集雨保墒措施对陇东黄土旱塬区红富士苹果产量与品质的影响

以长富2号为指示品种,采用连续多年定位试验,研究了集雨保墒措施对黄土旱塬苹果产量与品质的影响。通过对比分析常规果园管理方式(CK)、黑色宽膜覆盖集雨保墒及黑色宽膜覆盖+集雨立体入渗3个处理的产量与果实品质等性状。结果表明,与常规果园管理方式相比,黑色宽膜覆盖+集雨立体入渗处理平均单果质量增加13.2%,单株产量增产17.2%,果实硬度显著降低4.9%;含水量高3.4百分点,可溶性固形物含量、有机酸含量、可滴定酸含量及总糖含量分别提高7.2%、34.1%、182.1%、28.9%。说明在黄土旱塬苹果园采用黑色宽膜覆盖+集雨立体入渗技术能起到较好的土壤蓄水保墒作用,使果实产量与品质增加明显。     

旱地冬小麦膜侧宽幅匀播增产效应研究

小麦膜侧宽幅匀播技术是密植作物高产栽培新技术,其抗旱增产效果显著。为了给该技术在旱地小麦生产上的推广应用提供理论支持,以冬小麦普冰151为指示品种,采用田间小区试验,比较了冬小麦旱地膜侧宽幅匀播、膜侧沟播、常规条播三种不同种植模式的增产效应。结果表明,旱地膜侧宽幅匀播冬小麦产量极显著高于膜侧沟播和常规条播,折合产量为5 902.8 kg/hm2较对照的增产率为24.54%。表明冬小麦膜侧宽幅匀播集雨保墒效果好、抗旱作用显著,又利于密植和高产。     

垄沟耕作条件下液膜覆盖对土壤水热状况及玉米生长的影响

[目的]研究垄沟耕作和液膜覆盖集成技术在旱地作物中的应用效果,为旱田高产高效种植方式的选用提供理论支撑。[方法]应用田间小区试验的方式,进行不同耕作方式下的液态地膜、塑料地膜覆盖及不覆膜种植玉米对比试验。[结果]和不覆膜种植相比,垄沟耕作条件下,覆盖种植显著增加了0—40cm土层含水量,提高了5cm,10cm深土壤温度;覆盖种植较好地促进了玉米前期生长,显著增加了玉米产量,提高了水分利用效率(WUE)(p0.05)。随着覆膜时间的延长,液膜、塑膜覆盖的集水保温效果逐渐减弱。液膜覆盖种植的蓄水保温及增产效果低于塑膜覆盖,但显著优于不覆膜种植。试验前期,降水较少,垄沟耕作的集雨效果不明显,但有明显的增温效应。[结论]与塑膜覆盖种植可能会造成"白色污染"问题相比较,垄沟耕作条件下液膜覆盖是一种较为理想的旱作覆盖栽培技术。     

垄沟覆膜集雨系统垄宽和密度效应对玉米产量的影响

通过大田试验研究了垄沟覆膜集雨系统中,垄宽和密度效应对玉米产量和水分利用效率的影响。垄沟覆膜集雨系统有30、60 cm 2种垄宽,低、中、高3种玉米种植密度。结果表明,垄沟覆膜集雨能提高土壤含水率和土壤微生物量碳质量分数。随着玉米密度的增加,同一垄宽的垄沟集雨系统中,玉米株高和单株生物量逐渐下降,玉米单位面积生物量逐渐增加。降雨量较少的情况下,60 cm垄宽的垄沟覆膜集雨能显著提高玉米的叶绿素质量分数,但其在高密度条件下却显著降低玉米叶绿素质量分数。高密度条件下,30 cm垄宽的垄沟覆膜集雨处理,由于玉米种内竞争较激烈而导致有机物质向籽粒输入减少,从而引起产量降低。在所有的处理中,高密度、60 cm垄宽的垄沟覆膜集雨种植的玉米产量和水分利用效率最高。     

