粉垄耕作深度对旱区土壤关键物理性质的影响

针对旱区土壤板结严重和耕层深度变浅等问题，于2021年在宁夏暖泉农场开展大田试验，以传统旋耕为对照(CK),设置不同粉垄耕作深度30 cm(FL30)、40 cm(FL40)、50 cm(FL50)和60 cm(FL60),探究粉垄耕作对玉米田土壤关键物理性质的影响。结果表明：与传统旋耕相比，粉垄耕作能够有效降低土壤容重且提高土壤孔隙度，FL50处理表层土壤(0～20 cm)容重降低11.55%、孔隙度提升12.17%,FL40处理中层土壤(20～40 cm)容重降低8.57%、孔隙度提升9.14%,FL60处理深层土壤(40～60 cm)容重降低11.61%、孔隙度提升12.75%;粉垄耕作对玉米各生育期土壤蓄水量具有显著影响，FL40处理土壤蓄水量提升24.86%,土壤机械稳定性团聚体数量(0.25～5 mm)提高9.63%;较传统旋耕，粉垄耕作可达到疏松土壤与提高土壤蓄水保墒能力的效果，粉垄耕作通过改善玉米的生长条件和土壤环境提高了籽粒产量，其中FL60、FL50、FL30处理分别较CK处理增产57.14%、15.48%、8.79%。研究成果可为改善旱区土壤多年板结及水土资源可持...     

耕作协同物料添加对苏打盐碱化耕地土壤理化性质的影响

为探究耕作协同物料添加对苏打盐碱化耕地土壤障碍消减及作物产量的影响,采用大田试验,设置9个处理：对照(CK),深松+脱硫石膏(SG),深松+腐植酸(SF),深松+复合调理剂(ST),深松+复合调理剂+腐植酸(STF),粉垄+脱硫石膏(FG),粉垄+腐植酸(FF),粉垄+复合调理剂(FT),粉垄+复合调理剂+腐植酸(FTF),脱硫石膏、复合调理剂和腐植酸施用量分别为15 000、22 500 kg·hm^-2和6 000 kg·hm^-2。试验结果表明：与CK相比,在0～40 cm土层,耕作协同物料添加处理的土壤容重降低2.7%～18.4%,土壤总孔隙度增加3.8%～25.3%,土壤三相比得到改善。与CK相比,耕作协同物料添加降低了0～40 cm土层土壤pH、钠吸附比(SAR)和总碱度,降低幅度分别为6.8%～21.3%、20.7%～78.3%和17.1%～47.7%;在0～40 cm土层,耕作协同物料添加处理增加了土壤有机质含量,增加幅度为2.5%～63.9%。玉米穗行数、行粒数和理论产量较CK分别提高4.8%～10.1%、8.9%～22.0%和...     

不同覆盖种植模式对马铃薯土壤温度、水分及产量的影响

以陇薯6号为试验材料,研究了不同覆盖种植模式对甘肃定西马铃薯田土壤温度、水分和产量的影响,并对其经济效益进行分析比较。结果表明,全地面覆盖双垄垄作侧播和全地面覆盖垄上微沟穴播处理在马铃薯整个生育期0~30 cm平均土壤温度较CK增加2.2℃和2.5℃,秸秆带状覆盖处理平均土壤温度较CK降低了1.0℃。覆膜垄沟集雨和秸秆带状覆盖技术都能明显改善土壤水分状况,在马铃薯生长前期集雨保墒效果尤为明显,出苗期全地面覆盖双垄垄作侧播、全地面覆盖垄上微沟穴播、秸秆带状覆盖在0~100 cm平均土壤含水量分别较CK提高2.6%和2.2%和1.6%。各处理马铃薯土壤温度和含水量垂直变化随着土壤深度的增加而减弱。全地面覆盖双垄垄作侧播、全地面覆盖垄上微沟穴播和秸秆带状覆盖增产效果明显,产量分别较CK增加33.6%、28.6%和23.2%。全地面覆盖双垄垄作侧播纯收益最高,秸秆带状覆盖次之,纯收益较CK分别增加7 201.56元·hm~(-2)和5996.04元·hm~(-2)。因此,黑膜全覆盖双垄垄作侧播技术在改善土壤水温效应的同时能显著增产增收,是定西地区马铃薯种植的高效栽培模式。     

