垄覆膜集雨对苜蓿草地土壤水分动态及利用效率的影响

我国西北黄土高原干旱半干旱区年降雨稀少和土壤水分周期性亏缺, 导致人工草地生产力低下、水分利用效率低。本试验在旱作条件下, 将垄覆膜集雨措施应用于紫花苜蓿种植, 研究了沟垄宽比和覆膜方式对2 年龄苜蓿草地土壤水分动态及水分利用效率的影响。结果表明: 垄覆膜集雨在集雨前期(4 月中旬至6 月上旬)显著提高0~20 cm 土层土壤含水量, 在集雨中后期(6 月中旬至9 月下旬)显著提高0~120 cm 土层平均含水量,越冬期增加土壤水分入渗能力, 提高20~120 cm 土层平均含水量; 且垄覆膜处理的集雨效率高于土垄处理。随着生育时期的延伸, 垄覆膜处理0~120 cm 土壤平均贮水量呈先降后升的趋势, 土垄处理0~120 cm 土壤平均贮水量呈由高到低的趋势; 在苜蓿生长后期垄覆膜处理的蓄墒能力显著高于土垄处理。垄覆膜处理的平均水分利用效率为34.91 kg·mm^-1·hm^-2, 为对照(平作, CK)的2.25 倍, 土垄处理的平均水分利用效率为28.47kg·mm^-1·hm^-2, 为CK 的1.83 倍, 垄覆膜相对土垄处理平均水分利用效率提高22.62%; 垄覆膜处理以沟垄宽比为60 cm∶60 cm 和60 cm∶75 cm 的水分利用效率最高。     

陕北黄土丘陵区山地苹果园的土壤水分动态研究

掌握土壤水分特征是实现果园科学管理、有限雨水资源合理高效利用、保证果树高产优质的关键。以陕北米脂山地6年生红富士苹果园为研究对象,于2015年4月—2016年6月采用FDR、中子水分仪和烘干法相结合的土壤水分监测方法,分析了山地苹果园的土壤水分总体特征、单株不同位点的水分动态以及不同旱作措施(秸秆覆盖、起垄覆膜垄沟集雨、有机肥覆盖)的土壤水分环境效应。结果表明:陕北山地果园时段干旱严重,最严重的为苹果树新梢生长和幼果发育期;春季土壤干旱程度取决于上年入冬前土壤储水量高低。果园0~60 cm土层(根系分布集中层)水分随降雨量而变化,表现为较一致的季节变化特征;土壤水分的变化滞后于降雨变化,且降雨对土壤水分的影响随土层加深而减弱,100 cm深土层受降雨影响减弱,土壤剖面200 cm以下土层土壤含水量保持相对稳定。6年生山地苹果园土壤已经出现干化现象,且在90~300 cm存在明显的低湿层,土壤体积含水量常年处在12%以下。苹果树单株尺度范围内,土壤含水量随距树干距离增加单调递增;土壤水分的平均值处在距树干105 cm处;沿行向距树干不同距离位点的土壤含水量显著高于沿株向距树干等距离位点的含水量(P0.05)。秸秆覆盖、起垄覆膜垄沟集雨和有机肥覆盖措施相较于空白对照(不覆盖、不灌溉)均能有效改善土壤水分环境,缓解果树生育期内水分供需矛盾,其中起垄覆膜垄沟集雨措施的保墒效果最佳,建议陕北黄土丘陵区山地雨养苹果园采用起垄覆膜垄沟集雨的保墒措施。     

旱作农田沟垄微型集雨结合覆盖玉米种植试验研究

田间沟垄微型集雨结合覆盖技术有效地利用了膜垄的集水和沟覆盖的蓄水保墒功能,改变了降雨的时空分布,使降雨集中富集在种植沟中,显著地提高了降水的利用效率,特别是小雨的利用率。研究结果表明:土垄的平均集水效率为7% ,而垄上覆膜后集水效率为87% ,膜垄能产生径流的最小降雨量为0 8mm。田间沟垄微型集雨结合覆盖技术能提高土壤贮水量,增加玉米的产量。垄上覆膜结合沟覆盖处理玉米产量比平地增加2 339～5 2 97kg/hm2 (44 %～14 3% ) ,水分利用效率基本都在2kg/m3 以上。     

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.     

