不同覆盖措施对土壤水热状况及春玉米产量和水分利用效率的影响

为提高黄土高原东部河谷平原春玉米水分利用效率,探究最适宜该地区春玉米种植的地表覆盖措施,基于连续7年长期定位试验,于2021—2022年开展田间试验,共选取无覆盖(CK)、地膜覆盖(plastic film mulching,FM)以及秸秆覆盖(straw mulching,SM)3个处理,研究不同覆盖措施对土壤水热状况及春玉米产量和水分利用效率的影响,系统分析了2年试验期土壤水分与温度动态变化及春玉米各阶段水分生产力,为该地区春玉米水肥高效提供利于农业可持续发展的科学管理措施。结果表明:与无覆盖处理相比,地膜覆盖具有增温效应,2年内土壤温度提高0.72～2.63℃;秸秆覆盖具有降温效应, 2年内土壤温度降低0.20～1.51℃。与无覆盖处理相比,地膜与秸秆覆盖处理均可改善春玉米生长前期土壤含水量,并驱动土壤“湿干交替”现象促进水分吸收,提高水分利用效率,实现增产。虽然地膜覆盖处理改善了前期土壤含水量,促进春玉米前期生长发育,但会导致根系生长过浅,不利于生长后期水分利用,甚至植株存在倒伏风险(2021年倒伏率高达72.14%),影响产量形成。与地膜覆盖处理相比,秸秆覆盖处理驱动土壤“湿...     

地面覆盖对日光温室黄瓜地温、耗水量和产量的影响

通过地膜和小麦秸秆覆盖,研究日光温室中地面覆盖对黄瓜地温、耗水量及产量的影响.结果表明,地面覆盖可提高黄瓜全生育期的土壤温度、降低黄瓜耗水量、提高土壤水分渗漏率和产量.地膜覆盖提高不同土层温度1℃以上,秸秆覆盖在前期能提高地温0.1℃以上,在后期秸秆覆盖则降低了土壤温度0.5℃以上;地膜覆盖与秸秆覆盖耗水量分别降低22.5%,16.2%,水分渗漏率分别提高3.73%,9.64%,产量分别提高19.33%,11.04%.因此,日光温室内地面覆盖是一项增产、提高水分利用效率重要农艺技术,其中地膜覆盖效果最佳.     

生物可降解地膜对马铃薯生长及水分利用效率的影响

为研究旱作条件下生物降解地膜对马铃薯生长及水分利用效率的影响,以‘紫花白’作为试验材料,设置裸地(CK)、聚乙烯塑料地膜、生物可降解A膜、玉米秸秆、生物可降解B膜5种覆盖材料来研究生物可降解地膜对马铃薯耕层土壤温度、土壤含水量以及产量的影响。结果表明,与传统裸地(CK)相比,聚乙烯塑料地膜、生物可降解A膜、玉米秸秆、生物可降解B膜4种覆盖材料处理下耕层土壤(0~ 25 cm)日平均温度提高2.02、1.67、1.40、1.47℃;各覆盖材料均可提高土壤含水量,聚乙烯塑料地膜、生物可降解A膜、玉米秸秆、生物可降解B膜覆盖耕层土壤(0~25 cm)平均含水量提高3.12%、2.00%、1.92%、2.48%;各覆盖材料较对照马铃薯块茎产量增加6.25%、21.18%、17.07%、31.71%。试验结果表明,生物可降解地膜覆盖可以提高土层的温度、土壤含水率以及马铃薯产量,在不同覆盖方式中,生物可降解B膜覆盖效果最好。     

免耕栽培不同秸秆覆盖量下土壤温度变化研究

试验采用微区定位方法, 研究免耕栽培条件下不同秸秆覆盖量对大豆田土壤温度的影响。结果表明： 秸秆覆盖平作免耕栽培处理间随秸秆覆盖量增加, 土壤温度呈下降趋势, 较 0%秸秆覆盖常规秋翻垄作对照比, 0、 30、 60、 100%秸秆覆盖免耕处理分别降低 0.35~4.39、 0.45~4.55、 0.57~5.34、 0.77~6.14℃; 各生育时期间以苗期各处理土温与对照差异最大, 开花以后土温差异变小; 各处理不同土层间降温幅度为0.46~3.62℃, 仍以苗期降幅最大为 3.62℃。因此, 在高纬度寒地应用秸秆还田免耕技术关键是在苗期采用增温措施, 促进幼苗发育。     