全膜垄作栽培对旱作马铃薯产量及土壤水热和酶活性的影响

为了明确全膜垄作对黄土高原旱作马铃薯土壤保水改土效果及产量形成的影响,以"克新1号"为供试材料,研究全膜双垄垄上播(A1)、全膜单垄垄上播(A2)、全膜单垄垄上微沟播(A3)和露地平作(CK)对马铃薯生长、产量、土壤含水量、温度及土壤酶活性的影响。结果表明:全膜垄作可明显地提高马铃薯株高、茎粗、冠幅和叶片叶绿素SPAD值;显著地影响了全生育时期0~40cm土层土壤含水量、0~30cm土层土壤温度、0~60cm土层的土壤蔗糖酶活性和脲酶活性;显著地增加马铃薯产量,降低马铃薯青薯率和烂薯率;同时,全膜垄作处理中以全膜单垄垄上微沟播表现最好,可作为内蒙古黄土高原旱作区节水高产栽培模式。     

不同复种油菜-轮作模式对马铃薯耗水特征及产量的影响

为探讨马铃薯不同轮作系统复种饲用油菜对马铃薯耗水特征及产量的影响,2017年在长期大田定位试验基础上选取4个处理,即马铃薯连作（CK）、马铃薯-小麦复种油菜-马铃薯（WPRP）、马铃薯-豌豆复种油菜-马铃薯（PPRP）、小麦-豌豆复种油菜-马铃薯（WPPR）,研究不同复种轮作模式对马铃薯耗水特性、水分利用效率和产量的影响。结果表明：马铃薯块茎增长期到收获期,CK 160~200 cm土壤水分含量和播前无差异,而WPRP、PPRP、WPPR 0~200 cm土壤各层含水量均大于播前,其中,块茎增长期到淀粉积累期,各层土壤平均含水量分别提高了43.02%、38.58%、24.63%,淀粉积累期到收获期,分别提高36.47%、33.63%和21.43%; 120~200 cm土壤各层含水量表现为：WPRP＞PPRP＞WPPR＞CK。WPRP、PPRP、WPPR耗水深度和贮水量均大于CK,其中,块茎增长期到淀粉积累期,耗水深度较CK分别增加42.86%、42.86%、42.86%,土壤贮水量较CK分别增加10.36%、12.91%和8.49%;淀粉积累期到收获期,耗水深度较CK分别增加了25.00%、12.50%、12.50%,土壤贮水量分别增加了12.56%、6.78%和2.95%,且WPRP贮水量较CK显著提高12.56%。块茎形成期、块茎增长期和淀粉积累期,WPRP耗水量较CK分别减少了16.2%、25.2%和5.1%。WPRP、PPRP、WPPR较CK产量分别增加33.51%、40.05%、14.47%,WUE分别提高54.83%、52.32%、19.78%。综上,马铃薯轮作系统复种油菜增加了降雨入渗深度、土壤贮水量和耗水深度,降低了阶段性耗水量,提高了马铃薯产量和WUE。且马铃薯-小麦复种油菜-马铃薯为该地区较佳的轮作模式。     

旱地马铃薯不同覆盖种植方式的土壤水热效应及其对产量的影响

在大田条件下,以不同沟垄覆盖种植方式为处理,通过测定土壤含水量、耕层土壤温度和产量等,计算马铃薯耗水量和水分利用效率,研究旱作条件下马铃薯不同覆盖种植方式的土壤水热效应及其对产量和水分利用效率的影响.结果表明,马铃薯采用高垄膜覆盖沟覆草垄播能有效增加马铃薯生育前期地温,苗期日均地温较传统平播(CK)增加了0.5℃～2.23℃,0～ 100 cm土壤贮水量提高52.8 mm.6月底至7月中旬的伏旱期间,高垄膜覆盖沟覆草垄播处理0～25 cm土层日均地温较全地膜覆盖处理降低3.6℃～6.9℃,较CK仅增加0.6℃～0.8℃;0～100 cm土层土壤贮水量较全膜覆盖处理增加6.2～ 8.3 mm,较CK增加27.3 mm.表明采用高垄膜覆盖沟覆草垄播种植,可改善伏旱期间的土壤水热状况,有利于马铃薯的生长发育,产量和水分利用效率较其它覆盖种植方式分别提高8.39％～58.38％和8.46％ ～67.97％.因此,高垄膜覆盖沟覆草垄播处理实现了水温对马铃薯生长的协同作用,能显著提高马铃薯对自然降水的利用效率和产量.     

粉垄与覆膜对宁南旱区土壤物理性状及马铃薯产量的影响

于2018—2019年在西吉县新营乡白城村进行了田间试验,设置耕作与覆膜二因素裂区试验,主区为耕作方式,设置传统旋耕20 cm(CT)和粉垄耕作30 cm(FL30)、45 cm(FL45)、60 cm(FL60)等4个耕作处理;副区为地膜覆盖,设置不覆膜(NM)和覆黑膜(BM).测试了土壤的物理性状与马铃薯产量,研究...     

