秸秆覆盖及播种方式对马铃薯耗水特性和产量的影响

为明确西北旱作雨养农业区不同秸秆带状覆盖种植模式下马铃薯耗水规律、水分利用效率及产量的变化规律,以地膜覆盖和露地种植(CK)为对照,设置4种秸秆带状覆盖模式(①种植带和覆盖带各40 cm、单行播种,②种植带和覆盖带各40cm、双行播种,③种植带和覆盖带各50cm、单行播种,④种植带和覆盖带各50 cm、双行播种),研究不同秸秆带状覆盖模式对旱地马铃薯耗水特性和产量的影响。结果表明:秸秆带状覆盖处理与CK相比,马铃薯薯块产量和水分利用效率平均分别显著提高34.0%、21.5%,分别平均较地膜覆盖显著降低31.3%、25.0%;其中40 cm覆盖种植结构产量和水分利用效率较50 cm覆盖种植结构分别明显提高4.5%和6.8%,双行播种较单行播种增产4.4%,二者水分利用效率无明显差异。秸秆带状覆盖条件下,播种—现蕾阶段的耗水量、耗水强度及耗水模系数平均较CK显著降低14.5%、15.2%、15.4%,平均较地膜覆盖显著增加20.9%、19.0%、31.5%;与CK相比,现蕾—块茎膨大阶段耗水量、耗水强度及耗水模系数无显著性差异,相比于地膜覆盖,则分别平均显著减少20.7%、22.2%、13.9%;块茎膨大—成熟阶段分别平均较CK显著提高51.7%、52.4%、50.0%。同时,相比于CK,单薯重、商品薯率分别显著提高17.3%、31.8%,单株结薯数和小薯率降低7.5%、17.6%。可见,秸秆带状覆盖栽培可通过降低现蕾前的耗水和增加块茎膨大后的耗水,一定程度上缓解马铃薯植株后期对水分的需求,延长块茎膨大后植株光合作用,提高有机物的积累量,从而提高薯块产量和水分利用效率。而秸秆带状覆盖中,单行种植以种植带∶覆盖带=40 cm︰40 cm最好,双行种植以种植带︰覆盖带=50 cm︰50 cm较适宜。     

半干旱雨养区秸秆带状覆盖种植对土壤水分 及马铃薯产量的影响

水分不足是限制半干旱雨养作物生长的主要因素,地表覆盖能够改善土壤的微环境,从而显著提高作物的产量和水分利用效率。为明确西北半干旱雨养区不同保墒措施下旱地马铃薯的土壤水分特征及其对产量的影响,于2014—2015年设置了玉米秸秆带状覆盖种植(T1)、半膜大垄(T2)、全膜双垄(T3)和露地平作(对照,CK)4种栽培模式,研究了玉米秸秆带状覆盖、地膜覆盖种植对马铃薯产量、土壤水分变化及其利用效率的影响。结果表明:不同覆盖方式能有效改善马铃薯生育期0~200 cm土层土壤水分状况,地膜覆盖对马铃薯生育前期土壤水分保蓄效果较好,秸秆带状覆盖对生育中后期土壤水分状况的改善效果明显。与对照(CK)相比,3种覆盖处理均提高了土壤含水量,其中T1处理效果最好,较CK提高2.8%~7.8%,尤其在伏旱阶段的块茎形成期,0~200 cm土层土壤含水量高于地膜覆盖处理。与CK相比,T1处理马铃薯产量提高10.5%~34.2%,水分利用效率(WUE)提高8.9%~29.8%,达108.9~134.0 kg·hm~(–2)·mm~(–1),商品薯率提高14.7%~38.8%,达82.3%~92.2%。马铃薯产量与生育期耗水量(r=0.836**)呈显著正相关。T1的产量和商品薯率均显著高于T2和T3(P0.05)。可见,玉米秸秆带状覆盖具有显著的纳雨保墒作用,促进马铃薯的生长发育,增产效果显著。其推广应用可有效提高该区降水资源的利用效率,实现马铃薯稳产高产,可作为西北雨养农业区旱地马铃薯生产的高效栽培新模式。     

