旱塬地玉米套种马铃薯农田水分效应及产量变化研究

玉米套种马铃薯与单作相比,农田水分动态变化和作物耗水量均产生变异,受降水和土壤水分消耗的影响,最终导致不同处理的作物产量和水分利用效率出现明显差异。其中4∶4套种具有较好的产量和水分效应,水分利用率较单作玉米、单作马铃薯分别提高1.2%,10.4%。套种玉米产量12450kg/hm2,较单作玉米7950kg/hm2增产56.6%;套种马铃薯产量22500kg/hm2,较单作马铃薯19500kg/hm2增产15.4%。     

小麦套种玉米增产机理及其效益评价

小麦套种玉米试验结果表明:麦玉套种充分利用了生长季节的光、热、水资源,提高了单位面积土地产出率,增产显著,麦玉套种折合混合产量12637.65kg/hm2,比小麦单种增产106.45%,比玉米单种增产10.94%;纯收入比小麦、玉米单种分别增加414.28元/667m2和212.14元/667m2,经济产投比2.75:1;生产优势度小麦是0.4521,玉米是0.5479,玉米的贡献率高于小麦.     

根际微生态系统理论在我国农业高产高效中的作用——间套种作物种间的根际微生态效应的发现及应用前景

近年来我们通过田间、盆栽、根箱试验对间作套种种间根际相互作用进行了系列研究,并对根际微生态理论在间套作中的应用进行了初步探讨.结果表明,根际效应对间作作物产量优势具有重要贡献,边行增产的84.4%(小麦-玉米)和53.6%(小麦-大豆)中,根际交换作用的贡献分别为37.8和23.2个百分点.     

少耕留茬小麦间作玉米的耗水特性

2009—2010年,通过大田试验,在不同灌水梯度下,研究了少耕和秸秆覆盖对小麦间作玉米产量、耗水特性及水分利用效率的影响,旨在为高效节水间作技术体系的构建提供新思路。研究表明：间作处理的土地当量比(LER)为1.46～1.56,间作优势明显;高灌水平与低、中灌水平相比,少耕留茬间作及传统间作中,玉米组分经济产量平均提高44.4%和9.31%,小麦组分经济产量平均提高10.22%和2.36%;少耕留茬显著提高了小麦间作玉米播种前和收获后0～120 cm土层平均贮水量。少耕留茬、间作及灌水量均是影响小麦、玉米耗水量的主导因子,将少耕留茬集成于间作,并结合中灌水处理,为提高小麦、玉米WUE的最优组合。     

丘陵旱地一年两熟制条件下小麦、玉米阶段耗水量研究

以野外定位观测的方法,对河南省辉县市张村的冬小麦耗水量进行了测定。结果表明,小麦在4500～6000kg/hm2产量水平下,耗水量216.3～345.2mm,播种-返青、返青-抽穗、抽穗-成熟不同生育阶段耗水量分别占全生育期总耗水量的25.9%～36.9%、22.0%～31.1%、31.9%～52.2%,但年际间变幅悬殊较大;夏玉米在6750～7500kg/hm2产量水平下,耗水量为299.6～462mm,分别占同期自然降水量的81.3%～97.4%,播种-拔节、拔节-大喇叭口、大喇叭口-成熟不同生育阶段耗水量分别占全生育期总耗水量的17.1%～17.3%、34.5%～39.1%、43.6%～48.4%。小麦、玉米拔节以后耗水强度明显增加,拔节期、灌浆期是小麦2个重要的水分需求期,大喇叭口期是玉米的重要水分需求期,在目前河南省中北部丘陵旱地,自然降水对玉米水分保证率较高,而对小麦保证率较低,节水补灌重点应放在夏粮作物上。     

辽西半干旱区旱地玉米微集水栽培技术研究

为了提高半干旱区旱地玉米对天然降水利用率,特别是提高5-10 mm微小降雨的利用率,使其就地入渗,改善农田土壤水分供给状况,提高作物生长的水分满足率,进一步提高作物产量,对旱地玉米设计了几种不同的栽培模式,通过对玉米整个生育期土壤水分监测、经济性状及产量分析证明,旱地玉米双垄面全膜覆盖集雨沟播技术可充分接纳和利用天然降水,增产效果明显,较对照增产39.76%。     

