覆膜和垄作对黄土高原马铃薯产量及水分利用效率的影响

在大田设置不同覆盖方式和沟垄种植试验,以露地平作为对照,通过测定不同处理下马铃薯的出苗率、产量和土壤含水量等指标,分析覆膜和垄作的影响效果。结果表明,(1)覆膜处理马铃薯出苗率和株高明显高于对照(P0.05),其中,覆膜垄作效果最明显,比对照高出11.72%~14.94%和10.65~12.35cm。(2)与对照相比,覆膜处理均能提高马铃薯田的土壤含水量和水分利用效率(P0.05),覆膜垄作比覆膜平作效果更显著(P0.05)。(3)覆膜处理可明显提高马铃薯产量(P0.05),再加上垄作对马铃薯薯块的增产效果更明显。所有处理均提高了马铃薯的商品率(P0.05),覆膜垄作处理比覆膜平作提高幅度更大。因此,在黄土高原旱地采用覆膜垄作方式种植马铃薯可显著增加产量并提高水分利用效率,而全覆单垄种植方式的经济效益更高。     

覆膜时期与施氮量对旱地玉米土壤耗水特征及产量的影响

为了研究覆膜时期与施氮量对陇东旱地春玉米田土壤耗水特征、产量及籽粒品质的影响,达到高产高效优质生产的目的。采用大田试验方式,运用裂区设计,主处理为覆膜时期,设秋季覆膜(休闲期覆膜)和春季覆膜(播前覆膜)2个水平,副处理为施氮量,分别为施纯N 0(CK),75(N75),150(N150),225(N225),300(N300),375(N375),450(N450)kg/hm2 7个施氮水平。测定了春玉米休闲期与各生育时期0—300cm土壤含水量、产量性状、干物质积累及籽粒品质。结果表明:(1)秋季覆膜能显著提高0—200,0—300cm土壤贮水量,较春季覆膜增幅分别为54.0～97.7,53.9～108.8mm。(2)无论何时覆膜,长期施氮较CK极显著降低了各生育时期0—300cm土壤贮水量。(3)休闲期覆膜较不覆膜极显著降低了土壤耗水量,减少幅度为47.2～55.7mm。(4)全生育期各处理玉米耗水量基本呈前期少、中期多、后期少的趋势,秋季覆膜较春季覆膜增幅为38.6～86.7mm,与播前底墒密切相关。(5)无论何时覆膜,施氮225kg/hm2春玉米产量和水分利用效率均较高,超过225kg/hm2时,产量下降。各施氮处理平均产量秋季覆膜较春季覆膜增加5.2%。各生育时期干物质积累量和收获指数以施N 225kg/hm2较高。另外,施氮极显著影响粗蛋白、粗脂肪和灰分含量。因此,覆膜尤其是秋季覆膜垄沟种植结合施氮225kg/hm2能明显提高春玉米产量和水分利用效率,优化产量构成,改善籽粒品质,是陇东旱塬区玉米高效优质生产的适宜种植模式。     

兰州市北山无灌溉区植被恢复效益初步研究

在陇东半湿润易旱地区,通过大田试验,研究了限量补充灌溉及套作对冬小麦、玉米产量和水分利用效率(WUE)的影响,探讨了冬小麦套作玉米、单作冬小麦和单作玉米地土壤水分的时空动态及利用特性.结果表明,套作可显著提高冬小麦和玉米的产量和水分利用效率,套作耗水量较相应单作耗水量的加权平均增加了5.7%～7.3%,产量提高了52.8%～50.6%;限量补灌对套作和单作小麦的增产作用显著,对单作玉米的WUE也具有显著的提高作用,但对单作小麦和套作WUE的影响不显著;冬小麦套作玉米对水分利用的互补作用主要发生在冬小麦收获后,主要通过利用冬小麦带和深层水分提高利用效率,套作是既可提高旱农区当季降水利用率又可保留适宜底墒水平的高效种植模式.     