成垄压实耕作条件下土壤水分分布的试验研究

利用野外模拟降雨试验，研究了不同垄沟（自然垄沟、盖膜垄沟、成垄压实）耕作条件下土壤水分分布特征和再分布规律。结果表明：垄沟耕作改变了农田微地形，利用垄上降雨顺垄流人沟中，从而拦蓄部分径流，相对增加了沟中土壤蓄水，有利于水分向下运移。相对于自然垄沟，膜垄的集雨效果明显，沟中土壤平均含水量显著高于垄中，20～100cm土层范围内平均土壤含水量分别为12．7％和9．1％；成垄压实土壤水分在剖面分布状况与盖膜垄沟的水分分布相似，水分向沟内集中，沟中土壤水分含量显著高于同一土层深度处垄中土壤含水量，且与盖膜垄沟处理下沟中土壤水分含量无显著差异，在集水和聚水方面表现出和膜垄的相似性。因此，在以集雨农业为主的半干旱地区，成垄压实可以替代盖膜垄沟，有效地富集和储存雨水资源于沟中，供作物吸收利用。     

耕作方法对黄土高原旱作玉米产量和土壤水温特性的影响

全膜双垄沟播是黄土高原旱作玉米主要生产技术,但此技术的土壤耕作主要依赖传统耕作和旋耕,在形成犁底层的同时造成耕层变浅,影响玉米生长、产量形成以及土壤健康。本文以打破犁底层、改善土壤结构、提高黄土高原旱地玉米(Zea may L.)产量和有限降水资源利用效率为目标,布设大田定位试验,比较研究了深松耕、免耕、旋耕和传统耕作对旱地全膜双垄沟播玉米土壤水分、温度、土壤容重、产量以及水分利用效率的影响。结果表明:全膜双垄覆盖条件下,深松耕和免耕较旋耕和传统翻耕能有效增加0~30 cm土壤贮水量,其0~30 cm土层土壤含水量较翻耕、旋耕分别增加50.0%、43.7%和14.8%、10.3%;深松耕能有效降低5~30cm土层土壤容重,其5~10 cm和10~30 cm土层土壤容重,深松耕较传统耕作分别降低10.9%和12.9%,随着土层的加深,深松耕、免耕的土壤容重呈降低趋势,旋耕和传统翻耕呈增大趋势;深松耕在苗期、拔节—抽雄期较传统翻耕分别具有明显的增温和降温作用,有利于玉米生长和产量提高;2个平水年,深松耕处理的玉米生物产量、籽粒产量和水分利用效率分别较传统翻耕增加6.1%~5.6%、18.6%~28.8%和28.1%~32.9%,具有明显的增产和提高水分利用效率的作用。因此,在黄土高原半干旱区同等降雨条件下,深松耕能有效增加全膜双垄沟播玉米的土壤贮水量,改善土壤结构,协调水温关系,有利于增产和提高水分利用效率,是全膜双垄沟播玉米一项理想的土壤耕作方法。     

垄沟集雨对干旱半干旱区土壤水热条件及老芒麦产草量的影响

为探索和解决干旱半干旱区多年生牧草持续性生产问题,在坝上农牧交错区对垄沟集雨栽培措施下老芒麦草地的生长状况进行了研究。测定比较了垄沟集雨处理和平作对照的土壤水热条件,地下生物量分布以及不同阶段的产草量。结果表明:垄沟集雨使种植区土壤表层体积含水率幅度增加9.67%～26.94%,生长季土壤表层0～30cm贮水量提高13.38%～24.92%,土壤表层最低温度提高1.02～2.08℃;土壤水热条件的改善增加了表层0～10cm根系的分布,提高产草量98%～230%。垄宽60cm沟宽30cm的处理的产草量最高为5.34t/hm2,2a年平均产量为5.34和2.79t/hm2分别比对照1.62和1.18t/hm2提高了230%和136%。垄沟集雨措施对降雨量较少,分布不均匀的干旱半干旱区的人工草地种植具有明显的稳产增产作用。     