沟垄二元覆盖对旱作马铃薯耗水特征、产量及水分利用效率的影响

为探讨旱作区沟垄二元覆盖模式下土壤水分、阶段耗水特性及对马铃薯产量和水分利用效率的影响效果,于2016年在宁夏南部山区通过设置垄覆地膜,沟内分别覆盖普通地膜(DD)、秸秆(DJ)、生物降解膜(DS)、液态地膜(DY)、麻纤维地膜(DM)和沟不覆盖(DB)等6种沟垄二元覆盖模式,以传统平作为对照(CK)。结果表明,DJ处理的马铃薯整个生育期土壤蓄水量最高,明显改善了马铃薯生育期土壤水分状况。在马铃薯整个生育期0~200 cm土层土壤含水量以DJ处理最高,尤其耕层(0~40 cm)土壤含水量最为显著。各处理阶段耗水量、耗水强度、耗水模系数在马铃薯各生育阶段表现不同,总体呈生育前期较低、中期增加、后期降低的趋势。在播种-苗期阶段、块茎形成-块茎膨大期阶段以DS处理的马铃薯耗水量、耗水强度和耗水模系数最大,DJ处理最低;苗期-现蕾期阶段以DD处理的耗水量、耗水强度和耗水模系数最大,其次为DM处理,DS处理最小;现蕾期-块茎形成期阶段以DY处理的耗水量、耗水强度和耗水模系数最大,DJ处理次之,DM处理最小。沟垄二元覆盖模式能够提高马铃薯产量和水分利用效率,以DJ和DD处理的增产效果最显著,分别较CK增产47.77%、44.84%;DJ处理的水分利用效率最高(68.2 kg·hm^-2·mm^-1),较CK显著提高58.97%。综上可知,垄覆地膜沟覆秸秆种植模式可显著改善马铃薯中后期0~200 cm土层土壤水分状况,使前期耗水少,中后期耗水增多,且能显著提高产量和水分利用效率。本研究结果为宁南旱作马铃薯覆盖种植高产技术提供了科学依据。     

西北半干旱区秸秆带状覆盖对土壤水分及马铃薯产量的影响

为了探明玉米秸秆带状覆盖对西北半干旱区马铃薯田土壤水分及产量的影响,设置地膜覆盖(M1)、秸秆带状平覆(M2)、垄沟覆杆(M3)和传统不覆盖(CK)4个处理,通过2年田间试验,对比分析了不同覆盖方式对生长指标、土层含水率、产量及水分利用效率的影响。结果表明:3种覆盖方式较CK显著增产11.68%~21.74%,提高水分利用效率22.82%~48.63%。覆盖种植较CK单株产量提高26.02%~48.37%,株高增加3.18%~12.82%,单株生物量增加0.59%~26.49%,全生育期作物耗水量降低55.29~66.21mm,以秸秆带状平覆(M2)最好或较好。全生育期0—200cm土层平均含水率平水年黑膜大垄(M1)较CK低0.89个百分点,偏旱年较CK高1.30个百分点;秸秆带状平覆(M2)无论平水年还是偏旱年分别较M1及CK高0.20~0.89及0~1.50个百分点。其中以秸秆带状平覆(M2)在作物生长、增产及水分利用效率等方面效果较好,适宜西北半干旱地区推广。     

不同水分条件和覆盖处理对夏玉米籽粒灌浆特性和产量的影响

采用二因素完全随机试验设计,研究了3种水分条件(75%、65%、55%田间持水量)下无覆盖(CK)、地膜覆盖(PM)和秸秆覆盖(SM)处理对夏玉米籽粒灌浆特性、产量、耗水量及水分利用效率的影响。结果表明,不同水分条件下,各处理夏玉米籽粒增重进程符合Logistic生长曲线。相对于无覆盖处理,地膜和秸秆覆盖处理提高了夏玉米的灌浆速率、产量和水分利用效率。其中,中水分(65%田间持水量)条件下地膜和秸秆覆盖处理夏玉米产量及水分利用效率(WUE)增幅最大,增产率分别为21.99%和35.86%,水分利用效率增加幅度分别为16.41%和16.79%;其次为低水分(55%田间持水量)处理,高水分(75%田间持水量)处理增幅最小。     

