夏玉米時空交替補灌技術(shù)的生理生態(tài)效應(yīng).pdf

1、本試驗于2008—2009年在河南農(nóng)業(yè)大學(xué)科教園區(qū)測坑試驗區(qū)進行,試驗利用作物自身遺傳和生態(tài)生理特性,將時間(不同生育時期)交替和空間(不同根系區(qū)域)交替相結(jié)合,形成時空綜合調(diào)控技術(shù),進行主動的水分調(diào)控。通過對土壤水分運移規(guī)律、夏玉米生長發(fā)育特點,生理生態(tài)效應(yīng),夏玉米的產(chǎn)量以及夏玉米耗水規(guī)律的分析,較系統(tǒng)的研究了夏玉米時空綜合調(diào)控技術(shù)的生理生態(tài)效應(yīng),主要結(jié)論如下:
　　 時空交替灌溉方式下,各處理在灌水結(jié)束后土壤平均含水量和土壤

2、最大含水量以壟高15cm,壟寬55cm的T2處理最大,所需入滲時間最短。非灌水溝(觀測點4)在土壤各剖面土壤水勢的作用下使土壤水分側(cè)向入滲增強,垂直下滲減少,土壤含水量逐漸上升,最后達到平衡。說明適宜的壟體參數(shù)(T2處理)可有效改善土壤水分再分布,使時空交替灌溉方式發(fā)揮更大的節(jié)水效益。
　　 夏玉米全生育期內(nèi)土壤含水量在不同層次上的垂直變化明顯不同,苗期不同層次的土壤水分含量差異較小,拔節(jié)期以后差異逐漸變大。O～40m土層的土壤

3、水分含量變化幅度較大,40～60m土層的土壤水分含量變化程度相對較小,60～80cm和80～100cm土層土壤水分含量變化相對比較穩(wěn)定。不同處理60～100cm土層土壤含水量存在明顯差異,拔節(jié)期高水分(田間持水量的80％)補灌的T1N1、T1N2和T1N3三處理始終表現(xiàn)為持續(xù)緩慢增加,拔節(jié)期中度虧缺(田間持水量的65％)的T2N1、T2N2和T2N3處理出現(xiàn)明顯下降趨勢,拔節(jié)期重度虧缺(田間持水量的50％)的T3N1、T3N2和T3N3

4、處理開始下降的時間逐漸提前。同一補灌時期下,補灌量不同,土壤各層次水分含量表現(xiàn)為,N1>N2>N3,即高水分>中度虧缺>重度虧缺。
　　 各處理株高和葉面積指數(shù)隨玉米生育進程逐漸增大,且隨總補灌量的減少而降低。其中,拔節(jié)期高水分、抽穗期中度虧缺補灌的T1N2處理最高。各處理籽粒干重逐漸增大,籽粒灌漿初期,各處理間的籽粒干重差異不明顯,隨籽粒灌漿進程,差異逐漸增大。同一補灌時期不同補灌量之間差異表現(xiàn)為:高水分>中度虧缺>重度虧缺,

5、不同時期間表現(xiàn)為拔節(jié)期補灌優(yōu)于抽穗期。
　　 夏玉米葉片葉綠素值、葉片相對含水量和葉片比葉重隨植株生育進程逐漸下降,不同處理間以拔節(jié)期高水分、抽穗期中度虧缺的T1N2處理最高,其余處理,隨總補灌量的減少而降低,且同一補灌時期下,各處理隨水分虧缺程度加強,其下降幅度增大。夏玉米葉片相對電導(dǎo)率、MDA含量和脯氨酸含量隨植株的衰老呈逐漸增加。不同處理間同樣表現(xiàn)為拔節(jié)期高水分、抽穗期中度虧缺的T1N2處理相對電導(dǎo)率、MDA含量和脯氨酸含

6、量最小,隨生育進程,與其他處理間差異逐漸增大,吐絲30天后,與其余處理間差異顯著。
　　 不同處理光合速率、蒸騰速率和氣孔導(dǎo)度的變化趨勢基本一致,隨總補灌量的減少而逐漸降低,且隨水分虧缺程度的加劇,降低的幅度增大,且蒸騰速率減弱的程度要比光合速率減弱的程度大。葉片水分利用效率的變化不具有一定的規(guī)律性,拔節(jié)期高水分、抽穗期中度虧缺的T1N2處理最高,拔節(jié)期和抽穗期均為高水分的T1N1處理最低。隨玉米生育進程的推進各處理Fv/Fo和

7、Fv/Fm均呈先升高后降低的趨勢。不同處理間,除T1N2處理外,Fv/F0和Fv/Fm值均隨總補灌量的降低而下降,尤其是抽穗期重度水分虧缺的處理下降最快。不同處理①PSⅡ和ETR均表現(xiàn)為逐漸下降的趨勢,且隨時間的推移,ETR值下降幅度增大。
　　 夏玉米的棵間蒸發(fā)量在整個生育期內(nèi)的變化曲線均呈脈沖狀,每次灌水或降水后,各處理夏玉米棵間蒸發(fā)變化趨勢一致,均有明顯的上升趨勢,然后逐漸下降。夏玉米各生育階段的棵間蒸發(fā)量占耗水量比例的變

8、化規(guī)律為播種一出苗最高,爾后逐漸下降,抽雄～灌漿階段降至最低,隨后,由于植株衰老,植株蒸騰降低,二者比例又明顯增加。不同處理間,虧缺嚴重的低水分處理在進行灌水或降水后迅速上升,其上升幅度明顯高于其余處理。
　　 不同處理產(chǎn)量以拔節(jié)期高水分、抽穗期中度虧缺的T1N2處理產(chǎn)量最高,以T1N2處理為對照,T3N1處理減產(chǎn)22.44％,T3N2處理減產(chǎn)24.6％,而T3N3處理減產(chǎn)達29.01％,處理間差異達極顯著水平。T1N2處理水分

9、利用效率最高,拔節(jié)期和抽穗期均為高水分處理的T1N1處理最低,其余處理隨著總補灌量的減少逐漸下降,T1N2處理水分利用效率分別比T3N1、T3N2、T3N3和T1N1處理高12.78％、16.996、19.79％和26.92％。若與目前生產(chǎn)上普遍延用的大田漫灌相比,產(chǎn)量與其相平略有提高,但水分利用效率可提高15％-20％左右。
　　 綜合本研究結(jié)果,在采用時空交替灌溉方式進行補灌的條件下,初步擬定了夏玉米高產(chǎn)高效的優(yōu)化灌水技術(shù),