垄沟集雨对紫花苜蓿草地土壤水分、容重和孔隙度的影响

在旱作条件下, 将垄沟集雨措施应用于紫花苜蓿种植, 研究沟垄宽比和覆膜方式对2年龄紫花苜蓿草地土壤水分状况、土壤容重及孔隙度的影响。结果表明: 全越冬期, 膜垄和土垄处理0~120 cm土壤水分平均散失量分别低于CK(平作)28.43 mm和13.61 mm。膜垄处理整个集雨期的蓄墒增加率为59.03%~99.27%, 产流效率为53.43%~91.72%; 2009年集雨前期(4月上旬~6月上旬)土垄处理的蓄墒增加率、产流效率分别为1.92%~2.74%和1.71%~2.55%, 2009年集雨中后期(6月中旬~9月下旬)土垄处理的蓄墒增加率、产流效率较集雨前期显著升高, 分别为8.85%~36.77%和8.01%~35.82%; 膜垄和土垄处理的蓄墒增加率、产流效率均随垄面宽度增加而显著增加, 且膜垄的蓄墒增加率、产流效率显著高于土垄处理。垄沟集雨种植能够显著降低0~40 cm土壤层容重, 且0~20 cm土壤层容重降幅表现为膜垄大于土垄。垄沟集雨种植也能够显著增加0~40 cm土壤层孔隙度, 且0~20 cm土壤层孔隙度增幅表现为膜垄大于土垄。     

旱地谷子垄膜覆盖集雨增产试验

旱地谷子垄膜覆盖集雨技术,改善了田间的土壤水分、温度等环境因素,为谷子生长发育提供了良好的条件,植株性状明显改善,产量明显提高。试验结果表明：旱地谷子垄膜覆盖沟种土壤水分明显提高;整个生育期种植行间各层平均地温,起垄覆膜高出露地1．5℃,增温值随着土层的加深而降低;旱地谷子垄膜覆盖沟种的水分生产率为1．11kg／mm,...     

垄膜沟种不同沟垄比对春玉米水分利用和产量的影响

为进一步提高半干旱区春玉米水分利用效率和产量,设计3种垄膜沟种不同沟垄比带型,分别为60cm∶60cm,60cm∶45cm和60cm∶30cm,以传统种植为对照,研究不同处理对土壤水分和玉米产量的影响。结果表明:在2008—2009年的两年试验中,垄膜沟种不同带型处理的平均土壤贮水量在玉米整个观测期基本上比对照不同程度有所增加。由于两年间降雨量不同且降雨分布不均,使2008—2009年度沟垄集雨种植玉米产量差异很大。但不同带型增产趋势基本一致,两年间不同带型垄膜沟种的产量比对照分别增加9.85%~14.52%和24.88%~27.20%,水分利用效率分别比对照增加12.57%~14.75%和7.42%~18.03%。通过回归分析得出在辽西半干旱地区玉米垄膜沟种比较适宜的沟垄比为60cm∶40.5cm,此条件下可使玉米理论产量达到最高。垄膜沟种技术是适合于半干旱地区能较好提高水分利用效率和产量的一种种植方式。     

