免耕及深松耕对黄土高原地区春玉米和冬小麦产量及水分利用效率影响的整合分析

【目的】明确免耕、深松耕在黄土高原不同区域春玉米、冬小麦种植中的适用性和增产效果。【方法】通过文献检索共获得45篇大田试验文献和209组试验数据,采用整合分析方法(Meta-analysis),定量分析免耕、深松耕在黄土高原不同区域、不同年降雨量和不同年均温度下对春玉米、冬小麦产量和水分利用效率的影响特征。【结果】与常规耕作相比,在黄土高原北部和中部采用免耕能有效提高春玉米产量和水分利用效率10%以上;在年降雨量≤500 mm地区免耕春玉米的产量和水分利用效率增加最显著,分别增加13.4%和13.6%(P0.05);在年均温度≤10℃地区免耕春玉米的产量和水分利用效率显著增加,分别增加7.6%和9.3%(P0.05)。在黄土高原东南部和西北部采用深松耕都能显著提高冬小麦产量和水分利用效率;在年降雨量500—600 mm地区,采用深松耕的冬小麦产量和水分利用效率增加最显著,分别增加14.5%和12.2%(P0.05);在不同年均温度地区,深松耕冬小麦的产量和水分利用效率均显著增加。在不同区域、不同年降雨量和不同年均温度下,采用深松耕的冬小麦产量和水分利用效率增加率均高于免耕。【结论】免耕、深松耕在黄土高原不同区域的适应性不同,在黄土高原中部和北部采用免耕更有利于提高春玉米产量和水分利用效率;在年降雨量≤500 mm地区和年均温度≤10℃地区采用免耕更有利于春玉米产量和水分利用效率的增加;在黄土高原东南部和西北部采用深松耕均有利于提高冬小麦产量和水分利用效率,且效果优于免耕。     

深旋松耕作法对华北缺水区壤质黏潮土物理性状及作物生长的影响

【目的】针对华北高产农区连年旋耕导致耕层变浅、犁底层变厚变硬、耕层生产能力下降的问题,探讨深旋松耕作法在华北地区作物生产上的可行性。【方法】在河北吴桥地区设置了4种耕作处理,即传统旋耕15 cm、间隔深松耕30 cm、深旋松耕30 cm、深旋松耕50 cm,研究大田条件下不同耕作方法对土壤性质与作物产量的影响。【结果】（1）不同耕作处理对土壤蓄水量的影响较大,深旋松耕处理表现出利于降水入渗、储蓄更多水分的优势,并且越是干旱的时段,表现越突出。在冬小麦返青期深旋松耕处理土壤蓄水量均极显著高于旋耕处理和间隔深松处理,其中深旋松耕50 cm处理的0—50 cm土层土壤蓄水量分别比旋耕处理和间隔深松处理增加11.69 mm和10.56 mm,提高12.21%和10.90%。（2）不同耕作方法对土壤容重影响很大,耕作一年半之后,深旋松耕两个处理在0—30 cm土层容重显著低于深松和旋耕两个处理,其中深旋松耕30 cm在20—30 cm土层容重分别比深松和旋耕低了13.67%和13.99%,深旋松耕50 cm在20—30 cm土层分别比深松和旋耕低了14.20%和14.51%,30—50 cm土层深旋松耕50 cm土层依然显著低于其他处理,其中,40—50 cm土层分别比深松和旋耕低了22.66%和22.80%,深松处理在冬小麦播前略低于旋耕处理,之后的时期则与旋耕处理间几乎没有差异。（3）耕作方式的不同对土壤性质有影响,并进而影响作物群体LAI、干物质积累和灌浆速率以及产量的形成,对冬小麦季影响最为显著,其中冬小麦花期深旋松耕50 cm处理的群体LAI分别比旋耕处理和间隔深松处理提高51.98%和39.22%,干物质积累量分别比旋耕和间隔深松处理提高26.78%和16.92%,冬小麦灌浆30 d时深旋松耕50 cm分别比深松和旋耕的籽粒干重提高10.37%和11.40%。（4）所有耕作处理中,深旋松耕土壤耕作处理的作物产量显著高于深松耕作和旋耕耕作,其中耕作一年半后夏玉米季深旋松耕50 cm处理产量达到了13 822.68 kg•hm-2,深旋松耕30 cm处理产量也达到了13 127.87 kg•hm-2,均显著高于旋耕处理,对比旋耕处理分别增产38.19%、31.24%。【结论】考虑生态经济等因素的综合考虑,深旋松耕30 cm处理为最适合华北缺水区的耕作方法。     