旱地大豆垄沟周年覆膜栽培水肥效应研究

针对陇东旱作农业区降水量少、季节分布不均等问题,从改善旱地大豆生长环境和栽培条件、提高降水利用率入手,筛选出旱地大豆垄沟周年覆膜栽培自然降水高效利用新模式。研究表明,垄沟周年覆膜栽培技术可把冬闲期降水最大限度地蓄积并保存于土壤中,又可最大限度蓄积大豆生育期的降水,从而明显改善旱地大豆的水肥条件,增产效果显著,是陇东旱地大豆自然降水高效利用、实现高产稳产的一项新技术模式。     

覆膜和露地旱作春玉米生长与蒸散动态比较

利用土壤水分传感器、微型蒸渗仪与涡度相关系统,连续监测覆膜和露地春玉米田土壤水分、蒸发和农田蒸散,分析春玉米田蒸散与土壤蒸发变化规律,探讨了覆膜玉米高产节水增效的机理。结果表明:与露地相比,覆膜的表层土壤温度和体积含水率分别提高4.9%和19.5%。覆膜、露地处理玉米出苗率分别为99.0%和80.0%,其差异为显著水平,覆膜提早春玉米各生育阶段平均为7d,全生育期缩短11d。生育前期、中期,覆膜的叶面积指数、株高和地上、地下干物质均显著高于露地的,播种一个月后差异最大,分别高110.2%、13.5%、42.9%和12.7%。玉米拔节期前(6月前)和8月后至玉米成熟,覆膜的农田蒸散量分别比露地的低6.8%和0.4%,但6-8月覆膜的比露地的高5.1%。全生育期覆膜的农田蒸散量为376.2mm,降低了6.0%,且土壤蒸发降低了57.7%。最终单株平均果穗质量、生物量差异不显著。但是,由于覆膜显著提高了出苗率从而增加了单位面积生物产量和经济产量,增幅分别为23.7%和15.3%。同时,覆膜作物水分利用效率提高了22.6%,达到31.3kg/(hm2·mm)。可见,覆膜能显著降低土壤蒸发和农田总蒸散量;保水增温促出苗,提前玉米各生育期;生育中期日蒸散量和干物质积累速率较高;最终显著提高单位面积生物产量和经济产量以及作物水分利用效率。     

全膜双垄沟不同覆膜时期对玉米土壤水分和产量的影响

针对甘肃省旱作农业区年降水量少、季节分布不均匀、玉米生产中春旱严重的问题,采用田间试验的方法研究了全膜双垄沟4种不同覆膜时期对旱地玉米生育时期、土壤水分变化、水分利用效率、产量及经济效益的影响。结果表明:秋覆膜优于早春顶凌覆膜、玉米播前覆膜和晚春播种时覆膜,即早覆膜优于晚覆膜。全膜双垄沟秋覆膜增加了降水利用率和水分利用效率,降水利用率为70.21%,产量为10039.34kg/hm2,比播前覆膜8036.67kg/hm2增产24.92%,水分利用效率36.01kg/hm2·mm,比播前覆膜27.10kg/hm2·mm提高32.88%。全膜双垄沟秋覆膜可明显减少冬春季土壤水分的无效蒸发,增产效果明显,是旱作区进一步挖掘降水潜力和高产田创建的有效途径。     

氮素营养对黄土高原旱地玉米产量、品质及水分利用效率的影响

20022003年在陇东旱塬的甘肃省农科院镇原旱农试验基地秋覆膜玉米地上进行了不同施氮量对旱地玉米产量、品质及水分利用效率影响试验。结果表明,不同年份氮肥用量对不同类型玉米品种产量均有极显著差异,但同一年份不同类型玉米品种或不同年份同一类型玉米品种产量无显著性差异。玉米产量随着施氮量的增加而提高,且每公斤氮肥增产量、水分利用效率(WUE)、光合速率(Pn)等均以中氮(N.180.kg/hm2)时最大。在中等氮肥水平以下,玉米子粒粗脂肪、粗蛋白和淀粉含量随施氮量的增加而提高,同时,歉水年份有利于容重、粗蛋白和淀粉的累积。     

揭膜时期和施氮量对陇东旱塬春玉米群体生理指标及产量的影响

为了探明甘肃陇东旱塬区全膜双垄沟播玉米产量、生长指标同步提高的适宜揭膜时期和施氮量,本研究以甘肃陇东旱塬全膜双垄沟播春玉米为研究对象,设置了3个揭膜时期(拔节期揭膜、抽雄期揭膜、全生育期覆膜)和3个施氮量(N 0、150、225 kg/hm~2),研究了揭膜时期、施氮量及其互作对春玉米生长指标及产量的影响。结果表明:揭膜时期或施氮量对玉米产量影响差异达显著或极显著水平,而其互作不显著。抽雄期揭膜籽粒产量和水分利用效率均优于拔节期揭膜和全生育期覆膜,而拔节期揭膜与全生育期覆膜之间产量差异不显著。同一揭膜时期,施氮(高氮或低氮)玉米产量极显著高于不施氮,且产量随施氮量的增加而增加。与低氮处理相比较,高氮处理玉米产量虽有一定程度的增加,但差异不显著。同时,抽雄期揭膜结合高施氮量较低施氮量更有利于玉米叶片SPAD值、光合速率及叶面积指数等生长指标的改善。因此,综合考虑产量、水分利用效率及生长指标,在甘肃陇东旱塬区全膜双垄沟播玉米栽培条件下,抽雄期揭膜结合施氮量150~225 kg/hm~2为较适宜的栽培模式。     

