内蒙古黄土高原秸秆还田对玉米农田土壤水热状况及产量的影响

内蒙古清水河县地处黄土高原的边缘地带,沟壑纵横,是典型的北方干旱缺水地区。为明确秸秆翻耕还田对该区域玉米农田土壤蓄水保墒效果及产量形成特性的影响,通过连续2年的田间小区试验,探究0kg/hm ²（CK）、3 000kg/hm ²（SF1）、6 000kg/hm ²（SF2）和12 000kg/hm ²（SF3）4种秸秆还田量下玉米农田全生育期地温、土壤水分、植株生长发育、水分利用效率和产量的变化规律。结果表明：秸秆还田促进了玉米叶面积指数提高和地上部生物量的积累,2018年,SF2处理叶面积指数和地上部干物质积累量较CK分别提高13.17%和10.70%;玉米全生育期0~30cm土层土壤温度、0~80cm土层土壤含水率、生育期贮水量和农田耗水量、水分利用效率和产量均表现为SF2>SF3>SF1>CK;2018年,SF1、SF2和SF3产量分别较CK提高了8.5%、11.4%和9.3%。秸秆翻耕还田措施能够显著改善玉米农田土壤水热状况、促进植株生长、提升子粒产量和水分利用效率,其中6 000kg/hm ²还田处理效果最好,可作为节水保墒栽培模式在内蒙古黄土高原推广应用。     

保护性耕作对华北平原冬小麦水分利用的影响

以保护性耕作长期定位试验为研究对象,比较分析了华北平原保护性耕作与传统耕作冬小麦田土壤水分的动态变化、作物耗水量、水分利用效率及作物产量。结果表明：免耕冬小麦田0-180 cm土壤含水量高于翻耕,随土层深度的加深含水量之间差异减少。土体0-30 cm贮水量呈波浪状变化,其中免耕具有很好的蓄水保墒作用;耕作处理之间0-180 cm的土体贮水量虽无显著差异,但免耕处理土体贮水量高于翻耕,秸秆还田高于无秸秆处理。秸秆直立免耕（ZT1）处理作物耗水量最少,分别比翻耕（CT）,翻耕＋秸秆还田（CTR）,旋耕＋秸秆还田（RTR）,秸秆粉碎免耕（ZT2）少消耗3.8,39.6,55.8,61.8 mm的水分;ZT1处理的产量为5 139.7 kg/hm^2,比CT（7 314.8 kg/hm^2）减产29.7%;ZT1处理水分利用效率为13.9 kg/（mm.hm^2）比CT减少32.4%。     

地面覆盖对日光温室黄瓜地温、耗水量和产量的影响

通过地膜和小麦秸秆覆盖,研究日光温室中地面覆盖对黄瓜地温、耗水量及产量的影响.结果表明,地面覆盖可提高黄瓜全生育期的土壤温度、降低黄瓜耗水量、提高土壤水分渗漏率和产量.地膜覆盖提高不同土层温度1℃以上,秸秆覆盖在前期能提高地温0.1℃以上,在后期秸秆覆盖则降低了土壤温度0.5℃以上;地膜覆盖与秸秆覆盖耗水量分别降低22.5%,16.2%,水分渗漏率分别提高3.73%,9.64%,产量分别提高19.33%,11.04%.因此,日光温室内地面覆盖是一项增产、提高水分利用效率重要农艺技术,其中地膜覆盖效果最佳.     

