不同种植模式对冬小麦土壤养分及水肥利用效率的影响

为缓解关中地区水资源短缺与小麦生产高耗水的特征性矛盾,通过田间试验,设置垄沟覆膜还田(FMSR)、垄沟不覆膜还田(FNSR)、垄沟覆膜不还田(FMSN)、垄沟不覆膜不还田(CK)4种不同种植模式,分析了不同处理对小麦土壤养分及水肥利用效率的变化影响.结果表明,较于对照处理,覆膜秸秆还田各指标均显著提高(p<0.05),其中土壤含水率提升了2.73％～29.01％,土壤养分提升了38.41％～40.23％,作物茎干物质量提高了30.6％,水分利用效率提高了24.49％,氮肥偏生产力显著(p<0.05)增加了21.7％.综合土壤养分和水肥利用效率考虑,秸秆还田垄沟覆膜种植方式能够有效促进冬小麦的生长,综合考虑节水、增产的目的,在关中地区推荐垄沟覆膜秸秆还田种植模式为较优的种植模式.     

集雨种植模式对小麦-玉米周年农田土壤水分及作物产量的影响

[目的]针对关中地区冬小麦-夏玉米周年的生产特点,将垄沟集雨种植技术应用于作物周年生产,以期为冬小麦-夏玉米周年生产体系种植模式的改良提供依据。[方法]以西农979、郑单958为试验材料,设传统平作(CK)、垄沟配置为40cm∶40cm(R-F40)、40cm∶60cm(R-F60)、40cm∶80cm(R-F80)4个处理,探讨冬小麦-夏玉米周年生产条件下不同垄沟配置方式对农田土壤水分及作物产量的影响。[结果]小麦季R-F60和R-F80处理水分利用效率(WUE)增加;垄沟集雨各处理小麦籽粒产量随种植沟宽度增加呈上升趋势,其中R-F60、R-F80处理较CK仅减产1.75%、1.67%;集雨各处理灌溉水利用效率(IUE)显著提高,并随种植沟宽度增加增幅减小。在玉米季,集雨各处理WUE、产量显著提高,且随着种植沟变宽呈先增后降趋势。小麦-玉米周年WUE、产量显著增加,其中以垄沟配置为40cm∶60cm(R-F60)处理增幅最大,分别较CK增加12.75%、7.98%。[结论]垄沟集雨种植技术是调控作物高效节水的可行途径,其中R-F60处理是优化该地区冬小麦-夏玉米二熟制种植体系稳产高效节水的理想集雨栽培模式。     

覆膜集雨补灌对冬小麦产量和水分利用效率的影响

为确定半湿润易旱区垄沟集雨种植模式下冬小麦拔节期的适宜补灌量及探究不同地膜对土壤蓄水保墒和节水增产效果的差异,设置垄上覆普通地膜(P)和生物降解膜(J) 2种处理,并结合雨养(I0)、拔节期补灌20 mm(I_1),40 mm(I_2),60 mm(I_3),对比分析不同地膜不同补灌量下0～200 cm土层土壤贮水量、冬小麦产量和水分利用效率的变化.结果表明:覆膜可显著提高0～100 cm土壤贮水量,处理J在苗期保墒性与P相当,之后显著低于处理P;覆膜使苗期后100～200 cm土壤贮水量显著低于CK,但P,J间差异不具有统计学意义.补灌能显著增加0～200 cm土壤贮水量,处理I_3的土壤贮水量最高,I_2次之.覆膜处理的产量和水分利用效率均显著大于CK,P略大于J,但差异不具有统计学意义.2种不同膜覆盖下处理I_2的平均籽粒产量比处理I_3低1. 50%,但处理I_2的平均水分利用效率与灌溉水利用效率较I_3分别提高2.4%和37.5%.因此,垄覆生物降解膜,沟内种植,结合冬小麦拔节期补灌40 mm(I_2)是缓解残膜污染、增产节水的最优处理.     