渭北旱原冬小麦不同覆盖栽培模式的节水效益

在陕西渭北旱原区，通过田间试验对冬小麦不同覆盖栽培模式的水分利用效率、节水增产效果和投入产出进行详细的分析，并对不同覆盖栽培模式的节水增产机理进行了探讨。研究结果表明：渭北旱原区冬小麦不同覆盖栽培模式均优于常规栽培，垄覆膜沟覆秸秆更为突出。垄覆膜沟覆秸秆栽培模式提高水分利用效率到11.59 kg·mm^-1·hm^-2，单位粮食生产节水量达到37.21%～39.85%，单位耗水量增产达到58.68%～66.25%，产投比为1.34∶1，均高于其它覆盖栽培模式。垄覆膜沟覆秸秆模式栽培技术是提高旱地冬小麦产量和经济效益的有效途径之一。     

栽培方式对玉米根系生长及水分利用效率的影响

为进一步明确我国西北地区全膜双垄沟播玉米栽培技术的增产机理,为干旱半干旱地区玉米高产栽培提供理论与技术支持,2008—2009年采用田间试验方法,研究了7种不同栽培方式对陇东地区旱地玉米根系时空分布、产量及水分利用效率的影响。结果表明:不同栽培方式下玉米根系长度和根干重均随生育期的推进逐渐增加,且随土层的加深呈逐渐下降趋势。其中,全膜双垄沟播等行距种植模式0~150 cm土层玉米根系长度显著大于半膜双垄沟播、常规地膜覆盖和露地种植模式(P<0.05);120~150 cm土层根长百分比表现为全膜双垄沟播撮苗种植模式最大,全膜双垄沟播等行距种植模式次之,露地种植模式最小;根干重主要集中在0~30 cm土层,且垄沟>垄中,全膜双垄沟播>常规覆膜>半膜双垄沟播,等行距种植>撮苗种植;与半膜双垄沟播、常规地膜覆盖和露地种植模式相比,全膜双垄沟播等行距种植玉米籽粒产量分别提高17.72%、22.01%和47.00%,水分利用效率分别提高6.41%、18.54%和43.57%,是陇东地区旱作玉米的最佳栽培方式。     

不同起垄覆膜方式对土壤水分及烟株前期生长的影响

为探索干旱地区土壤保水的有效措施，研究了不同起垄覆膜方式对土壤水分及烤烟前期生长发育的影响。结果表明。覆膜有利于提高土壤含水量，从而有利于烟株生长对水分的需求，覆膜土壤含水量高于不覆膜土壤，覆膜烟株生长及抗逆性明显高于不覆膜烟株。不同起垄覆膜方式相比较，土壤含水量及烟株前期生长指标及抗逆性表现为，冬前起凹垄。覆膜〉起凹垄，覆膜〉起凸垄，覆膜〉起凸垄。不覆膜，说明提早起垄、垄面为凹形并进行覆膜处理是干旱地区提高烤烟移栽质量，促使烟株早生快发，增强烟株抗逆性的有效手段之一。     

宽垄沟播种植模式对夏玉米生长发育及水分利用率的影响

探讨水地条件下种植模式对夏玉米产量及水分利用的影响,为夏玉米节水种植高产稳产栽培提供依据。以玉米品种"登海685"为试验材料,研究宽垄沟播和等行距平播模式下不同种植密度(6.00,6.75,7.50万株/hm~2)对夏玉米生长发育、产量、养分吸收及水分利用率的影响。结果表明:沟播种植模式较平播增加玉米植株株高,使茎粗和单株干物质重降低。沟播模式的穗性状比平播处理较优,单穗重增加,且受种植密度影响较小,表现出明显的边行优势。沟播模式的玉米叶片叶绿素相对含量始终高于平播处理,生育期延长,为后期籽粒形成提供了物质保障。在种植密度为7.50万株/hm~2时,沟播模式夏玉米产量最高。沟播模式下夏玉米灌水量较平播减少52.9%,灌水时间减少50.1%,日均蒸发量减少,且水分含量高于平播处理,使灌溉水利用效率提高139.5%,水分利用效率平均提高16.7%。可见,宽垄沟播是夏玉米增产增效的一种节水种植模式,明显提高玉米水分利用效率。     

施氮模式对春玉米养分累积特性的影响

通过田间试验,研究了施氮模式对春玉米养分累积特性的影响.结果表明,施氮明显提高了春玉米干物质和NPK的累积量及累积速度,这种影响均在拔节期以后更明显.随着生育期推进,春玉米干物质及NPK的累积量均增加,但增加幅度不同.干物质及NP累积量的增加幅度在大喇叭口期以前较小,大喇叭口期以后较大;K累积量的增加幅度则正好相反,大...     