半干旱区全膜覆盖垄上微沟种植对土壤水热及马铃薯产量的影响

根据马铃薯的生长习性调节起垄造沟方式,2012—2014年进行大田定位试验,设置全膜覆盖垄上微沟(垄上营造10 cm高,20 cm宽的微沟,马铃薯种植在微垄顶部,RMF)、全膜覆盖垄沟种植(RF)和露地平作(CK)3个处理,测定土壤温度、土壤含水量和马铃薯产量,计算≥10℃地积温、作物生育期耗水量、贮水量、水分利用效率等参数,研究全膜覆盖垄上微沟种植对土壤水热环境和马铃薯水分利用效率的影响。结果表明,RMF和RF在平水年(2012年和2014年)可显著提高各生育期和全生育期≥10℃积温,在丰水年(2013年)则与CK无差异。块茎膨大期0~80 cm的土壤贮水量RMF比CK低28.20~31.61 mm,80~200 cm的土壤贮水量RMF高于RF和CK。与CK相比,RMF和RF明显提高马铃薯地上基部茎数、茎分枝数和茎干重;马铃薯产量分别比CK提高60.78%~89.37%和41.91%~73.33%,水分利用效率分别比CK提高49.46%~82.55%和35.62%~65.66%。RMF块茎膨大期的耗水量比CK增加66.52%;在季节性干旱年份,0~200 cm土层的土壤耗水量比RF增加14.19%,从而显著提高产量和水分利用效率。     

半湿润偏旱区沟垄覆盖种植对冬小麦产量及水分利用效率的影响

为探索半湿润偏旱区沟垄集雨种植模式下冬小麦田土壤蓄水保墒和节水增产效果, 于2007-2010年连续3个小麦生长季在渭北旱塬旱农试验站, 研究了不同沟垄集雨种植模式对土壤水分、冬小麦产量和水分利用效率的影响。设置3个沟垄集雨处理, 分别是垄上覆盖地膜+沟内不覆盖(P1)、沟内覆盖小麦秸秆(P2)、沟内覆盖液体地膜(P3)处理, 以传统平作(CK)为对照。P1、P2和P3处理显著提高冬小麦生育前期0~20 cm和20~100 cm的土壤贮水量, 其中以P2处理蓄水保墒效果最显著, P3处理由于液态地膜的降解, 仅在小麦生长前期有一定的蓄水保墒作用, 在小麦的生长后期与P1处理无显著差异;各沟垄集雨处理100~200 cm土壤贮水量与CK无差异。P2处理对冬小麦平均株高和生物量影响最大, 3年平均株高和生物量分别较对照提高26.7%和60.3%。以P2处理增产效果最显著, 3年平均产量和水分利用效率分别较CK对照提高39.3%和35.6%;且P1和P3之间无显著差异。因此, 垄覆地膜、沟覆秸秆的二元沟垄集雨覆盖种植模式能显著提高冬小麦产量和水分利用效率, 适宜在半湿润偏旱区冬小麦生产中应用。     

保护性耕作对华北平原冬小麦水分利用的影响

以保护性耕作长期定位试验为研究对象,比较分析了华北平原保护性耕作与传统耕作冬小麦田土壤水分的动态变化、作物耗水量、水分利用效率及作物产量.结果表明:免耕冬小麦田0～180 cm土壤含水量高于翻耕,随土层深度的加深含水量之间差异减少.土体0～30 cm贮水量呈波浪状变化,其中免耕具有很好的蓄水保墒作用;耕作处理之间0～180 cm的土体贮水量虽无显著差异,但免耕处理土体贮水量高于翻耕,秸秆还田高于无秸秆处理.秸秆直立免耕(ZT1)处理作物耗水量最少,分别比翻耕(CT),翻耕 秸秆还田(CTR),旋耕 秸秆还田(RTR),秸秆粉碎免耕(ZT2)少消耗3.8,39.6,55.8,61.8 mm的水分;ZT1处理的产量为5 139.7 kg/hm2,比CT(7 314.8 kg/hm2)减产29.7%;ZT1处理水分利用效率为13.9 kg/(mm·hm2)比CT减少32.4%.     