渭北旱塬麦田保护性轮耕方式的产量和土壤水分效应长周期模拟研究

【目的】渭北旱塬是中国北方典型雨养旱作农区,干旱缺水是当地粮食生产主要限制因素,降水偏少且季节分布不均,制约着旱地冬小麦生长及发育,导致其产量低而不稳。研究旨在探索长周期下渭北旱塬连作冬小麦区在不同轮耕措施下麦田的土壤蓄水保墒和作物增产效应。【方法】在模拟精度验证基础上,应用WinEPIC模型长周期定量模拟研究了1980-2009年渭北旱塬连作麦田连续翻耕、免耕/深松轮耕、翻耕/深松轮耕、免耕/免耕/深松轮耕和免耕/翻耕/深松轮耕不同保护性轮耕方式下冬小麦产量和土壤水分效应。【结果】在30年模拟研究期间,随着降水量的逐年趋势性减少,不同轮耕方式下渭北旱塬冬小麦产量、年度耗水量以及水分利用效率均呈现波动性下降趋势;免耕/深松、翻耕/深松、免耕/免耕/深松和免耕/翻耕/深松轮耕处理产量较连续翻耕处理分别高14.4%、12.2%、2.4%和3.2%,以免耕/深松轮耕处理产量最高,30年平均值为3.53 t×hm^-2;免耕/深松、翻耕/深松、免耕/免耕/深松和免耕/翻耕/深松轮耕处理水分利用效率较连续翻耕处理分别高6.36%、6.13%、6.40%和6.41%,以免耕/免耕/深松轮耕和免耕/翻耕/深松轮耕处理水分利用效率最好,30年平均值为8.68 kg×hm^-2×mm^-1;与连续翻耕处理相比,干旱年型免耕/深松、翻耕/深松、免耕/免耕/深松耕和免耕/翻耕/深松轮耕处理耗水量明显增加,平水年型和丰水年型各耕作处理间耗水量差异不显著,以免耕/深松轮耕处理麦田耗水量高于其他轮耕方式。冬小麦田0-3 m土层土壤有效含水量呈现季节性波动降低趋势;与连续翻耕处理相比,免耕/深松轮耕、翻耕/深松轮耕、免耕/免耕/深松轮耕和免耕/翻耕/深松轮耕处理麦田土壤有效含水量分别高28.7%、27.2%、26.8%和26.7%;免耕/深松轮耕处理蓄水保墒效果最好,0-3 m土层土壤有效含水量平均为107.1 mm,翻耕/深松轮耕和免耕/翻耕/深松轮耕次之,连续翻耕最差。麦田0-1 m土层土壤湿度随季节降水而上下波动性变化,在降水较多或者较为干旱的年份1-1.5 m土层土壤湿度也会发生变化,1.5-3 m土层土壤湿度较为稳定,不同轮耕处理间差异不大;免耕/深松轮耕土层土壤湿度较其他耕作处理稍高。【结论】与连续翻耕处理相比,翻耕/深松产量和土壤蓄水保墒效果较好,但水分利用效率稍低。免耕/免耕/深松和免耕/翻耕/深松轮耕处理水分利用效率和土壤蓄水保墒效果较好,但产量较低。综合考虑麦田产量和水分利用效率以及土壤蓄水保墒效果,在长期连作冬小麦田,免耕/深松轮耕处理为渭北旱塬麦田最适宜保护性轮耕模式。     

