基于APSIM模型小麦-玉米不同灌溉制度作物产量和水分利用效率分析

针对海河平原地下水位持续下降和维持小麦—玉米两熟较高产量之间的矛盾,对不同降水年型小麦—玉米不同灌溉制度下产量和水分利用效率(WUE)进行模拟分析,结果对平衡该区域地下水可持续利用与粮食生产提供重要科学决策依据。利用研究区域站点长时间序列气象数据,以小麦不同水分处理地上部生物量、叶面积和周年土壤水分动态田间试验数据为基础,对APSIM小麦玉米遗传参数和土壤水分等相关参数进行了校准和验证。利用校准和验证的APSIM模型,对不同降水年型小麦—玉米不同生长阶段水分亏缺指数(CWDI)进行了分析,并模拟了8种不同灌溉制度情景下小麦玉米产量、水分利用效率和灌溉水利用效率(IWUE)。结果表明:不同降水年型小麦各生育阶段CWDI均较高,说明无论干旱、平水和湿润年份小麦需水量远大于降水量,尤其是拔节—成熟期水分严重亏缺,属极旱;玉米抽雄前基本不受干旱胁迫影响,但抽雄后的灌浆阶段处于中旱或重旱,对水分需求迫切。兼顾产量和水分利用效率的灌溉制度,干旱、平水及湿润年份全年灌溉3次,灌水量为225 mm(小麦播种75 mm+拔节期75 mm+开花期75 mm)时可获得较高的周年产量和最大WUE。不同降水年型周年产量和WUE在干旱年份分别为17 357.6 kg/hm~2和29.6 kg/(hm~2·mm),平水年份分别为18 827.9 kg/hm~2和25.9 kg/(hm~2·mm),湿润年份分别为19 685.2 kg/hm~2和25.8 kg/(hm~2·mm)。此灌溉制度下,小麦、玉米可获得较高的产量和水分利用效率,为该区域水—粮权衡的重要灌溉策略和措施。     

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。     

渗水地膜对玉米水分利用效率的影响

为了研究不同覆盖材料对土壤水热和作物水分利用效率的影响,对覆盖渗水地膜、普通地膜和秸秆相对于裸地不覆盖的效果进行了研究。研究发现覆盖渗水地膜在作物生育期具有明显的增温和保水作用,耕层土壤平均温度较裸地和覆盖秸秆提高1.09℃和2.59℃,但较覆盖普通地膜降低1.55℃。覆盖渗水地膜耗水量较覆盖普通地膜低26.7mm,并在后期干旱季节使土壤水分分布均匀。覆盖渗水地膜作物水分利用效率较不覆盖、覆盖秸秆和覆盖普通地膜分别提高8.17kg/(hm~2·mm),4.50kg/(hm~2·mm),3.71kg/(hm~2·mm)。     

煤基复混肥对复垦土壤养分、玉米产量及水肥利用的影响

以工矿区固体废弃物为基本原料,与化肥复混研制而成煤基复混肥,通过单施煤基复混肥及其与菌肥配施在复垦区进行了大田试验,旨在研究不同施肥处理对复垦土壤养分、玉米产量、水肥利用效率的影响。结果表明:不同施肥处理均可有效促进土壤养分含量;菌肥+煤基复混肥处理使土壤有效磷含量显著高于单施复混肥或基质+煤基复混肥处理。玉米产量随施肥量的增加而增大,且在N300施肥水平达到最高,表现为菌肥+煤基复混肥(N300,5 957.52kg/hm~2)基质+煤基复混肥(N300,5 695.73kg/hm~2)单施煤基复混肥(N300,5 391.15kg/hm~2)。过量施肥(N390)导致玉米产量不同程度降低。菌肥+煤基复混肥不同处理在N210、N300和N390施肥水平玉米产量显著高于单施复混肥(P0.05)。煤基复混肥及其与菌肥配施在N300施肥水平水分利用效率最高,表现为菌肥+煤基复混肥[N300,18.32kg/(mm·hm~2)]基质+煤基复混肥[N300,17.57kg/(mm·hm~2)]单施煤基复混肥[N300,16.73kg/(mm·hm~2)]。随施肥量的增加,肥料利用率呈明显下降趋势,菌肥+煤基复混肥处理在N120、N210和N300各施肥水平的氮、磷、钾肥利用率均显著高于单施复混肥。综上所述,本研究对促进工矿区固体废弃物农业资源化利用有一定意义。     

