双垄全膜覆盖沟播栽培对甘肃中部坡耕地水土流失和作物产量的影响

在甘肃省榆中县黄土高原丘陵沟壑区的坡耕地,采用双垄全膜覆盖沟播(DRM)、全膜平铺覆盖(WM)、条膜(半膜)起垄覆盖(RM)、条膜(半膜)平铺覆盖(NM)、露地条播(CK)5个处理进行对比试验。结果表明,双垄全膜覆盖沟播栽培具有良好的减少坡耕地土壤水土流失的作用,土壤流失量分别较露地条播、条膜起垄、条膜平铺、全膜平铺下降了56.07%、67.24%、71.59%、82.47%;作物产量大幅度提高,玉米产量分别比半膜垄作和半膜平铺增产46.76%和58.07%,蚕豆产量分别比条膜起垄、条膜平铺和对照增产46.52%、54.99%和102.96%,马铃薯产量分别比条膜起垄、条膜平铺和对照增产95.21%、76.30%和74.89%。玉米的水分生产率分别比半膜垄作和半膜平铺提高4.77 kg/(mm.hm2)和9.47 kg/(mm.hm2),蚕豆的水分生产率比半膜垄作、半膜平铺和露地对照提高3.24、6.58 kg/(mm.hm2)和5.03 kg/(mm.hm2),马铃薯的水分生产率比半膜垄作、半膜平铺和露地对照提高47.35、42.02、41.57 kg/(mm.hm2)。黄土高原丘陵沟壑半干旱雨养农业区坡耕地采用双垄全膜覆盖沟播栽培,具有良好的减少土壤水土流失的作用,能够最大限度地集蓄天然降水,加之其明显的增温保温作用,可大幅度地提高作物产量,降水生产率显著提高。     

覆膜方式对旱地糜子光合特性及产量的影响

以晋黍7号为材料,研究了旱地不同覆膜方式对糜子各生育期植株绿叶面积、叶绿素相对含量（SPAD ）、光合特性及产量的影响。试验结果表明,与平膜穴播和露地条播相比,分蘖期至成熟期,膜侧穴播处理的糜子平均旗叶SPAD分别提高3．8％、10．2％;单株绿叶面积分别提高17．9％、59．1％;拔节期至成熟期,膜侧穴播处理的糜子平均旗叶净光合速率较平膜穴播和露地条播分别增加3．8％、28．7％,旗叶蒸腾速率分别增加7．5％、23．4％,叶片瞬时水分利用效率（LWUE ）下降幅度较平膜穴播和露地条播分别低16％、25％。在不同的覆膜方式中,膜侧穴播处理的糜子产量最高,较平膜穴播和露地条播分别增加7．6％、51．2％。因此,膜侧穴播有利于糜子光合和产量的提高。     

覆膜栽培方式对谷子(粟)产量及效益的影响

采用不同的覆膜栽培方式进行试验,证明覆膜穴播和膜际条播均能程序不同地改善土壤物理性能,提高耕层土壤含水量和土壤温度,创造更适合谷子生育的土壤环境,从而促进谷子的生长发育,增大叶面积和光合势,提高光合效率和净同化率,增加干物质积累,并促进体内物质运转,从而提高成苗率、成株（穗）率和成粒数,实现高产高效,高水分利用效率。覆膜穴播栽培方式增产增值23.0%,WUE提高23.04%;膜际条播栽培方式增产增值13.4%,WUE提高12.95%。     

陇东旱塬区冬小麦不同覆膜方式对土壤水热及产量的影响

以平凉43号冬小麦为试验材料,于2012—2014年在平凉市崆峒区草峰镇夏寨村进行全膜覆土穴播(A)、全膜平铺不覆土穴播(B)、膜侧沟播(C)和不覆膜露地条播(CK)4种栽培方式对土壤水热及小麦产量影响试验。结果表明:覆膜能够显著提高冬小麦出苗至拔节期土壤含水量和地温,并对表层土壤含水量和地温影响大于深层土壤,土壤含水量处理ABCCK,地温处理BACCK,A和B差异不明显,冬小麦抽穗期后各处理下土壤含水量和地温与对照相比提高不大,甚至小于对照;覆膜方式对水分利用效率和产量的影响结果为处理ABCCK,处理A、处理B和处理C的水分利用效率比CK分别提高83.75%,63.48%和41.31%;处理A、处理B和处理C的经济产量比CK分别增加了2 587.5、1 989.75 kg·hm~(-2)和1 617.0 kg·hm~(-2)。经方差分析,在1%水平下,处理A、处理B和处理C水分利用效率和经济产量与CK均有极显著的差异,且其各处理之间也有极显著的差异。综上所述,全膜覆土穴播是降雨资源高效利用和提高冬小麦产量的最佳覆膜方式,可在陇东旱塬区生产上推广应用。     