宁南旱区沟垄覆盖改善土壤水热状况提高马铃薯产量

垄覆塑料地膜沟内覆盖集雨种植模式可影响土壤水热状况,促进作物生长,提高作物的产量和水分利用效率。为探讨旱作条件下沟垄二元覆盖的土壤水热效应对马铃薯产量的影响效果,于2015年在宁南旱区设置垄覆地膜沟内覆盖不同材料(普通塑料地膜、玉米秸秆、生物降解膜、麻纤维地膜及液态地膜),以垄覆地膜沟不覆盖为对照,研究沟垄二元覆盖模式对土壤水分、耕层土壤温度、马铃薯生长、产量及水分利用效率的影响。结果表明:垄覆地膜沟覆地膜处理在马铃薯前期、中期土壤蓄水量较对照显著增加(P0.05),垄覆地膜沟覆秸秆处理在马铃薯生育后期土壤蓄水量最高(P0.05)。垄覆地膜沟覆地膜处理增温效果明显,马铃薯全生育期0~25 cm土壤温度较对照显著增加(P0.05),而垄覆地膜沟覆秸秆处理较对照显著降低(P0.05)。在马铃薯整个生育期,垄覆地膜沟覆秸秆处理植株株高和茎粗均明显高于对照处理(P0.05),在马铃薯生育后期垄覆地膜沟覆秸秆处理的地上部生物量显著高于对照处理(P0.05)。沟垄二元覆盖模式下马铃薯增产效果以垄覆地膜沟覆秸秆处理最为显著,较对照增产56.1%(P0.05),且水分利用效率最高(81.1kg/(hm2·mm))。总之,垄覆地膜沟覆秸秆处理对改善土壤水热状况,提高马铃薯水分利用效率和产量的效果显著,建议在宁南旱区进行推广应用。     

不同覆盖材料对旱地马铃薯土壤水热状况及其水分利用效率的影响

为研究旱作条件下马铃薯不同覆盖材料的土壤水热条件及其对产量与水分利用效率的影响,在大田条件下,设置普通地膜、秸秆、绿肥、液体地膜4种覆盖材料栽培方式,测定其土壤含水量、耕层土壤温度和产量,并计算各覆盖材料的水分利用效率。结果表明,与传统裸地(CK)相比,普通地膜、秸秆、绿肥、液体地膜覆盖材料处理下耕层土壤(0—25cm)日平均温度提高3.62,2.01,1.50以及2.38℃;各覆盖材料均可提高土壤含水率,普通地膜、秸秆、绿肥、液体地膜覆盖较对照耕层土壤(0—25cm)平均含水率增加3.25%,2.24%,2.40%以及2.50%;与对照相比,各种覆盖材料可使马铃薯块茎产量分别增加10.33%,23.03%,20.27%及27.17%;不同覆盖材料水分利用效率大小为:液体地膜绿肥秸秆普通地膜对照(CK)。液体地膜在土壤保水及对马铃薯产量的影响方面均具有显著效果。     

有机无机肥配施对冬小麦耗水特性和干物质生产的影响

为探讨黄淮海地区冬小麦水肥高效利用的合理施肥方式,于2013—2015年冬小麦生长季进行田间试验,以石麦15(SM15)为试验材料,以长期定位试验的大型水肥渗漏研究设施为平台,设计单施尿素(U)、单施有机肥(M)、尿素和有机肥(腐熟的牛粪)1∶1配施(U+M)3个施肥处理,以不施氮肥(CK)为对照,研究了有机无机肥配施对冬小麦耗水特性和干物质生产的影响。结果表明:U+M处理下冬小麦总耗水量最高,达548.46~556.72 mm,各生育阶段中,开花至成熟期的耗水量最高,该阶段耗水模系数达33.55%~42.38%,有利于满足小麦灌浆期对水分的需求;U+M处理能够增强土壤的持水能力,增加冬小麦对土壤贮水特别是深层贮水的消耗,降低了淋洗损失,整个生育期内U+M处理的水分淋洗体积最低,比CK、U和M处理分别降低66.79%,52.45%和37.61%,土壤贮水向灌浆阶段分配较多,增加了土壤贮水对籽粒产量的贡献率。U+M处理在两个生长季均获得最高干物质积累量,较U和M处理分别提高11.93%和23.33%,并且其籽粒干物质积累量和籽粒在植株干物质中的分配比例均显著高于其他处理。籽粒产量以U+M处理最高,U+M、U和M处理的籽粒产量分别较CK处理增产65.96%,49.44%和46.59%,U+M处理的产量水分利用效率和干物质水分利用效率均显著高于其他施肥处理。综上所述,在本试验条件下,化肥和有机肥(牛粪)1∶1配施能显著提高冬小麦籽粒产量和干物质积累量,改善冬小麦耗水特性,增加作物耗水量,且显著降低水分淋洗损失,增加灌浆阶段的水分供应,提高冬小麦的水分利用效率,是黄淮海地区小麦/玉米轮作体系下较为合理的施肥方式。     