长期不同耕作方式下的土壤硬度变化特征

为探明不同耕作方式下土壤硬度变化特征,以始于1983年长期定位不同耕作方式土壤为研究对象,采用土壤硬度仪观测免耕(no-tillage,NT)、翻耕(plow tillage,PT)、间隔深松(spacing tillage,ST)和传统耕作(conventional tillage,CT)不同年份、季节、土壤剖面及冻融前后土壤硬度,研究不同耕作方式对土壤硬度的影响。结果表明:免耕增加了耕层0~25 cm土壤硬度,而土层25~45 cm免耕硬度显著降低(P0.05),但传统耕作硬度有增加趋势,间隔深松和翻耕硬度明显低于免耕和传统耕作(P0.05);不同耕作方式土壤硬度随季节的推移呈波动性变化,0~25和25~45cm变化趋势基本一致;土壤硬度随土壤深度的增加而增加,上层明显低于下层(P0.05),不同时期变化不同,前期随深度增加到20cm处呈垂直变化,而后期随深度增加呈反"S"型曲线变化;冻融交替作用可以有效降低土壤硬度,缓解冻融后土壤硬度,间隔深松降幅最大为148.97%,其次为免耕和翻耕,降幅分别为41.96%和58.44%,传统耕作降幅最小仅为3.38%。综合分析认为,间隔深松耕作是改善土壤硬度,提高土壤宜耕性的有效耕作方法。该研究可为东北雨养农业区构建合理耕层和确定适宜的耕作技术提供科学依据。     

覆膜耕作方式对河套灌区土壤水热效应及玉米产量的影响

通过设置垄作全膜、垄作半膜、平作全膜以及平作半膜4个覆膜耕作处理,探究不同覆膜耕作方式对河套灌区土壤水热及春玉米产量的影响。结果表明:1)2个生长季内垄作全膜处理各阶段土壤含水率和温度均最高,保水保温效果明显。2)耕层土壤温度的变化规律和含水率的变化规律相反,随着土壤温度升高,土壤含水率逐渐降低。3)玉米生育期内随着温度升高和作物耗水量增大,全膜覆盖和垄作耕作方式的蓄水保墒效果愈加明显;干旱条件下,耕作措施较覆膜方式对地温的影响更为明显;而在水量充沛条件下,覆膜方式则表现出对地温更显著的影响。田间起垄耕作结合全膜覆盖的种植方式,可以获得较高的穗行数和穗粒数,有利于干物质的积累,促进滴灌条件下玉米产量的形成,同时提高水分利用效率,为河套灌区农业节水和玉米高产提供了技术依据。     

成垄压实耕作施肥机械的改进设计(简报)

基于土壤大孔隙流理论、垄沟微型集雨理论和阻水层理论提出的成垄压实耕作施肥方法,能够有效地达到集雨保肥的作用,而推行该耕作措施的关键是加强其配套农机具的研制.在国外相关研究的基础上改进设计了成垄压实耕作施肥机械.该设计合理.一机多用.具有结构紧凑、调整方便等特点.采用改进后的平底箭铲式施肥开沟器能够阻断土壤中大孔隙流的连续性,在垄底形成一致密的施肥带,减少了氮肥在土壤中随大孔隙流的淋溶迁移.利用单圆盘起垄覆盖施肥带,并采用仿垄形加压式镇压器对垄面进行镇压,通过改变弹力来实现镇压力的调整,形成不同紧实度的水分运动障碍层.达到集雨保肥的作用.     

覆膜开孔土壤蒸发的水盐分布特征及运移规律研究

在干旱半干旱的新疆地区,覆膜灌溉面积在逐年增加。但由于田间地膜覆盖率无法达到100%,同时出苗孔和灌水孔的存在使得研究覆膜灌后地表覆膜开孔率不同时蒸发的水盐运动很有必要。为获得覆膜开孔蒸发的土壤水盐分布特征,采用垂直一维入渗蒸发双层有机玻璃土柱实验系统进行蒸发试验。以概化的覆膜开孔率为上边界条件,针对初始水盐均匀和入渗结束后的蒸发两种处理,研究了覆膜开孔率影响下,蒸发土壤含盐量剖面和盐分浓度剖面的分布特征。结果表明,对水盐均匀处理,剖面盐分浓度可采用含水率及开孔率的函数关系表达;而对入渗蒸发处理,剖面盐分浓度随覆膜开孔率的范围不同可采用不同的指数形式表达。表土10cm返盐量随覆膜开孔率的增大而逐渐增加。单位膜孔面积的返盐量随覆膜开孔率的增加而减小,呈幂函数关系。此外,相同开孔率条件下,单位膜孔面积上蒸发量(ER)与土表10cm返盐量(Wsm,10)之间呈良好的线性关系。     