旱地不同覆盖沟垄种植方式对马铃薯土壤水分和产量的影响

马铃薯是西北黄土高原半干旱区的特色作物和主栽作物之一,如何提高其降水利用效率是发展该区域马铃薯产业的重点问题。在大田试验条件下,以不同的覆盖方式和沟垄种植方式为处理,测定马铃薯生育期的土壤水分含量及其分布和产量,计算耗水量和水分利用效率,研究西北黄土高原半干旱区旱地不同覆盖和种植方式对马铃薯产量和水分利用效率的影响。结果表明,马铃薯采用草-膜二元覆盖垄种技术,能够有效地积蓄自然降水,草-膜二元全地面覆盖保墒、垄沟有效地聚集和保持了土壤水分,尤其在伏旱阶段的块茎形成期,0-100cm土层的土壤含水量高于全膜覆盖处理。因此,高垄膜覆盖沟覆草垄播使得产量和水分利用效率较其它种植模式分别提高8.39%～58.38%和8.46%～67.97%,是一项适合于西北黄土高原旱作区马铃薯高产的栽培技术。     

半干旱地区沟垄微型集雨种植马铃薯最优沟垄比的确定

采用沟垄微型集雨种植马铃薯，垄作为集水区，沟作为种植区，采用三种沟垄比和两种下垫面材料。在2001～2002年的试验中，膜垄种植马铃薯平均水分利用效率分别是对照的2.8倍(2001)和2.4倍(2002)，土垄种植马铃薯水分利用效率和对照相差不大；由于降雨量和降雨高峰期出现时段的不同，虽然使2001～2002年度沟垄微型集雨种植马铃薯产量有所差异，但在两年试验中，马铃薯增产趋势基本一致,膜垄种植马铃薯产量分别比对照平均提高231%(2001)和153%(2002)，土垄种植马铃薯产量分别比对照平均提高58%(2001)和23%(2002)。通过直线回归分析，在半干旱地区膜垄种植马铃薯最佳沟垄比为60 cm∶40 cm，当沟垄比为60 cm∶40 cm马铃薯产量的期望值可以达到最大，该技术是适合于半干旱地区的能较好提高降水利用率和产量的一种种植方式。     

不同覆盖时期和方式对旱地马铃薯土壤水热条件和产量的影响

在大田条件下,以不同覆盖种植方式为处理,通过测定土壤含水量、耕层土壤温度、马铃薯生长指标和经济产量等,研究不同覆盖种植方式对旱地马铃薯土壤水热状况和产量的影响。结果表明:与传统耕作和垄沟全膜覆盖处理相比,垄膜沟草覆盖能显著提高马铃薯苗期0~25cm土壤温度3℃左右,降低盛花期至收获期0~25cm土壤温度2℃左右;其次,垄膜沟草覆盖显著提高播前0~30cm土层含水量,增加收获后0~100cm土层土壤含水量。垄膜沟草覆盖的株高、单株薯块重、大薯率、产量显著高于其它处理,且秋季覆盖的产量优于春季覆膜,故垄膜沟草秋季覆盖是适宜半干旱区旱作马铃薯的高产种植方式。     

东北地区垄作免耕覆盖模式对土壤理化特性的影响(英文)

为了实现东北垄作区的保护性耕作,针对目前生产上常规垄作与免耕覆盖垄作的保护性耕作模式,就2种不同模式对土壤理化特性的影响,深入东北三省保护性耕作示范区,进行田间实际试验和取样分析。对比结果说明免耕覆盖垄作模式较好地满足了玉米种子发芽的种床环境要求:在5~10 cm耕层温度超过10~12℃;土壤含水量达到13%以上;土壤紧实度上层疏松,下层紧实。并且与常规耕作比较提高了土壤有机质含量(1.43 g/kg)与N、P、K含量(22.32 mg/kg,2.05 mg/kg,3.11 mg/kg)。但是发现由于垄高(9.43~11.5 cm)低于常规垄作(13~18 cm)达到3.57~6.5 cm,而不利于垄作优势的发挥,建议加大东北玉米垄作免耕播种机的创新设计,以解决整机超重,压平垄台,压实垄沟的问题。研究结果可为东北寒地干旱区保护性耕作技术模式的推广应用提供理论依据。     