耕作方式与灌水次数对砂姜黑土冬小麦水分利用及 籽粒产量的影响

【目的】 探讨耕作方式与灌水次数对砂姜黑土冬小麦水分利用和籽粒产量的影响,明确适宜砂姜黑土区冬小麦产量和水分利用效率同步提高的耕作与灌水处理组合模式。【方法】 于2015—2017年连续2个冬小麦生长季,在豫东南砂姜土区设置旋耕（RT）、深松（SS）2种耕作方式为主处理和拔节期+开花期灌2次水（W2）、拔节期灌1次水（W1）、全生育期不灌水（W0）3种灌水为副处理的二因素裂区试验,深入研究耕作方式与灌水次数的主效应及其互作效应对砂姜黑土冬小麦水分利用和籽粒产量的影响。【结果】 耕作与灌水对砂姜黑土麦田耗水特性、水分利用效率及籽粒产量均具有明显的调控效应。SS较RT处理可显著增加土壤贮水消耗,有利于提高自然降水和灌溉水的利用效率,与RT相比,两年度SS处理的土壤平均贮水消耗量、降水、灌水利用效率分别提高13.69%、7.03%、6.51%;增加灌溉虽可明显增加冬小麦田间耗水量,但过多灌溉致使水分利用效率降低,两年度W2较W1、W0的水分利用效率平均值分别下降18.85%、16.69%。SS处理的籽粒产量显著高于RT处理,且以深松+拔节期灌1水处理组合SSW1的产量最高。相同耕作方式下,随灌水次数的增加,千粒重呈降低趋势,成穗数呈增加趋势;两年度穗粒数变化总体随灌水次数的增加呈先升后降的变化规律。耕作方式主要通过调控千粒重影响产量,灌水次数则主要通过调控穗粒数和千粒重而影响产量,但灌水过多会抑制穗粒数和千粒重的提高。【结论】 综合考虑耕作方式与灌水次数对冬小麦水分利用和籽粒产量的调控效应,深松+拔节期灌1水处理组合SSW1可作为适宜豫东南砂姜黑土区冬小麦产量和水分利用效率同步提高的耕作与灌水处理组合模式。     

深松耕对石灰岩红壤物理性状和玉米生长发育的影响

【目的】为明确深松耕在云南石灰岩红壤地区的适宜性及其作用的持续性,进而筛选出合适的耕作方式。【方法】通过3年大田试验,探讨了深松耕和旋耕(对照) 2种耕作方式下的土壤物理性状和玉米生长状况。【结果】与旋耕(对照)相比,深松耕显著降低了耕层(0～20 cm)土壤容重(P0.05)和土壤紧实度(P0.05),且在2016年分别降低了7.24%和12.22%,增加了土壤总孔隙度,有利于保持深层土壤水分,有助于促进玉米生长发育,显著提高玉米生物产量(P0.05),增加经济产量,但其效果随深松耕年限的延长先增后减;随着深松耕年限增加,与同年旋耕处理相比,深松耕处理增产优势呈下降趋势,甚至减产,表现为深松耕处理分别增加经济和生物产量13.76%和28.21%(2016年)、2.32%和21.38%(2017年),2018年减产4.36%和1.53%。【结论】综合来看,深松耕在该地区具有一定适宜性,其效果能持续2年且在第1年最为明显,所以隔年深松耕配合旋耕是合适的耕作措施。     

深松（耕）方式对砂姜黑土耕层特性、作物产量和水分利用效率的影响

【目的】研究深松（耕）方式对砂姜黑土耕层特性、作物产量、水分利用效率和经济效益的影响,筛选砂姜黑土区适宜的土壤耕作制度,为构建砂姜黑土合理耕层提供依据。【方法】试验设置5个冬小麦-夏玉米周年耕作处理,分别为秋季旋耕+夏季免耕（ART+SNT,对照）、秋季深松+夏季免耕（ASS+SNT）、秋季深耕+夏季免耕（ADMP+SNT）、秋季深耕+夏季下位深松（ADMP+SSSS）和秋季深耕+夏季侧位深松（ADMP+SSSL）。研究深松（耕）方式对冬小麦-夏玉米土壤物理特性、根系形态、作物产量和水分利用效率的影响。【结果】深松（耕）显著降低了土壤紧实度和土壤三相比R值,促进了冬小麦和夏玉米根系生长,提高了作物产量和水分利用效率,且深耕的效应大于深松,在冬小麦季深松（耕）的影响大于夏玉米季。与秋季旋耕+夏季免耕相比,秋季深松（耕）土壤紧实度降低20.9%,土壤三相比R值降低12.9%,作物根系干重密度增加29.8%,冬小麦、夏玉米及周年总产分别增加22.0%、8.8%和15.2%,冬小麦季、夏玉米季及周年水分利用效率分别增加18.2%、7.9%和14.0%,经济效益增加19.8%。秋季深耕+夏季深松对土壤耕层特性的改良效果优于单一秋季深松（耕）,其作物根系生长、产量和水分利用效率均高于单一秋季深松（耕）。与单一秋季深松（耕）相比,秋季深耕+夏季深松土壤紧实度和土壤三相比R值降低5.6%和15.0%,作物增产4.4%,水分利用效率和经济效益增加4.0%和3.3%。5个处理中,以秋季深耕+夏季侧位深松对土壤耕层特性的改良效果最好,作物根系生长量、产量和水分利用效率最高。秋季深耕+夏季侧位深松土壤紧实度和土壤三相比R值比秋季旋耕+夏季免耕分别降低28.4%和26.6%,夏玉米根长、根系表面积、根系体积和根系干重密度分别增加67.0%、45.3%、23.1%和49.5%。秋季深耕+夏季侧位深松冬小麦、夏玉米和周年作物产量比秋季深耕+夏季免耕分别增加5.5%、3.4%和4.4%,比秋季旋耕+夏季免耕分别增加27.8%、11.6%和19.4%;冬小麦季、夏玉米季及周年水分利用效率比秋季深耕+夏季免耕分别增加3.7%、3.5%和4.1%,比秋季旋耕+夏季免耕分别增加20.9%、10.7%和18.1%;经济效益比秋季旋耕+夏季免耕增加24.4%。【结论】秋季深耕+夏季深松的作物产量和水分利用效率均高于单一秋季深松（耕）。在5个不同的深松（耕）方式处理中,秋季深耕+夏季侧位深松的产量和水分利用效率最高,是砂姜黑土区适宜的深松（耕）方式。     