隔根对小麦间作玉米产量及土壤水分消耗特征的影响

间作种植模式下,在武威市凉州区研究了隔根对小麦间作玉米土壤水分消耗特征的影响。结果表明:间作能有效地提高产量、棵间蒸发占总耗水量的比重及水分利用效率,分别较单作加权平均值提高46.48%、21.60%、39.54%;而隔根处理却能降低产量、棵间蒸发量占总耗水量的比重、水分利用效率。隔根处理效应为塑料膜隔根大于尼龙网隔根。塑料膜隔根、尼龙网隔根较不隔根产量分别降低22.85%、5.69%;棵间蒸发量占总耗水量的比重分别降低9.10%、3.59%;水分利用效率分别降低17.20%、6.09%。     

辽西半干旱区旱地玉米微集水栽培技术研究

为了提高半干旱区旱地玉米对天然降水利用率,特别是提高5—10mm微小降雨的利用率,使其就地入渗,改善农田土壤水分供给状况,提高作物生长的水分满足率,进一步提高作物产量,对旱地玉米设计了几种不同的栽培模式,通过对玉米整个生育期土壤水分监测、经济性状及产量分析证明,旱地玉米双垄面全膜覆盖集雨沟播技术可充分接纳和利用天然降水,增产效果明显,较对照增产39．76％。     

黄土高原半干旱区不同覆膜连作玉米产量的水分承载时限研究

【目的】以黄土高原半干旱区有限降水持续高效利用为目标,研究不同覆膜方式下连作玉米（Zea May L.）的产量表现和水分利用特征,揭示其增产机理,明确不同覆膜方式下有利于土壤水分持续高效利用的连作年限,为试区高产、水分高效持续利用型玉米连作技术提供理论依据。【方法】以田间定位试验为基础,量化连作玉米农田土壤水分的年际平衡关系、产量稳定性;以持续高产和收获期不发生土壤干燥化为依据,确定适用于不同覆膜方式的玉米连作年限。【结果】3年试验结果表明,全膜双垄沟播具有良好的保墒、提高土壤水分有效性,利于协调关键生育时期土壤-作物的水分供需关系,提高产量和水分利用效率的作用。与半膜平作处理相比,全膜双垄沟播玉米的籽粒产量、水分利用效率分别提高了41.8%和33.4%,生物产量、单位耗水的干物质累积量、总产值、净产值、毫米水产值和产投比分别提高了21.8%、12.3%、31.2%、27.8%、21.1%和-3.2%;与露地栽培处理相比生物产量、单位耗水的干物质累积量、总产值、净产值、毫米水产值和产投比分别提高了24.9%、39.1%、225.5%、1 423.9%、212.4%和93.5%。地膜覆盖增大了玉米全生育时期的耗水量,全膜双垄沟播、全膜平作和半膜平作耗水量较露地栽培增幅分别为15.5%-29.2%、10.0%-20.8%和4.2%-12.6%。单季较高的耗水量导致3种覆盖处理在连作第二年收获期土壤贮水量较连作开始期分别降低了37.3%、33.5%和30.9%,第三年降低了29.6%、27.5%和23.9%,造成土壤水分亏缺;随着连作年限的延长,土壤水分亏缺累计,出现土壤干化现象,引起产量波动,不利于土壤水分的持续利用。【结论】黄土高原半干旱区,在同等降雨条件下,全膜双垄沟播具有明显的增产增效和提高水分利用效率的作用,是理想的玉米种植模式;当年降雨量在320 mm左右时,全膜双垄沟播玉米连作不宜超过2年,全膜平作、半膜平作玉米的连作时间不宜超过3年。     

夏玉米播种方法比较试验

夏玉米梦种是在套种的基础上延迟播种,它避开了套种和贴茬直播的明显缺点,既可以错开农忙播种,也避免了小麦玉米共生,减轻了玉米粗缩病的发生。本试验通过与其他播种方法比较,梦种具有明显的增产效果。     

