覆膜方式对不同生态区大豆产量和水分利用效率的影响

全膜微垄沟播种植技术是在全膜双垄沟播技术的基础上创新研发的一种集覆盖抑蒸、垄面集雨、垄沟种植为一体的新型地膜覆盖技术。【目的】明确西北半干旱雨养区地膜覆盖条件下旱地大豆在不同生态区产量的差异。【方法】于2014—2016年进行大田定位试验,以露地无覆盖(CK)为对照,设置了3种覆膜方式,分别为全膜微垄沟播(T1)、全膜双垄沟播(T2)、全膜覆土穴播(T3),研究半湿润偏旱区、半干旱区、半干旱偏旱区3种不同生态区地膜覆盖对大豆产量及水分利用效率的影响。【结果】与CK相比,在3个生态区均以T1处理产量最高,T2处理次之,T3处理最低;其中全膜微垄沟播不同生态区比较:半湿润偏旱区>半干旱区>半干旱偏旱区,分别较露地无覆盖CK增产58.5%、78.1%和95.3%;水分利用效率分别较CK提高65.9%、57.6%和56.1%。尤其在年降雨量500～600 mm生态区全膜微垄沟播增产效应最明显,平均产量达到4 318.2 kg/hm2,最高达到4 353.3 kg/hm2,较CK增产58.5%。【结论】大豆全膜微垄沟播种植技术在西北半干旱雨养区,增产效果明显,其推广应用可有效提高该区降水资源的高效利用,实现旱作雨养区大豆稳产高产。     

宁南旱地垄覆沟作对土壤水分及马铃薯产量的影响

以庄薯3号为试验材料,研究了不同栽培方式对宁南旱地土壤水分、马铃薯产量及水分利用效率的影响。结果表明,垄覆沟播栽培方式生育期较CK提前4d,淀粉累积延长5d,提高了马铃薯生育期内干物质累积量。垄覆集雨有效提高了马铃薯现蕾期—盛花期40cm以下土壤含水率,并增加了1m土体贮水量(P0.05)。垄覆沟播处理马铃薯产量最高为34 908.0kg/hm2,较CK增产39.1%,差异显著,同时增加马铃薯单株个数,提高单株产量和单薯重。垄覆沟播处理马铃薯水分利用效率为69.0kg/(hm2·mm),较CK增加43.5%,但与覆膜垄作无显著差异,其趋势为垄覆沟作覆膜垄作裸地垄作裸地平作。垄覆沟播可作为宁南旱地解决马铃薯高产高效的技术途径。     

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。     

沟垄集雨系统垄宽对玉米水分和养分利用效率的影响

为探索沟垄集雨模式下不同垄宽对玉米产量及水分和养分利用效率的影响,2019-2020年采用垄沟集雨种植方式,以传统平作(垄宽60 cm)为对照,研究3种沟垄比对玉米叶面积指数、地上生物量、水分利用效率、养分利用效率和产量的影响.研究结果表明垄沟集雨种植方式下,采用60 cm:60 cm沟垄比,两年平均叶面积指数最大,为2.9,较对照增加42.16％;产量最高,为13.13 t/hm2,较对照增加26.37％;水分利用效率最高,为27.15 kg/(hm2·mm),较对照增加42.37％;养分利用效率最高,为N:7.55 kg/kg;P:48.49 kg/kg;K:4.66 kg/kg,分别较对照增加177.57％,142.69％,59.58％.在华北地区,垄沟集雨种植方式下,垄沟比60 cm:60 cm,能够促进玉米增产和水肥高效利用.     

覆盖方式对旱地不同熟性马铃薯土壤水热特征和产量的影响

【目的】提高马铃薯产量和水分利用效率。【方法】通过大田试验研究了覆盖方式(玉米整秆带状覆盖平作(SM)、黑膜双垄沟覆盖(PM)、露地平作(CK))对当地典型早熟"LK99"、中熟"克新1号"和晚熟"青薯9号"马铃薯土壤水热状况、产量及水分利用效率的影响。【结果】与CK相比,覆盖(SM、PM处理)可显著降低各品种马铃薯全生育期耗水量(11.0%～19.0%),分别提高早、中、晚熟马铃薯出苗至成熟期0～200 cm土壤贮水量24.6、29.5和48.9mm,且SM和PM处理土壤贮水量在同一品种上无显著差异。PM处理早、中、晚熟马铃薯全生育期5～25 cm土壤平均温度较CK分别提高1.6、1.6和1.4℃,而SM处理在各品种上均低于CK。与CK相比,覆盖可显著提高马铃薯各品种单薯鲜质量和商品薯率;马铃薯干薯产量和水分利用效率分别比CK提高21.6%～51.4%和44.2%～77.1%。SM处理在早、晚熟品种上取得与PM处理相近的产量和水分利用效率,但在中熟品种上,SM处理的产量和水分利用效率均显著低于PM处理。【结论】综合马铃薯品种熟性、水热利用状况和产量等因素,SM处理是一种高产高效的种植方式,能显著提高马铃薯产量和水分利用效率。但在旱作区,若要获得更高的产量和水分利用效率,应注意马铃薯品种熟性与覆盖方式的科学搭配。     