不同覆膜方式对地温及冬小麦地上干物质累积规律的影响

在大田试验条件下,采取全膜覆土穴播（C）、全膜穴播（B）、膜侧条播（A）3种覆膜种植方式,并以露地条播为对照（CK）,研究了不同地膜覆盖方式对地温及冬小麦地上干物质积累规律的影响。结果表明：覆膜方式对冬小麦地温效应主要表现在地表(0～10 cm),在5 cm土层处的影响最大,随土层深度增加而减弱;温度效应可使冬小麦的灌浆期延长,全膜覆土处理在拔节期表现出明显的降温效应,全膜穴播处理在灌浆期地表温度最高;测定期内,全膜覆土方式下干物质积累量比露地条播CK高18.01%～19.48%。产量为全膜覆土>膜侧>全膜穴播>露地。全膜覆土穴播 方式有效穗数和干物质累积量对籽粒产量的贡献率较大,是该方式产量最高的关键因素。     

不同覆盖种植模式对马铃薯土壤温度、水分及产量的影响

以陇薯6号为试验材料,研究了不同覆盖种植模式对甘肃定西马铃薯田土壤温度、水分和产量的影响,并对其经济效益进行分析比较。结果表明,全地面覆盖双垄垄作侧播和全地面覆盖垄上微沟穴播处理在马铃薯整个生育期0~30 cm平均土壤温度较CK增加2.2℃和2.5℃,秸秆带状覆盖处理平均土壤温度较CK降低了1.0℃。覆膜垄沟集雨和秸秆带状覆盖技术都能明显改善土壤水分状况,在马铃薯生长前期集雨保墒效果尤为明显,出苗期全地面覆盖双垄垄作侧播、全地面覆盖垄上微沟穴播、秸秆带状覆盖在0~100 cm平均土壤含水量分别较CK提高2.6%和2.2%和1.6%。各处理马铃薯土壤温度和含水量垂直变化随着土壤深度的增加而减弱。全地面覆盖双垄垄作侧播、全地面覆盖垄上微沟穴播和秸秆带状覆盖增产效果明显,产量分别较CK增加33.6%、28.6%和23.2%。全地面覆盖双垄垄作侧播纯收益最高,秸秆带状覆盖次之,纯收益较CK分别增加7 201.56元·hm~(-2)和5996.04元·hm~(-2)。因此,黑膜全覆盖双垄垄作侧播技术在改善土壤水温效应的同时能显著增产增收,是定西地区马铃薯种植的高效栽培模式。     

不同穴播种植方式与平衡施肥对旱地春小麦产量及水分利用效率的影响

采用田间试验方法,研究了不同穴播种植方式与平衡施肥对旱地春小麦产量及水分利用效率的影响。结果表明,4种穴播种植方式中,全膜覆土穴播种植方式有利于小麦碳水化合物的合成,增加了小麦干物质积累量,实施N、P、K平衡施肥后干物质积累量增加效果明显;该种植方式下各施肥处理比全膜小垄沟覆土穴播、全膜不覆土穴播和露地穴播小麦产量分别增加3.7%～6.7%、9.4%～10.3%、30.7%～35.4%;该种植方式下,N、P2O5和K2O的用量分别为180 kg/hm2、120 kg/hm2、90 kg/hm2时(Z0F1处理),小麦产量最高,达到4 034 kg/hm2;该方式的小麦水分利用效率明显高于露地穴播,在相同施肥水平下,前者小麦水分利用效率比后者显著提高33.7%～48.3%。表明春小麦在全膜覆土穴播栽培技术条件下,平衡施肥可显著提高小麦籽粒产量和水分利用效率。     

干旱区辣椒全膜垄作沟灌与保水剂配合节水技术研究

在民动地区进行辣椒全膜垄作沟灌与保水剂配合节水技术试验,测定免储水灌注水移栽条件下辣椒地土壤水分扩散规律、辣椒耗水规律及产量效应,分析配套施用保水剂对辣椒地土壤水分的影响.结果表明,在民勤地区,辣椒采用免储水灌全膜垄作沟灌注水移栽技术,并配合使用适当量的保水剂,能使辣椒增产19.73%,节水30.79%,水分利用效率提...     

