理在全生育期各土层土壤水分变化动态

5.2施用保水剂注水播种下全生育期各处理土壤储水量变化

5.3施用保水剂注水播种各处理玉米耗水特性分析

5.3.1作物耗水量的测定和计算

5.3.2玉米各处理全生育期耗水规律

5.3.3玉米全生育期各处理耗水强度变化规律

5.3.4玉米全生育期各处理耗水模数变化规律

5.3.5各处理不同生育期耗水特性比较

5.3.6不同处理玉米生物产量水分利用效率变化特点

5.4小结

第六章施用保水剂注水播种玉米的产量效应

6.1施用保水剂注水播种对玉米产量的影响

6.2施用保水剂注水播种对玉米产量构成因素的影响

6.2.1玉米产鼍构成因素主成分分析

6.2.2玉米各处理收获指数的差异

6.2.3籽粒产量、生物产量、收获指数与产量构成要素的关系

6.2.4玉米产量构成要素之间的关系

6.3施用保水剂注水播种对玉米水分利用效率(WUE)的影响

6.4施用保水剂注水播种各处理作物产量与灌溉供水量的关系

6.5施用保水剂注水播种对玉米经济效益的影响

6.6小结

第七章施用保水剂注水播种玉米的水分生产函数

7.1水分生产函数模型

7.1.1相加模型

7.1.2相乘模型

7.2用Jensen模型求解缺水敏感指数

7.3利用试验资料计算玉米缺水敏感指数

7.3施用保水剂注水播种对玉米灌溉制度的影响

7.4小结

第八章结论与讨论

8.1主要结论

8.1.1施用保水剂注水播种对土壤水分扩散的影响

8.1.2施用保水剂注水播种玉米干物质积累转运的影响

8.1.3施用保水剂注水播种对土壤水分的影响

8.1.4施用保水剂注水播种对玉米的产量的影响

8.1.5施用保水剂注水播种玉米的水分生产函数

8.2讨论

8.2.1注水量的多少对作物的影响

8.2.2注水深度对作物的影响

8.2.3电解质溶液和pH对保水剂的影响

8.2.4保水剂对土壤形状的影响

致 谢

参考文献

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