横坡垄与顺坡垄的水土流失对比研究

在缓坡坡耕地农业生产中存在着应选择横坡垄还是应选择顺坡垄问题。重点分析了它们对农业经营的利弊和它们在生产过程中的演变。调查表明二者水土流失均较严重,只是侵蚀方式不同。提出了既适合横坡垄又适合顺坡垄水土保持的措施———垄向区田及其配套农具———1QD型垄向区田筑挡机。     

论地埂利用

作者通过调查研究,认为目前陕西省在地埂利用方面,还有较大的潜力可挖。全省除少数县、乡(镇)和一些群众的田块上,地埂利用较好外,全省大部分地区的农田地埂都尚未开发利用。为了缓解人地、林粮、果粮矛盾,合理、充分利用地埂尤为重要。为此,本文以较多的实例,论述了合理利用地埂对促进本区生态、经济、社会等方面效益的发挥具有显著的作用。     

旱地玉米垄膜沟种微集水种植技术研究

为提高我国北方旱地玉米的水分利用效率和土壤温度,以达到进一步增产的目的,设计出一套旱地玉米的垄膜沟种微集水种植技术。通过对比试验发现:单向丁风垄(D 2)种植沟间的含水量,较对照和平铺膜提高2.87%和1.82%;水分利用效率也最高,达18.05 kg/hm2.mm,较对照和平铺膜提高48.70%和25.54%。整个生育期种植行间各层平均地温,垄膜沟种技术高出对照1.4℃,高出平铺膜0.1℃;总积温在2 901.0~2 984.7℃之间,平铺膜为2 908.7℃,对照仅为2 699.3℃。垄膜沟种平均产量为7 237.26 kg/hm2,其中单向顺风垄(D 1)的产量最高,达7 569.62 kg/hm2,较对照和平铺膜提高47.72%和21.46%。     

坡耕地垄作区田最佳挡距数学模型及其检验

根据黑龙江省垄体的几何图形，推导出各种坡度垄作区田单个浅穴容积V的计算公式。建立了最佳挡距数学模型L=168θ^-0.50.在利用人工模拟降雨检验此模型时，选择了2°，4°和6°坡的玉米和大豆坡耕地，比较最佳挡距、最大挡距和不设土挡的开放垄的拦蓄降雨量。最佳挡距拦蓄降雨量分别是54.8mm,50.4mm和42.06mm,比最大挡距分别多拦蓄18.4mm,19.9mm和19.7mm降雨。比不设土挡的分别多拦蓄49.4mm,44.6mm和39.9mm.在自然降雨条件下，6°大豆坡耕地最佳挡距的产量比最大挡距和不设挡的对照区分别增产22.3%和36.8%,证明此最佳挡距模型是可行的和可靠的     

黄土丘陵区软埂梯田建设与维护监测研究

软埂梯田选择"接近自然"的技术对坡改梯进行了技术改进,在工程方面设计采用接近黄土自然休止角40～45°为梯田埂坡设计坡度,从而从根本上消除了地埂重力侵蚀危害。试验研究表明,软埂梯田每年的维护费用为592.5元/hm²,是硬埂维护费用的55.5%;修筑费用为435元/hm²,是硬埂的24.9%。软埂梯田具有造价低、易维护、修筑和管护简便等特点,是水平梯田建设的重要发展方向。     