不同耕作模式下旱作玉米氮磷肥产量效应及水分利用效率

为了探讨不同耕作模式下氮磷肥施用量对旱作玉米产量及水分利用效率的影响,于2003－2008年在山西寿阳旱农试验站进行了免耕、少耕和传统耕作下氮磷肥用量（105、179和210 kg/hm2 N;N∶P2O5=1∶1）试验。6 a结果显示,该区推荐氮磷用量为105 kg/hm2,传统耕作模式下玉米平均产量和水分利用效率分别为5 234 kg/hm2和12.4 kg/(hm2·mm);少耕模式下玉米平均产量和水分利用效率分别达到5 751 kg/hm2和13.6 kg/(hm2·mm),较传统耕作提高9.9%和9.7%。而免耕模式下氮磷用量为179 kg/hm2时玉米平均产量和水分利用效率最高,分别为5 336 kg/hm2和13.2 kg/(hm2·mm),较传统耕作提高6.1%和9.7%。免耕模式下土壤保水效果最佳,干旱年增产作用尤为明显。3种耕作模式下玉米平均产量和水分利用效率以少耕为最高,免耕次之,传统耕作最低。     

高寒半干旱区春小麦田施肥效应

高寒半干旱区旱滩草甸栗钙土土壤贫磷少氮,增施氮磷肥显著提高春小麦产量,氮磷配合施用有机肥是提高春小麦产量的关键技术措施.单施无机肥时,N、P2O5经济最佳施用量分别为56.95kg/hm2和49.23kg/hm2,施有机肥22500kg/hm2时,N、P2O5则分别为30.34kg/hm2和26.02kg/hm2.氮磷配施使春小麦水分利用效率与降水利用效率分别较未施肥增大1.98～2.49kg/(mm·hm2)和3.00～3.84kg/(mm·hm2),低量有机肥22500kg/hm2与氮磷配施分别增大2.71～3.27kg/(mm·hm2)和3.67～4.70kg/(mm·hm2),高量有机肥45000kg/hm2与氮磷配施则分别增大3.08～3.73kg/(mm·hm2)和4.29～5.05kg/(mm·hm2).氮磷与有机肥配施是充分挖掘春小麦水分生产潜力的有效途径.     

氮肥基追比对小麦产量、土壤水氮分布及利用的影响

为解决区域土壤质地类型针对性氮肥施用问题,在轻壤土和黏壤土上分别设置不施氮肥,氮肥基追比3∶7,4∶6,5∶5,6∶4和7∶3处理,研究小麦产量、水氮利用效率以及土壤含水量、贮水量、NH_4~+-N、NO_3~--N动态变化规律。结果表明:轻壤质土壤氮肥基追比4∶6的处理小麦产量、水分利用效率、氮肥生产效率最高分别为8 265.3 kg/hm~2,27.6 kg/(hm~2·mm),34.4 kg/kg。黏壤质土壤氮肥基追比5∶5的处理小麦产量、水分利用效率、氮肥生产效率最高分别为8 363.2 kg/hm~2,28.3 kg/(hm~2·mm),34.8 kg/kg。小麦不同生育期各土层含水量垂直分布变化较大,轻壤质土壤含水量在9.3%～26.2%,而黏壤质为9.7%～27.6%;小麦全生育期内土壤贮水量呈先升高后降低趋势,黏壤质土壤贮水量高于轻壤质。氮素追施量越多土壤表层NH_4~+-N与NO_3~--N含量越高,且随土层加深土壤NH_4~+-N与NO_3~--N含量降低,受降水影响轻壤质土壤NH_4~+-N与NO_3~--N更易于向土层深处淋溶,成熟期黏壤质各土层的NH_4~+-N和NO_3~--N含量均多于轻壤质。说明黏壤质土壤保水保氮肥能力强于轻壤质,氮肥基追比可以适当增加。     