地膜覆盖方式对花生田土壤含水量、温度及产量的影响

为探讨半干旱区地膜覆盖方式对花生田土壤水分、温度及植株生长发育动态特征的影响,测定了不同覆盖方式下,垄作花生各生育时期耕层土壤水分(0-40 cm)、土壤温度(0-25 cm)变化情况。结果表明:覆盖方式影响0-40 cm土层土壤含水量变化,随生育期推进,各土层和起垄位置土壤含水量均表现为抛物线变化趋势;各覆盖方式下,花生苗期垄面处0-40 cm土层含水量明显低于垄沟处,且苗期至开花期垄沟处土壤含水量降幅较大。不同覆盖方式主要通过提高日最高温度来影响耕层土壤温度的变化,花生生长前期,地温受覆盖方式影响强烈,多垄覆盖方式的日最高温度较高,达36.2℃;花生生育后期,地温受覆盖方式的影响较小;开花后,覆盖方式对0-10 cm日地温的影响不明显,但对15-25 cm土层14:00—18:00时地温影响较大。覆盖栽培对花生田土壤14:00温度影响强烈,可使花生苗期耕层土壤日平均温度升高0.5~2.4℃,且最高温度出现在15 cm土层的垄面花生行间位置。地膜覆盖可增产16.81%~37.17%,水分利用效率提高17.03%~37.42%。常规起垄覆膜双行栽培花生的覆盖方式是较为经济、高效、易耕作的覆盖种植方式。     

不同覆盖物对夏黑葡萄关键生育期土壤温度和土壤水势的影响

覆盖是调节土壤温度、减少土壤水分无效蒸发的一种行之有效的手段,为探明不同覆盖物对夏黑葡萄开花期—成熟期内土壤温度和土壤水势的影响效果,本试验在夏黑葡萄园设置地布、黑棉毡、黑地膜覆盖和不覆盖（对照）4个处理,对各处理土壤温度和土壤水势的变化进行了比较研究。结果表明：与CK处理相比,T1、T2和T3处理均可以提高开花期土壤最低温度,分别提高0.55、0.87、3.25℃;T1处理使果实快速膨大期和着色期土壤最高温度降低,分别降低0.83℃和1.11℃,使土壤温度更接近根系适宜生长的温度环境;T2和T3处理则提高果实快速膨大期和着色期土壤最高温度,分别提高0.71、0.01℃和3.18、2.40℃。在相同灌水条件下,不同覆盖处理均可降低土壤水势日变化幅度,T1处理土壤水势在0~1 kPa之间,基本呈饱和状态,T2、T3和CK处理不同生育期日最大土壤水势差分别为1.69~11.08、0.24~1.09、12.63~18.08 kPa;不同覆盖处理提高最高和最低土壤水势,其中覆盖地布和黑地膜效果更显著。综合比较各种覆盖材料对土壤温度和土壤水势的影响效果,覆盖地布处理效果最好。     

大棚膜下滴灌土壤温度变化规律的研究

利用大棚膜下滴灌试验,观测2种作物在有无地膜覆盖条件下的土壤温度动态变化,研究结果表明:各层土壤温度都随外界温度的变化而变化,土壤浅层温度变化较快且变幅大,随土层深度的增加变化趋于平缓;每日不同土层温度随时间呈"低-高-低"的趋势变化,09:00前土壤温度较低且变化幅度不大,此后随着的推移土壤温度逐渐升高,16:00达到最高值,随后土壤温度开始下降;有地膜覆盖时相关性较好,不同作物相关性不同;覆膜可以使土壤普遍增温。     

覆膜栽培对土壤温度及当归产量的影响

为探索干旱半干旱区旱地覆膜栽培当归,土壤温度变化特征及其对当归产量的影响。采用单因素随机区组设计,分覆膜栽培与露地栽培,每处理重复3次,测定不同观测时刻、不同土层的露地温度(CK)、膜上温度(A)、膜侧温度(B)、膜间温度(C)的温度变化特征及当归产量。研究结果表明:不同测定位置和不同土层的温度随气温的变化而变化,膜上温度高于露地温度;不同土层土壤温度的月变化为:膜上土壤温度(A)膜侧土壤温度(B)膜间土壤温度(C)露地土壤温度(CK)。膜上、膜侧、膜间和露地土壤温度随土层深度增加而下降。膜上温度最高,膜上土层温度下降最快。覆膜栽培能增加当归的产量,覆膜栽培产量为2975.80 kg/hm2,平均高于露地栽培16.53%。当归覆膜栽培对土壤地温有显著的影响,膜间土层温度适宜当归的增产。     