旱地胡麻全膜大小垄侧穴播栽培技术研究

针对甘肃中部半干旱旱作区春季降水少、土壤墒情差、胡麻保全苗难等问题探讨旱地胡麻地膜栽培模式对胡麻产量的影响。试验结果表明,旱地胡麻全膜大小垄侧穴播栽培可防止胡麻出苗板结,有效提高胡麻出苗率,明显减少土壤水分的无效蒸发,增加土壤水分含量,胡麻生长的前期地温明显提高,胡麻的经济性状明显改善,增产效果明显,经济效益显著;旱地胡麻全膜大小垄侧穴播栽培水分生产率,比全膜平铺覆土穴播栽培、旱地胡麻半膜膜侧穴播和露地穴播栽培分别提高28.28%、40.33%和116.17%;比全膜平铺覆土穴播栽培、旱地胡麻半膜膜侧穴播和露地穴播栽培分别增产22.04%、28.74%和53.74%,是目前旱地胡麻增产稳产高产的最佳的栽培模式。     

旱地小麦全膜覆土穴播技术肥料效应研究

采用多点田间小区试验研究了不同旱作区小麦全膜覆土穴播技术的肥料效益。结果表明,全膜覆土穴播技术能显著提高小麦肥料利用率和肥料利用效率。全膜覆土穴播小麦氮、磷、钾肥利用率最高分别为44.3%、24.7%、37.9%,平均分别为38.7%、21.0%、29.1%,较露地条播分别增加8.6、5.1、6.6个百分点;全膜覆土穴播小麦氮、磷、钾肥料利用效率最高分别为14.8、25.0、13.1 kg·kg^-1,平均分别为12.9、21.2、12.3 kg·kg^-1,较露地条播分别增长29.0%、31.7%、23.0%。全膜覆土穴播技术能增强小麦对土壤养分的吸收利用能力,显著提高缺素区小麦的相对产量,从而降低氮、磷、钾施肥依从度。全膜覆土穴播小麦缺氮、缺磷、缺钾区相对产量最高分别为60.0%、54.7%、89.7%,平均为58.7%、52.7%、88.8%,较露地条播分别增加3.7、3.9、2.7个百分点;全膜覆土穴播小麦氮、磷、钾施肥依从度最高分别为42.6%、49.5%、11.9%,平均为41.3%、47.3%、11.2%,较露地条播分别减少3.7、3.9、2.7个百分点。     

垄作和灌水量对河西绿洲灌区啤酒大麦的影响

在甘肃河西绿洲灌区,通过田间试验研究了不同栽培模式与灌溉量组合对啤酒大麦产量、水分利用效率(WUE)和土壤肥力的影响.结果表明:当灌溉量为330 mm时,垄作沟内覆草模式产量较对照增产695 kg/hm2,增产率为10.2%;在灌溉量为270 mm时,垄作和垄作沟内覆草处理较对照没有减产,可节水60 mm;不同栽培模式...     

