渭北旱原冬小麦深施肥沟播综合效应研究

针对深施肥或休闲期深施肥沟播技术,对冬小麦生育的影响,增产效应及产量结构等进行了研究。深施肥或休闲期深施肥沟播生态效应可改善小麦生育条件,旱地冬小麦深施肥沟播在干旱或土墒不足的条件下,可借墒播种,盐碱地采用此技术可躲盐巧种,提高出苗率,易遭冻害地区的冬小麦,可降低分蘖节在土壤中的位置,减轻因分蘖节受冻害而造成的死苗,死蘖。故在渭北旱原的旱、薄和盐碱地推广此项技术,是经济有效的增产、稳产、增收、低耗措施。     

防堵和播深控制机构提高玉米免耕精量播种性能

免耕播种技术能够提高土壤的蓄水保墒能力、增加土壤有机质含量,因此在华北平原农作区被广为接受。该地区的耕作制度为小麦与玉米周年轮作,冬小麦在6月份收获,随后在小麦秸秆覆盖地上直接进行玉米免耕播种作业。受小麦秸秆的影响,播种后玉米种子的粒距均匀性和播种深度一致性很难保证,另外,玉米苗由于被小麦秸秆覆盖容易发生病虫害。为了解决以上问题,发明了一种安装防堵机构和播深控制单体的玉米免耕精量播种机,对该播种机和不带防堵机构和播深控制单体的普通播种机在4、6和8 km/h 3个播种速度下的播种性能进行了对比试验,测量并得出了拨草性能、播种深度、出苗率和粒距分布均匀性（合格率、重播率和漏播率）等指标参数。试验结果表明：防堵机构和播深控制单体能显著提高播种机的拨草性能、播种深度一致性、出苗率和粒距分布均匀性;防堵机构使播种机不易堵塞,播种速度为8 km/h时的凉籽率仅为1.8%;播深控制单体使播种机在所有播种速度下平均播深接近理论播深,播种速度为8 km/h时的播深变异系数仅为9.2%,使得出苗时间更集中,出苗整齐度高。以上结果说明：设计的安装防堵机构和播深控制单体的玉米免耕精量播种机能够满足小麦秸秆覆盖田玉米免耕精量播种的要求。     

黄土台原旱地小麦机械化保护性耕作栽培体系的水分及产量效应

针对黄土台原自然资源特点及农业生产实际，在已有研究基础上，将“高留茬”、“深松耕”和“起垄覆膜沟播”3项技术有机结合，组成旱地小麦机械化保护性耕作栽培体系。研究表明，夏闲期采用高留茬、深松耕可以把夏闲期占小麦全生产年度50%的降水最大限度地蓄积并保存于土壤之中，较传统翻耕法多蓄水约76.2 mm，蓄水率达55%以上；在此基础上，种麦时再应用起垄覆膜沟播技术，既可以把夏闲期蓄积到土壤中的水分最大限度地保住，又可把小麦生育期的降水量最大限度地蓄留，从而使旱地小麦的水分条件明显改善，增产增收效果显著，是黄土台原旱作小麦实现高产、稳产的一种比较理想的模式。     

沟播小麦防冻保苗生态效应的探讨

<正> 沟播是我国北方旱地小麦生产上一项传统技术,由于深播浅盖集中施肥保温保墒,加上使用抗逆性强的农家品种,五十年代以前我国北方小麦冻害并不严重。解放后推广机播小垅密植加上生产条件改善,产量迅速提高,但由于失去了沟播的保温保墒作用,加上其它方面的原因,六十年代以来我国北方小麦冻害日趋严重。1976年以来我们在北京郊区进行了以防冻保苗为主的试验,大多取得了保苗增产效果。小垅沟播栽培技术,具有机播机械作业效率高、均匀一致、密度较高、长势较匀的优点,又具有畜力沟播保温保墒、集中施肥、有利保苗壮苗的优点。特     