不同覆盖方式对植烟土壤温度和水分及烤烟品质的影响

不同覆盖方式的比较试验结果表明,秸秆与地膜双覆盖能够协调烤烟生长全过程的土壤温度,并且地温日变化幅度小,蓄水保墒作用显著。秸秆单覆盖对土壤性状改良与秸秆和地膜双覆盖相似,烟叶内在化学成分较协调,品质较高,但由于在烤烟生长前期不能提高土壤温度,使得烟叶生长速度较慢,产量下降;地膜单覆盖对土壤性状改良不及秸秆单覆盖和秸秆与地膜双覆盖,秸秆和地膜双覆盖使0~20cm土层含水量平均比露地栽培提高16.82%,比秸秆单覆盖提高6.45%,比地膜单覆盖提高5.43%,而且烟叶成分较协调,产量与产值也较高。     

不同覆盖方式对土壤温湿度及烟草生长发育的影响

为明确不同覆盖方式的烟田生态效应,采用田间试验研究无覆盖、地膜覆盖、立体覆盖和稻草覆盖4种覆盖方式对垄体土壤温湿度及烟草生长发育的影响。结果表明,不同覆盖方式下各土层土壤温度具有相似的变化趋势,均随着土层深度的增加呈下降趋势,且同一覆盖方式不同土层温度变化具有一致性。地膜覆盖对土壤温度的提升效果最好,能促进烟苗早发快长,但团棵期膜内地表温度过高可能影响根系生长;稻草覆盖对生育期内土壤的保温效果较好;立体覆盖处理在烤烟生育内的土壤温度最低。地膜覆盖不利于根系土壤接纳降雨,土壤含水量最低;稻草覆盖对蓄积土壤水分的效果最优;立体覆盖次之。从团棵期烤烟生物量及农艺性状看,地膜覆盖在烤烟团棵期可明显提高烤烟的长势,稻草覆盖次之但烟叶根冠比最高,立体覆盖再次,无覆盖处理的烟叶长势最差。试验表明立体覆盖对烟田土壤温湿度及团棵期烤烟的生长发育的影响效果比地膜覆盖低,后续应对烤烟整个生长发育时期、产质量特征及其覆盖的成本效益和环境影响等进行进一步研究。     

覆膜方式对土壤环境及玉米产量的影响

为了避免低温冷凉与干旱对冷凉区春玉米产量形成的影响, 探求适宜冷凉区春玉米种植的覆膜方式, 于2012—2013年研究了8种不同覆膜方式对春玉米苗期土壤水分、 土壤温度及产量的影响。结果表明： 玉米苗期, 起垄高度 5~10 cm、 外露 50~70 cm的覆膜方式能提高耕层土壤水分, 起到良好的保墒作用, 0~5 cm土壤日平均温度较不覆膜提高1.5~2.3℃, 玉米抽雄期提前6~7天; 起垄5~10 cm、 外露50~70 cm的覆膜方式玉米产量显著高于不覆膜处理, 与全膜双垄沟播、 膜上种植处理没有差异; 2012年, 起垄外露 70、 50 cm、 起垄高度 10 cm的玉米产量分别较不覆膜提高 17.9%、 17.1%、 15.6%; 2013年, 起垄外露 70、50 cm、 起垄高度 10 cm的玉米产量分别较不覆膜提高 15.5%、 6.4%、 18.2%。综合 2012、 2013年的水热条件、 玉米生长及产量情况, 起垄高度5~10 cm、 起垄外露50~70 cm为适宜该地区的覆膜方式。     

秸秆带状沟覆垄播对旱地马铃薯产量和水分利用效率的影响

为探明西北半干旱雨养农业区马铃薯(SolanumtuberosumL.)生产中沟垄不同覆盖种植方式的增产效果和水分利用特点,在2016年和2017年设置了大田试验,包括秸秆带状沟覆宽垄种植、秸秆带状沟覆微垄种植、全覆膜沟垄种植和露地平作4个处理。结果表明,在干旱年份(2016年),沟垄覆盖种植可显著降低马铃薯全生育期耗水量6.1%～13.2%,平均提高块茎形成期1.2～1.8 m土层含水量7.6%,全覆膜沟垄作可显著提高淀粉积累期0～0.2 m土壤含水量30.3%。在平水年份(2017年),除全覆膜沟垄种植显著降低马铃薯全生育期耗水量22.2%外,其余处理与露地平作无显著差异;沟垄覆盖种植0～2m土壤含水量在马铃薯块茎形成期、块茎膨大期和淀粉积累期分别平均比露地平作高8.7%、13.0%和13.1%。与露地平作相比, 2个生长季沟垄覆盖种植可使马铃薯全生育期0～2 m土壤平均贮水量提高5.4%～15.5%,单株生物量增加12.8%～147.4%,成熟期株高增加21.1～39.7cm,进而马铃薯增产51.6%～88.2%,水分利用效率提高68.2%～111.7%。以玉米秸秆带状沟覆微垄种植增产增效最显著,2年平均产量、水分利用效率和纯经济收益分别较露地平作提高87.8%、97.5%和254.2%。因此,玉米秸秆带状沟覆微垄种植能显著提高马铃薯产量和水分利用效率。此外,与全覆膜沟垄种植相比,秸秆带状沟覆微垄种植具有操作简单、无污染、投入产出比高等优点,适宜在西北半干旱区马铃薯生产中应用。     