垄沟覆盖种植对晚播夏玉米生长和产量的补偿效应

针对晚播对夏玉米生长发育造成的不利影响,采用垄覆膜沟不覆盖（LN）、垄覆膜沟覆秸秆（LJ）和垄沟全覆膜（LM）3种垄沟种植方式,以常规播期平作不覆盖（CK1）和晚播平作不覆盖（CK2）为对照,分析了不同垄沟种植方式对晚播夏玉米农田土壤水分、土壤温度及玉米生长和产量的影响,对比不同垄沟覆盖种植方式对晚播玉米生长的补偿效应。结果表明：垄沟种植显著提升了夏玉米0~25 cm土层土壤温度,促进了晚播夏玉米生长;生育期内多雨导致各处理0~200 cm土层土壤含水率一直在18%（75%田间持水率）或更高水平,覆膜对土壤水分的影响不明显;垄沟种植夏玉米整体生长状态在8月中下旬（抽雄~灌浆阶段）与CK1处理达到相同水平;地上部干物质量在成熟期达到或超过CK1处理水平;低温多雨导致晚播夏玉米生育期延长了8~9 d;垄沟种植处理倒伏率较低,最高值仅为3%,平作处理倒伏严重,CK1和CK2处理倒伏率分别达73.1%和20.1%;CK2处理全生育期各项生长及产量指标均较低,LJ处理前期生长状态差,后期贪长,最终相对CK1处理减产7.9%;LN处理产量9 783.8 kg·hm^-2,与CK1处理持平,LM处理达到最高产量11 101.7 kg·hm^-2,相对CK1处理增产12.2%。综合考虑土壤水热、夏玉米生长、产量等各方面因素,多雨条件下垄沟全覆膜方式对晚播玉米生长达到了最好的补偿效果。     

Ridge-furrow plastic mulching with a suitable planting density enhances rainwater productivity,grain yield and economic benefit of rainfed maize

Soil surface mulching and planting density regulation are widely used for effective utilization of limited rainwater resources and improvement of crop productivity in dryland farming.However,the combined effects of mulching type and planting density on maize growth and yield have been seldom studied,especially in different hydrological years.A field experiment was conducted to evaluate the effects of mulching type and planting density on the soil temperature,growth,grain yield(GY),water use efficiency(WUE)and economic benefit of rainfed maize in the drylands of northern China during 2015-2017.Precipitation fluctuated over the three years.There were four mulching types(NM,flat cultivation with non-mulching;SM,flat cultivation with straw mulching;RP,plastic-mulched ridge plus bare furrow;RPFS,plastic-mulched ridge plus straw-mulched furrow)and three planting densities(LD,low planting density,45.0×10^3 plants/hm^2;MD,medium planting density,67.5×10^3 plants/hm^2;HD,high planting density,90.0×10^3 plants/hm^2).Results showed that soil temperature was higher with RP and lower with SM compared with NM,but no significant difference was found between RPFS and NM.More soil water was retained by soil mulching at the early growth stage,but it significantly varied at the middle and late growth stages.Maize growth was significantly improved by soil mulching.With increasing planting density,stem diameter,net photosynthetic rate and chlorophyll content tended to decline,whereas a single-peak trend in biomass yield was observed.Mulching type and planting density did not have significant effect on evapotranspiration(ET),but GY and WUE were significantly affected.There were significant interacting effects of mulching type and planting density on biomass yield,GY,ET and WUE.Compared with NM,RPFS,RP and SM increased GY by 57.5%,50.8%and 18.9%,and increased WUE by 66.6%,54.3%and 18.1%,respectively.At MD,GY increased by 41.4%and 25.2%,and WUE increased by 38.6%and 22.4%compared with those of at LD and HD.The highest maize GY(7023.2 kg/hm^2)was observed under MD+RPFS,but the value(6699.1 kg/hm^2)was insignificant under MD+RP.Similar trends were observed for WUE under MD+RP and MD+RPFS,but no significant difference was observed between these two combinations.In terms of economic benefit,net income under MD+RP was the highest with a 9.8%increase compared with that of under MD+RPFS.Therefore,we concluded that RP cultivation pattern with a suitable planting density(67.5×10^3 plants/hm^2)is promising for rainwater resources utilization and maize production in the drylands of northern China.     

宁南旱区沟垄微型集水种植谷子最优沟垄宽度的确定

研究宁南旱区沟垄微型集水种植谷子比较适宜的沟垄宽度,是为了进一步提高降水利用率和产量.以大同14号谷子为材料,设计垄沟比值为1,四种不同宽度的带型.结果表明:在2004～2005年的试验中,微集水处理的蓄水量在谷子不同生育期均比对照增加,水分利用效率平均分别比对照高10.30 kg/(mm·hm2)(2004)、6.76 kg/(mm·hm2)(2005);由于降雨量不同且降雨分布不均匀,使2004～2005年度沟垄微型集雨种植谷子产量有所差异,但在两年试验中,谷子增产趋势基本一致,不同带型的产量分别比对照平均提高108.48%(2004)和135.28%(2005).通过回归分析,得出在宁南半干旱地区微集水种植谷子比较适宜的沟垄宽度为45 cm.     