保护性耕作方式对冬小麦灌浆期光合日变化及产量的影响

在中国北方研究不同保护性耕作方式下小麦增产规律,选择适宜的保护性耕作方式对提高小麦产量具有非常重要的意义。以‘青麦6号’为试验材料,对5种不同耕作方式处理条件下冬小麦灌浆期叶光合日变化和产量等指标进行了研究。结果表明：秸秆不还田处理(CK)胞间二氧化碳浓度比秸秆还田处理的高;秸秆还田处理的SPAD值、光合速率、气孔导度比不还田处理的高,差异显著;产量以深松处理最高,分别比CK和深耕秸秆还田（深耕）处理高18.04%和6.83%。较大的净光合速率增加了深松处理的千粒重和穗粒数,从而提高了产量。秸秆还田处理减缓了光合午休现象,使小麦维持较高的光合速率,增加干物质积累,产量较高。该研究结果表明,深松处理为比较适宜的耕作方式,研究结果为地方保护性耕作研究提供理论依据。     

保护性耕作对黄土高原旱田春玉米生物学效应的影响

于2006-2010年,在黄土高原中部高原沟壑区,研究保护性耕作对黄土高原春玉米生物学效应的影响。结果表明,与传统耕作相比,保护性耕作处理下春玉米在各关键生育时期次生根条数、株高、茎粗、穗位叶面积和农田生物量积累均较高,保护性耕作+植保防治处理下春玉米各生育时期均以保护性耕作处理下的BJG处理(保护性耕作+先正达包衣种子+金都尔耕杰植保碎秆浅旋秸秆全程覆盖)最高。耕作模式和植保防护措施对春玉米穗长、行粒数、穗粒数和千粒质量等产量构成指标影响较大,BJG和CC处理(保护性耕作+市售包衣种子+常规植保)与BO处理(保护性耕作+市售包衣种子+无杂草防治)、CK处理(传统耕作+市售包衣种子+无杂草防治)穗长差异极显著(P<0.01),保护性耕作下各处理间穗粒数和千粒质量间差异达极显著水平。保护性耕作增产明显,平均春玉米单株和大田产量增产幅度均高达25.31%,BJG处理春玉米单株和大田产量较BO和CK处理增产幅度分别达36.17%和41.48%。     

不同耕作方式对冬小麦产量及水分利用状况的影响

为探讨在冀中南山前平原小麦-玉米两熟区发展保护性耕作技术的可行性,于2003—2004年度,在藁城廉州镇,就免耕、深松耕、旋耕3种不同的耕作方式对冬小麦作物产量和田间土壤水分变化状况的关系进行了试验研究。通过对不同耕作方式下,小麦生育期田间苗情和成熟期产量性状调查结合定期的土壤水分测定分析,探明了不同耕作方式对小麦产量和水分利用状况的影响。结果表明,免耕和深松耕的耕作方式,有利于改善土体结构,增加土壤蓄水保墒性能,提高水分利用效率,节水、节本、增产增效明显,发展前景广阔。     