沟覆盖材料对垄沟集雨种植土壤温度、作物产量和 水分利用效率的影响

为寻求半干旱地区垄沟集雨环保的沟覆盖材料,改善土壤水分和温度状况,提高降雨资源利用效率,采用完全随机设计大田试验,以玉米和高粱作为供试作物,以沟无覆盖作为对照,研究垄沟集雨不同沟覆盖方式(无覆盖、液体地膜覆盖、秸秆覆盖和生物可降解地膜覆盖)对土壤温度、土壤水分、作物产量、水分利用效率等的影响。结果表明,与沟无覆盖相比,液体地膜和生物可降解地膜覆盖种植玉米的沟中作物全生育期表层(0~25 cm)土壤温度分别提高0.2℃和1.0℃,种植高粱的沟中表层土壤温度分别提高0.2℃和1.1℃,秸秆覆盖种植玉米和高粱的沟中表层土壤温度分别降低1.1℃和1.3℃;液体地膜覆盖、秸秆覆盖和生物可降解地膜覆盖0~140 cm土壤贮水量种植玉米分别提高0.4 mm、21.5 mm和8.6 mm,种植高粱分别提高2.3 mm、21.0 mm和10.9 mm。液体地膜覆盖和生物可降解地膜覆盖玉米青贮产量分别提高增加0.4%和10.4%,玉米籽粒产量分别增加1.6%和11.3%,玉米地上生物量分别增加0.7%和7.3%;高粱青贮产量分别增加0.2%和10.9%,高粱籽粒产量分别增加1.1%和11.8%,高粱地上生物量分别增加1.6%和9.4%;秸秆覆盖的玉米青贮产量、玉米籽粒产量、玉米地上生物量、高粱青贮产量、高粱籽粒产量和高粱地上生物量分别减少2.9%、2.2%、1.9%、0.7%、1.4%和1.0%。液体地膜覆盖、秸秆覆盖和生物可降解地膜覆盖种植玉米的水分利用效率分别提高0.9 kg·hm~(-2)·mm-1、0.5 kg·hm~(-2)·mm-1和4.9 kg·hm~(-2)·mm-1,种植高粱分别提高0.3 kg·hm~(-2)·mm-1、0.4 kg·hm~(-2)·mm-1和2.7 kg·hm~(-2)·mm-1。综合分析表明,生物可降解地膜适宜作为半干旱黄土高原区垄沟集雨沟覆盖材料。     

小麦和苜蓿套作种植对土壤水分及作物水分利用效率的影响

在山西省中南部,为探究小麦单作、苜蓿单作和小麦苜蓿间套作不同作物生长期土壤剖面水分变化,分析了各处理的阶段性土壤剖面耗水状况及其各处理的系统作物水分利用效率的差异。结果表明:3月中旬和10月上旬不同处理平均土壤含水量均高于6月下旬,且不同生长期土壤含水量和土壤储水量大小顺序均为小麦单作小麦苜蓿间套作苜蓿单作。在小麦和苜蓿共同生长期(3—6月份)内小麦苜蓿间套作群体生物量(产量)5 742.64 kg/hm~2比小麦单作提高了17.67%,较苜蓿单作提高了44.07%,且小麦苜蓿间套作系统水分利用效率27.38 kg/(mm·hm~2)较小麦单作和苜蓿单作水分利用效率分别提高了16.98%和62.38%。在3—10月小麦苜蓿间套作生物量(产量)8 036.17 kg/hm~2较小麦单作和苜蓿单作生物量(产量)分别提高了41.17%和31.49%,其水分利用效率15.73 kg/(mm·hm~2)较小麦单作降低了30.80%,但较苜蓿单作提高了30.08%。在苜蓿单独生长期(6—10月份),苜蓿单作生物量(产量)比小麦和苜蓿共同生长期(3—6月份)减少了28.60%,间套作中苜蓿的生物量(产量)比小麦和苜蓿共同生长期(3—6月份)增加了5.11%。研究结果表明小麦和苜蓿间套作种植具有提高阶段性系统水分利用效率的优势。     