不同水肥措施下的冬小麦水氮利用和生物效应研究

【目的】寻找合适的冬小麦水肥方案。【方法】采用田间试验方法,在传统畦灌和水肥一体化微喷灌下分别设置不同施氮肥处理,研究了小麦干物质积累、产量、水氮利用和土壤贮水量。【结果】与传统畦灌比,微喷灌各处理灌水量减少50%,干物质积累量、产量、氮肥生产效率、水分利用效率分别增加28.2%～41.1%、0.2%～27.3%、0.8%～76.6%和23.3%～61.7%。其中传统畦灌下,推荐施氮肥与不施氮肥、农民习惯施氮肥和推荐施氮肥减氮20%处理比较,小麦干物质积累量、产量、氮肥生产效率、水分利用效率分别增加4.0%～11.4%、1.8%～26.9%、32.1%～75.3%、0.8%～28.2%。微喷灌下,与推荐施氮肥比,推荐施氮肥减氮20%的小麦干物质积累量、产量、氮肥生产效率、水分利用效率分别提高6.4%、4.5%、0.8%、2.3%。【结论】综合比较,水肥一体化微喷灌下推荐施氮肥减氮20%表现最优,提高冬小麦水氮利用效率,稳定产量,是节水减肥可推荐的有效途径。     

滴灌施肥条件下不同施氮模式对玉米生长和产量的影响

为了深入了解滴灌施肥技术在粮食生产中的作用,进一步探寻合理的施氮模式,以玉米为研究对象,在滴灌施肥的条件下,研究了辽宁棕壤土区不同施氮量和施氮次数对玉米生长和产量的影响。试验结果表明:施氮量在75~225 kg/hm~2时,玉米株高、叶面积指数、干物质积累以及产量随施氮量的增加呈增加趋势,施氮量为175和225 kg/hm~2时,产量差异不显著;施氮次数对玉米生长、产量和氮肥农学效率影响显著。1次施氮处理显著提高了玉米生育前期的株高、叶面积指数和干物质积累量;3次施氮处理显著提高了使玉米生育后期的干物质积累量和氮肥农学效率显著提高,能在整个生育期为玉米提供养分,增产效果显著。从高产、高效、经济的角度综合考虑,建议采用3次施氮,施氮量175~225 kg/hm~2的施氮模式。     

肥沙混施对盐碱地冬小麦耗水特性与生长的影响

为解析春限一水条件下盐碱地改良措施对小麦耗水和产量调控作用,于2015—2018年连续3个冬小麦生长季,设置耕层掺黄河泥沙(SS)、配施生物有机肥(FF)和掺黄河泥沙配施生物有机肥(SF) 3个处理,以不作处理为对照(CK),研究不同处理下农田土壤水分变化和冬小麦干物质积累规律。结果表明:连续3年产量水平为3 317. 77～5 449. 52 kg/hm~2,各处理间以SF处理的籽粒产量最高,该处理与CK相比,籽粒产量提高35%～51%;总耗水量变幅为352. 85～394. 89 mm,不同处理间总耗水量均以CK最低,以SF处理最高(361. 81～394. 89 mm);农田水分利用效率变幅为9. 01～13. 96 kg/(hm~2·mm),以SF处理最高(12. 02～13. 96 kg/(hm~2·mm)),比CK高33%～48%,其次为FF处理和SS处理,分别比CK高9%～32%、9%～18%。SS或FF处理可增加冬小麦拔节前0～200 cm土层贮水量,增大拔节至成熟阶段的耗水量及其占总耗水量的比例,促进冬小麦对土壤贮水和深层土壤水分的利用,最终提高冬小麦的生物量和籽粒产量。冬小麦籽粒产量与干物质积累量、总穗粒数呈显著正相关;水分利用效率与冬小麦耗水量、产量呈二次曲线关系。在本研究条件下,随着籽粒产量提高,水分利用效率快速增加;而随耗水量增加,各处理间水分利用效率增减表现不同。综合考虑产量、收获指数和水分利用效率,确定掺黄河泥沙配施生物有机肥处理(SF)是本研究条件下的最佳处理。     

夏玉米沟垄覆盖集水效果及生态效应研究

采用垄上覆膜集雨保墒、沟内种植的栽培方法,在半湿润易旱区的陕西关中红油土上进行了夏玉米田间试验,探讨覆膜集雨栽培对玉米产量、养分携出量及水分利用效率的影响。结果表明,覆膜集雨种植能明显提高夏玉米的籽粒产量、生物产量,有利于植株对养分的吸收利用;覆盖措施具有很好的蓄水保墒效果:在玉米灌浆期,覆膜使土壤0～100、0～200cm的贮水量分别比对照提高了8.2、17.1mm,覆膜覆草使土壤0～100、0～200cm的贮水量分别提高了13.6、23.0mm,覆膜覆草处理的集水效果更为显著,水分利用效率更高,平均每消耗1mm水分可生产玉米籽粒比覆膜处理提高了8%。     