黄土旱塬垄作覆膜栽培土壤水分及温度变化研究

黄土高原雨养农业区水分缺乏是制约农业生产的关键因子。本研究在黄土高原长武塬进行小区试验,通过垄作覆膜(RP)与平作不覆膜(FP)两种处理的对比研究,分析垄作覆膜下玉米生长时期土壤水分与温度的变化,以及降雨事件对于土壤水分的动态影响。结果表明,垄作覆膜在30~60 cm土层土壤水分显著高于平作不覆膜约8%,而平作不覆膜在深层(100~160 cm)土壤水分明显高于垄作覆膜,玉米生长季土体储水量变化垄作覆膜垄与沟在30~60 cm处均高出平作不覆膜20 mm,而在100~160 cm处垄作覆膜比平作不覆膜低25 mm。垄沟覆膜-垄(RPR)土壤表层10 cm处温度较垄沟覆膜-沟(RPF)与平作不覆膜分别高2.01℃和1.91℃。中雨情况下,垄作覆膜降雨土壤入渗深度可达30 cm,平作不覆膜下可以到10 cm,但强降雨事件中垄作覆膜土壤深层入渗受到抑制。降雨强度越大,土壤前期含水量越高,土壤水分峰值产生的时间越短;垄作覆膜由于土壤水分条件的改善使得土壤水分峰值出现时间较平作不覆膜早。垄作覆膜由于垄沟微地形改变使沟内具有集水效应,同时沟内集水对垄上水分存在侧向补充,但时间上存在滞后效应,滞后时间与降雨量和降雨前土壤含水量相关。垄作覆膜能够保水保墒,增加降雨入渗,抑制强降雨事件的深层入渗,抑制"自覆盖"现象的发生,从而对玉米生长具有重要的意义。     

豫西旱地小麦不同种植方式增产效应分析

在豫西旱地对小麦地膜覆盖、秸秆覆盖、沟播、平播(CK)等不同种植方式的增产效应进行对比研究,结果表明:地膜覆盖、秸秆覆盖、沟播三种种植方式都有增温保墒的作用;地膜覆盖的增温作用主要表现在白天,秸秆覆盖、沟播的增温效应主要表现在夜晚;地膜覆盖、秸秆覆盖、沟播的保墒作用表现在小麦拔节前;地膜覆盖、秸秆覆盖、沟播可增加旱地小麦的次生根、分蘖、叶面积、穗数、穗粒数、粒重,能有效提高旱地小麦产量,其增产效应为秸秆覆盖>地膜覆盖>沟播>平播。与平播相比,前三者的增产幅度分别达17.8%、16.6%、12.0%。     

不同耕作方式对黑土农田土壤水分及 利用效率的影响

在土壤耕作长期定位试验的基础上,研究了免耕秸秆覆盖(NT)和少耕(RT)对东北黑土区农田土壤水分及利用效率、玉米产量及特性的影响。结果表明:在作物生长季3种耕作措施土壤剖面含水量整体上呈先降低后增加的变化趋势,各时期20～40 cm土层含水量均较低。免耕可显著提高0～90 cm土层土壤含水量,90 cm土层以下三种措施土壤含水量差异逐渐降低,到190 cm土层差异不明显。土体储水量主要受降雨及不同耕作措施的影响,在干旱的春季以及降水量较少的秋季土体储水量较低,表现为:免耕>传统>少耕,而在降水量较大时土体储水量相应增加,表现为:少耕>免耕>传统。3种耕作措施下玉米叶面积指数变化趋势一致,总体表现为:传统>少耕>免耕,其中传统和少耕最高分别比免耕高0.22和0.26。在生长季少耕蒸散量最高。传统耕作玉米籽粒产量和水分利用效率分别较免耕和少耕高30%和17%,29%和11%,籽粒产量均存在显著性差异(P<0.05),表现为:传统>少耕>免耕,所以对于玉米而言,在该区不适宜实施免耕秸秆覆盖和少耕这两种保护性耕作体系。     