滴灌施肥水平对宁夏春玉米产量和水肥利用效率的影响

为探讨不同滴灌施肥水平对春玉米产量及水肥利用效率的影响,应用滴灌施肥技术于2016和2017年在宁夏旱作节水科技园区试验站开展大田春玉米小区试验。以"先玉335"为试验材料,设置4个灌水水平(D_(75):75%ET_c、D_(90):90%ET_c、D_(105):105%ET_c、D_(120):120%ET_c,ET_c为玉米需水量)和4个N-P_2O_5-K_2O施肥水平:2016年为60-30-30 kg/hm~2(F_(60))、120-60-60 kg/hm~2(F_(120))、180-90-90 kg/hm~2(F_(180))、240-120-120 kg/hm~2(F_(240)),2017年为150-70-70 kg/hm~2(F_(150))、225-110-110 kg/hm~2(F_(225))、300-150-150 kg/hm~2(F_(300))、375-180-180 kg/hm~2(F_(375)),以1个充分灌水(120%ET_c)无肥为对照(CK),共17个处理。研究不同水肥供应对春玉米株高、茎粗、叶面积指数(leaf area index,LAI)、地上部干物质累积量和产量的影响,并分析其水肥利用效率。2 a试验结果表明:灌水量和施肥量单因素对玉米株高、茎粗、LAI都有显著或极显著的影响,灌水量和施肥量耦合效应对玉米株高有极显著的影响;灌水量和施肥量对玉米成熟期地上部干物质的影响随着2 a施肥梯度的不同而有所差异,在低肥梯度的2016年,灌水量和施肥量对地上部干物质累积有显著的影响,其中D_(120)F_(180)处理籽粒地上部干物质最大,为12 691 kg/hm~2,在高肥梯度的2017年,随着灌水量和施肥量的增加,75%ET_c和105%ET_c处理的地上部干物质累积量有先增加后减小的趋势,D_(90)F_(300)处理下籽粒地上部干物质累积量最大,为14 912 kg/hm~2;在低肥梯度的2016年,灌水施肥量对春玉米产量有显著影响,D_(120)F_(240)处理产量最高,为14 400 kg/hm~2,而在高肥梯度的2017年,D_(90)F_(300)处理玉米产量最高,为16 884 kg/hm~2;2 a试验结果表明灌水量和施肥量对春玉米水分利用效率和肥料偏生产力都有极显著影响。基于春玉米产量和水分利用效率最大值的95%为置信区间优化水肥管理方案,兼顾节水节肥,推荐灌水量在323~446 mm、N-P_2O_5-K_2O施肥量在210-104-104~325-163-163 kg/hm~2。该研究结果对宁夏春玉米滴灌施肥管理具有重要指导意义。     