玉米膜上灌溉条件下土壤水、热运动规律的研究

通过玉米膜上灌与普通露地灌田间对比试验，分析了玉米生育期内土壤含水率与温度的动态变化。结果表明：两处理下土壤水热运动规律整体一致，均随土层加深，含水率增大、温度降低、相邻土层温差变小、温度峰值滞后、日变幅减小，日变幅随深度的变化可用指数函数拟合。相比而言，膜上灌有利于保墒调温，土壤含水率和温度均显著高于露地灌，温度变幅总体小于露地灌；随土层加深，两处理间温差和含水率差异均变小，试验证实膜上灌玉米的生产性状、产量及灌溉水利用效率均优于露地灌。可见，膜上灌有利于保证玉米对土壤水热的需求，能促进玉米生长和增产。     

地面覆盖对盐渍土水热盐运动及作物生长的影响

利用田间小区试验研究了山东省莱州半干旱海水入侵地区不同覆盖措施对土壤水盐热运动及作物生长的影响,试验结果表明,①塑膜覆盖对盐渍土有很好的保温增温效果和一定的保水抑盐作用;②秸秆覆盖能拦蓄雨水、减少地面径流和地表蒸发,对盐渍土有非常明显的保持土壤水分、抑制地表返盐、促进降雨淋盐的作用,且其作用随覆盖厚度的增加而增强,③秸秆覆盖的隔热性及其对土壤热容量的提高,缓和了土壤温度的日变化;④5cm厚秸秆覆盖的土壤含盐量变化幅度较小,说明秸秆覆盖提高了土壤对盐分的缓冲性;⑤随着油葵的生长,增加了地面的植被覆盖度,削弱了覆盖措施对土壤水盐热运动的影响;⑥5cm秸秆覆盖下的油葵生长状况及其产量均优于其他处理。由此可见,秸秆覆盖是改良利用盐渍土非常有效的一项措施。     

覆盖在酸性硫酸盐土壤上的“洪水”脱氧作用控制因子: 实验模拟

An incubation experiment was conducted to simulate the effect of flooding on water deoxygenation in acid sulfate soil floodplain systems. The originally oxygenated “floodwater“ could be deoxygenated immediately following “flooding“ and it is likely that this was caused mainly by decomposition of organic debris from the inundated plants. Deoxygenation eventually led to the depletion of dissolved oxygen (DO) in the “floodwater“ and it is highly possible that this resulted in the transformations of ferric Fe to ferrous Fe, sulfate to hydrogen sulfide, and organic nitrogen to ammonia (ammonification). The accumulation of these reduced substancesallows the “floodwater“ to develop DO-consuming capacity (DOCC). When the “floodwater“ is mixed with the introduced oxygenated water, apart from the dilution effects, the reduced substances contained in the “floodwater“ oxidize to further consume DO carried by the introduced water. However, it appears that the DO drop in the mixed water can only last for a few hours if no additional DO-depleted “floodwater“ is added. Entry of atmospheric oxygen into the water can raise the DO level of the mixed water and lower water pH through the oxidation of the reduced substances.     