小麦玉米间作和氮肥对作物耗水特性及水分利用的影响

通过大田试验,在半湿润区雨养条件下研究小麦玉米间作种植与单作种植在两个氮肥水平下的阶段耗水量、土面蒸发特征及水分利用效率,探究间作系统中各组成作物的耗水特性以及氮肥对水分利用的调节作用。研究结果表明,间作种植模式可增加小麦耗水量、全生育期土面蒸发量与土面蒸发量占耗水量的比例(E/ET),而降低玉米耗水量。在同一种植模式下,施氮处理增加作物耗水量,同时降低全生育期土面蒸发量与土面蒸发量占耗水量的比例,说明施氮能适当地增加土壤水分的有效性。与单作相比,间作使小麦在施氮时产量、水分利用效率分别提高33.20%与12.15%,在不施氮时较单作小麦产量、水分利用效率分别提高26.97%与23.81%;玉米间作与单作种植对产量的差异不显著,但显著提高水分利用效率,在施氮时和不施氮情况下分别提高8.37%和10.06%。在同一种植模式下,施氮处理同时增加小麦和玉米的产量与水分利用效率。因此,可在半湿润区适当发展施氮处理的间作种植模式,以提高作物的水分利用效率和达到作物高产。     

小麦玉米畦垄间作空间格局及节水机理

通过微型蒸渗器结合TDR土壤水分测定仪及作物生理生态指标常规方法测定小麦玉米畦垄间作不同空间格局条件下小麦玉米群体产量效应、耗水规律、水分利用效率及干物质积累分配规律,并结合气象数据比较不同间作模式的优越性,分析不同间作方式及灌溉措施对产量、生长动态、灌溉水及降水利用的影响。研究结果表明:小麦玉米畦垄间作模式利用畦灌与垄作沟灌的特点,将畦灌小麦与垄作沟灌玉米相结合形成新型间作模式,在适宜的间作格局(即处理W7M)下,小麦-玉米的群体产量较传统间作提高1.16%,节水9.85%,经济效益较传统间作、小麦单作、玉米单作分别提高1.23%、43.46%和8.17%。与传统间作相比,畦垄间作在相同灌水量水平下,能有效降低棵间无效蒸发损失,提高作物产量和水分利用效率,是一种经济可行的节水方法。     

Ecological effect analysis of pumpkin and oil sunflower intercropping in arid area of northwest Hebei Province: I. moisture analysis

Experiments were conducted during 2007–2008 at the Zhangbei Agricultural Resource and Ecological Environment Key Field Research Station, Hebei Province, China to study water-efficient pumpkin planting patterns in this area. Four treatments of pumpkin and oil sunflower intercropping were used to study the problem of water resource scarcity and inefficient water use in the plateau of northern Hebei Province. The four treatments were: pumpkin sole cropping (Sp), oil-sunflower sole cropping (So), intercropping one row oil sunflower (IC₁) or two rows (IC₂) between pumpkin rows. The results showed that oil sunflower competed for soil water with pumpkin during late growth stage of pumpkin in IC₂, but there was no water competition in IC₁. Total rainfall during the growing season was 201.6 mm and the soil water balance differed between treatments. In all cases the water percolation was low and soil moisture storage always negative. Nearly all water loss was through evapotranspiration, which varied by treatment. The seasonal evapotranspiration of IC1 was less than So, Sp and IC₂, 46.57%, 41.22% and 46.73%, respectively. Economic yield of pumpkin decreased from 30.00% (IC1 ) to 71.42% (IC₂). However, yield per plant of intercropping oil sunflower increased from 190.71% to 241.26%, as compared with So, because oil sunflower showed remarkably partial advantage. The Land Equivalent Ratio (LER) of pumpkin-oil sunflower was 1.08–1.22, and the Water Equivalent Ratio (WER) of pumpkin-oil sunflower was 1.07–1.26. Economic value of sole pumpkin was greatest but did not differ from treatment IC1. Other treatments had significantly less economic value. In this region of rain-fed dry land farming, a sparse planting of sole pumpkin with high efficiency production could realize water resources most effectively in the Plateau of northern Hebei Province.     