不同覆盖方式对土壤水热状况和玉米水分利用效率的影响

为探讨晋东南地区最优玉米覆盖栽培形式,设整秆与普通地膜组合覆盖(ZP)、碎秆与普通地膜组合覆盖(SP)、整秆与生物降解膜组合覆盖(ZJ)、整秆与渗水地膜组合覆盖(ZS)、整秆与微孔地膜组合覆盖(ZW)、整秆与液态地膜组合覆盖(ZY)、整秆覆盖(ZG)、对照(CK)8个处理,比较研究了不同处理的土壤水热状况、产量、水分利用效率。结果表明：各覆盖处理均对土壤水分具有保持作用,较对照土壤重量含水率提高0.4~3.9个百分点;不同处理中除却整秆覆盖(ZG)外都能提高地温,较对照提高1.6~2.5℃;各覆盖处理均可以有效提高玉米产量,2年平均较对照增产32.8%~56.6%;覆盖处理可以抑制土壤水分蒸发,减少生育期耗水量,提高玉米水分利用效率,较对照提高32.0%~58.9%。     

秸秆带状沟覆垄播对旱地马铃薯产量和水分利用效率的影响

为探明西北半干旱雨养农业区马铃薯(SolanumtuberosumL.)生产中沟垄不同覆盖种植方式的增产效果和水分利用特点,在2016年和2017年设置了大田试验,包括秸秆带状沟覆宽垄种植、秸秆带状沟覆微垄种植、全覆膜沟垄种植和露地平作4个处理。结果表明,在干旱年份(2016年),沟垄覆盖种植可显著降低马铃薯全生育期耗水量6.1%～13.2%,平均提高块茎形成期1.2～1.8 m土层含水量7.6%,全覆膜沟垄作可显著提高淀粉积累期0～0.2 m土壤含水量30.3%。在平水年份(2017年),除全覆膜沟垄种植显著降低马铃薯全生育期耗水量22.2%外,其余处理与露地平作无显著差异;沟垄覆盖种植0～2m土壤含水量在马铃薯块茎形成期、块茎膨大期和淀粉积累期分别平均比露地平作高8.7%、13.0%和13.1%。与露地平作相比, 2个生长季沟垄覆盖种植可使马铃薯全生育期0～2 m土壤平均贮水量提高5.4%～15.5%,单株生物量增加12.8%～147.4%,成熟期株高增加21.1～39.7cm,进而马铃薯增产51.6%～88.2%,水分利用效率提高68.2%～111.7%。以玉米秸秆带状沟覆微垄种植增产增效最显著,2年平均产量、水分利用效率和纯经济收益分别较露地平作提高87.8%、97.5%和254.2%。因此,玉米秸秆带状沟覆微垄种植能显著提高马铃薯产量和水分利用效率。此外,与全覆膜沟垄种植相比,秸秆带状沟覆微垄种植具有操作简单、无污染、投入产出比高等优点,适宜在西北半干旱区马铃薯生产中应用。     

不同覆盖措施对土壤水热状况及春玉米产量和水分利用效率的影响

为提高黄土高原东部河谷平原春玉米水分利用效率,探究最适宜该地区春玉米种植的地表覆盖措施,基于连续7年长期定位试验,于2021—2022年开展田间试验,共选取无覆盖(CK)、地膜覆盖(plastic film mulching,FM)以及秸秆覆盖(straw mulching,SM)3个处理,研究不同覆盖措施对土壤水热状况及春玉米产量和水分利用效率的影响,系统分析了2年试验期土壤水分与温度动态变化及春玉米各阶段水分生产力,为该地区春玉米水肥高效提供利于农业可持续发展的科学管理措施。结果表明:与无覆盖处理相比,地膜覆盖具有增温效应,2年内土壤温度提高0.72～2.63℃;秸秆覆盖具有降温效应, 2年内土壤温度降低0.20～1.51℃。与无覆盖处理相比,地膜与秸秆覆盖处理均可改善春玉米生长前期土壤含水量,并驱动土壤“湿干交替”现象促进水分吸收,提高水分利用效率,实现增产。虽然地膜覆盖处理改善了前期土壤含水量,促进春玉米前期生长发育,但会导致根系生长过浅,不利于生长后期水分利用,甚至植株存在倒伏风险(2021年倒伏率高达72.14%),影响产量形成。与地膜覆盖处理相比,秸秆覆盖处理驱动土壤“湿...     

