贵州岩溶易旱区不同耕作覆盖方式玉米产量及水分利用率的研究

以常规平作为对照,探讨了贵州岩溶易旱区玉米在不同耕作覆盖方式下的产量及水分利用效率。试验结果表明：无论哪种耕作覆盖方式,玉米不同生育期的耗水规律与平作不覆盖是基本一致的;秸秆、地膜覆盖可减少棵间土壤蒸发,总体耗水量有所减少;垄作覆膜、垄作秸秆覆盖可使玉米产量大幅度提高,水分利用率也相应提高;垄作比平作有较明显的增产节水效果。因此,垄作地膜覆盖,垄作秸秆覆盖及单纯垄作在贵州岩溶易旱区是提高作物降水利用率及水分利用效率的主要途径。     

不同覆盖条件下春玉米田耗水特征及提高水分利用率研究

以常规小畦平播为对照，探讨了春米玉田在不同覆盖条件下的耗水特征。试验结果表明，无论哪种覆盖种植方式，春玉米在不同生育阶段的耗水规律与不覆盖是一致的，秸秆覆盖和地膜覆盖可减少棵间土壤水分蒸发，总体耗水量有所减少。秸秆覆盖和地膜覆盖垄沟种植春玉米产量大幅度提高，地膜覆盖垄背种植在一定程度上保蓄土壤水分，但由于垄背较镐，土壤水分供应不足，较不覆盖减产显著。因此，秸秆覆盖和地膜覆盖垄沟种 提高作物对降水的利用率及水分利用效率的主要途径之一。     

华北平原秸秆覆盖滴灌冬小麦中后期耗水规律研究

基于2013—2015年华北平原典型区连续两年田间试验,采用Penman-Monteith公式、FAO单作物系数法以及水量平衡法,研究分析了充分滴灌下秸秆覆盖与不覆盖对冬小麦棵间蒸发、耗水量、产量及水分利用效率的影响,研究结果表明:滴灌条件下秸秆覆盖显著抑制了日棵间蒸发量及其日变化波动幅度(P0.05),在冬小麦中后期相比不覆盖可减少棵间蒸发30%以上;基于田间冬小麦的气孔阻力系数实测值,采用P-M公式直接计算冬小麦日耗水量具有较高精度,其值与FAO单作物系数法计算值具有较高相关性(R~20.8);秸秆覆盖滴灌减少了7%~15%的灌溉定额,但与不覆盖滴灌相比,冬小麦日耗水量和生育期总耗水量不存在显著差异(P0.05),冬小麦4—6月份期间平均日耗水量在4.0~4.5 mm·d~(-1)之间;充分滴灌下秸秆覆盖并没有显著提高作物的产量和水分利用效率(P0.05)。     

水分和温度对冬小麦和玉米免耕作产量影响的研究

本文对宁夏彭阳县旱地冬小麦、玉米的免耕作中水分和温度对产量的影响进行了探索。试验结果表明:播种前、后,旱地免耕作膜侧种植冬小麦处理比无地膜覆盖常规耕作处理的土壤含水量高,膜侧种植冬小麦生育后期土壤水分明显高于无地膜覆盖常规耕作处理。膜侧的土壤含水量高于膜内的土壤含水量,有利于膜侧冬小麦的生长。旱地免耕作膜侧冬小麦产量达3540kg/hm2,比对照增产78.8%,纯收益比对照提高79.7%。旱地玉米免耕作秸秆覆盖处理的土壤含水量明显高于常规耕作玉米处理的土壤含水量。覆盖1/2玉米秸秆、全部玉米秸秆处理的土壤平均含水量分别比常规耕作增加11.1%和9.8%。但是常规耕作有地膜覆盖,对耕层土壤的增温效果最好,而玉米秸秆覆盖对土壤增温的效果较差。覆盖1/2玉米秸秆、全部玉米秸秆处理产量分别比常规耕作减产25.4%和11.2%。     