气候变化对四川盆地主要粮食作物生产潜力的影响

基于四川盆地1961—2018年63个气象台站的逐日气象资料和1981—2018年46个农业气象观测站的主要粮食作物(水稻、玉米和冬小麦)生育期资料,利用逐级订正的方法计算作物气候生产潜力,分析太阳辐射、气温、降水及气候变化对四川盆地主要粮食作物气候生产潜力的影响,研究旨在为提高区域农业生产力并保障农业可持续发展提供科学依据。结果显示:1961—2018年四川盆地作物多年平均气候生产潜力的分布为水稻由西向东递增,玉米在盆地北部和西南偏高、其他地区偏低,冬小麦南北高、中部低。辐射量减小对3种作物气候生产潜力的影响为负效应;平均气温升高对作物气候生产潜力的影响为正效应;降水量变化是作物气候生产潜力变化出现空间差异的主要原因,降水量增加对作物气候生产潜力的影响为正效应,而降水量减少为负效应。气候变化对水稻气候生产潜力的影响在盆地西南部和北部的部分地区为正效应,其余地区为负效应;气候变化对玉米气候生产潜力的影响在盆地南部和东部的部分地区为正效应,其余地区为负效应;气候变化对冬小麦气候生产潜力的影响在盆地东北部的部分地区为负效应,其余大部地区为正效应。总体来看,气候变化对四川盆地冬小麦气候生产潜力的影响最大,为9.9kg·hm~(-2)·a~(-1),而对玉米和水稻的影响分别为-1.4 kg·hm~(-2)·a~(-1)和0.5 kg·hm~(-2)·a~(-1)。为了适应气候变化,四川盆地应选育光合效率高和抗旱性强的作物品种,并加强农田管理,以提高农业生产水平并保障粮食安全。     

基于光能利用率模型的松嫩平原玉米单产估算

区域作物产量估测对于农业用地管理、粮食安全和宏观调控具有重要意义。以中国重要的玉米主产区之一松嫩平原为研究区,利用2001—2013年长时间序列遥感和气象数据,基于光能利用率模型估算玉米生育期5—9月累积地上生物量,进而根据地面实测的玉米收获指数校正,建立了研究区玉米单产估算模型。结果表明:该模型估算结果达到了大范围估产的精度要求;2001—2013年松嫩平原年均玉米单产为12 397.44kg/hm~2,总体呈增加趋势。该区玉米单产空间分布差异显著,总体为西低东高。从玉米单产年际变化的空间分布来看,研究区91.7%的区域玉米单产均有所增加,尤其是在松嫩平原西部的白城、齐齐哈尔等地,增产趋势更为明显。松嫩平原南部地区玉米单产与降水间具有显著的正相关性,但与气温呈负相关性,而研究区其他地区玉米单产与降水和气温相关性不明显。     

密度对春玉米生理成熟后倒伏变化的影响

晋中盆地热量资源丰富,后期可供春玉米立秆脱水时间充足,抗倒性是该区域实施春玉米机械粒收的关键因素。增密种植与立秆延期收获是机械粒收技术发展和推广的重要措施,而玉米生长后期倒伏是限制种植密度进一步提升的重要因素,如何合理选择种植密度同时兼顾高产和抗倒就成为该区域实施春玉米机械粒收技术面临的重要问题。为此于2017—2019年在山西省农业科学院东阳试验示范基地,以29个玉米主栽品种和已审定、待审定、有潜力的宜机收品种为材料,分析了春玉米3个种植密度(6.0万株·hm~(-2)、7.5万株·hm~(-2)和9.0万株·hm~(-2))下生理成熟后倒伏情况。结果表明,随着种植密度增加,春玉米生理成熟期平均倒折率分别为0.4%、1.2%和2.5%,生理成熟后平均倒折率呈显著(P0.05)增加,且每推迟10 d玉米倒折率分别平均增加0.2个、0.7个和1.5个百分点。根据拟合方程,以GB/T 21962—2008规定的玉米机械粒收条件倒折率小于5%为标准, 9.0万株·hm~(-2)仅可立秆至10月2日, 7.5万株·hm~(-2)和6.0万株·hm~(-2)可充分利用当地积温立秆脱水至11月。根据收获期产量和倒折率双向平均法, 3年都稳定表现出高产抗倒的品种为‘金科玉3306’(7.5万株·hm~(-2))、‘金科玉3306’(9.0万株·hm~(-2))、‘迪卡517’(7.5万株·hm~(-2))和‘华农887’(7.5万株·hm~(-2)),收获期平均产量为14 091.8kg·hm~(-2),平均倒折率为1.7%,可推荐为该区域春玉米适宜机械粒收的品种和密度。一般可根据降水年型、灌溉条件以及品种耐密性等,合理选择6.0万株·hm~(-2)或7.5万株·hm~(-2)两种种植密度,以实现高产抗倒,最终提高春玉米机械粒收产量和质量。     