小麦宽苗带种沟镇压播种装置研制

为解决中国黄淮海地区小麦播种质量差的问题，该研究设计了一种能够构建优质种床结构的种沟镇压播种装置，利用挡板提高种沟的平整性，种子下落到种沟后镇压轮对种床进行镇压，让种子与土壤紧密接触，为种子建立上松下紧的种床环境。对种沟镇压装置受力情况与种沟形成原理进行分析，结合具体农艺需求，确定种沟镇压播种装置的主要参数取值范围：弹簧工作形变量30～70 mm，镇压轮相对高度10～50 mm，挡板相对高度0～100 mm。以播深合格率、播种深度稳定性系数、种沟坚实度为指标，利用Box-Behnken响应面设计建立种沟镇压播种装置关键参数的二次多项回归模型，得到种沟镇压播种装置最佳作业效果的参数：挡板相对高度56.6 mm、镇压轮相对高度22.4 mm、弹簧工作形变量48.2 mm。在最佳参数条件下与覆土镇压装置进行性能对比试验，结果表明，种沟镇压装置的播深变异系数比传统覆土镇压装置降低63.6%,50～100 mm深度土层土壤坚实度提高47 kPa，种沟平整度提高63%。研究结果可为中国黄淮海地区小麦播种提供装备支持和技术参考。     

耕作方式对旱地麦田土壤蓄水变化特征及小麦产量的影响

为探讨不同耕作方式对山西晋南旱地土壤蓄水变化特征及小麦产量的影响,以“晋麦92号”为试验材料,连续2年研究休闲期免耕+常规条播、休闲期免耕+探墒沟播、休闲期深松+常规条播和休闲期深翻+常规条播4种耕作模式对麦田土壤蓄水量及变化特征、小麦产量和水分利用效率的影响。结果表明:休闲期免耕条件下,沟播较常规条播更有利于提高100-200 cm土层蓄水量。沟播对旱地小麦产量的增加效果不明显或略有降低,2个年份水分利用效率分别降低3.6%和9.3%。休闲期深松和深翻比免耕均能提高旱地小麦播前和返青期0-200 cm土壤蓄水量,以深翻效果最佳,这种增加作用主要集中在0-100 cm土层。小麦产量在2个年度均表现为休闲期深翻+常规条播处理最高(较休闲期免耕+常规条播处理增产44.6%和147.2%)。产量增加与地上部干物重和穗粒数呈显著正相关。深松和深翻使2个年度水分利用效率分别增加12.7%和46.74%,53.70%和94.91%,且在较干旱年份(2018—2019年)增加效果越明显。可见,休闲期连续2年深松和深翻均能提高土壤蓄水量,提高旱地小麦产量和水分利用效率。免耕条件下,沟播对小麦产量影响因年份不同而异,仍需进一步探讨。     

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。     

稻茬田小麦宽幅精量少耕播种机的设计与试验

为解决长江中下游稻麦轮作区稻茬田免耕播种小麦机具堵塞及土壤黏附严重等问题,结合当地稻茬田播种小麦需要开排水沟的农艺要求,提出了"种-肥-种"宽幅精量播种和带状旋耕相结合的防堵思路,设计了双翼铧式开沟器、宽幅精量排种机构、种沟双圆盘开沟器和浮动覆土板等关键部件,研究设计了一种稻茬田小麦宽幅精量少耕播种机。试验结果表明,宽幅播种方式与带状旋耕相结合较好解决了稻茬田播种小麦堵塞的问题,小麦播幅平均为74.6 mm,平均播深为39 mm,播深合格率为86.7%,施肥方式为侧下方深施肥,平均施肥深度为81 mm,施肥深度合格率为93.3%,均满足国家标准。厢沟平均深度为175 mm,沟面宽度为238 mm,满足排水要求。该研究为应用于稻麦轮作区稻茬田小麦少免耕播种机的设计提供了参考。     

小麦免耕播种机种肥分施机构的改进与应用效果

中国华北平原小麦－玉米一年两熟地区，玉米收获后免耕播种冬小麦时由于秸秆覆盖量大，免耕播种机播种部分易产生壅堵，播深一致性差，影响播种质量，针对这一问题，研发了尖角开沟器与双圆盘组合式种肥垂直分施装置，分别在玉米秸秆直立地和粉碎地进行了田间播种试验，结果表明：该组合装置中双圆盘播种机构实现了单体仿形，播种深度变异系数分别为19.8％、21.3％，种肥间距合格率达80％，提高了播种质量，同时解决了排种机构易产生壅堵的问题，通过性良好。因此本装置为小麦免耕播种机提供了技术支持，对一年两熟地区小麦免耕播种技术的推广具有重要意义。     