杨农复合种植模式土壤水分效应及生产力分析

 【目的】通过对海河低平原贫水区的杨农复合种植模式土壤水分消耗规律及生产力进行研究，从水分角度为该模式在该地的可持续性提供论据。【方法】用中子仪测定土壤水分，对作物及杨树进行产量测定。【结果】（1）5年林龄杨农复合种植模式耗水量高于常规冬小麦－夏玉米的种植模式达24%；0～4 m土壤贮水总量年平均下降32.1 mm，相当于总贮水量的3.3%；2～4 m土壤层次因无水分回补出现持续下降趋势；（2）土壤水亏缺及杨树遮荫等其它原因造成复合系统农作物减产趋于严重，其中林龄3年的杨农复合系统的小麦玉米产量减产平均达到35%。【结论】海河低平原区大面积推广的杨农复合种植模式威胁着水资源安全和粮食安全。     

砖窑沟流域糜子农田水分平衡及其调节

采用田间定位观测,探讨了砖窑沟流域土壤贮水供水基本性质、糜子耗水规律与水分供需平衡及其调节措施。结果表明,当地土壤具有较好的蓄水供水功能。糜子耗水量随产量提高而增加,亩产115kg 的耗水量为254mm,亩产233kg 的耗水量为301mm,其中苗期耗水约占10%,分蘖期约21%,拔节期35%,抽穗成熟期为34%左右。总降水能满足糜子耗水要求,土壤供水起到年度及阶段调节作用。增加肥料投入,合理耕作,适当调整播期与密度是合理调节利用土壤水分,提高作物产量与水分利用效率的有效措施。     

旱地麦田休闲期覆盖对土壤水分积耗的影响及与产量的关系

【目的】明确旱地麦田休闲期覆盖的增产效果,探索旱地小麦休闲期覆盖保水技术途径,为促进旱地小麦产量和水分利用效率的提高提供理论依据。【方法】于2010-2013年在山西省闻喜县邱家岭村以冬小麦品种运旱20410为试验材料,设休闲期深翻后覆盖与不覆盖2个处理,测定休闲期和小麦各生育时期土壤水分及产量和产量构成因素,研究休闲期覆盖对麦田土壤水分积耗规律和小麦产量、水分利用效率的影响。【结果】休闲期覆盖后播种期3 m内土壤蓄水量提高,丰水年提高47 mm,平水年提高55 mm,欠水年提高63 mm,且欠水年更有利于土壤水分蓄保于深层。休闲期覆盖后土壤蓄水效率显著提高,丰水年提高35%,平水年提高48%,欠水年提高101%,且蓄水效果至开花期仍显著。休闲期覆盖后生育期耗水量虽显著增加,但休闲期耗水量显著降低,因而周年总耗水量无明显变化。休闲期覆盖后拔节前耗水比例显著降低,拔节后耗水量及日平均耗水量显著增加,拔节后耗水比例增加,尤其在欠水年休闲期覆盖对生育后期耗水有较大调控作用。休闲期覆盖后产量和产量构成因素均显著提高,其中对穗数影响最大,尤其在欠水年提高了19%,且欠水年对穗粒数和千粒重的影响也较大,最终丰水年产量提高30%,平水年提高35%,欠水年提高50%。此外,在休闲期覆盖条件下,各生育阶段的耗水量与产量均密切相关,尤其是拔节后的耗水量。结果还表明,休闲期覆盖处理,每多蓄1 mm播种期土壤水分可增产17-26 kg·hm^-2,每多消耗1 mm生育期土壤水分可增产22-26 kg·hm^-2,且降水生产效率和水分利用效率均显著提高,尤其欠水年更能高效用水。【结论】休闲期覆盖有利于蓄积休闲期降水直至开花期;有利于实现降水周年调控,减少生育前期耗水,增加生育中后期耗水;有利于优化产量构成因素,尤其穗数,提高产量,最终实现降水的高效利用。在欠水年,休闲期覆盖的蓄水增产效果最佳。     