黄土丘陵区华北落叶松人工林生态系统生物量与养分循环特征

通过样地调查观测和室内样品分析,对位于山西吉县的23年生华北落叶松人工林生态系统中13种元素的循环特征进行研究。测算得到研究区域人工林生态系统的生物量在各器官的空间分布,结合林木各器官养分含量,得出养分元素在空间变异上的积累与分布;测算四大分室(林木、土壤、枯落物和大气)中其余分室的养分含量和养分积累与分布,得到养分循环过程中华北落叶松人工林养分年归还量134.719kg/(hm~2·a),年存留量53.409kg/(hm~2·a)和年吸收量188.129kg/(hm2·a);最后综合上述的各分室养分循环状况,得出反映该森林生态系统的养分生物循环特征的参数和指标。研究区华北落叶松人工林生态系统内N,P,K的循环系数均值(0.68),表明研究区生态系统循环速率较快;利用系数偏小,储存效率慢,土壤养分利用效率较高;养分元素通过林冠后均明显增加(林冠截留量142.1mm),并且对降水量(587.8mm)要求一般。较高的富集系数使其适应瘠薄自然环境,养分消耗量低。总体来看,华北落叶松是很有潜力的森林更新和荒山造林树种。     

长期施用保水剂对小麦生长和水分利用的影响

[目的]开展保水剂长期施用对作物增产和水分利用效率的研究,为探索浅山丘陵旱作区资源利用效率和生产效率的关键提升技术提供科学依据。[方法]采取田间定位试验的方法于2011—2019年在河南省农科院节水农业禹州基地进行了不同保水剂用量对小麦产量与水分利用的影响研究。试验设置未施保水剂(CK)、保水剂15 kg/hm~2(F)、保水剂30 kg/hm~2(T)、保水剂45 kg/hm~2(V)等4个处理。[结果](1)同一年份施用保水剂处理随小麦生长发育土壤耗水量略有增加,各处理表现为:VTFCK;不同年份之间,贫水年土壤耗水量相对较大,富水年增减不一,表现为:2019年2014年2015年2011年2012年2016年2018年2013年2017年。(2)小麦总耗水量与生育期降水量趋势基本一致,即不同年份之间丰水年小麦总耗水量较大,贫水年总耗水量较小。(3)施用保水剂处理有利于改善小麦生长发育,提高单位群体数量、株高、穗长、小穗数、穗粒数和千粒质量,减少不孕穗。(4)小麦产量表现为:VTFCK,保水剂处理较CK增产2.31%～19.20%。随着施用年限延长,F处理至第4 a后对小麦的增产幅度趋于稳定,T处理的增产率随施用年限的增加逐步提升,V处理则表现为先增再减再逐步提高的过程。(5)单位净收益、水分利用效率与产量的趋势一致。水分利用效率不同年份间表现为先降低再升高(2012—2016年),再降低再升高(2017—2019年)的过程。与土壤耗水量变化趋势一致,与贫水年降水量、总耗水量的变化趋势相反。并以V处理的水分利用效率提高幅度最大,较CK提高1.70～4.51 kg/(hm~2·mm)。(6)小麦产量、水分利用效率、土壤耗水量、总耗水量之间呈显著的正相关关系。[结论]基于不同降水年型、小麦产量、水分利用效率、净收益等综合考虑,小麦最佳的保水剂用量为45 kg/hm~2。     

土壤改良剂节水增产效应的田间试验研究

采用田间试验,探讨了施用土壤改良剂对冬小麦的产量及水肥利用效率的影响.结果表明,施加土壤改良剂能降低作物生育期耗水量,提高冬小麦的产量,增加水肥利用效率.在不灌水条件下,施加土壤改良剂1 500 kg/hm~2,能够使冬小麦较对照增产15%,水分利用效率(WUE)提高了21.65%,磷肥利用效率(PUE)较单施磷肥增加2.92%.在灌水33.3 mm的条件下,施加土壤改良剂较对照可增产28.57%,将土壤改良剂与磷肥混施增产可达到42.86%.而且,PUE较单施磷肥增加了11.11%,WUE达到25.06kg/(hm~2·mm).     