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。     

玉米间作豌豆种间竞争互补对少耕密植的响应

通过对种间关系的研究,确定玉米间作豌豆中能否集成少耕和密植效应,对进一步优化间作技术具有理论指导意义。2016—2017年,本研究在河西绿洲灌区,以玉米间作豌豆为研究对象,设传统耕作、少耕两种耕作措施和低、中、高3种玉米密度,研究不同处理对玉米间作豌豆种间竞争力和豌豆收后间作玉米恢复效应的影响,揭示种间关系与间作产量的相关关系。结果表明,不同间作处理的土地当量比均大于1,说明本试验条件下的间作处理均具有增产优势;与传统耕作相比,少耕使玉米间作豌豆产量提高5.79%;少耕条件下,中密度间作产量较低密度、高密度处理显著提高8.37%、9.09%,说明玉米间作豌豆集成少耕和中密度具有进一步增产的优势。少耕结合中密度强化了间作豌豆对玉米的竞争力,较低密度、高密度处理的竞争力分别高36.56%、20.17%,形成间作玉米恢复效应强化的基础;豌豆收获后,少耕间作玉米具有明显的恢复生长效应,较传统耕作高10.30%~47.11%。间作群体的籽粒产量与豌豆相对于玉米全生育期内的平均竞争力呈二次曲线相关关系,当竞争力在0.25时利于间作获得高产。因此,玉米间作豌豆模式中集成少耕和密植技术,通过调控种间关系进一步挖掘间作增产潜力,少耕结合玉米中密度可作为绿洲灌区玉米间作豌豆增产的理想措施。     

耕作措施对黑龙江省风沙土区玉米生长发育及产量的影响

针对黑龙江省西部风沙土区干旱频繁发生,土壤风蚀严重的特点,采取打茬播种、旋耕播种、免耕三种不同的耕作措施,与当地传统耕作方式破垄种进行了对比试验,研究了耕作措施对玉米生育性状及产量的影响。结果表明,耕作方式对玉米生育前期影响较小,主要影响玉米中后期的生长发育。旋耕处理前期土壤水分储存较多,为后期玉米的生长发育提供了充足的水分供应。旋耕处理的玉米产量最高,与对照相比产量增加了31.2%。打茬播种处理的产量相比对照增加了13%。免耕处理的玉米产量最低,与对照相比产量降低了20.4%。     

Long-term consequences of tillage,residue management,and crop rotation on maize/wheat root rot and nematode populations in subtropical highlands

Densely populated and intensively cropped, the subtropical highlands of the world have severe agricultural sustainability problems resulting from soil erosion and fertility decline. In 1991, the International Maize and Wheat Improvement Center (CIMMYT) initiated a long-term field experiment with zero tillage under rainfed conditions at its semi-arid highland experiment station in Mexico (2240 m asl; 19.31°N, 98.50°W; Cumulic Phaeozem) to evaluate the effects of tillage, residue management, and rotation on maize and wheat production. Long-term effects on root rot and nematode populations – and their possible detrimental effects on yield – were monitored from 1998 to 2003 to evaluate the sustainability of the cropping system. In general, wheat showed less root rot incidence than maize. Crop residue retention reduced the numbers of the nematode Pratylenchus thornei in both crops, as did zero tillage compared with conventional tillage. Conventional tillage with continuous maize and residue removal, the common farmer practice in this region, reduced yield and dramatically increased P. thornei. Zero tillage with residue removal resulted in low values for yield, root rot, and nematode populations, especially under maize monoculture. Under zero tillage and residue retention, root rot incidence in maize was moderate, parasitic nematode numbers were low, and yield was highest compared to alternative practices. In wheat, the highest yields were observed under zero tillage and residue retention, with intermediate root rot incidence. Zero tillage with rotation and residue retention enhanced water availability, soil structure, and nutrient availability more than conventional tillage. Microbial life diversity increased under zero tillage and residue retention, which may useful for biological control and integrated pest management.     