不同覆盖方式下春玉米田水量平衡及产量特征分析

秸秆覆盖和地膜覆盖处理对旱作玉米都具有明显的蓄水效果,但对产量和水分利用效率的影响效应不同。春玉米田连续三年（2009—2011年）的定位覆盖试验表明,随覆盖时间的增加,秸秆覆盖和地膜覆盖处理的保墒效果逐渐明显,且与不覆盖处理的差异幅度不断增大,影响土层深度也下渗至400 cm以下。地膜覆盖处理能够显著提高玉米产量和水分利用效率,农田耗水量较无覆盖处理增加31.75 mm,玉米产量和水分利用效率较不覆盖处理平均提高了20.8%和11.8%。但秸秆覆盖处理的效果并不理想。     

不同覆盖材料对旱地马铃薯土壤水分和耗水的影响

[目的]明确西北半干旱区不同覆盖材料对马铃薯土壤水分及耗水规律的影响,寻求旱作区保墒抑蒸及降低农田污染问题的最佳种植措施。[方法]于2021年设置了4种覆盖种植模式：生物可降解地膜覆盖(PM₁)、普通PE地膜覆盖(PM₂)、整秆带状覆盖(SM₁)和碎秆全覆盖(SM₂),以传统露地平作(CK)为对照,研究了不同覆盖材料对旱地马铃薯土壤水分、耗水及产量的影响。[结果]覆盖较CK能显著增加马铃薯全生育期土壤含水量5.7%～9.7%,且PM₁和PM₂处理均在淀粉积累期增墒幅度最大,而SM₁和SM₂处理均在块茎膨大期增幅最大;土层间,PM₁和SM₁处理均以120—180 cm土层增墒幅度最大,而PM₂和SM₂处理均以0—60 cm土层增幅最大。覆盖显著降低马铃薯全生育期耗水量5.1%～11.2%,降幅以PM₁处理最...     

覆膜与生物炭对青藏高原马铃薯水分利用效率和产量的影响

生物炭具有比表面积大,吸附力强等特点,该研究尝试在地膜覆盖基础上引入生物炭技术,利用生物炭的保水保肥效应以及固碳培肥效果,解决地膜覆膜带来的土壤地力下降及后期减产问题。2019年通过设置施炭(B)、覆膜(M)、施炭+覆膜(M+B)和对照(CK)共4个处理的大田试验,探究覆膜和生物炭对青海省东部农业区马铃薯生长、耗水特征和产量的影响。结果表明:块茎膨大期和淀粉积累期是植株干物质量增加的主要时期,覆膜在块茎膨大期即有显著的促进效果,生物炭仅在淀粉积累后期和成熟期促进效果显著。施炭和覆膜均能显著提高收获期植株总干物质量,施炭比覆膜的根冠比显著提高。马铃薯苗期耗水量最高,在块茎膨大期以前日均耗水量在3 mm/d以上。覆膜显著增加了作物总耗水量和土壤储水消耗量,总耗水量比对照多出35mm,施炭和覆膜均显著提高了水分利用效率。施炭和覆膜均能显著提高马铃薯块茎产量(P0.05),覆膜显著增加了大薯的数量和产量。无论施炭与否,覆膜均显著增产,而施炭仅在不覆膜下显著增产,覆膜增产效应是施炭的2.2倍。覆膜能显著提高马铃薯净收益,但施炭降低了净收益,主要是由于生物炭的成本较高。该研究为青藏高原东部农区马铃薯高产栽培提供科学依据。     