连续周年耕作对砂姜黑土农田蓄水保墒及作物产量的影响

【目的】筛选利于改善黄淮区砂姜黑土农田蓄水保墒效果及提高作物产量的夏玉米-冬小麦周年耕作方式。【方法】在秸秆全量还田条件下设置5个夏玉米季-冬小麦季周年耕作方式处理:免耕-旋耕(对照)、免耕-深耕、深松-旋耕、深松-免耕、免耕-免耕,通过多年定位试验研究周年耕作方式对砂姜黑土农田土壤容重、土壤水分及作物籽粒产量的影响。【结果】与对照处理相比,免耕-深耕处理显著降低夏玉米收获期15—25 cm土层土壤容重和冬小麦收获期20—35 cm土层土壤容重,深松-免耕和深松-旋耕处理显著降低夏玉米收获期15—40 cm土层土壤容重和冬小麦收获期20—25 cm土层土壤容重,而免耕-免耕处理显著增大夏玉米收获期0—10 cm土层土壤容重和冬小麦收获期5—20 cm土层土壤容重。免耕-深耕、深松-旋耕和深松-免耕处理显著增加夏玉米收获期0—40 cm土壤贮水量,而深松-旋耕和免耕-免耕处理却降低冬小麦收获期0—40 cm土壤贮水量。与对照免耕-旋耕处理相比,深松-免耕处理提高夏玉米-冬小麦整个周年内20—40 cm土层土壤含水量,免耕-免耕处理提高作物收获期40—160 cm土壤含水量,而深松-旋耕处理在冬小麦收获期则降低40—160 cm各土层土壤含水量。深松-旋耕和深松-免耕处理显著增加夏玉米-冬小麦周年籽粒产量,增幅分别为7.67%和10.21%,免耕-深耕处理冬小麦籽粒产量增加而夏玉米产量降低,最终周年籽粒产量降低0.44%,免耕-免耕处理夏玉米-冬小麦周年籽粒产量降低2.19%。【结论】深松-旋耕和深松-免耕处理能够降低土壤容重、提高作物籽粒产量,其中深松-免耕处理能够改善土壤蓄水保墒能力,产量及经济效益增加效果较优,可作为相对较适宜的黄淮区砂姜黑土农田夏玉米-冬小麦周年耕作方式。     

深松分层施肥技术对冬小麦产量及其构成因子的影响

利用改进的深松旋耕整地机械,研究深松分层施肥技术对冬小麦分蘖、次生根、冻害、产量以及产量构成因子的影响。试验结果表明:在施肥量相同的条件下,越冬期和起身期深松处理的冬小麦单株分蘖和单株次生根数均显著高于旋耕处理。深松分层施肥技术可以促使冬小麦个体健壮,抗冻害能力增强;群体质量有所提高,单位面积穗数增加显著,增幅为8.91%,而穗粒数和千粒重变化不明显;增产效果达到显著水平,增幅为10.37%,其中深松对冬小麦增产作用显著,其贡献率为62.53%,而肥料分层深施的贡献率为37.47%。同时,深松分层施肥技术促进了肥料施用方式从撒施向机械化深施的转变,提高了肥料利用率,肥料偏生产力提高10.34%。     

耕作方式对红壤坡地土壤物理性质和玉米产量的影响

【目的】探讨云南省石灰岩红壤坡耕地的主要耕作方式(旋耕、浅翻)和其他耕作措施(深翻、深松)在该地区的适宜性。【方法】选取云南典型的石灰岩红壤坡耕地,通过2年玉米种植大田试验,探讨不同耕作措施(免耕、旋耕15 cm、翻耕20 cm、翻耕30 cm和深松30 cm)下的土壤容重、总孔隙度、紧实度以及玉米地上部性状和玉米产量特征。【结果】与常规旋耕相比,深松30 cm可显著降低土壤容重和紧实度,分别达4.65%和15.23%(2016年)、 8.21%和14.22%(2017年),同时,可提高土壤孔隙度,但免耕则相反。2017年,深松30 cm的玉米产量较常规旋耕显著增产11.47%,但2016年免耕的玉米产量显著低于常规旋耕,减产达14.57%。【结论】深松耕对云南石灰岩坡耕地玉米的生长和产量具有一定促进作用,是试验区较为适宜的耕作措施,在生产中具有一定的参考价值。     