植物篱埂垄向区田技术对坡耕地水土和氮磷流失控制研究

针对松干流域农田面源污染控制需求,该文开展了植物篱埂垄向区田技术在坡耕地上的水土及氮磷流失控制效应研究。田间设置8个试验处理,包括两个对照即传统顺垄种植(CK1)与横垄种植(CK2)、3个间距的顺垄种植植物篱埂(1 m间距,T1;3 m间距,T2;5 m间距,T3)和3个间距的土埂(1 m间距,T4;3 m间距,T5;5 m间距,T6)。选择三叶草为植物篱材料。结果表明:1)与传统顺垄种植相比,横垄种植泥沙量减少46.9%,径流量减少52.9%;植物篱埂T1、T2与T3泥沙量分别减少44.6%、44.1%和42.1%,径流量分别减少50.6%、49.8%和49.2%;T4、T5和T6也能降低水土流失量,但与T1、T2与T3相比,泥沙流失量分别增加16.3%、12.6%和29.5%,径流量分别增加29.6%、46.8和76.9%;植物篱埂垄向区田技术的泥沙量与径流量控制效果相对接近横垄种植。2)与传统顺垄种植相比,各处理泥沙与径流TN浓度增大,TP浓度无变化;各处理的径流TN与TP浓度增大,其中各处理间的TN浓度有较大差异,TP浓度无明显差异;径流液TN浓度增加并没有引起农田氮流失增加,农田氮流失平均降低19.7%。3)考虑到经济投入问题,推荐植物篱埂间距3～5 m,较大坡度和坡上坡中采用较小间距,较小坡度和坡底采用较大间距;植物篱埂垄向区田技术能够提高玉米产量,平均增产5%～5.6%。     

东北垄作区机械免耕播种工艺(英文)

为了建立东北地区垄作保护性耕作工艺模式,并为其配套机具的优化设计提供理论指导。该文针对东北垄作区的保护性耕作,论述了国内外垄作耕法的概况。该文论述了国内外垄作耕法的概况。在调查研究的基础上,结合课题科研实践提出了垄作耕法的垄形断面图,构建了机械免耕播种种床土壤耕作的几何模型与相关尺寸。从田间调查与测试结果,以几何模型为依据,对2种形式(滚动圆盘式,条带旋耕式)玉米垄作免耕播种机进行了研究、分析与评价。研究表明,滚动圆盘式破茬与清垄方案符合玉米垄作几何模型要求,但仍需研发新型破茬圆盘犁刀以减小工作阻力,研发新的加载技术,保持机器对下压力的需求。该研究可为垄作免耕播种机的创新设计、改进与评价提供科学依据与方法。     

不同施肥条件下农田硝态氮迁移的试验研究

NO^-₃-N的淋失是旱地农田氮素损失的重要途径之一，也是引起地下水污染的一个主要原因。在黄土高原地区，夏玉米生长正逢雨季，是NO^-₃-N淋失的主要时期。该研究基于阻水层理论和黄土高原地区传统的垄作习惯，在手工模拟机具成垄压实施肥的基础上研究了该施肥法与传统的平地施肥、垄沟施肥(成垄不压实)条件下土壤NO^-₃-N的迁移动态，结果表明，在供水量相同条件下，由于平地和垄沟条件下水分分布的差异，导致平地土壤中的NO^-₃-N较垄沟耕作易于迁移。在生育前期，由于作物根系对NO^-₃-N的吸收和拦截，成垄压实与成垄不压实施肥对阻止NO^-₃-N随水下移差异不大；生育后期，当作物需肥量减小时，成垄压实施肥能够阻止NO^-₃-N向深层土壤迁移累积。玉米收获后，3种施肥方式下土壤NO^-₃-N迁移深度为平地(>60 cm)>垄沟施肥(>45 cm)>成垄压实施肥(＜35 cm)。     

石坎梯田优化设计及施工试验研究

长江流域山区以土石山地为主,山高坡陡,土层薄,石料丰富,基本农田建设以修筑石坎梯田为主。对梯形断面石坎进行稳定分析,认为最大稳定坎高为２６２ｍ。从物理概念入手,建立了以坎高Ｈ为决策变量,以综合费用损失最小为目标的石坎梯田优化设计数学模型。优化设计施工实例表明,优化设计方案与农民常规修筑方法相比,具有田块大、田面平、田坎占地少且稳定、节省修筑投工等优点。