种植模式和灌溉对冬小麦生长、产量及品质的影响

为了研究不同种植模式和灌水量对冬小麦生长、产量及品质的影响,2010-2011年在陕西杨凌对垄上覆膜沟播小麦与平作播种方式进行了对比试验。结果表明,冬小麦的产量随着灌水量的增加呈现先增后减的趋势。起垄覆膜沟播的产量和水分利用效率均明显高于平作。起垄覆膜中水处理比平作中水处理增产421kg/hm2,水分利用效率提高4.95kg/(hm2.mm)。籽粒粗蛋白含量随着灌水量的增加而降低,而淀粉含量则相反。基于综合因素考虑,选择覆膜中水产量和水分利用效率都达到最高,而蛋白含量仅比低水处理低0.53%,淀粉含量比高水处理低0.268%,因此在实践中选择覆膜中水处理(总灌水量260mm)可以实现节水、高产、优质目标。     

不同氮响应型冬小麦品种植株氮素利用的差异及氮肥的调控研究

【目的】明确不同氮响应型冬小麦品种氮素吸收利用对氮肥的响应差异,挖掘黄土高原麦区冬小麦品种的高效高产潜力。【方法】于2018—2019年在山西农业大学校内小麦试验基地开展试验,试验主区为良星99、邯麦13、山农22、良星77、烟农999和山农29共6个冬小麦品种,副区为150、270 kg/hm~2的2个施氮水平,分析不同氮响应型冬小麦产量及氮效率与植株氮素吸收利用的关系。【结果】根据氮响应度将6个冬小麦品种聚类划分为强响应型品种(山农29、邯麦13和烟农999)和弱响应型品种(良星77、山农22和良星99)。强响应型品种较弱响应型品种显著提高了籽粒氮素积累量、花前植株氮素运转量、花后植株氮素积累量、产量以及氮效率,其中产量及氮效率分别增加17.85%～22.35%、9.20%～12.31%,显著降低了成熟期20～200 cm土层土壤硝态氮量。施氮量270 kg/hm~2较150 kg/hm~2强响应型品种成熟期茎秆+叶鞘、叶片氮素积累量和百公斤籽粒吸氮量显著降低,花前植株氮素运转量及其对籽粒的贡献率、花后植株氮素积累量、花前茎秆+叶鞘、叶片氮素运转量及其贡献率显著提高,氮素利用效率和产量分别显著增加11.98%和4.89%;弱响应型品种各器官氮素积累量增加,籽粒氮素积累量所占比例下降,花前植株、茎秆+叶鞘氮素运转量及其对籽粒的贡献率显著提高,产量显著提高7.87%,成熟期0～120cm土层土壤硝态氮量显著提高,百公斤籽粒吸氮量降低不显著。此外,在同类品种不同施氮量条件下,产量、氮素利用效率、百公斤籽粒吸氮量均与花前整株氮素运转量相关性更高,且强响应型小麦品种的相关性高于弱响应型品种的。【结论】强响应型品种产量、氮素利用效率高,器官中积累氮素向籽粒运转能力强,且花前茎秆+叶鞘、叶片氮素运转量可以作为氮高效品种的筛选指标。施氮量270 kg/hm~2较150 kg/hm~2促进强响应型品种产量及氮素利用效率显著增加,保证高产高效。     

秸秆覆盖对沟灌夏玉米根系分布及产量影响

【目的】探究夏玉米根系分布、水分利用效率及产量对沟灌种植下不同秸秆覆盖方式的动态响应。【方法】在河套灌区开展不同耕作模式的小区试验,试验设常规垄覆膜沟灌(FM)、垄覆秸秆沟灌(FLJ)、沟覆秸秆沟灌(FGJ)、垄沟覆秸秆沟灌(FLGJ)4个处理。研究了夏玉米各土层的根长密度、作物耗水量、产量及其相关指标,【结果】沟灌种植模式下不同秸秆覆盖方式显著(P<0.05)影响夏玉米根系分布、产量和水分利用效率,通过沟覆秸秆沟灌可改善夏玉米根系分布,提高水分利用效率,达到高产。沟覆秸秆促进了垄上大于40 cm土层根系发育,根长密度较FM处理增加128.1%,显著提高沟里大于20 cm土层根长密度,促进对深层土壤水分养分吸收利用,提高产量。与FM处理相比,FGJ和FLGJ处理的水分利用效率显著提高了51.9%和54.3%,增产9.3%和9.0%,但FGJ处理的收获指数显著高于其他处理(P<0.05),为0.48。【结论】沟灌种植模式下沟覆秸秆FGJ处理改善深层根系分布效果较好,显著提高夏玉米水分利用效率及产量。     