施硅对玉米生长及蒸腾速率的影响

以玉米为试验材料,研究了土培条件下施Si与水分胁迫对玉米生长、蒸腾速率、叶片ABA浓度等的影响。结果表明:无论是否存在水分胁迫,施Si对玉米地上部生物量无显著影响;无论是否施Si,停止供水4d后玉米生物量明显降低;施Si显著降低了玉米植株的蒸腾速率,停止供水后其蒸腾速率明显低于正常水分供应处理,且随胁迫时间的延长,蒸腾速率逐渐降低;无论是否存在水分胁迫,施Si明显增加了玉米叶片的ABA浓度,同时水分胁迫增加了玉米叶片的内源ABA浓度。     

水分和磷对苗期玉米根系形态和磷吸收的耦合效应

水分亏缺和土壤缺磷已经成为玉米(Zea mays L.)生产的主要限制性因素,但水分和磷如何调节玉米根系形态和磷吸收尚不完全清楚。本研究采用盆栽土培试验,设置4个水分梯度[田间持水量的35%(W1)、55%(W2)、75%(W3)和100%(W4)]和2个磷处理[高磷:205 mg(P)·kg~(-1);低磷:11 mg(P)·kg~(-1)],探究水分和磷对苗期玉米根系生长和磷吸收的耦合效应。结果表明:(1)不管土壤磷供应如何,玉米苗干重、根干重、总根长和根表面积随水分供应强度的增加呈现先增加后降低的趋势,土壤有效磷含量也表现出相似的变化趋势,根质量比和平均根直径随水分供应强度的增加呈现下降的趋势,植株磷含量和磷累积量随水分供应强度的增加呈现稳定增加的趋势;(2)水分亏缺(W1)和过量供应(W4)均不利于玉米根系生长和干物质累积,水分亏缺(W1)抑制玉米对土壤磷素的获取,水分过量供应(W4)引起土壤磷素的奢侈吸收(W4),轻度的水分胁迫(W2)能够促进玉米根系的生长和干物质累积,减少对土壤磷的奢侈吸收,充足的水分供应(W3)能够促进玉米根系的生长、干物质累积和土壤磷素的吸收;(3)磷供应显著增加了玉米苗干重、根干重(W4除外)、总根长、根表面积、植株磷含量(W4除外)和磷累积量,但降低了玉米的根质量比。(4)两因素方差分析结果表明,水分对苗干重、根干重、根质量比、总根长、根表面积、平均根直径、植株磷含量、植株磷累积量和土壤有效磷含量的相对贡献分别为45.94%、36.71%、67.95%、59.63%、58.34%、81.86%、24.75%、35.66%和3.00%,磷对这些参数的相对贡献分别为34.78%、21.19%、14.84%、9.22%、9.21%、1.56%、35.54%、49.75%和94.40%,可见水分是控制玉米根系形态和干物质累积的关键因子,磷是控制玉米地上磷吸收和土壤有效磷含量的关键因子。总体来说,低磷条件下玉米根系对土壤磷的获取偏向于以根形态为主导的适应策略,高磷条件下玉米根系对土壤磷的获取偏向于以根生理吸收为主导的适应策略。水分和磷之间较好的耦合能够促进玉米根系生长、干物质累积,减少对土壤磷素的奢侈吸收。     