条耕种植对薄层黑土农田土壤物理性质与玉米产量的影响

【目的】探究不同种植年限与种植方式对松辽平原南部薄层黑土农田土壤改良与产量的影响。【方法】采用田间定位试验,分析条耕（ST）、免耕（NT）与常规垄作（CT）3 种种植方式下土壤物理性质与产量性状的变化。【结果】种植 2 年地块,ST、NT 与 CT 处理的耕层厚度与田间持水量无显著差异,而种植 4 年地块 ST处理耕层厚度和田间持水量分别较 CT 增加 15.46% 和 30.28%,与 NT 无差异。0~20 cm 耕层土壤,ST 处理下种植 2、4 年地块土壤穿透阻力分别较 CT 增加 57.57%、42.86%,较 NT 处理分别降低 5.2%、19.22%,3 种耕作方式处理下种植 2 年和 4 年地块土壤容重与土壤孔隙度均无显著差异。20~40 cm 亚耕层土壤,仅种植 4 年地块的ST 处理土壤容重较 CT 降低 11.56%,与 NT 无差异,而 ST 处理下种植 2、4 年地块的土壤穿透阻力分别较 CT 降低 5.22%、19.62%,土壤孔隙度相应分别提高 11.80%、15.92%。产量上,种植 2 年地块 ST 处理较 CT、NT 分别增产 3.62%、3.52%,而种植 4 年地块,ST 处理较 CT、NT 分别提高 16.08%、9.29%。产量构成因素分析结果表明,单位面积有效穗数增加是条耕种植玉米实现增产的主要原因,随机森林模型结果进一步表明,耕层厚度与耕层穿透阻力分别是种植 2 年和 4 年条件下影响玉米产量最主要的因子。【结论】松辽平原南部薄层黑土农田种植玉米,采用条耕种植方式有利于薄层黑土农田良好耕层结构构建与产量水平提升。     

耕作方式与秸秆还田对冬小麦-夏玉米耗水特性和水分利用效率的影响

【目的】黄淮海地区是中国粮食主产区之一,但农业生产中旱涝频繁发生,同时还存在土壤紧实、耕层变浅和土壤蓄水保墒能力低等问题,严重影响了该区的粮食生产。耕作方式和秸秆还田作为农业生产中两项重要的技术措施,对改善土壤结构、提高土壤蓄水能力和水分利用效率有显著作用。本文旨在探索耕作方式、秸秆还田以及二者交互对冬小麦-夏玉米耗水特性和水分利用效率的影响,为优化黄淮海地区的土壤耕作方式提供依据。【方法】采用土壤耕作方式与秸秆还田相结合的方法,设置常规耕作＋秸秆还田、常规耕作＋无秸秆还田、深耕＋秸秆还田、深耕＋无秸秆还田、深松＋秸秆还田、深松＋无秸秆还田6个处理,研究耕作方式与秸秆还田对冬小麦-夏玉米一年两熟农田耗水量、耗水模系数、土壤贮水消耗量、株间蒸发量、籽粒产量和水分利用效率的影响,分析不同耕作方式、秸秆还田以及二者交互对冬小麦-夏玉米耗水特性和水分利用效率的影响。【结果】耕作方式、秸秆还田对土壤容重、农田耗水量、土壤贮水消耗量、株间蒸发量、籽粒产量和水分利用效率均存在显著或极显著影响。与常规耕作相比,深耕和深松主要降低了20-40 cm土层的土壤容重,增加了冬小麦、夏玉米和周年总农田耗水量,提高了0-100 cm土层的土壤贮水消耗量,同时降低了休闲期无效农田耗水量。此外,深耕和深松还降低了夏玉米的株间蒸发量,但深耕显著增加了冬小麦的株间蒸发量,深松则相反。秸秆还田也可以降低土壤容重,提高土壤贮水消耗量,增加冬小麦农田耗水量,降低夏玉米和休闲期农田耗水量,增加冬小麦的株间蒸发量,降低夏玉米的株间蒸发量。与常规耕作相比,深耕和深松处理的周年作物产量分别提高了10.7%和9.8%,周年水分利用效率分别提高了8.8%和6.3%。秸秆还田处理的周年作物产量和水分利用效率分别比秸秆不还田处理提高了6.3%和7.6%。耕作方式与秸秆还田对冬小麦-夏玉米的耗水特性、籽粒产量和水分利用效率存在显著交互作用。与常规耕作＋无秸秆还田处理相比,深耕＋秸秆还田和深松＋秸秆还田处理的周年农田耗水量分别提高3.3%和2.4%,冬小麦-夏玉米的农田耗水量分别提高了4.2%和3.3%,休闲期的农田耗水量分别降低了7.0%和9.9%,周年作物产量分别提高了18.0%和19.3%,水分利用效率分别提高了15.9%和15.1%。【结论】在几种耕作模式中,深耕＋秸秆还田、深松＋秸秆还田的周年作物产量和水分利用效率最高,且二者无显著性差异,表明深耕或深松结合秸秆还田有利于作物产量和水分利用效率的提高。因此,在本试验条件下,在秸秆还田的基础上深松或深耕是黄淮海地区适宜的耕作方式。     