不同覆盖和水分处理对夏玉米生长发育和耗水特性的影响

在防雨棚下的测坑,研究了夏玉米在3种土壤水分下限控制条件下(占田间持水量的75%、65%和55%)不覆盖、地膜覆盖以及秸秆覆盖对作物生长发育、产量、耗水量以及水分利用效率(WUE)的影响.结果表明:地膜和秸秆覆盖的株高、叶面积指数、产量和水分利用效率均大于不覆盖;高水分秸秆覆盖的株高和叶面积指数高于地膜覆盖和无覆盖,中、低水分时地膜覆盖的株高和叶面积指数高于秸秆覆盖和无覆盖;中水分秸秆覆盖的增产效果最好,增产率为44.80%,高水分地膜覆盖的增产效果最差,增产率仅为9.32%;高、中水分条件下地膜覆盖的WUE提高率最大,分别为19.09%和50.64%,而低水分条件下秸秆覆盖的WUE提高率最大.由此可见,地膜和秸秆覆盖效应各有优势,土壤水分下限控制在田间持水量的65%时覆盖效果最佳.     

保护性耕作措施对豌豆和春小麦生长及产量的影响

通过不同覆盖方式(不覆盖,覆草,覆地膜)下保护性耕作试验,对套种春小麦和豌豆的生育期、基本苗数、干物质、土壤水分和产量进行调查和测定,研究春小麦和豌豆的产量及水分利用效率。结果表明,免耕覆膜、传统耕作覆膜条件下水分利用效率、产量明显高于传统耕作不覆盖、传统耕作并将秸秆翻入、免耕覆秸秆和免耕不覆秸秆的处理,而基本苗数和前期的干物质积累量却低于传统耕作不覆盖、传统耕作并将秸秆翻入、免耕覆秸秆和免耕不覆秸秆处理。因此,免耕覆膜、传统耕作覆膜种植是黄土高原西部半干旱区相对较好的保护性耕作措施。     

碎麦秸垫膜覆盖对土壤水热及食葵生长的影响

以西北旱区河西民勤灌区为研究区,2017年采取田间监测试验与室内机理试验相结合、田间小区控制试验和理论分析相结合的研究方法,对食葵进行不同方式覆盖种植,覆盖方式设有3个水平:无覆盖（CK）、秸秆覆盖（S）和碎麦秸垫膜覆盖（SF）,灌溉定额采用当地农户普遍采用定额900 m3/hm2,观测分析不同覆盖方式下0～120 cm土壤含水量、土壤温度和食葵产量,从而选择最优覆盖方式。试验结果表明:整个生育期内土壤贮水量在不同覆盖方式下均表现为SF＞S＞CK,秸秆覆盖（S）、碎麦秸垫膜覆盖（SF）较无覆盖（CK）提高了2.1%和12.9%;观测6个土层（0、5、10、15、20和25 cm）地温,不同覆盖方式下地温均随土层深度增加而下降,S和SF处理下的地温较CK散失更缓慢,有一定保温效果;不同覆盖方式下食葵的株高、茎粗和叶面积在各个生育期均表现为SF＞S＞CK,SF处理下湿基含水率也高于其他两种方式。从食葵生物产量和土壤贮水量结果分析,试验区食葵种植使用碎麦秸垫膜覆盖有较好的保墒增产效果。      

膜上灌春小麦调亏效应研究

在膜上灌水方式下覆膜和露地处理全生育期不同水分处理调亏下,膜上灌高产处理耗水量比对照减少了310.3mm却增产1363.69kg/hm2,同一水分处理下膜上灌丰水处理F(FM)比露地丰水处理F(B)增产40.99%,WUE提高了4.67kg/(mm.hm2);膜上灌中度处理M(FM)比露地中度处理M(B)增产52.55%,WUE提高了6.86kg/(mm.hm2)。相同水分条件下覆膜处理具有明显的增温、保墒增产作用,最高产量所需的土壤适宜水分下限较露地下降10%~15%。结果表明同一水分处理下覆膜小麦不仅具有较高的生物产量,而且具有较大的库容,因而开花后干物质积累量,茎、叶器官的输出率、分配率、转换率均高于露地小麦,最终表现为粒重增加经济产量提高。     