秸秆带状覆盖对旱地马铃薯叶片抗氧化特性的影响

为了探究不同覆盖方式对旱地马铃薯叶片抗氧化能力和产量的影响,于2018—2020年在西北半干旱区设置了秸秆带状覆盖(SM)、黑膜大垄覆盖(PM)和露地无覆盖(CK)3种栽培处理,研究了不同覆盖条件下马铃薯叶片渗透调节物质、膜脂过氧化物含量、抗氧化酶活性和产量的差异。结果表明：SM处理显著提高马铃薯植株细胞清除自由基和过氧化氢的能力,维持了较高的渗透性,与CK相比,SM处理在全生育期平均显著降低丙二醛(MDA)、脯氨酸(Pro)含量,分别降低14.4%、10.0%;平均显著提高可溶性糖(WSC)含量、过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)和超氧化物歧化酶(SOD)活性,分别提高17.1%、15.4%、22.5%和27.5%。与CK相比,PM处理在全生育期平均显著提高MDA、Pro、WSC含量和SOD、CAT活性,分别提高14.3%、38.6%、17.1%、15.2%和8.5%;平均显著降低POD活性17.1%。覆盖显著提高了马铃薯鲜薯产量,与CK相比,SM处理3年平均显著增产12.9%,PM处理3年平均显著增产29.2%。灰色关联度分析结果表明,SM处理产量与POD、SOD、CAT活...     

不同降水年型下秸秆带状覆盖对西北旱地马铃薯品质和产量的影响

为探明不同覆盖方式对马铃薯品质和产量的影响，于2019—2021年在西北半干旱雨养农业区设置秸秆带状覆盖(SM)、地膜覆盖(PM)、无覆盖露地(CK)3个处理，通过测定马铃薯块茎维生素C、淀粉、直链淀粉、还原糖、粗蛋白含量及产量指标，研究不同覆盖方式对马铃薯品质和产量的影响。结果表明：不同降水年型下秸秆带状覆盖和地膜覆盖均可以显著改善马铃薯的品质，丰水年(2019年和2020年),与CK相比，SM处理显著提高了块茎淀粉、直链淀粉的含量，增幅分别为15.2%和31.9%,PM处理显著提高了粗蛋白含量，增幅为26.6%;平水年(2021年),与CK相比，SM处理维生素C、还原糖含量分别显著提高20.4%和5.1%,PM处理维生素C、还原糖、粗蛋白含量分别显著提高35.2%、8.3%、14.6%;覆盖方式对马铃薯品质的影响整体表现为SM>PM。主成分分析和灰色关联度分析表明，SM和PM处理均可提高马铃薯品质，且SM处理马铃薯品质与产量关联度高于PM处理，SM处理下淀粉、直链淀粉含量与产量的关联度最高。覆盖栽培方式均显著提高了马铃薯鲜薯产量，SM、PM分别较CK提高13.7%～19.5%...     

黄土高原旱地不同保护性耕作措施对马铃薯田土壤水温效应及产量的影响

设计实施了黄土高原西部旱农区马铃薯传统耕作(T)和五种保护性耕作措施:垄上覆膜沟内覆草摆种(PDSS)、垄上覆膜沟内覆草浅播(PDSSH)、垄上覆草摆种(RSS)、平作覆草摆种(FSS)和垄上不覆膜沟内覆草摆种(DSS)的大田对比试验,对不同耕作措施下各层次土壤水分、地温及产量进行了研究.结果表明:马铃薯免耕秸秆覆盖能明显改善0～80 cm土壤贮水量,特别是对0～30 cm土壤贮水量的影响尤为突出;与传统耕种相比,免耕秸秆覆盖可以降低各个土壤测定层的日均积温(≥0℃),并能在晴天14∶00时有效降低结薯层的温度,结薯层的温度FSS为27～29℃,PDSSH为21～28.5℃,较传统耕种的27～32℃略低,降低了高温对马铃薯生长的不利影响;免耕秸秆覆盖除RSS外,出苗率和产量均高于传统耕种,且FSS的产量最高,达27 468.3 kg/hm2,较传统耕种增产30.05%.     