不同覆盖措施对滴灌枣园土壤水热及矿质氮素的影响

为了提高南疆枣园滴灌水肥利用效率,有效改善土壤特性,进行了芦苇秸秆、小麦秸秆、地膜(白色)、玉米秸秆4种覆盖措施的研究。结果表明:4种覆盖措施都能够减少棵间蒸发,提高土壤水分,与对照相比土壤棵间蒸发量分别减少了34.95%、31.08%、35.75%、29.38%,芦苇和地膜的保墒效果较好;保温效果为地膜小麦秸秆玉米秸秆芦苇,芦苇覆盖温度最高土层在10 cm,其他处理均在5 cm处;不同生育阶段各处理土层的矿质氮素含量不同,地膜覆盖能显著影响土壤的硝态氮含量,7—8月中旬覆盖条件下的矿质氮素与对照相比均有所增加,与对照相比7月中旬地膜覆盖提高幅度最大,为323.96%,其含量与气温高低相关;枣树生育阶段前期小麦秸秆覆盖下土壤碱解氮含量相对较高,其中7月中旬增幅最大,达到了57.41%。综合分析表明芦苇覆盖下土壤水热及矿质氮素的田间变异较小。     

海河平原秸秆覆盖和春季灌水对小麦玉米产量和水分利用的影响

针对海河平原水资源短缺和小麦-玉米水分利用现状,通过2013—2015年大田试验,设置春季不灌水、春季不灌水+秸秆覆盖、春季1水、春季1水+秸秆覆盖四个处理,研究了春季灌水和秸秆覆盖对小麦-玉米两熟作物生长、产量和水分利用的影响。结果表明:灌水和秸秆覆盖效应主要体现在小麦拔节到开花期。小麦拔节~开花期,由于灌溉和秸秆覆盖保温保墒作用,两个生长季中,春季1水秸秆覆盖LAI高于1水不覆盖处理,但开花期后这种效应逐渐消失,花后10天和20天覆盖LAI低于不覆盖处理,且差异显著;春季不灌水由于水分胁迫,无论秸秆覆盖与否,LAI差异不显著。2013—2014年,和不覆盖相比,春季0水覆盖产量降低了1.46%,春季1水处理覆盖后降低了2.76%;2015年春季0水覆盖降低了2.78%,春季1水覆盖降低了1.11%。但春季灌溉1水后,与不灌水相比,2014年产量差异显著,2015年差异不显著。随着灌溉水量的增加,土壤耗水量减少,两年中小麦生长季土壤耗水量都表现为春季0水大于春季1水,且差异显著;相同水分条件下不覆盖大于覆盖处理,但差异不显著。不同处理小麦生长季土壤耗水量的差异及玉米生长期间的降水量共同影响了玉米土壤耗水量,覆盖处理的耗水量小于不覆盖处理。从水分利用效率看,小麦、玉米和周年土壤水分利用效率各处理间和年份间都没有显著差异。海河平原水分有限条件下,秸秆覆盖后在小麦需水敏感期限量灌水在保证产量基础上可降低耗水量,因此春季灌溉1水结合秸秆覆盖是实现本区域小麦-玉米种植制度节水的有效措施。     

不同灌水水平下少耕地膜覆盖对玉米农田土壤温度和水分利用效率的影响

以大田玉米为研究对象,在少耕地膜覆盖和不同灌水水平下,研究了一膜两年用地膜覆盖、秋免耕春覆膜和传统耕作覆膜对玉米农田土壤温度和水分利用效率(WUE)的影响。结果表明:与传统耕作覆膜和秋免耕春覆膜两种新膜覆盖处理相比,一膜两年用处理在玉米播种到拔节期的增温效果显著低于新膜覆盖,农田0~25 cm土壤平均温度较传统覆膜处理低13.35%,而对玉米拔节期到成熟期的土壤温度无明显影响,且农田0~25 cm土层土壤积温差异也不显著,相同覆膜方式下不同灌水水平间有显著差异,随着灌水水平的降低土壤积温增加;一膜两年用地膜覆盖方式下玉米籽粒产量和WUE与两种新膜覆盖方式相当,中灌水水平下WUE最高,达到17.89kg·mm-1,且在低灌水水平下获得籽粒产量显著高于传统覆膜处理,一膜两年用覆盖、灌溉定额5 700 m3·hm-2较传统耕作覆膜、灌水定额5 700 m3hm-2处理的玉米产量高出16.39%。说明,一膜两年用地膜覆盖在玉米播种到拔节期的增温效应低于新膜覆盖,但并不影响籽粒产量的形成,且在存在水分胁迫的低灌水水平下一膜两年用覆盖模式可减缓干旱胁迫,提高作物籽粒产量,是适于西北绿洲灌区的具有较好经济效益和生态效益的覆膜农田管理新技术。     