Exploring optimal soil mulching to enhance maize yield and water use efficiency in dryland areas in China

Water and nutrient availability significantly limits global crop production, especially for dryland agriculture in arid and semi-arid regions. To explore the optimal soil mulching options for the Loess Plateau in China, a 3-year field study was conducted to investigate the effects of various soil mulching practices on soil temperature and the water use and grain yield of spring maize. The treatments included traditional flat farming (CK), narrow plastic film mulch (NM), wide plastic film mulch (WM) and narrow plastic film mulch?+?maize straw mulch between rows (MS). The results showed that MS treatment increased consistently soil temperature during the initial stages of maize growth, and more importantly, it reduced diurnal temperature variation. MS also increased in soil water storage by 10.1%, leading to the highest water use efficiency (WUE?=?30.9?kg?ha^?1?mm^?1) over CK on 3 year average. MS significantly increased maize yield and net income of farmers by up to 20%, compared to CK. In conclusion, optimisation of soil mulching strategies significantly enhanced crop yield and water productivity in dryland agriculture in China. Our study provides important guidance for exploring better soil management practice for dryland agriculture in the other regions of the world.     

深松覆盖模式对宁南地区雨养马铃薯水分利用效率的影响

针对宁南旱区年际降水变率大、马铃薯产量和降水利用率低等问题，连续3a秋作物收获后分别采用深松覆盖秸秆、深松覆盖地膜、深松不覆盖3种深松覆盖模式，以传统翻耕不覆盖为对照，研究不同深松覆盖模式对休闲期和生育期土壤水分、马铃薯干物质累积、产量和水分利用效率的影响。结果表明，深松覆盖模式可改善休闲期土壤水分状况，以深松覆秸秆处理效果最佳，0−200cm层平均土壤含水量较对照显著增加6.41%。与对照相比，深松覆秸秆和深松覆地膜处理下休闲期0−200cm层平均土壤蓄水量和降水补给率分别显著提高49.85%、121.85%和46.82%、83.73%。深松覆盖模式可改善马铃薯生育期0−200cm层土壤含水量，调控不同生育阶段耗水量。深松覆秸秆处理对生育前期（播种后0～60d）60−100cm层土壤保水效果显著，而对照处理该阶段耗水量最高，深松覆地膜处理次之，而深松覆秸秆处理最低；深松覆秸秆处理对生育中期（播种后60～120d）0−60cm（2016年）和140−200cm（2015年）层土壤保水效果较好，而深松覆地膜处理生育中期耗水量最高，深松覆秸秆处理次之，对照处理最低；深松覆秸秆处理对生育后期（播种后120～150d）0−40cm层土壤蓄水效果最佳，其阶段耗水量也最高，深松覆地膜处理次之，对照处理最低。深松覆盖模式下马铃薯地上部和地下部干物质累积量均显著高于对照，生育前期以深松覆地膜处理效果较好，而生育中后期以深松覆秸秆处理具有显著促进作用。深松覆盖模式能显著提高马铃薯产量和水分利用效率，以深松覆秸秆处理最高，平均分别较对照显著提高49.33%、43.80%。可见，休闲期深松覆盖可改善休闲期土壤水分状况，有利于提高生育期土壤水分含量，调控马铃薯阶段耗水量，从而增加马铃薯干物质累积，实现作物的高产和水分高效利用，以深松覆盖秸秆处理效果最佳。     