不同地面处理下的降雨入渗规律研究

近年来,膜下滴灌等节水灌溉技术的实施提高了水分利用效率,但膜下滴灌的起垄和覆膜的处理在一定程度上改变了农田下垫面条件,降雨的入渗过程会受到一定影响。为了分析膜下滴灌的覆膜及起垄对降雨入渗过程的影响,试验选取下垫面处理、降雨强度、土壤初始含水量3个影响因素,进行了遮雨棚内的人工降雨测坑试验。试验数据分析结果表明:降雨强度对降雨入渗量及入渗深度影响最大;不同下垫面处理中,平整裸地的入渗量及入渗深度最大,起垄次之,覆膜及起垄最小。在一定的降雨强度范围内,垄沟的集雨作用随着雨强的增加而增加,沟内的入渗量增加显著;在起垄及覆膜起垄条件下,膜上水分由于膜的不透水作用和垄沟的集雨作用,分别是膜边和沟中的降雨入渗量最大。当雨强继续增加时,垄沟的集雨作用被削弱,但膜的汇流作用仍然存在,覆膜区域下方的土壤水分都是由膜边的土壤水分经过侧向运移达到,土壤水分的二维入渗过程十分显著。     

滨海盐碱地沟播覆膜植棉技术增产机理研究

【目的】揭示滨海盐碱地沟播覆膜植棉技术增产机理。【方法】在滨海重度盐碱地,研究了平播覆膜(CK)和沟播覆膜(RF)2种植棉模式对棉田土壤水盐分布、棉花成苗率、幼苗生长、根表面积以及产量及其构成的影响。【结果】RF处理较CK可提高0～60cm土层含水率,2014年和2015年土壤含水率分别提高了3.27%和5.32%。覆膜对RF处理土壤剖面膜下土壤含水率提升、电导率降低及根表面积增加的影响大于CK:棉花生育期内,CK膜下土壤含水率比膜外高了2.67%,电导率低了2 7.78%;RF处理膜下土壤含水率比膜外高了1 5.92%,电导率低了3 4.57%;RF处理根表面积平均比CK增加了35.9%。2014年和2015年RF处理的成苗率相比CK分别提高8.3%和56.6%;单株成铃数分别增加33.9%和63.4%,最终籽棉产量分别增加37.0%和196.4%。【结论】沟播覆膜植棉技术通过改变地表微地形,优化了土壤剖面水盐分布,促进棉花幼苗及根系生长,提高其产量。     

垄作沟播喷灌对油葵土壤水热调控及高效利用机理

垄作沟播喷灌技术对降水及灌溉水叠加利用效果明显，适用于北方井灌农业区。通过测定不同灌水处理下土壤水分变化、土壤温度变化、干物质积累与分配、产量、水分利用效率及效益等指标，分析了不同灌水处理对油葵土壤水分、土壤温度的调控、水热高效利用机理与效应。研究表明，垄作沟播处理可减少棵间蒸发，充分利用土壤中的冬季灌溉储水量和有限的灌溉水资源，提高了水分利用效率；其土壤温度变化幅度较CK(覆膜平作喷灌)小，且较为平缓，对土壤水热的调控效果明显，提高了水热利用效率，对油葵产量形成有促进作用。垄沟处理T3(垄作沟播喷灌，灌水定额36mm)、T4(垄作沟播喷灌，灌水定额42 mm)干物质积累量均高于其他垄沟处理和CK处理，在提高总体光合产物的同时提高了经济产品的积累量。在适宜灌水定额(T3)条件下，两年油葵产量较CK分别高6.1%和8.3%，水分利用效率分别提高0.34 kg/m³和0.54 kg/m³，净产值分别提高6.7%和10.2%。在实际油葵种植生产中若采取垄作沟播喷灌技术，建议灌水定额以36mm为宜，灌水频率依据气候条件保持在3～5次。     