不同灌水水平下一膜两年覆盖的玉米农田土壤水分和经济效益分析

以大田玉米为研究对象,在少耕地膜覆盖和不同灌水水平下,研究了一膜两年用地膜覆盖、秋免耕春覆膜和传统耕作覆膜对玉米农田土壤水分和产量的影响,以期为灌区玉米生产优化耕作措施、地膜再利用、提高水分利用效率提供理论依据。结果表明,一膜两年覆盖可显著提高播前农田0~60 cm土层土壤含水量和土壤贮水量(0~120 cm),一膜两年覆盖农田贮水量较传统耕作覆膜提高13.31%,且处理间差异显著;在玉米生育期一膜两年用地膜覆盖可明显提高0~30 cm土层土壤含水量,一膜两年用较传统覆膜处理0~30 cm土层土壤含水量提高7.67%,而不同处理对30~120 cm土层土壤含水量影响较小。高灌水水平下,一膜两年覆盖方式可达到与传统耕作覆膜方式相当的产量,在中、低灌水水平下高于传统覆膜处理,分别增产2.40%和16.39%,且在低灌水水平下WUE在不同覆膜方式处理间存在显著差异,一膜两年覆盖的WUE分别较秋免耕春覆膜和传统耕作覆膜高出5.25%和20.26%;此外,一膜两年覆盖方式可显著减少成本投入,产投比分别较秋免耕春覆膜和传统耕作覆膜提高7.27%和15.69%。说明一膜两年用地膜覆盖可显著提高播前和生育期0~30 cm的土壤含水量,在水分胁迫的低灌水水平下一膜两年用覆盖模式可减缓干旱胁迫,提高作物子粒产量和水分利用效率,降低成本投入,提高产投比,是适于西北绿洲灌区的覆膜农田管理新技术。     

小麦间作玉米农田耗水特性及产量变化对根系分隔的响应

通过田间试验,研究了小麦间作玉米塑料薄膜隔根(PW//C)、尼龙网隔根(NW//C)、不隔根(W//C)及单作玉米(C)和单作小麦(W)对土壤水分、棵间蒸发和水分利用效率的影响。结果表明,根系分隔显著影响作物的耗水特性,从而显著影响作物产量及水分利用效率的提高。小麦收获前,W//C、NW//C和PW//C处理玉米带土壤水分含量均高于小麦带,分别提高2.38%、3.82%和6.13%;小麦收获后,NW//C和PW//C处理玉米带土壤水分含量却均低于小麦带,分别降低5.41%和16.07%,而W//C处理玉米带和小麦带间水分差异不显著。根系分隔显著增大了间作模式的作物棵间蒸发量,NW//C和PW//C较W//C处理分别显著提高6.71%和20.13%。以单作小麦、单作玉米加权平均为对照,W//C、NW//C和PW//C处理分别显著提高经济产量33.60%、26.93%和24.69%,增大耗水量-0.2%、1.02%和6.69%,显著提高水分利用效率34.93%、26.67%和17.80%。W//C处理较NW//C和PW//C处理分别提高经济产量5.25%和7.14%,降低耗水量1.21%和6.64%,提高水分利用效率6.52%和14.54%。     

不同麦秸覆盖量对夏玉米田棵间土壤蒸发和地温的影响

采用微型蒸渗仪(Micro-lysimeter)和曲管地温表观测了不同麦秸覆盖量下夏玉米田的棵间土壤蒸发和土壤温度,试验设置5个处理(秸秆覆盖量分别为0(对照)、1 500、4 500、7 500、10 500 kg/hm2),分析了不同秸秆覆盖量下夏玉米田棵间土壤蒸发和土壤温度的动态变化规律.结果表明,麦秸覆盖夏玉米田有效抑制了棵间土壤蒸发,平抑了地温的变化幅度;夏玉米生育期内,4种覆盖处理(由高覆盖量至低覆盖量)棵间土壤蒸发比对照依次减少了63.51%、60.98%、52.94%、34.07%,0～20 cm的地温平均日变幅比对照分别降低了3.14℃、2.93℃、2.32℃、2.02℃.麦秸覆盖处理的抑蒸稳温效应,促进了夏玉米生长,提高了夏玉米的产量和水分利用效率.     

黄土区保护性耕作对春玉米产量和土壤肥力的影响

在黄土区春玉米地实施免耕和传统耕作的基础上,研究了秸秆覆盖、地膜覆盖、秸秆地膜双覆盖以及不覆盖下春玉米产量和土壤肥力的变化.结果表明:传统耕作下不覆盖的产量为6 212.75 kg/hm2,秸秆覆盖比不覆盖增产45.67%,地膜覆盖增产47.24%,秸秆地膜双覆盖增产幅度可达73.24%;免耕下秸秆覆盖比不覆盖仅增产了...     