覆盖方式对旱地春玉米根冠生长及水分利用效率的影响

为了探讨干旱半干旱地区不同覆盖方式对春玉米根冠生长状况及水分利用的影响,2014-2015年在陕西省西北旱作区开展了不同覆盖方式试验。设黑色地膜覆盖（BF）、白色地膜覆盖（WF）、秸秆覆盖（MS）和裸地不覆盖（CK）4个处理。试验于玉米生长的各个主要时期测定了玉米地下根系和地上部植株生长量,玉米收获后测定产量与水分利用效率。结果表明,黑色地膜覆盖较白色地膜覆盖、秸秆覆盖和裸地栽培能更好地协调玉米生育期的根冠比,明显促进了玉米吐丝期后的根冠生长,成熟期玉米根系体积黑色地膜覆盖方式下较白色地膜覆盖、秸秆覆盖和裸地栽培2年平均分别增加16.51%、21.18%和44.23%,单株干重2年平均分别增加9.34%、21.66%和40.68%。黑色地膜覆盖方式下玉米生育后期的群体叶面积指数高,根冠比大,产量显著增加,水分利用效率明显提高。玉米2年平均水分利用效率黑色地膜覆盖方式较普通白色地膜覆盖方式和秸秆覆盖方式分别提高9.41%和13.75%。在西北旱作地区,黑色地膜覆盖方式具有协调玉米根冠生长和提高玉米水分利用效率的增产效果。     

垄作沟覆地膜对旱地马铃薯光合特性及产量形成的影响

为探讨垄作沟覆不同地膜对旱地马铃薯光合特性及产量形成的影响,于2018—2019年在宁夏南部山区设置垄上覆盖普通塑料地膜,沟内分别覆盖普通塑料地膜(DD)、可降解渗水地膜(DS)和麻纤维地膜(DM),以沟不覆盖为对照(CK),研究其对作物关键生育时期(播后60～120 d)土壤水分、马铃薯功能叶光合特性及产量形成的影响。结果表明,现蕾期(播后60 d)不同覆盖处理可显著提高0～100 cm层土壤贮水量, 2018年以DD处理最高, 2019年以DM处理最高,分别较CK显著提高11.2%和21.6%。马铃薯关键生育时期,除2019年DS处理叶面积指数较CK显著提高外,其他处理间差异均不显著;不同覆盖处理可有效提高净光合速率和蒸腾速率,其中在块茎膨大期(播后120 d) DM处理分别较CK显著提高30.0%和23.2%。2年块茎膨大期DD、DM和DS处理块茎干物质累积量平均分别较CK显著提高54.9%、50.0%和22.6%,马铃薯产量平均分别较CK增产13.2%、14.1%和5.2%,平均净收入分别增收16.3%、14.6%和4.0%,而DS处理马铃薯产量和净收益与CK相比差异均不显著。...     

覆盖措施对春小麦田土壤含水量及耗水规律的影响

高效节水措施的使用有利于提高作物水分利用效率,缓解我国荒漠绿洲区灌溉农业生产中水资源不足的问题。基于此设定了大田定点观测试验研究不同覆盖措施对荒漠绿洲区春小麦耗水规律的影响,试验分别设置石子覆盖(S)、地膜覆盖(B)、秸秆覆盖(M)和对照(CK)4个处理。试验结果表明：覆盖措施使土面蒸发量降低了25.6%~37.9%,有效的提高了土壤含水量。春小麦耗水量分别为B处理减少了13%,M处理减少了14%,S减少了8%,但B处理下的春小麦水分利用效率(WUE)和灌溉水分利用效率(WUEi)最高。可见,地膜覆盖是是适合该地区最佳的节水种植方式。     