控释氮肥全量基施对旱地玉米产量形成和水肥利用效率的影响

探讨控释氮肥全量基施对旱地玉米干物质积累与转运、产量和水肥利用效率的影响,为建立高效旱地玉米一次性氮肥全量施用和轻简化栽培技术提供支撑。2016—2019年在甘肃省东部黄土旱塬区连续4年设置大田定位试验,研究不同用量控释氮肥全量基施对旱地玉米产量、水肥利用效率及干物质积累与转运规律的影响。结果表明:与普通氮肥相比,相同用量的控释氮肥全量基施有利于提高玉米叶片叶绿素相对含量(SPAD值),增加干物质积累量,提高灌浆期茎鞘和叶片干物质输出率和贡献率。无论何种降雨年型,施用控释氮肥均能优化玉米产量构成,平均穗粒数和百粒重分别增加4.0%和4.9%,进而显著提高玉米产量,4年平均增加9.7%。在产量显著增加而耗水量未明显增加的条件下,控释氮肥明显提高了旱地玉米水分利用效率,4年平均增加4.0%;同时显著提高了氮肥偏生产力和农学利用率,4年平均分别增加9.5%和24.7%。因此,与普通氮肥相比,控释氮肥能更好地改善玉米地上部生长发育,增加灌浆期干物质向穗部转移,有利于旱地玉米高产和水肥高效利用。     

覆膜对玉米间作豌豆干物质积累与分配的影响

分别对玉米、豌豆带进行覆膜、不覆膜处理做大田试验,研究豌豆-玉米间作体系的产量和干物质积累与分配的变化。结果表明:覆膜比不覆膜显著提高了作物的籽粒产量和生物学产量。单作覆膜比不覆膜玉米增产9%,豌豆增产21%;间作经济产量,玉米覆膜豌豆不覆膜处理的玉米比间作无膜处理的玉米增产11.70%,全膜覆盖比间作无膜处理的豌豆增产24.40%。土地当量比(LER)除玉米不覆膜豌豆覆膜的小于1外,其他处理LER为1.09~1.24,表现出明显的间作优势。两作物养分向籽粒的转移率和贡献率均为茎大于叶,覆膜提高了干物质向籽粒的转移率和贡献率。玉米覆膜豌豆不覆膜处理是本研究中间作优势最明显的覆膜方式,而玉米不覆膜豌豆覆膜处理会造成资源浪费,不利于豌豆-玉米间作体系的产量积累。     

耕作和施肥方式对土壤水分及饲用玉米产量的影响

为探究耕作和施肥方式对西北半干旱区饲用玉米(Zea may L.)土壤水分和产量的影响,以饲用玉米陇饲1号为材料,设置传统旋耕、立式深旋耕2种耕作方式以及单施化肥、有机肥替代化肥2种施肥方式组合,共4个处理,研究不同的耕作和施肥方式对饲用玉米土壤贮水量、花前花后耗水量、单株鲜重和干重以及产量的影响。结果表明,与传统旋耕相比,立式深旋耕能够降低饲用玉米0~300 cm土层土壤贮水量,提高花前耗水量,降低花后耗水量,增加生育期总耗水量,而有机肥替代化肥能够降低立式深旋耕方式下土壤总耗水量;立式深旋耕使成熟期单株干重增加1.3%~10.6%,单株鲜重增加4.9%~21.9%,而且不同程度增加了饲用玉米株高、穗长、穗粗、行粒数、百粒重、双穗率,降低了秃顶长,以上指标的变化均有利于高产试验形成。3年试验中立式深旋耕化肥处理较其他处理的籽粒产量增加1.8%~38.6%,丰水年生物量增加1.2%~15.1%,立式深旋耕有机肥处理较其他处理提高了干旱年生物量4.9%~21.9%、籽粒产量水分利用效率6.3%~34.8%、生物量水分利用效率7.1%~21.5%。综上,立式深旋耕能够改善作物生长土壤环境,有利于饲用玉米对土壤水分的吸收以及干物质量的积累,其组合化肥处理可以增加饲用玉米籽粒产量和丰水年生物量,组合有机肥替代处理可增加干旱年饲用玉米生物量和水分利用效率。本研究为西北半干旱区饲用玉米高产高效可持续生产提供了理论依据。     

水磷互作对潮土玉米苗期生长及磷素积累的影响

利用温室盆栽试验研究了水磷互作对潮土玉米苗期生长及磷素积累的影响。结果表明,水、磷能显著影响玉米株高与叶面积状况。水分胁迫条件下,适度施磷处理比对照玉米株高和叶面积分别增加69.7%和33.6%;而适水条件下分别增加38.3%和48.0%。适度施磷条件下,水分胁迫促进了玉米根系发育,根干重与根冠比均高于适水处理。水磷配合能提高了玉米干物质积累量,表现出显著正交互效应。适度施磷范围内,适水处理能显著提高植株体磷素吸收积累总量,但对植株磷含量影响不大;适水处理下,过量施磷会导致植株对磷素奢侈吸收,而在水分胁迫下反而降低对磷素的吸收积累。水磷适度配合表现出较好的耦合效果,达到“以水促磷”与“以磷促水”的目的。