基于DNDC模型模拟的冬小麦田土壤有机碳和作物产量对地表覆盖的响应

依托前期长期定位试验,基于DNDC过程模型,对秸秆和地膜覆盖条件下冬小麦田土壤有机碳和小麦产量的长期变化规律进行了模拟研究.结果表明,DNDC模拟的有机碳含量和冬小麦产量变化与田间观测结果较一致,能较理想地模拟两种覆盖措施对土壤有机碳和作物产量的长期影响.模拟结果显示,在50 a时间尺度上,不覆盖与地膜覆盖处理下0～5...     

秸秆覆盖农田的小气候特征和增产机理研究

利用2000～2002年的试验资料和2002～2003年的示范推广资料,对秸秆覆盖的农田小气候和增产机理进行分析.结果表明:秸秆覆盖对农田近地层气温、空气湿度和地温均产生明显影响,但对风速的影响不明显;秸秆覆盖可使地表层显热通量增大,潜热通量和土壤热通量减小,从而使土壤蒸发受限;由于覆盖抑制土壤表面蒸发,使土壤水分无效消耗减少,增加前期土壤水分积累,有利于植株后期蒸腾,使水分消耗从物理过程向生理过程转化,从无效消耗向有效消耗转化,从而增加作物产量,提高水分利用效率.秸秆覆盖可使冬小麦增产8.08%～10.71%,水分利用效率提高3.5%～8.4%;夏玉米增产6.08%～11.97%,水分利用效率提高7.8%～14.4%.     

不同覆盖方式对旱作农田土壤碳氮含量及玉米产量的影响

设置垄膜沟播(R)、平作全覆膜(P)和平作秸秆覆盖(S)3种不同覆盖栽培模式,以传统平作(CK)为对照,通过3 a大田定位试验,研究不同覆盖方式对农田土壤碳氮及其组分变化、玉米干物质积累和籽粒产量的影响。结果表明:连续覆盖3 a后,R和P处理土壤有机碳和全氮含量及储量均呈逐渐下降趋势,而S处理则呈上升趋势且每年的增幅逐渐增大;各处理0～40 cm土层土壤有机碳储量均表现为S>R>P>CK,全氮储量表现为S>CK>R>P,S处理有机碳和全氮储量分别较CK提高3.4%和7.5%;与CK相比,R和P处理可提高土壤碳氮比,在0～20 cm土层平均分别提高7.9%和9.6%(P<0.05),而S处理0～20 cm土层土壤碳氮比平均降低了9.9%(P<0.05);各覆膜处理(R和P)均较CK显著降低了0～40 cm土层土壤可溶性有机碳(DOC)和土壤可溶性有机氮(DON)含量,而S处理较CK处理0～60 cm土层DOC和DON含量2 a平均均提高6.2%;各处理收获期硝态氮含量在0～100 cm剖面中的垂直分布与CK无明显差异;各处理土壤铵态氮含量均...     

连续14年保护性耕作对土壤总有机碳和轻组有机碳的影响

依托于2001年布设在陇中黄土高原半干旱雨养农业区的保护性耕作定位试验,于2014年测定了5种保护性耕作(免耕+秸秆覆盖NTS、免耕NT、传统耕作+秸秆翻埋TS、传统耕作+地膜覆盖TP和免耕+地膜覆盖NTP)和传统耕作T处理下小麦-豌豆双序列轮作中表层土壤(0~5、5~10、10~30 cm)总有机碳(SOC)和轻组有机碳(LFOC)在作物生育期前后的变化。结果表明:土壤总有机碳和轻组有机碳在土壤剖面上均随着土层深度的增加而降低;相比传统耕作T,NTS和TS处理能显著提高0~30 cm土层中SOC、LFOC的含量,在作物播种前较T分别提高了19.51%、64.58%和13.36%、42.08%,在收获后分别提高了28.00%、85.37%和18.61%、77.82%,而SOC、LFOC含量NT和TP处理与T处理间差异不显著;从作物播种前至收获后,各处理下0~30 cm土层SOC含量均有减小趋势,其中NTS和TS处理变化量最小,NT和TP处理加大了作物生育期间SOC和LFOC的消耗;LFOC可以灵敏地反应出土壤有机碳的变化。因此,在该区推行以免耕、秸秆覆盖为主的保护性耕作措施更有利于碳的积累和土壤质量的改善,促进该区农业的可持续发展。     