秸秆还田结合秋覆膜对旱地冬小麦耗水特性和产量的影响

秸秆还田和秋覆膜是西北旱地雨养农业区冬小麦生产中有效的节水增产措施。为明确西北半干旱雨养农业区不同作物秸秆还田结合秋覆膜种植模式下冬小麦田土壤蓄水保墒和节水增产效果,于2011年9月至2013年6月连续2个小麦生长季在甘肃省通渭县进行了田间定位试验,比较玉米秸秆还田结合秋覆膜、单一玉米秸秆还田、麦秸秆还田结合秋覆膜、单一麦秸秆还田和传统平作种植对西北旱地冬小麦耗水特性和籽粒产量的影响。结果表明,与传统平作相比,冬小麦全生育期秸秆还田结合秋覆膜处理0～200 cm平均土壤贮水量在2011—2012和2012—2013年度分别提高6.1%和9.6%,而单一秸秆还田分别提高0.7%和4.6%。在降水偏多的2011—2012年度,除玉米秸秆还田结合秋覆膜处理冬小麦全生育期0～200 cm土壤贮水消耗量比传统平作低19.0 mm (P0.05)外,其余各处理无显著差异;在降水偏少的2012—2013年度,秸秆还田及秸秆还田结合秋覆膜处理平均比传统平作多耗水39.1 mm,其中,两个秸秆还田结合秋覆膜处理显著增加冬小麦返青至拔节阶段的耗水量,显著降低开花至成熟阶段耗水量,并增加了对深层土壤水分的调用。与传统平作相比,秸秆还田结合秋覆膜处理可使小麦籽粒产量提高31.0%～69.4%,水分利用效率提高25.6%～43.0%;而单一秸秆还田的小麦籽粒产量提高1.2%～28.0%,水分利用效率提高3.0%～11.6%。以玉米秸秆还田结合秋覆膜处理增产效果最好,2年平均籽粒产量和水分利用效率分别较传统平作提高51.1%和41.7%,且显著高于其他处理。因此,玉米秸秆还田结合秋覆膜种植模式能显著提高冬小麦籽粒产量和水分利用效率,适宜在西北旱农区小麦生产中应用。     

不同种植方式对旱地马铃薯水分利用及的影响

针对内蒙古阴山北麓农牧交错区年降雨较少、蒸发量大、传统种植模式下马铃薯水分利用效率低等问题,在垄作全覆膜（T1）、垄作半覆膜（T2）和垄作不覆膜（对照）种植方式下对土壤水分动态变化、植株生长、水分利用效率和产量等指标进行比较分析,探讨适宜马铃薯的抗旱保墒种植技术。结果表明,苗期至成熟期,T1单株干物质积累量较对照提高了25.7%~120.0%,叶面积指数增加了42.2%~178.6%,且明显提高了0~30cm土层土壤含水量,其产量和水分利用效率分别较对照提高了133.5%和115.8%,T1减少了土壤水分蒸发,但显著增加了作物对土壤水分的消耗。因此,T1能够有效保持土壤水分,提高作物水分利用效率和产量,是适宜内蒙古阴山北麓农牧交错区马铃薯种植的抗旱保墒技术措施。     

旱地谷子集水保水技术的生理生态效应

将地膜覆盖与保水剂两种集水保水技术集成应用，观测了抽穗期不同处理谷子光合作用日变化，分析了不同集水保水技术对产量和水分状况的影响。结果表明，各处理光合速率日变化存在“午休现象”，两种覆膜方式结合使用保水剂的处理使这种趋势有所减轻；蒸腾速率日变化为“单峰曲线”，气孔导度以上午8:00最高。地膜覆盖与保水剂处理表现出一定的增产和提高水分利用效率的效果，平膜方式与垄沟方式分别较露地栽培增产78.98％、60.12％，保水剂使用较不使用平均增产7.66％，季末垄膜沟植有较好的水分效应，收获后2 m土层贮水量平均较对照增加59.9 mm。     