不同类型玉米品种冠层结构及其光合特性对深松增密的响应

【目的】探究深松增密对不同类型玉米品种冠层结构及其光合特性的影响,为进一步提升玉米综合生产力提供理论依据。【方法】2015-2016年,在大田条件下,采用再裂区试验设计,以耕作方式(常规浅旋15cm(RT)和深松40cm(SS))为主区,密度(82 500株/hm2(D1),105 000株/hm2(D2))为副区,不同类型玉米品种为副副区,测定了不同类型玉米品种群体叶面积指数和冠层透光率、植株形态、光合特性、产量等指标,研究不同耕作方式和种植密度条件下上述指标的变化情况。【结果】深松增密显著提高耐密玉米品种产量,增产11.9%～14.7%,非耐密品种增产-8.1%～0.6%;耐密品种产量对深松增密的响应程度显著高于非耐密品种,耐密品种主要通过增穗数、保粒数、稳粒重来实现增密增产。深松耕作能有效缓解增密产生的簇拥效应,提高植株叶片的自我调节能力;降低增密后茎粗变小的趋势,增加穗上茎节长度,缓解株型的变化,耐密品种缓解作用高于非耐密品种。增密后,深松耕作能延缓玉米生育后期LAI和穗位层透光率的下降速率以及叶片衰老程度,降低净光合速率的下降幅度,吐丝期后耐密品种叶片叶绿素相对含量和Pn高于非耐密品种。【结论】耐密玉米品种对增密后产生的形态和生理上的变化有更强适应能力,增密后深松耕作使耐密玉米品种能长时间维持较高的LAI,延缓叶片衰老程度,保证充足的光合面积,稳定较高的净光合速率,有利于植株进行光合生产,获得较高产量。     

关中一年两熟区不同耕作模式农田土壤及作物生物学效应的研究

【目的】探索适宜于陕西关中冬小麦-夏玉米一年两熟区采用的保护性耕作模式。【方法】以传统耕作模式为对照,对7种不同耕作模式下农田土壤水分、养分含量及小麦、玉米的生物学效应进行分析。【结果】在参试的各种土壤耕作模式中,夏玉米高留茬免耕播种优于低留茬免耕播种;小麦播种时采用的"冬小麦秸秆还田深松旋耕播种-夏玉米高留茬免耕播种"模式6最好,较传统耕作模式增产38.3%,纯收入增加42.7%;其次是"冬小麦深松旋耕播种-夏玉米高留茬免耕播种"模式3,较传统耕作模式增产20.6%,纯收入增加23.9%;免耕作业模式和旋耕作业模式,虽优于传统耕作模式,但效果均不理想。【结论】"冬小麦秸秆还田深松旋耕播种-夏玉米高留茬免耕播种"耕作模式可显著改善土壤水、肥、气、热环境条件,促进粮食高产稳产,适宜在关中地区推广。     