垄沟覆盖种植对晚播夏玉米生长和产量的补偿效应

针对晚播对夏玉米生长发育造成的不利影响,采用垄覆膜沟不覆盖（LN）、垄覆膜沟覆秸秆（LJ）和垄沟全覆膜（LM）3种垄沟种植方式,以常规播期平作不覆盖（CK1）和晚播平作不覆盖（CK2）为对照,分析了不同垄沟种植方式对晚播夏玉米农田土壤水分、土壤温度及玉米生长和产量的影响,对比不同垄沟覆盖种植方式对晚播玉米生长的补偿效应。结果表明：垄沟种植显著提升了夏玉米0~25 cm土层土壤温度,促进了晚播夏玉米生长;生育期内多雨导致各处理0~200 cm土层土壤含水率一直在18%（75%田间持水率）或更高水平,覆膜对土壤水分的影响不明显;垄沟种植夏玉米整体生长状态在8月中下旬（抽雄~灌浆阶段）与CK1处理达到相同水平;地上部干物质量在成熟期达到或超过CK1处理水平;低温多雨导致晚播夏玉米生育期延长了8~9 d;垄沟种植处理倒伏率较低,最高值仅为3%,平作处理倒伏严重,CK1和CK2处理倒伏率分别达73.1%和20.1%;CK2处理全生育期各项生长及产量指标均较低,LJ处理前期生长状态差,后期贪长,最终相对CK1处理减产7.9%;LN处理产量9 783.8 kg·hm^-2,与CK1处理持平,LM处理达到最高产量11 101.7 kg·hm^-2,相对CK1处理增产12.2%。综合考虑土壤水热、夏玉米生长、产量等各方面因素,多雨条件下垄沟全覆膜方式对晚播玉米生长达到了最好的补偿效果。     

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。     

沟覆盖材料对垄沟集雨种植土壤水分和玉米根系分布的影响

为寻求半干旱地区垄沟集雨环保沟覆盖材料,探究垄沟集雨种植增产机理,在半干旱黄土高原区通过大田试验,以传统平作为对照,研究不同沟覆盖方式(无覆盖、生物可降解地膜覆盖和秸秆覆盖)对土壤含水量、玉米根干重、根长、根表面积和根体积的影响。结果表明:垄沟集雨种植沟中的土壤含水量、玉米根干重、根长、根表面积和根体积明显大于垄中;与平作相比,无覆盖、生物可降解地膜覆盖和秸秆覆盖耕层沟中作物生育期平均土壤含水量分别增加6.9%、10.6%和9.3%,垄中平均土壤含水量分别降低13.8%、10.9%和5.6%;玉米总根干重(沟中+垄中)分别降低15.9%、6.1%和16.8%,总根长分别增加37.6%、43.7%和34.8%,总根表面积分别增加10.5%、33.6%和15.0%。无覆盖和秸秆覆盖玉米总根体积分别降低34.5%和16.3%,生物可降解地膜覆盖玉米总根体积增加13.2%。与传统平作相比,垄沟集雨种植增加土壤水分、玉米根长和根表面积,降低玉米根干重。在不同沟覆盖方式中,生物可降解地膜覆盖具有较高土壤含水量、根长、根表面积和根体积。     

西南紫色土丘陵区不同耕作方式对土壤水热条件、有机碳含量及蚕豆产量的影响

在重庆北碚西南大学试验农场开展大田试验,设置传统耕作(T)、垄作(R)、传统耕作+半量秸秆覆盖(TS_1)、垄作+半量秸秆覆盖(RS_1)、传统耕作+全量秸秆覆盖(TS_2)、垄作+全量秸秆覆盖(RS_2)6个不同处理,研究不同耕作方式对蚕豆土壤水热条件、有机碳含量和蚕豆产量的影响及其相关关系。结果表明:秸秆覆盖下的土壤温度在低温时显著高于平作,在高温时则显著低于平作,而垄作的土壤温度与平作间没有明显的差异;在苗期、分枝期、开花期和成熟期,RS_2处理土壤水分均显著高于R处理;在分枝期、开花期和成熟期TS_2处理土壤水分均显著高于T处理;垄作和秸秆覆盖能提高土壤的有机碳含量,不同处理间的有机碳含量表现出RS_2TS_2RS_1TS_1RT的趋势;垄作和秸秆覆盖能提高蚕豆的产量,与对照T相比,R、TS_1、RS_1、TS_2、RS_2处理的蚕豆产量分别增产3.55%、9.20%、9.88%、10.78%、12.54%;蚕豆产量与土壤有机碳含量呈显著正相关。