内蒙古河套平原灌区玉米适宜耕作方式研究

【目的】浅旋耕是内蒙古河套灌区常用的耕作方式,长期采用浅旋耕导致耕层变浅、犁底层变硬、土壤保水保肥能力下降。本文探索了翻耕和深松对内蒙古河套平原灌区不同产量水平下玉米农田土壤肥力的作用,以明确适宜本地区长期可持续的耕作技术。【方法】本研究在巴彦淖尔市黄河沿岸进行。选择了长期引黄灌溉,且分别采用浅旋耕 (10—15 cm)、传统翻耕 (20—30 cm) 和深松 (30—35 cm) 3种耕作措施及低、中、高3个产量水平地块。在玉米收获后,采集0—20、20—35和35—50 cm土层样品,测定土壤容重、土壤固液气三相比、土壤水分含量和养分含量,调查玉米产量,分析传统翻耕和深松对不同产量水平地块土壤质量及玉米产量的作用效果,以及不同产量水平地块采用深松和传统翻耕的增产潜力。【结果】3个产量水平土壤上,深松和翻耕较浅旋耕处理的土壤含水量分别提高7.25%～32.11%、5.36%～21.91%,土壤容重降低5.23%～8.61%、0.69%～4.91%,土壤固液气三相比R值降低12.24%～89.97%、7.30%～57.74%,土壤全氮含量提高了17.88%～55.60%、9.81%～22.25%,土壤速效磷含量提高21.23%～41.26%、10.84%～22.04%,土壤速效钾含量提高36.85%～71.99%、6.01%～50.99%,土壤有机质含量提高28.85%～54.14%、14.63%～36.38%;深松的效果显著好于传统翻耕。低、中、高产量水平地块采用深松,玉米的增产潜力分别为29.56%、25.37%、16.13%,采用传统翻耕分别为22.75%、16.96%、16.55%,采用深松的增产潜力大于采用翻耕。【结论】内蒙古河套平原耕作措施由浅旋耕改为深松与传统翻耕,能显著改善低、中、高产肥力地块土壤的理化特性,并提高玉米产量,其中深松效果均好于传统翻耕。低肥力与中肥力水平下采取深松耕作效果最佳,高肥力水平下深松与传统翻耕均可。     

长期保护性耕作对土壤有机碳和玉米产量及水分利用的影响

【目的】通过研究保护性耕作对旱地春玉米土壤有机碳(SOC)、产量及水分利用的影响,分析保护性耕作的增产机制,为旱作农田耕作技术应用提供理论和技术支持。【方法】采用2003~2013年连续11年的田间定位试验,设传统耕作(CT)、少耕(RT)和免耕(NT)3种耕作措施,分析土壤0-20 cm和20-40 cm土层有机碳含量、土壤0-20 cm含水量、作物耗水量、玉米产量和水分利用效率的年际变化和耕作处理间的差异,并对玉米产量与影响因素的相关性进行分析。【结果】1)保护性耕作能有效提高土壤有机碳含量,少耕、免耕处理0-20 cm土层有机碳含量11年平均值较传统耕作分别提高了11.2%和3.4%;至2013年少耕、免耕20-40 cm土层有机碳含量分别较传统耕作增加了5.53和3.29 g/kg;土壤0-20 cm有机碳储量净增加速率分别为C 0.365和0.754t/(hm2·a)。2)保护性耕作具有明显的增产效果,少耕产量最高,增产效果最好2003~2013年均产量为5.83t/hm~2,较传统耕作提高了14.7%;免耕次之,年均产量为5.39 t/hm~2,较传统耕作增产6.1%。3)各耕作处理玉米产量与土壤0-20 cm土层含水量之间存在显著的二次方程关系,与作物耗水量之间具有显著的乘幂方程关系。4)保护性耕作可以增加土壤水分减少玉米生育期内的耗水量,提高水分利用效率,其中免耕土壤0-20 cm土层水分含量最高2003-2013年平均含水量为15.2%,较传统耕作和少耕提高了1.90和1.66个百分点,且生育期耗水量最少2003~2013年均耗水量为403.5 mm,较传统耕作和少耕减少了16.1 mm和7.6 mm;少耕、免耕的水分利用效率较传统耕作分别提高了16.1%和10.2%,降水利用效率较传统耕作提高13.9%和5.8%。【结论】长期保护性耕作可以有效地提高土壤有机碳含量、增加土壤水分、减少作物耗水量,从而显著提高了玉米产量和水分利用效率,3种耕作措施中以少耕效果最好,免耕次之在旱作农田推广少、免耕保护性耕作措施是一种增产、节水的有效途径。     

Effects of tillage systems on soil physical properties,root distribution and maize yield on a Colombian acid-savanna Oxisol