起垄覆膜沟播冬小麦的水分效应研究

在陕西半湿润偏旱地区研究不同灌溉水平下,冬小麦膜垄(垄面覆膜,沟内播种)和常规平作种植方式下的土壤水分变化特点及水分利用效率。目的是研究半湿润地区如何通过"充分利用降水,高效利用灌溉水"来降低灌溉定额,提高小麦的产量。结果表明,与传统平作相比,起垄覆膜沟播具有较好的聚水保墒效果,一定程度上延缓了小麦的衰老进程,具有明显的增产增收效果;而且水分利用效率明显高于传统平作小麦。     

集雨模式对农田土壤水热状况与水分利用效率的影响

基于2 a田间试验数据,对比研究了不覆盖(CK)、垄覆白膜沟不覆盖(M1)、垄不覆盖沟覆秸秆(M2)、垄覆白膜沟覆秸秆(M3)和垄覆黑膜沟覆秸秆(M4)5种集雨模式对农田土壤水热状况及夏玉米产量和水分利用效率的影响。结果表明,垄沟覆盖集雨措施可显著提高土壤贮水量、土壤含水率及土壤储水亏缺补偿度(P0.05),其中全程覆盖处理(M3和M4)优于单一覆盖处理(M1和M2),垄覆黑膜处理(M4)优于垄覆白膜处理(M3)。黑色地膜较白色地膜可显著降低膜下(除表层)土壤温度(P0.05);沟内覆秸秆较沟内无覆盖可有效改善根层土壤温度。M4处理较优的水热条件可显著提高玉米经济产量和水分利用效率(P0.05),其2 a平均籽粒产量和水分利用效率分别较处理CK提高30.90%和57.49%,是陕西关中地区合理有效的集雨模式。     

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。     

不同集雨垄面和垄沟宽度对马铃薯产量和土壤含水量的影响

研究了不同覆膜集雨垄面和垄沟宽度对土壤含水量、产量、商品薯率和产量WUE的影响。试验结果表明,对0~100cm土层土壤含水量的影响是随着集雨垄面宽度的增加而增加;对产量WUE、产量和商品薯率的影响具体表现为M_(50)G_(20)M_(60)G_(10)M_(40)G_(30)CK,随着集雨垄面宽度的增加,影响是先增加,当集雨垄面宽度为50cm,垄沟宽度为20cm时影响最大,而后随着集雨垄面宽度的增加影响逐渐降低。综合分析,初步推出M_(50)G_(20)这种模式集雨效果最好,能最大程度增加经济效益。     

垄沟灌溉种植对玉米光合特性及产量的影响

通过田间试验,以传统种植模式平作为对照,研究了垄沟灌溉种植系统对玉米相对叶绿素质量浓度(SPAD)、光合特性和产量的影响。结果表明,垄沟种植系统能增加玉米的相对叶绿素质量浓度、光合速率和水分利用效率;垄沟系统种植玉米和对照组的光合速率日变化均呈"单峰型"曲线;60cm垄宽的垄沟种植系统的玉米叶片水分利用效率和产量最高。     

不同覆膜对制种油菜生长及土壤水热的影响

为了给发展制种油菜节水高效栽培技术提供理论依据,采用随机区组试验设计,研究了不同覆膜栽培模式对制种油菜土壤水热变化动态、生育进程及产量的影响。试验设5个处理分别为:半膜平作(FHP)、半膜垄作(RHP)、全膜平作(FOP)、全膜垄作(ROP)和不覆膜平作(CK),从制种油菜生长发育动态,土壤水热变化规律,产量及水分利用效率等方面比较了不同栽培技术的优越性。结果表明,全生育期FHP、RHP、FOP和ROP处理0~25 cm土层土壤积温分别较CK增加97.4、132.3、196.7和257.6℃(P0.05),且有效延长了制种油菜花期,FOP、ROP、FHP和RHP处理花期分别较CK延长16、13、11、9 d;覆膜栽培可有效地改善制种油菜田0~110 cm土壤水分状况,且以0~30 cm表现最为显著,随着土层深度的增加,其影响效果逐渐减弱;FHP、RHP、FOP和ROP处理均促进了植株个体发育,提高了制种油菜单株角果数、角粒数、制种产量和水分利用效率,其中以ROP处理最为显著,制种产量较CK增加34.05%,水分利用效率较CK提高30.83%。由此可见,全膜垄作栽培可推荐为春油菜制种较为理想的节水高效栽培模式。     