不同类型玉米品种冠层结构及其光合特性对深松增密的响应

【目的】探究深松增密对不同类型玉米品种冠层结构及其光合特性的影响,为进一步提升玉米综合生产力提供理论依据。【方法】2015-2016年,在大田条件下,采用再裂区试验设计,以耕作方式（常规浅旋15 cm(RT)和深松40 cm(SS)）为主区,密度（82 500株/hm2(D1),105 000株/hm2(D2)）为副区,不同类型玉米品种为副副区,测定了不同类型玉米品种群体叶面积指数和冠层透光率、植株形态、光合特性、产量等指标,研究不同耕作方式和种植密度条件下上述指标的变化情况。【结果】深松增密显著提高耐密玉米品种产量,增产11.9%～14.7%,非耐密品种增产-8.1%～0.6%;耐密品种产量对深松增密的响应程度显著高于非耐密品种,耐密品种主要通过增穗数、保粒数、稳粒重来实现增密增产。深松耕作能有效缓解增密产生的簇拥效应,提高植株叶片的自我调节能力;降低增密后茎粗变小的趋势,增加穗上茎节长度,缓解株型的变化,耐密品种缓解作用高于非耐密品种。增密后,深松耕作能延缓玉米生育后期LAI和穗位层透光率的下降速率以及叶片衰老程度,降低净光合速率的下降幅度,吐丝期后耐密品种叶片叶绿素相对含量和Pn高于非耐密品种。【结论】耐密玉米品种对增密后产生的形态和生理上的变化有更强适应能力,增密后深松耕作使耐密玉米品种能长时间维持较高的LAI,延缓叶片衰老程度,保证充足的光合面积,稳定较高的净光合速率,有利于植株进行光合生产,获得较高产量。     

不同耕作措施对宁南地区土壤物理性质及作物产量的影响

【目的】针对宁夏南部旱地降水不足、耕层浅薄、作物产量低等问题,探讨不同耕作措施对宁南地区土壤物理性质及作物产量的影响,为合理改善旱地耕层土壤结构、选用适宜耕作措施和作物增产增效提供一定的理论支撑。【方法】以马铃薯和春小麦为供试作物,在宁南旱区开展2年（2019-2020年）大田试验,设置2种耕作方式（翻耕和深松）和4种耕作深度（20、30、40和50 cm）,分别为传统翻耕深度20 cm、深翻耕30 cm、深松30 cm、深松40 cm、深松50 cm等5种不同耕作措施,以传统翻耕深度20 cm处理为对照,研究不同耕作方式结合深度措施对作物收获期土壤容重、生育期土壤紧实度与水分、生育期作物生物量、产量和水分利用效率的影响。【结果】深松50 cm处理能显著降低马铃薯季和春小麦季0—60 cm层土壤容重,平均分别较对照显著降低6.49%和6.94%。马铃薯季和春小麦季各处理生育期平均土壤紧实度均以深松50 cm处理最低,分别较对照显著降低19.32%和8.11%。深松50 cm处理对提高马铃薯和春小麦季作物各生育期0—100 cm层土壤蓄水量效果最佳,平均分别较对照显著提高13.58%和2...     

耕作方式对西北旱作农田土壤特性及冬小麦产量的影响

以9 a田间定位试验作为基础,分析深松耕(CPT)、免耕(ZT)和翻耕(PT)下冬小麦全生育期土壤理化指标、细菌丰度及冬小麦产量的变化特征,探索不同耕作方式对西北旱作麦田土壤特性及冬小麦产量的长期影响。结果表明:深松耕和免耕处理下土壤水分显著提高了6.5%和9.7%,有机碳质量分数提高了40.5%和31.9%,全氮质量分数提高了34.9%和34.3%,脲酶活性提高了14.1%和12.8%。pH降低3.4%和2.2%,深松耕和免耕下细菌丰度也显著降低。相较于翻耕,深松耕和免耕处理下冬小麦产量效应并不一致,深松耕处理下冬小麦产量提高了7.6%,而免耕处理下降低了7.6%。因此,深松耕可以有效减少土壤扰动,改善土壤蓄水保墒能力、提高土壤有机碳和全氮质量分数,提高作物产量,是西北旱区一种较为合理的耕作方式。     

不同保护性耕作模式对冬小麦产量及土壤理化性状的影响

在大田条件下设4个处理:传统耕作(CT)、还田免耕(NT1)、整秆覆盖免耕(NT2)、还田深松免耕(NTS),研究了保护性耕作模式对冬小麦产量及土壤理化性状的影响。结果表明,小麦返青后,保护性耕作0~20 cm土壤容重低于传统处理,有机质含量、速效氮、速效钾和速效磷含量高于传统处理,但20~40 cm土壤养分各项指标除NTS表现与0~20 cm相同趋势外,NT1和NT2有减小趋势。保护性耕作最终提高了小麦穗粒数和千粒重,但降低了公顷穗数,比传统耕作减少240万/hm2,产量表现:NTS>CT>NT2>NT1。表明,土壤深松技术与秸秆还田相结合,能有效改善和提高土壤耕层和耕层以下土壤理化性状,发挥保护性耕作的增产潜力。