旱地全膜双垄沟播玉米适宜覆膜时间研究

播前全膜双垄沟播技术未能最大限度保蓄土壤水分,实现秋雨春用.以秋季、顶凌、播前3个时间覆膜为处理,进行了为期3a的小区试验,探讨了甘肃省旱作区全膜双垄沟播技术的适宜覆盖时间.结果表明,秋季全覆膜、顶凌全覆膜较播前全覆膜在播前→出苗→拔节期0-100 Cm土壤平均含水量分别增加2.7%和1.5%;1 m土壤贮水量分别相当于增加245～501 m3/hm2,138～317 m~3/hm~2;降水利用率分别增加了8.5%和5.6%;水分利用效益分别增加了5.54和2.88 kg/(mm·hm~2).秋季和顶凌全膜双垄春季沟播技术是海拔2 300 m以下,年降雨350～500 mm的干旱、半干旱旱作农业区玉米降水高效利用的技术模式.以秋末土壤封冻前(一般10月中下旬至11月初)及早春土壤昼消夜冻时(一般3月上中旬)覆膜为宜.     

秸秆覆盖对春玉米农田土壤水分的调控作用

根据山西寿阳试验区年内降水时空分布不均，季节性干旱发生频繁，致使粮食产量低而不稳的现状，于1998～1999年进行了春玉米地秸秆覆盖农田水分调控试验，以减少土壤表层水分蒸发、提高降水利用效率，促进试验区农业的稳定、持续发展。研究结果表明，秸秆覆盖具有明显的抑蒸保墒效应，有效地利用了有限的降水资源，土壤储水量明显增加，促进了农田水分的良性循环，有利于作物的生长和产量形成，因而水分效益显著，不同降水年份，每公顷玉米产量增加582～2235.1kg，作物水分利用效率分别提高0.14～0.50kg/(mm     

半干旱偏旱地区合理轮作农田水分效应的研究

在半干旱偏旱地区旱作农田进行合理轮作,可以提高有限降水的利用率和粮食产量水平。本试验结果是:麦豆谷轮作比连作小麦三年总增产45.8～46.8kg/亩,增产幅度36.4%～37.2%;三年增值33.81元/亩,增值幅度37.37%,水分利用效率提高0.054kg/mm,洋(芋)—糜(子)—豆轮作比连作小麦三年总增产138.1kg/亩,增产幅度1倍;三年轮作产值增加153.55元/亩,增值幅度近2倍,水分利用效率比连作小麦增加0.161kg/mm。合理轮作是本类型地区调控水分和提高生产力的有效措施。     

冬小麦田间集雨模式对土壤水分动态和水分利用效率的影响

为高效利用天然降水资源,提高自然降水水分利用效率,在山西临汾采用随机区组设计方法,研究冬小麦田间集雨模式对土壤水分动态和水分利用效率的影响.结果表明:在干旱年型条件下,覆膜集雨产流带与种植带面积比例1:1.5模式在起身期和起身至抽穗期具有较好的贮水和供水效应,水分利用效率达12.78 kg/(mm·hm2),较对照6.95 kg/(mm·hm2)模式提高5.83 kg/(mm·hm2);覆膜集雨产流带与种植带面积比例1:1.5、1:2和1:1的种植模式,均较土垄集雨产流带与种植带面积比例1:1、1:1.5、1:2及对照(露地种植)显著增产且有较高的经济效益,土垄集雨的3个种植模式均较对照减产.该项研究为冬小麦抵御干旱逆境提供了理论和技术支撑.