不同喷灌定额下垄作沟播油葵根系生长及分布特征

垄作沟播喷灌技术是集垄作沟播与喷灌技术为一体的节水栽培技术.以不同灌水定额各设4个处理(灌水定额分别为24 mm、30 mm、36 mm、42 mm,灌水5次),以常规覆膜喷灌为对照(灌水定额42 mm,灌水5次).通过测定不同灌水处理下垄作沟播油葵根系生长及分布特征等指标,分析了不同灌水处理对油葵根系纵向、横向生长及...     

宽窄行配置一穴多株种植对膜下滴灌玉米产量和群体质量的影响

【目的】在保持种植密度和行距一定的条件下,选择适宜机械化运行的宽行距,研究1穴多株种植对膜下滴灌春玉米产量和群体质量的影响,进而实现增产、提高水肥利用效率和实现农业整体机械化的目标。【方法】试验在同一种植密度(9 900株/hm^2),等行距(30 cm)、等株距(30 cm)条件下,设置3种种植规格:1株/穴(H1,宽行37 cm)、2株/穴(H2,宽行104 cm)、3株/穴(H3,宽行172 cm)。【结果】不同种植株数下春玉米叶面积和叶面积指数(LAI)在大喇叭口期后差异显著,且H2处理叶面积显著大于H1、H3处理,分别高13.8%、7.6%;吐丝期以后H2处理干物质积累量显著高于H1和H3处理;吐丝期至成熟期H2处理的光合势、相对生长率显著高于H1、H3处理,光合势分别高4.60%~12.74%、8.97%~9.79%,相对生长率分别高21.15%、103.06%;H2处理的产量较H1、H3处理平均增产21.6%、24.6%,水分利用效率(WUE)分别提高25.0%、33.5%。【结论】春玉米膜下滴灌宽窄行配置1穴2株种植可以提高春玉米叶面积指数,延缓后期叶面积的衰老,增加光合势,有助于后期干物质的积累,提高粒重,最终提高玉米籽粒产量。与常规种植相比,玉米膜下滴灌采用1穴2株种植规格,产量提高约21.6%,WUE提高约25%。     

微喷补灌对夏玉米产量和水分利用效率的影响

【目的】提高夏玉米用水效率。【方法】2018—2019年设置4个微喷补灌处理,分别以0～10(W10)、0～20(W20)、0～30(W30)和0～40(W40)cm为目标湿润土层,补灌的目标土壤含水率为相应土层的田间持水率,补灌时期均为夏玉米播种时、拔节期开始时和抽雄期开始时;以传统畦灌模式(CK)为对照,研究了不同微喷补灌方案对夏玉米形态发育指标、产量构成、耗水量和水分利用效率(WUE)的影响。【结果】随着补灌目标湿润土层深度的增加,夏玉米株高、叶面积指数(LAI)、地上部干物质量和籽粒产量等指标呈逐渐增大或先增大后减小的趋势,当目标湿润土层达到20cm后,继续增加灌水量对夏玉米生长的促进效应减小,W20处理的各项指标均能获得较高值。耗水量和WUE受补灌目标湿润土层深度影响显著,其中,耗水量随目标湿润土层深度的增加而增大,WUE则与之相反。W20处理与CK和高水分(W40)处理相比,籽粒产量无显著差异,但灌溉用水量减少47.33%～54.73%,耗水量显著降低9.86%～13.85%,WUE显著提高11.48%～19.26%。【结论】建议试验区夏玉米微喷补灌的目标湿润土层为0～20 cm,目标含水率为田间持水率。     

非充分灌溉条件下不同栽培模式对玉米产量及土壤水分的影响

研究了大田玉米在非充分灌溉条件下,不同栽培模式对土壤水分、产量及其构成要素的影响。结果表明,全膜垄侧栽培、全膜垄沟、全膜双垄模式均能提高0～10cm土层的土壤含水率。主要生育期(抽雄期除外)内,全膜垄沟栽培模式土壤含水率高于其他处理。全膜垄沟栽培模式在苗期—大喇叭口期内耗水强度较低,但产量和水分利用效率最高,分别为17 153.91kg/hm2和37.59kg/(hm2.mm),具有显著的节水增产效应。     

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%。