不同地表覆盖方式对松花菜土壤温度、产量和水分利用的影响

为探索不同地表覆盖方式下半干旱地区露地高原夏菜的栽培效果,以松花菜(Brassica oleracea var. botrytis L.)为研究对象,设露地无覆盖(CK1)、地膜覆盖(CK2)、地膜+秸秆行间覆盖(T1)、秸秆行间覆盖(T2)和秸秆全覆盖(T3)5个处理,研究不同地表覆盖方式对松花菜土壤温度、产量和水分利用效率的影响。结果表明,地膜+秸秆行间覆盖与露地无覆盖相比,显著促进了松花菜株高、茎粗和叶面积的增加,但总体与地膜覆盖无显著差异;秸秆行间覆盖和秸秆全覆盖处理抑制了松花菜植株的营养生长。与露地无覆盖相比,地膜+秸秆行间覆盖具有明显的增温效果,且最大增温幅度出现在春茬试验莲座期10 cm土层和秋茬试验苗期5 cm土层,秸秆行间覆盖和秸秆全覆盖处理都不同程度地存在增温和降温双重效应。与地膜覆盖相比,地膜+秸秆行间覆盖处理对土壤温度的调控均能达到地膜覆盖的效果,且在秋茬试验中,地膜+秸秆行间覆盖处理在苗期5 cm和10 cm土层温度分别升高2.5℃和1.8℃,更有利于松花菜幼苗的生长发育,秸秆行间覆盖和秸秆全覆盖处理在两茬试验各生育期、各土层均表现为降温效应,且秸秆全覆盖处理降温效果最明显。与露地无覆盖、地膜覆盖相比,春茬试验,地膜+秸秆行间覆盖处理生物产量分别提高32.3%、2.7%,经济产量分别提高68.9%、4.7%,分别节水29.0%、7.3%,水分利用效率分别提高137.8%、13.1%;秋茬试验,生物产量分别提高4.7%、2.4%,经济产量分别提高27.6%、8.4%,分别节水23.8%、11.1%,水分利用效率分别提高67.2%、21.9%。综上,地膜+秸秆行间覆盖处理具有良好的调温保墒作用,增产增效显著,较地膜覆盖种植在榆中地区更具优越性。     

旱地玉米秸秆地膜二元覆盖的土壤水热效应研究

为了研究不同覆盖方式对旱地农田土壤水温变化规律和降水高效利用的影响,以探求旱地玉米最佳覆盖种植方式,于2013—2015年在山西省寿阳县连续定点定位设置秸秆地膜二元覆盖(MS)、宽膜覆盖(FM)、窄膜覆盖(NM))3个不同覆盖种植方式,以传统露地平作为对照(CK),研究不同覆盖种植模式对旱地玉米土壤温度、水分和产量的影响。结果表明:(1)二元覆盖昼夜温差比宽膜覆盖、窄膜覆盖和露地变化幅度小,二元覆盖昼夜相差8.8℃;在播后25~35天,15cm土层的土壤温度由19.1℃上升到26.5℃,呈现微弱的增温效应。(2)玉米整个生育期秸秆地膜二元覆盖处理(MS)0—160cm土壤贮水量较CK增加68mm;3年平均含水量显示,MS、FM和NM比CK分别提高4.5%,0.4%和1.2%。(3)秸秆地膜二元覆盖(MS)处理,比露地增产17.4%,水分利用效率提高24.8%。因此,秸秆地膜二元覆盖能综合改善田间温度、水分因子,提高了玉米产量和水分利用效率,是山西省旱地玉米最佳的覆盖方式。     

秸秆带状覆盖对西北旱地小麦籽粒灌浆速率和产量的影响

为探明秸秆带状覆盖对旱地小麦(Triticum aestivum L.)增产的效果,采用秸秆带状覆盖(M)及无覆盖露地(CK)2种种植方式,其中秸秆带状覆盖设置59％(M3)、50％(M4)、40％(M5)、37％(M6)4个秸秆覆盖度,研究其对小麦小穗败育率、节间长度及株高、籽粒灌浆速率和产量的影响.结果表明,与CK...     

覆盖方式对玉米农田土壤水分、作物产量及水分利用效率的影响

为了加深对地面覆盖措施保墒增产机理的认识,通过大田试验,对黄土高原南部旱塬区秸秆和地膜两种覆盖方式下玉米农田土壤水分动态、作物产量形成和水分利用效率进行了分析。结果表明:在试验年份,与不覆盖相比,秸秆覆盖后玉米生育期内土壤储水量提高了5.2%～8.4%(P<0.05),籽粒产量和水分利用效率分别降低了7.8%和3.5%;而地膜覆盖下土壤储水量的差异不显著,但显著提高了产量构成指标,其籽粒产量和水分利用效率分别较对照提高了14.1%和10.6%(P<0.05),显示后者抑制土表蒸发所增加的土壤水分更多地、更有效地被作物根系吸收利用了。从产量形成和水分利用效率角度分析,本地区旱作玉米农田使用地膜覆盖有较好的保墒增产效果。