垄作沟覆地膜对旱地马铃薯光合特性及产量形成的影响

为探讨垄作沟覆不同地膜对旱地马铃薯光合特性及产量形成的影响,于2018—2019年在宁夏南部山区设置垄上覆盖普通塑料地膜,沟内分别覆盖普通塑料地膜(DD)、可降解渗水地膜(DS)和麻纤维地膜(DM),以沟不覆盖为对照(CK),研究其对作物关键生育时期(播后60～120 d)土壤水分、马铃薯功能叶光合特性及产量形成的影响。结果表明,现蕾期(播后60 d)不同覆盖处理可显著提高0～100 cm层土壤贮水量, 2018年以DD处理最高, 2019年以DM处理最高,分别较CK显著提高11.2%和21.6%。马铃薯关键生育时期,除2019年DS处理叶面积指数较CK显著提高外,其他处理间差异均不显著;不同覆盖处理可有效提高净光合速率和蒸腾速率,其中在块茎膨大期(播后120 d) DM处理分别较CK显著提高30.0%和23.2%。2年块茎膨大期DD、DM和DS处理块茎干物质累积量平均分别较CK显著提高54.9%、50.0%和22.6%,马铃薯产量平均分别较CK增产13.2%、14.1%和5.2%,平均净收入分别增收16.3%、14.6%和4.0%,而DS处理马铃薯产量和净收益与CK相比差异均不显著。...     

半干旱区全膜覆盖垄上微沟种植对土壤水热及马铃薯产量的影响

根据马铃薯的生长习性调节起垄造沟方式,2012—2014年进行大田定位试验,设置全膜覆盖垄上微沟(垄上营造10 cm高,20 cm宽的微沟,马铃薯种植在微垄顶部,RMF)、全膜覆盖垄沟种植(RF)和露地平作(CK)3个处理,测定土壤温度、土壤含水量和马铃薯产量,计算≥10℃地积温、作物生育期耗水量、贮水量、水分利用效率等参数,研究全膜覆盖垄上微沟种植对土壤水热环境和马铃薯水分利用效率的影响。结果表明,RMF和RF在平水年(2012年和2014年)可显著提高各生育期和全生育期≥10℃积温,在丰水年(2013年)则与CK无差异。块茎膨大期0~80 cm的土壤贮水量RMF比CK低28.20~31.61 mm,80~200 cm的土壤贮水量RMF高于RF和CK。与CK相比,RMF和RF明显提高马铃薯地上基部茎数、茎分枝数和茎干重;马铃薯产量分别比CK提高60.78%~89.37%和41.91%~73.33%,水分利用效率分别比CK提高49.46%~82.55%和35.62%~65.66%。RMF块茎膨大期的耗水量比CK增加66.52%;在季节性干旱年份,0~200 cm土层的土壤耗水量比RF增加14.19%,从而显著提高产量和水分利用效率。     

青海东部旱地玉米覆膜对产量及水热效应的影响

为研究地膜覆盖对旱地春玉米土壤水热效应和玉米产量的影响,对青海省海东市民和县旱地春玉米全膜覆盖栽培与传统露地栽培进行比较研究,以期为当地旱地玉米覆膜栽培的可持续性提供理论依据。研究结果表明,春玉米采用覆膜技术能显著增加耕层土壤(0~20 cm)贮水量,相比于无膜处理提高了13.9%,使耕层土壤能够在生育期保持湿润状态。覆膜处理极显著提高了玉米水分利用效率,相比于无膜处理增加了9.53 kg/(mm·hm²),提高了48.1%。整个生育期,覆膜处理耕层平均土壤温度比无膜处理高4.9℃,覆膜措施的增温效果主要体现在玉米生育前期,随着生育时期的推移,覆膜处理对耕层土壤温度的增温效果逐渐减小。覆膜处理可显著改善玉米百粒重和穗粒重等经济性状,相比无膜处理增产达50.6%。地膜覆盖可以较好地改善浅层土壤水热状况,促进玉米增产。同时,覆膜栽培技术存在加剧玉米对深层土壤水分消耗的风险,随着种植年限的增加可能会对土壤水分的年际平衡产生不利的影响,故如何高效调控干旱地区覆膜栽培方式下土壤水分状况还需进一步研究。     