浑水含沙率对膜孔灌肥液入渗土壤水氮运移特性的影响

为研究浑水膜孔灌条件下含沙率对膜孔灌肥液入渗土壤水氮运移特性的影响,通过室内膜孔入渗试验,设5个含沙率水平(0、3%、6%、9%、12%),观测累积入渗量、湿润锋运移距离、湿润体内水分以及NO-3-N和NH4+-N运移变化特性。结果表明:浑水含沙率越大,湿润锋运移距离越小,相同入渗历时内湿润体体积和高含水率区域越小,湿润体内同一位置处土壤含水率越小。单位膜孔面积累积入渗量与入渗时间符合Kostiakov模型(R2>0.9,P<0.01);随着浑水含沙率的逐渐增大,入渗系数逐渐减小,而入渗指数基本不变。垂直湿润锋运移距离和减渗率均与入渗时间呈极显著的幂函数关系,含沙率对减渗率的影响主要是通过对减渗系数的影响来实现。湿润体土壤NO-3-N和NH4+-N含量随着浑水含沙率的增大而减小,且在膜孔中心附近区域其含量均较高。土壤NO-3-N主要集中分布在湿润半径10 cm范围内,湿润体水平方向及膜孔垂向土壤NO-3-N含量均随着距膜孔中心距离的增加而降低;而土壤NH4+-N主要集中分布在湿润半径5 cm范围内,湿润半径5~10 cm范围内的土壤NH4+-N含量随着土壤深度的增加而降低。研究结果可为进一步深入研究浑水膜孔灌肥液入渗提供理论依据。     

寒旱灌区冻融期冬小麦不同覆盖条件土壤温度变化

为揭示冻融期冬小麦不同覆盖条件土壤温度变化规律,基于河套灌区冬小麦地膜覆盖、秸秆覆盖和无覆盖3个试验区的实测土壤温度数据,分析了不同覆盖条件对土壤温度的影响及不同土层的土壤温度变化过程。结果表明:地膜覆盖对冻融期的土壤温度具有较好的增温效果,秸秆覆盖效果稍差;地膜覆盖和秸秆覆盖对土壤表土层增温效果较好,随着深度的增加,增温效果逐渐降低;地膜覆盖和秸秆覆盖在冻结期对土壤的增温效果最好,融解期的增温效果稍差,冻结稳定期增温效果很小;土壤温度变化过程在冻结期和融解期呈现不同特点,冻结期土壤温度随着土壤深度的增加而升高,融解期随着土壤深度的增加而降低,同时土壤融解速度远大于冻结速度。该研究结果可为寒旱灌区冻融期土壤水热运移提供参考,对冬小麦种植管理具有现实意义。     

旱坡地截流蓄水种植沟耕作技术及其水肥效益研究

根据宁南山区的气候特点和生产现状，通过截流蓄水各植沟，保护垄（埂）和地膜覆盖为 ，采取耕作、栽培、轮作培肥、蓄水保墒管理，在坡耕地截流蓄水沟耕作技术下，以夏秋作物单种、套种等形式，建立了以旱坡耕地截流蓄水保墒，促进农田水分转化效率与大幅度提高农田生产力状况相适应的耕作技术体系。结果表明：该项耕作技术能有效地增蓄天然降水，控制水土流失，提高作物防旱抗旱能力，明显提高作物对有限降水的生产效率。粮油作物     

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)。     

白膜和黑膜覆盖对黄绵土保水调温的效应

本研究量化了白膜和黑膜覆盖对黄棉土不同深度土壤水分和土壤温度的变化,探讨了地膜覆盖的"保水调温"效应。试验设置白膜、黑膜、未覆膜3个处理,监测覆盖处理下不同深度土壤温度,选用正弦曲线拟合和方程模型,量化分析黄绵土在不同覆盖条件下土壤水分、土壤温度和热容量变化过程。研究发现,40 cm深度处土壤水分和土壤热容量值均最大,10 cm深度处值最小。在0:00~8:00,黑膜覆盖下土壤温度普遍高于白膜覆盖,黑膜覆盖夜间保温性更好;8:00~16:00,白膜覆盖下土壤温度增加速率更快,对地温提升优于黑膜覆盖,白膜覆盖下土壤温度"峰值"出现比黑膜早1 h左右。覆盖处理均表现为浅层土壤(0~20 cm)升温快,降温也快,土壤温差变化幅度大于深层土壤(20~40 cm);随着土壤深度的增加,覆盖地膜对土壤增温效应不明显,土壤热容量显著增加。覆盖白膜、黑膜均能显著提高土壤水分和土壤温度,增加土壤热容量。白膜覆盖对土壤增温效应要大于黑膜覆盖的增温效应;白膜覆盖条件下土壤温度温差最大,未覆膜处理次之,黑膜覆盖处理最小。