垄膜沟播与平膜侧播对冬小麦光合特性及产量的影响

为了探索我国西北半湿润易旱区合理覆膜种植方式,为该区作物生产及覆膜种植制度的建立提供参考,本研究以传统平作为对照,设两种覆膜方式:垄膜沟播(R)与平膜侧播(F).结果表明,与传统平作(CK)相比,垄沟宽均为40 cm(R40)和60 cm(R60)的沟播处理全生育期0-200 cm土壤平均含水量分别提高8.82％(P ＜0.05)和10.84％ (P＜ 0.01),膜宽为40 cm(F40)和60 cm(F60)的侧播处理提高4.40％和3.96％,沟播处理较侧播处理平均提高了5.42％(P＜0.05).不同覆膜方式处理的旗叶叶绿素相对含量(SPAD)、净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)和气孔导度(Gs)均较传统平作(CK)显著增加,同宽度的沟播处理较对应的侧播处理提高幅度明显,但胞间CO2浓度显著低于传统平作(CK).不同覆膜方式处理的小麦经济产量和水分利用效率均较传统平作(CK)显著提高,平均提高幅度达21.52％和30.97％,同宽度沟播处理的生物产量、经济产量和作物水分利用效率显著(P＜0.05)高于对应的侧播处理.试验表明,在半湿润旱作区冬小麦垄膜沟播是一种高效栽培模式.     

不同覆盖方式对旱地马铃薯产量和水分利用效率的影响

为研究秸秆和地膜覆盖栽培对马铃薯产量和水分利用效率的影响,旨在筛选出陕北黄土丘陵旱作区的最佳覆盖方式。通过2年(2012—2013)的田间定位试验,采用垄膜覆盖(LM)、双沟覆膜(GM)、全膜覆盖(QM)、秸秆覆盖(JG)和露地(CK)5种覆盖栽培方式,分析马铃薯生长、产量、土壤温度、土壤含水量变化。结果表明:(1)JG处理的马铃薯植株生长发育状况,其株高、SPAD值均优于其它处理,表现为株高JGCKGMLMQM,茎粗LMGMCKJGQM,SPAD值JGLMGMCKQM。(2)在整个生育期,地温均值表现为JGCKLMGMQM,JG、LM、GM及QM分别较CK提高-0.18℃、0.76℃、1.21℃及1.65℃。(3)全生育期,不同覆盖有增加土壤含水量的作用,均值表现为JGQMGMLMCK,JG、LM、GM及QM分别较CK提高17.18%、11.92%、5.65%和16.93%。(4)JG、QM、LM及GM分别比露地栽培平均增产19.75%、8.95%、7.00%及-0.25%,水分利用效率提高16.4%、7.4%、9.15%及1.65%。秸秆覆盖栽培方式是陕北旱作区马铃薯抗旱栽培推荐的栽培方式。     

Effects of long-term cultivation practices and nitrogen fertilization rates on carbon stock in a calcareous soil on the Chinese Loess Plateau

Soil organic carbon(SOC) and soil inorganic carbon(SIC) are important C pools in the Loess Plateau of Northwest China, however, variations of SOC and SIC stocks under different cultivation practices and nitrogen(N) fertilization rates are not clear in this area. A long-term field experiment started in June 2003 was conducted to investigate the SOC and SIC stocks in a calcareous soil of the Chinese Loess Plateau under four cultivation practices, i.e., fallow(FA), conventional cultivation(CC), straw mulch(SM), and plastic film-mulched ridge and straw-mulched furrow(RF), in combination with three N fertilization rates, i.e., 0(N0), 120(N120), and 240(N240) kg N/hm~2. Results indicate that the crop straw addition treatments(SM and RF) increased the contents of soil microbial biomass C(SMBC) and SOC, and the SOC stock increased by 10.1%–13.3% at the upper 20 cm soil depth in comparison to the 8-year fallow(FA) treatment. Meanwhile, SIC stock significantly increased by 19% at the entire tested soil depth range(0–100 cm) under all crop cultivation practices in comparison to that of soil exposed to the long-term fallow treatment, particularly at the upper 60 cm soil depth. Furthermore, moderate N fertilizer application(120 kg N/hm~2) increased SOC stock at the upper 40 cm soil depth, whereas SIC stock decreased as the N fertilization rate increased. We conclude that the combined application of crop organic residues and moderate N fertilization rate could facilitate the sequestrations of SOC and SIC in the calcareous soil.