山东棉花覆盖栽培的节水增产效应研究

通过普通地膜覆盖、小麦秸秆覆盖、地膜+秸秆覆盖及露地对照4种处理对山东棉区棉田土壤物理性状、棉花产量影响的分析。结果表明:覆盖栽培能改善土壤物理性状;表现在降低土壤容重、调节土壤温、湿度、提高土壤水分利用率(秸秆覆盖处理较对照增加18.1％～21.4％);秸秆覆盖能增加土壤养分含量,特别是速效钾含量;在棉花生长后期,提高叶面积指数,延长叶片功能期,保持棉株的光合能力从而防止棉花早衰,增加铃重,提高棉花产量(覆盖处理较对照增产7.6％～20.9％)。     

不同类型地膜覆盖的抑草与水热效应及其对马铃薯产量和品质的影响

地膜覆盖被广泛应用于马铃薯栽培中,随之而来的白色污染以及杂草问题十分严重。为筛选适宜黄淮海地区的马铃薯专用地膜,以马铃薯品种荷兰15为供试材料,在2013—2015年进行大田定位试验,设置黑白配色地膜(BW)、透明生物降解地膜(BI)和普通聚乙烯地膜(CK)覆盖3个处理,研究其抑草与水热效应及其对马铃薯产量和品质的影响。结果表明,与CK相比,BW和BI分别减少杂草密度44.1%~58.5%和26.7%~38.3%。马铃薯生育前期,CK增温效果明显;在淀粉积累期,BW的温度日变化幅度较小,控温效果显著。干旱年份(2014)BW保墒效果显著优于BI和CK。与CK相比,降水正常(2013)和干旱年份BW分别增产6.2%和8.2%;干旱年份BI增产7.1%;而湿润年份(2015),不同地膜处理间马铃薯产量无显著差异。与CK相比,BW处理淀粉含量提高18.3%~37.6%,BI提高7.0%~28.9%;BW维生素C含量提高1.0%~4.3%;BW与BI均显著降低了马铃薯块茎中蛋白质含量。因此,用黑白配色地膜和生物降解地膜替代普通地膜,可降低膜下杂草密度,创造更适宜的土壤温度和水分条件,有利于马铃薯增产和改善品质。     

地膜与稻秸覆盖对冬作马铃薯产量和品质的影响及其抑草效应

阐明地膜和稻秸覆盖对冬作马铃薯产量、品质和杂草发生的影响,为冬作马铃薯高效栽培提供参考。在大田条件下,以‘费乌瑞它’和‘闽薯1号’为试材,设置4种覆盖栽培方式,分析各处理产量、营养品质及杂草防效的差异。结果表明,与露地栽培相比,地膜和稻秸覆盖处理商品薯产量分别提高3.2%~15.8%和13.7%~30.9%,总产量分别提高3.2%~18.1%和14.8%~21.9%。黑膜覆盖处理下的块茎淀粉含量最高,较对照显著提高15.9%~19.3%;黑膜和稻秸覆盖有助于提高块茎维生素C含量,相比对照增幅分别为10.1%~39.6%和26.7%~36.1%。覆盖栽培明显抑制马铃薯田间杂草发生,黑膜、白膜和稻秸覆盖处理杂草鲜重较对照分别下降66.4%~77.6%、32.4%~34.5%和25.9%~37.4%,其中黑膜覆盖的杂草鲜重防效最明显。综上,地膜和稻秸覆盖有助于提高马铃薯产量,采用黑膜覆盖还有利于改善块茎品质,而且具有明显的抑草效果。     

覆膜方式对坡耕地春玉米产量、土壤水分和养分的影响

为了探讨覆膜对宁南山区坡耕地春玉米栽培的可行性,寻求合适的覆膜方式。在宁南山区坡耕地条件下,通过田间小区试验研究了裸地平作(CK)、垄沟不覆膜(NM)、垄沟全覆膜(WM)和垄沟半覆膜(HM)4个不同覆膜方式对春玉米产量、土壤水分和养分含量的影响。结果表明,相对于CK处理,WM和HM处理能显著提高春玉米产量,分别提高了65.4%和62.5%。WM和HM处理也能增加0~80 cm土壤含水量和储水能力,提高土壤氮磷钾速效养分含量,较好地维持土地生产力。综合考虑春玉米产量、土壤储水保水能力和土壤肥力维持等因素,在宁南山区坡耕地春玉米植种中,垄沟全覆膜和垄沟半覆膜都是较好的覆膜栽培措施。