宁夏中部干旱区滴灌条件下枸杞耗水规律研究

通过开展枸杞覆膜与不覆膜滴灌田间试验,研究了覆膜和灌溉定额对枸杞产量的影响以及枸杞耗水规律。结果表明,(1)除F6(灌溉定额2 160 m3/hm2)、F7(灌溉定额2 430 m3/hm2)处理外,覆膜处理产量均高于不覆膜处理。随灌溉定额增大,覆膜和不覆膜枸杞产量均先增大后减小。当灌溉定额为1 620 m3/hm2时,覆膜和不覆膜枸杞产量均最高,覆膜枸杞产量最高为10 400.7 kg/hm2,不覆膜枸杞产量最高为9 923.40 kg/hm2。(2)不覆膜比覆膜处理全生育期耗水量平均值高19.02 mm。覆膜与不覆膜枸杞各生育期耗水量及耗水模系数随生育期延长均先增大后减小,均呈"果熟期落叶期开花初期春梢生长期"的变化趋势。(3)覆膜枸杞各处理水分利用效率平均为2.99 kg/m3,不覆膜枸杞各处理水分利用效率平均为2.76 kg/m3,覆膜高于不覆膜。除F6(灌溉定额2 160 m3/hm2)、F7(灌溉定额2 430 m3/hm2)处理外,膜下滴灌枸杞各处理的水分利用效率(WUE)均高于不覆膜。枸杞膜下滴灌技术有利于保持土壤水分,减少棵间蒸发,有效节约水资源,适宜在宁夏中部干旱区广泛推广。     

不同种植模式冬小麦耗水特性及产量试验研究

通过田间试验,研究了两种种植模式（传统平作和垄植沟灌）不同水分处理对冬小麦耗水特性和产量的影响。结果表明：相较于传统平作种植模式,垄植沟灌冬小麦的全生育期耗水量减少26.26~31.92mm,穗粒数和千粒重分别增加6.09%和3.79%,增产150.57~237.63kg/hm2,水分利用效率提高9.43%~10.39%;两种种植模式的耗水量和产量与水分处理呈正相关,但随着水分控制下限的提高,水分利用效率则先增大后减小;确定垄植沟灌为冬小麦适宜种植方式,并在L-70水分处理获得了最优的水分利用效率,达到1.91 kg/m3,产量达到7589.96 kg/hm2。     

覆膜和种植密度对旱作春玉米产量和蒸散量的影响

为探究黄土高原旱作玉米的适宜种植密度,开展了玉米露地与覆膜6个种植密度的大田试验。结果表明:覆膜加速了玉米的生长和发育,表现在株高和叶面积指数的增加,生育期的提前,如抽穗期(即最大高度出现时)比露地种植提前了11 d。在玉米生长的中后期,露地玉米株高具有随密度增加而降低的趋势,而覆膜玉米则无显著差异。无论是覆膜还是露地种植,玉米叶面积指数都是随种植密度的增加而提高。玉米的蒸散量随种植密度的增加而增加,但覆膜种植降低了玉米对水分的消耗,在不同程度上缓解了因种植密度增加而导致的蒸散量增加与降水不足之间的矛盾。覆膜显著提高了玉米产量和水分利用效率,平均产量和水分利用效率较露地种植分别提高52.79%和60.55%。露地与覆膜种植产量和水分利用效率随种植密度的增加都呈现先增加后减小的趋势,但获得最高产量与水分利用效率对应的种植密度不同:露地种植在密度为52 500株/hm~2(D2)时获得最高产量和水分利用效率,而覆膜种植增大了单位面积土地可支撑的群体,最高产量和水分利用效率分别在密度为82 500株/hm~2(D4)和67 500株/hm~2(D3)时获得,但D3与D4下水分利用效率无显著差异,所以在试验气候年型下,黄土高原东部露地和覆膜种植的春玉米适宜密度分别为52 500株/hm~2和82 500株/hm~2。     

秸秆覆盖畦灌对冬小麦生长发育及土壤环境的影响

采用3种不同的秸秆覆盖量,以不覆盖为对照(CK),研究秸秆覆盖畦灌对冬小麦生长发育及其土壤环境的影响。试验结果表明,秸秆覆盖对畦灌水流有明显的阻滞作用,其中覆盖量为4 500 kg/hm2的阻滞作用最大,9 000 kg/hm2的阻滞最小;秸秆覆盖畦灌对土壤具有明显的保墒、调温效应;对冬小麦返青期的分蘖、株高均无显著影响;可有效提高产量,其中9 000 kg/hm2与4 500 kg/hm2处理达显著水平。综合考虑认为,最适合陕西杨凌冬小麦秸秆覆盖畦灌栽培的覆盖量为9 000 kg/hm2。