灌水控制下限对冬小麦产量及水分利用效率的影响

通过对冬小麦全生育期实施不同土壤水分控制下限,研究冬小麦的耗水规律,分析水分胁迫对其生长发育和产量形成的影响,并建立了产量与水分关系的数学模型。结果表明,不同水分处理的冬小麦耗水规律基本一致,但日耗水强度和总耗水量各处理间差别明显。各生育时段耗水量占全生育期总耗水量的百分比以孕穗灌浆期最大,达到45％;其次为拔节期,在20％左右;越冬期最小,只有4．0％～10．0％。土壤水分控制下限为55％的处理冬小麦水分利用效率最高,约为1．75kg／m3,对应的耗水量在350-400mm之间。     

隰县试区降水生产潜势及其开发途径研究初探

隰县试区旱塬玉米产量随施肥量的增加划为三个区段:明显增长区段、平稳增长区段、负增长区段。以平稳增长区段最高产量的耗水系数或水分生产效率作为该地区的降水生产潜势值,经肥力梯度法测定为1.06～1.09kg/mm。培肥地力是提高降水生产潜势的基本途径,施肥促进农田耗水量增加10%左右,而水分生产效率却成倍增长,在施肥增产中起着主导作用。秸秆覆盖可少耗水30mm 以上,并提高水分生产效率19%。喷施抗旱剂能抑制蒸腾,改善植株水分状况,增产10%左右。     

黄土台原旱地小麦覆盖保水技术效果研究

 针对黄土台原自然降水特点及农业生产实际情况 ,在已有研究基础上 ,以具有显著保水性能的地膜覆盖技术为中心 ,设计出旱地小麦自然降水高效利用新模式。研究表明 ,夏闲期采用地膜秸秆两元覆盖技术 ,可以把占小麦生产全年度 5 0 %的夏闲期降水最大限度地蓄积并保存于土壤之中 ,较传统耕法多蓄水 10 8.4mm ,蓄水率达73.2 % ;在此基础上 ,种麦时再应用起垄覆膜沟播技术 ,既可把夏闲期蓄积到土壤中的水分最大限度地保住 ,又可把小麦生育期的降水最大限度地蓄住 ,从而使旱地小麦的水分条件明显改善 ,增产效果显著 ,是黄土台原旱地小麦自然降水高效利用 ,实现高产、稳产的最佳模式选择。     

华北地区冬小麦-夏玉米轮作节水体系周年水分利用特征

【目的】定量研究华北地区冬小麦-夏玉米轮作节水体系的水分周年利用特征。【方法】在大田条件下,通过在小麦季设不灌水（W0）、拔节水（W1）、拔节水+扬花水（W2）和起身水+孕穗水+扬花水+灌浆水（W4）4个水分处理,进行了两个周期的研究。【结果】（1）小麦产量和周年最高产量两年分别在节水灌溉处理W1和W2获得,玉米产量在不同处理间无显著差异。小麦水分利用效率（WUE）与产量的表现相似,玉米WUE显著高于小麦,并随灌水量的增加显著降低;周年WUE则在W0或W1处理最高,而后随灌水量的增加显著降低。（2）W4处理的2 m土体土壤水分含量在各个阶段没有明显变化,其它处理则随小麦生育进程而不断降低（即土壤水分库容不断变大）,且灌水次数越少降幅越大,至小麦收获期达到最低点;到玉米拔节期,由于降雨补充所有处理的土壤含水量趋于一致,相应地,2 m土体接纳汛期降雨分别为178-188 mm（W0）、124-160 mm（W1）、38-93 mm（W2）和-30-21 mm（W4）。（3）随灌水量增加,作物耗水强度和季节蒸散量变大;玉米拔节期后,作物耗水特性与土壤水分变化无差异。（4）降雨致使出现水分的深层渗漏,丰水年和平水年分别为163 mm（W0、W1）、181 mm（W2）、253 mm（W4）和13 mm（W0、W1、W2）、45 mm（W4）,丰水年小麦季W4处理也有54 mm水分深层渗漏。丰水年W0和W1处理实现了127 mm和57 mm对地下水的净回补。【结论】小麦节水栽培显著减少了对地下水的开采,大幅提高了降雨的利用效率,可实现作物对水资源的高效利用和丰水年降雨对地下水的净回补。丰水年W1处理或平水年W2处理有利于水分高效利用与高产的统一,对于华北地区农业的可持续发展具有重要意义。