不同保水措施对烟地土壤水分及 烤烟生长的影响

为干旱地区寻找较好的烤烟配套栽培措施提供依据。在大田条件下研究了地膜覆盖、秸秆覆盖和秸秆还田对烤烟生长发育、土壤相对含水率、烟叶产质量的影响。地膜覆盖、秸秆覆盖和还田均能增加干旱季节土壤的含水率,减少土壤水分蒸发,生长前期地膜覆盖的保水效果最优,后期以秸秆覆盖和还田效果略好;几种措施均能显著的促进烤烟的生长发育,其中地膜覆盖对烟株早期生长有利,而秸秆覆盖和还田在烟叶旺长后优于地膜覆盖;秸秆覆盖能显著的提高烤烟的产质量,产值分别较秸秆还田、常规对照和地膜覆盖提高7.5%、18.2%和37.6%。秸秆覆盖具有明显的保水增产作用,值得在干旱烟区大面积推广。     

不同膜上遮挡措施对旱地玉米土壤理化性状及产量的影响

Aiming at the phenomenon of premature senescence of plants under long-term maize plastic film mulching in rainfed and arid regions in Northwest China, adding cooling measures on mulched maize were taken to study the effects of soil temperature change on maize yield formation and analysis the changes of soil physical and chemical properties in topsoil of maize from the perspective of never changing the water conserving function of plastic film, which would provide the theoretical reference for the analysis of the early senescence in the later growth stage of ordinary plastic film maize. This experiment design using Shaandan 609 (SD 609) as tested materials, based on a 2-year field experiment, compared with the effects of three modes, ordinary plastic film mulch + black sunshade net (A), ordinary plastic film mulch + straw (B) and ordinary plastic film mulch (C) on soil temperature, soil nutrients, dry matter mass accumulation yield and water and fertilizer use efficiency in yield. The results were as follows: (1) Adding coverings on plastic film mulching (black sunshade net, straw) can effectively decrease the soil temperature and compactness, especially early stage of maize growth. (2) Compared with the control treatment C, cooling treatment A and treatment B significantly increased the content of organic matter, total nitrogen and total potassium in the later stage of maize growth, and the average partial fertilizer productivity increased by 7.24% and 6.97%, respectively. (3) Cooling treatments can delay the attenuation of green leaf area in the later stage of maize growth, improve the accumulation rate of dry matter and increase the kernel weight of maize. Compared with treatment C, the 2-year average maize yields of cooling treatment A and treatment B were increased by 6.39% and 5.93% and the average water use efficiency by 8.17% and 7.67%, respectively. In rainfed and arid regions in Northwest China, properly reducing the temperature under the film of mulched maize are helpful to improve soil physical and chemical properties, promote the accumulation of dry matter and the formation of yield and improve the high utilization efficiency of fertilizer and water.     

耕作与保墒措施对小麦不同生育阶段水分利用及产量的影响

为探明不同耕作与保墒措施下冬小麦不同生育阶段的水分利用特征,采用田间试验,研究了普通耕作、深松、秸秆覆盖、保水剂、有机肥等措施对小麦不同生育阶段的耗水量、干物质积累量、水分利用及产量等的影响。结果表明,在小麦不同生育阶段均以秸秆覆盖和深松处理的保墒、储水效果较佳。在小麦整个生育期中,有机肥处理的耗水量最大,而深松和秸秆覆盖处理较少。在小麦拔节期前,有机肥处理更利于干物质的积累;在小麦拔节-孕穗期,以保水剂和深松处理积累的干物质量较高。孕穗期以后,秸秆覆盖处理的干物质积累量均高于其他处理,且秸秆覆盖处理在小麦全生育期的干物质积累量也较高。除返青-拔节期和孕穗-扬花期外,小麦不同生育阶段的水分利用效率均以秸秆覆盖处理最高,且其产量和水分生产效率均高于其他处理,其产量较普通耕作提高了50.9%,水分生产效率提高了11.7 kg/(mm·hm~2)。综上所述,秸秆覆盖处理较其他措施更能有效地改善小麦不同生育阶段的水分环境,从而促进小麦产量和水分利用率的提高。