Abstract

Tillage systems may affect many soil properties, which in turn may alter the soil environment and consequently impact on root growth and distribution, and crop yield. In 1993, a long-term field experiment on sustainable crop rotation and ley farming systems was initiated on a Colombian acid-savanna oxisol to test the effects of grain legumes, green manures, intercrops and leys as possible components that could increase the stability of systems involving annual crops. In the present study, five agropastoral treatments (maize monoculture, maize-soybean rotation, maize-soybean green manure rotation, native savanna, maize-agropastoral rotation) under two tillage systems (no tillage and minimum tillage) were investigated. Lower bulk density and higher total porosity for all treatments and soil layers were found in no-tillage compared to the minimum tillage system. Between the two tillage systems, significantly higher maize grain yields (p<0.1) were obtained under no-tillage agropastoral treatments compared to the same treatments under minimum tillage. Maize yields on native savanna soils were markedly lower than in the rest of the treatments, indicating the need for improved soil conditions in subsoil layers for root growth of maize.     

一膜两年覆盖条件下耕作方法对旱作玉米产量及土壤物理性状的影响

为了优化全膜双垄沟播玉米土壤耕作技术,实现土壤质量保育和增产增效,布设田间定位试验,比较研究了一膜两年全膜双垄覆盖条件下,少免耕对玉米产量、水分利用效率(WUE)、经济效益及土壤物理性状的影响。结果表明:一膜两年用条件下,深松耕—免耕较对照能显著提高玉米的籽粒产量、水分利用效率、收获指数、总产值及产投比,其籽粒产量、水分利用效率、收获指数、总产值及产投比分别较对照提高22.8%,22.0%,15.0%,17.4%,17.4%;深松耕—免耕具有降低表层土壤容重、紧实度,增加土壤总孔度、大团聚体含量及饱和导水率的作用,全膜双垄沟播玉米采用深松耕—免耕具有明显的稳增产增效及土壤结构改善的作用,建议在全膜双垄沟播玉米种植体系中推广应用。     

不同耕作模式对东北风沙土区玉米产量及氮素利用率的影响

研究优化集成耕作模式对东北风沙土区玉米产量、肥料氮素利用率及去向的影响,探讨不同耕作模式下玉米产量及氮肥利用率之间的关系,为东北风沙土区玉米生产合理耕作模式的选择提供科学依据。在东北风沙土区传统耕作模式(CT)、优化集成耕作模式1(ITP1)和优化集成耕作模式2(ITP2)小区内设置~(15)N标记微区框栽,以CT处理为对照,研究ITP1和ITP2耕作模式下玉米产量、氮肥利用率及肥料氮去向。结果表明:2种优化耕作模式玉米籽粒产量显著高于传统耕作模式,分别增产30.10%和15.53%。3种耕作模式氮肥利用率介于27.10%～35.46%,ITP1处理和ITP2处理氮肥利用率分别为35.46%和31.40%,比CT处理分别提高了30.85%和15.87%。与CT处理相比,IPT1处理氮肥残留量增加18.67%,损失量降低45.65%;IPT2处理肥料氮残留量介于IPT1和CT处理之间,差异不显著,IPT2氮肥损失率比CT处理降低24.36%,比IPT1增加39.17%。2种优化集成耕作模式增加玉米产量,提高氮肥利用率,减少氮肥污染,IPT1和IPT2两种优化耕作模式适合东北风沙土地区玉米种植。     

黄土高原土壤风蚀区玉米起垄覆盖集水效应

为了选择黄土高原土壤风蚀区玉米种植最佳集水技术,采用5种不同处理方法（秸秆覆盖、起垄覆膜膜侧种植、起垄无膜、无垄覆膜和常规耕作）对土壤蓄水量和玉米的生理特性进行分析。结果表明：不同处理间土壤蓄水量、叶片叶绿素含量、净光合速率（Pn）、蒸腾速率（Tr）、水分利用效率（WUE）以及产量性状等指标均存在差异,以起垄覆膜膜侧种植为最优种植模式,其耕作层土壤蓄水量在抽雄期（8月9日）比对照高72.3%;整个生育期叶片的叶绿素含量、净光合速率和蒸腾速率分别比对照平均高16.95%、9.77%和16.21%,籽粒产量比对照提高27.28%。表明各种起垄覆盖集水模式对黄土高原土壤风蚀区玉米种植均具有增产效果,其中起垄覆膜膜侧种植集水效应最好,增产效果最优,是该区大面积推广的最佳耕作模式。     

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。