旧膜及秸秆覆盖对西北旱地马铃薯 产量及土壤水热的影响

为了探究旧膜二茬及秸秆带状覆盖条件下，马铃薯田的土壤水热特征及增产机制，设置旧膜直播(T1)、秸秆带状覆盖种植带不旋耕（T2）、秸秆带状覆盖种植带旋耕（T3）、新覆膜（T4）和露地平作（CK）5个处理进行田间试验。结果表明：各覆盖处理较CK提高产量14.24%~56.33%、商品薯率1.21%~22.60%及水分利用效率8.28%~55.39%（P<0.05）;产量与块茎形成期的单株薯干重正相关（r=0.744），覆盖处理在块茎形成期较CK提高单株薯干重118.0%~720.0%（P<0.05），以T4最高;覆盖处理对马铃薯水热特征有显著影响（P<0.05），T1、T2的降温效应显著小于T3，T3的蓄水保墒效应与T4差异不显著，但显著大于T1、T2及CK。可见，在本试验条件下，秸秆带状覆盖种植带旋耕的产量高于旧膜直播、略低于新覆膜，但蓄水保墒效应与新覆膜相近，同时秸秆带状覆盖种植带旋耕较其余覆盖处理具有较明显的降温增墒效应，有利于促进马铃薯块茎的形成及膨大。     

轮作休耕模式对土壤细菌群落的影响

以黄土高原半干旱区9种轮作休耕模式土壤为研究对象，分别设残膜覆盖（T₂1）、伏天深耕（T₂2）、施牛羊粪（7 500 kg·hm^-2）+深翻耕（30 cm）+连续休耕3 a（T₂3）、施牛羊粪（7 500 kg·hm^-2）+深翻耕（30 cm）+连续种植豌豆3 a并在盛花期翻压还田（T₂4）、施牛羊粪（7 500 kg·hm^-2）+深翻耕（30 cm）+连续3 a种植豌豆（每kg豌豆种子拌根瘤菌粉8.5 g）并在盛花期翻压还田（T₂5）、玉米秸秆粉碎（还田量7 500 kg·hm^-2）+施牛羊粪（7 500 kg·hm^-2）+深翻耕（30 cm）+连续休耕3 a（T₂6）、玉米秸秆粉碎（还田量7 500 kg·hm^-2）+施牛羊粪（7 500 kg·hm^-2）+深翻耕（30 cm）+连续3 a种植毛苕子并在盛花期翻压还田（T₂7）、玉米秸秆粉碎（还田量7 500 kg·hm^-2）+施牛羊粪（7 500 kg·hm^-2）+深翻耕（30 cm）+连续3 a种植毛苕子并在盛花期翻压还田（T₂8）等8个处理，以连续休耕3 a为对照（CK）,采用16S rRNA扩增子测序技术对土壤细菌群落组成、丰度和多样性等特征进行研究，分析了土壤养分与细菌种群多样性的相关关系。结果表明，9种休耕轮作模式下，土壤细菌群落中相对丰度较高的前5位菌门依次为变形菌门（Proteobacteria）（26.33%～37.33%）、酸杆菌门（Acidobacteria）（17.93%～21.43%）、放线菌门（Actinobacteria）（12.42%～19.41%）、芽单胞菌门（Gemmatimonadetes）（6.98%～10.99%）和绿弯菌门（Chloroflexi）（6.48%～10.50%）。其中T₂1、T₂5处理显著升高了硝化螺旋菌门的相对丰度（分别为50.04%和42.44%），T₂2处理显著提高了变形菌门和拟杆菌门的相对丰度（分别为31.51%和159.96%），T₂6、T₂7处理显著增加了芽单胞菌门的相对丰度（分别为28.36%和28.33%），T₂8处理显著增高了奇古菌门的相对丰度（519.79%）。不同轮作休耕模式的土壤全氮含量均高于CK。细菌群落丰富度指数除T₂7处理外，其余处理均高于CK。冗余分析和Monte Carlo置换检验结果显示，土壤全氮、全钾、速效氮含量对土壤细菌群落结构影响显著（P＜0.05）。     

宁南山区膜下滴灌对马铃薯土壤酶活性、土壤养分及产量的影响

在宁南山区海原县关庄乡高台村试验田,采用膜下滴灌节水技术,研究了覆膜不滴灌、滴灌不覆膜、膜下滴灌和不滴灌不覆膜(CK)4种方式下马铃薯生育期的土壤养分、酶活性以及马铃薯产量的差异.结果表明:在0～20 cm和20～40 cm土层中,膜下滴灌种植条件下,与CK相比较,有机质含量分别提高了3.88％、18.23％,碱解氮提...     

不同比例有机肥替代化肥对玉米生长及水分利用效率的影响

为了探索黄土高原半干旱区全膜双垄沟播玉米适宜的有机氮替代无机氮水平,于2018—2019年通过大田试验研究了单施化肥(F100M0)、有机肥50%替代(F50M50)、有机肥37.5%替代(F62.5M37.5)、有机肥25%替代(F75M25)以及有机肥12.5%替代(F87.5M12.5)化肥和不施肥(CK)对玉米耗水特性、籽粒产量及水分利用效率的影响。结果表明：两个丰水年,玉米耗水差异主要表现在播种期50~110 cm土层和成熟期10~30 cm土层;与对照相比,F62.5M37.5和F87.5M12.5处理的籽粒产量和生物产量分别较对照增加100.6%、122.0%和132.7%、156.8%,水分利用效率和降水利用效率分别增加了73.1%、165.1%和93.6%、179.8%,水分利用效率和降水利用效率增加的原因主要是F62.5M37.5和F87.5M12.5处理协调了籽粒产量与耗水量之间的关系,使玉米水分利用效率和降水利用效率较对照分别增加。所有处理中,F87.5M12.5处理表现出与单施化肥相当的经济效益。因此,在200 kg·hm^-2施氮水平下,适度降低有机肥替代比例能提高玉米的水分利用效率和经济效益,本研究推荐有机肥替代化肥的水平为12.5%~37.5%。     

不同深松方式对玉米产量和水分利用效率的影响

由于我国北方地区长期采用小型机具进行耕作，导致农田耕层变浅、犁底层向上移动，土壤蓄水能力下降。为了明确不同深松方法对作物产量和水分利用效率的影响，提高作物抗旱能力和生产能力,本研究通过3 a定位试验，以春季旋耕为对照（CK），研究了秋季全方位深松（BS）、秋季连年垄台深松（RS）、初夏连年垄沟中耕深松（FS）和秋夏年际交替间隔深松（AS）4种深松耕作方式的蓄水和增产效应。试验研究结果表明，可以将不同耕作处理土壤容重特征表述为：CK为上虚下实型、BS为均匀疏松型、RS为垄虚沟实型、FS为垄实沟虚型(相对RS)、AS为年际疏松交替型。BS、AS、FS和RS不同年份土壤平均贮水量较CK增幅的变化范围分别是10.9～23.2 mm、10.9～17.2 mm、9.0～15.7 mm和6.0～8.2 mm，尽管AS的容重在年际间存在更替变化，但对年际间土壤平均贮水量影响较小。总体上BS和AS土壤贮水量高于CK和RS，提高10.9～23.2 mm，能够为不同降水年型下玉米稳产提供保障。尤其相对于其他3种深松方式，AS处理3 a研究数据玉米持续保持着高生产能力和水分利用效率，较CK产量提高17.22%～28.65%，水分利用效率提高0.27～0.73 kg·m^-3； 2013年较BS的产量和水分利用效率差异不显著，其他两年分别提高1.00%～5.92%，0.06～0.20 kg·m^-3；较FS产量提高5.59%～13.50%，2014年水分利用效率差异不显著，其他两年提高0.20～0.43 kg·m^-3，因此AS是较为适宜的深松方式。     

嘧菌酯提高马铃薯耐旱性的生理基础研究

采用盆栽法,以抗旱性不同的3个马铃薯栽培种为研究对象,于播种前以25%嘧菌酯悬浮剂为沟施药剂处理(A),正常浇水为对照(CK,土壤体积含水量θw:60%~70%),干旱为水分处理(D,θw:30%~40%),以及干旱与药剂共同处理(A-D)。通过测定叶片光合参数、抗氧化酶活性、丙二醛(MDA)和脯氨酸含量及马铃薯单株产量与品质等指标,探讨施用嘧菌酯对改善马铃薯干旱胁迫耐受性的生理基础。结果表明:嘧菌酯可有效增强马铃薯叶片净光合速率和气孔导度;在正常水分条件下,施用嘧菌酯可引起叶片过氧化氢酶(CAT)和抗坏血酸过氧化物酶(APX)活性的增强,具有延缓植株衰老的作用;在干旱胁迫条件下施用嘧菌酯可降低叶片MDA和脯氨酸含量,提高植株耐旱性。A较CK处理青薯9号、陇薯6号和大西洋单株产量分别增加30.74%、59.87%和5.90%,A-D较D处理分别增产15.17%、43.43%和16.49%;A处理青薯9号、陇薯6号和大西洋综合品质得分分别为1.184、2.856和0.621,A-D处理分别为-1.112、-0.240和-0.349。可见,嘧菌酯有利于干旱胁迫条件下马铃薯块茎品质的提高。