旱地小麦休闲期不同耕作措施对土壤水分蓄纳利用与产量形成的影响

为了提高旱地冬小麦的水分利用率,采用大田试验,研究休闲期不同耕作措施对旱地冬小麦土壤含水量、产量及水分利用率的影响。结果表明,休闲期不同耕作措施可明显提高播前与越冬期0~100 cm、100~200 cm土层含水量,有利于旱地冬小麦出苗与越冬;同时,休闲期不同耕作措施可明显提高后续各生育期土壤含水量,提高穗数、穗粒数,显著提高籽粒产量与水分利用率,各处理下数据显示休闲期深耕处理效果优于深松与免耕处理。总之,休闲期不同耕作措施均有利于旱地小麦土壤水分、产量和水分利用率的提高,是实现旱地小麦增产的有效措施。     

膜侧施肥对旱地小麦产量、籽粒蛋白质含量和水分利用效率的影响

覆膜栽培能提高旱地小麦产量,但降低了籽粒蛋白质含量,优化施肥是解决这一问题的有效措施之一。2013年9月至2016年9月,在黄土高原中部典型旱地进行田间定位试验,比较传统平作(不覆盖+均匀施肥)、垄覆沟播(垄上覆膜+垄间沟播+均匀施肥)和膜侧施肥(垄上覆膜+垄间沟播+播种行侧膜下定位施肥)栽培模式下,0~40 cm土层硝态氮含量和0~200 cm土壤水分,以及膜侧施肥对小麦氮素吸收利用、产量、籽粒蛋白质含量和水分利用的影响。与传统平作相比,在偏旱的2013—2014和2015—2016年度,垄覆沟播的小麦产量分别提高9.5%和6.3%,籽粒蛋白质含量降低7.1%和9.9%,水分利用效率提高5.8%和8.7%,而膜侧施肥的小麦产量提高18.8%和22.8%,籽粒蛋白质含量无显著变化,水分利用效率提高13.2%和19.6%;在偏湿润的2014—2015年度,垄覆沟播和膜侧施肥对小麦产量无影响,但膜侧施肥的籽粒蛋白质含量和水分利用效率分别提高6.0%和17.0%。与垄覆沟播相比,膜侧施肥在偏湿润年份使生长季内100~200 cm土壤水分消耗显著减少,而在偏旱年份使夏休闲季土壤蓄水显著增加,开花和收获期0~40 cm土壤硝态氮、根系全氮以及开花期茎叶全氮含量升高,促进了小麦营养器官氮素吸收、积累及其向籽粒的转运,提高了旱地小麦产量,籽粒蛋白质含量和水分利用效率。在偏干旱的2013—2014和2015—2016年度,膜侧施肥较垄覆沟播产量分别提高8.4%和15.5%,籽粒蛋白质含量提高9.9%和8.7%,水分利用效率提高7.0%和10.0%;在偏湿润的2014—2015年度,两处理产量无显著差异,但膜侧施肥的籽粒蛋白质含量提高6.0%。因此,膜侧施肥可维持旱地小麦生育后期的土壤氮供应,提高小麦产量、籽粒蛋白质含量和水分利用效率,增加下季播前深层土壤贮水,是适宜于旱区推广的小麦栽培模式。     

不同降水年型旱地小麦休闲期耕作的蓄水增产效应

为明确旱地小麦通过休闲期耕作实现蓄水增产的技术途径, 2009-2012年连续3个小麦生长季, 在山西闻喜县进行了休闲期深翻、深松或无耕作的田间试验, 以明确不同耕作措施对土壤水分变化、小麦产量形成的影响。结果表明, 深翻和深松处理播种期0~300 cm土壤蓄水量增加, 枯水年增加63~91 mm, 平水年增加41~70 mm, 丰水年增加54~74 mm, 尤其在枯水年和丰水年生育后期蓄水效果仍显著, 休闲期土壤蓄水效率显著提高, 枯水年提高147%~205%。深翻和深松处理在枯水年和丰水年可促进小麦生育后期吸收300 cm土层土壤水分, 使产量和产量构成因素显著提高, 尤其在枯水年产量提高34%~45%。在平水年, 穗数、穗粒数和产量显著提高, 且在平水年和丰水年深翻和深松处理对产量构成因素中的穗数影响最大。深翻和深松处理后降水生产效率和水分利用效率显著提高。不同降水年型休闲期耕作条件下, 穗数与播种至拔节期120~180 cm、拔节至开花期60~120 cm土层土壤贮水减少量关系密切, 穗粒数与播种至拔节期60~120 cm土层关系密切, 产量与拔节至开花期60~120 cm、开花至成熟期 120~180 cm土层关系密切。总之, 在本研究条件下, 旱地小麦休闲期深翻或深松耕作有利于蓄积休闲期降水, 改善底墒, 尤其枯水年的效果更为明显; 有利于增加土壤水分, 促进小麦向深层吸收土壤水分, 优化产量构成, 实现增产。在枯水年和平水年, 以休闲期深翻效果较好, 在丰水年以休闲期深松效果较好。     

休闲期覆盖和施氮量对旱地小麦幼苗生理特性的影响

为了研究旱地冬小麦休闲期生理特性的变化,采用大田试验研究了休闲期不同覆盖方式对旱地小麦越冬期0~20 cm土壤蓄水量、农艺性状、倒二叶POD和SOD活性、MDA含量的影响及施氮量的调控效应。结果表明,采用渗水地膜覆盖可显著增加越冬期0~20 cm土壤的蓄水量;增加越冬期小麦的株高、主茎叶龄、单株干重;倒二叶的POD、SOD活性升高,MDA含量显著降低。在液态地膜和渗水地膜条件下,0~20 cm土壤蓄水量、MDA含量均以低氮条件下显著最高,高氮处理显著最低,中氮处理居中;POD和SOD活性均以中氮处理显著最高。可见,旱地小麦采用休闲期渗水地膜覆盖+施适量氮肥的栽培措施有利于提高土壤蓄水量,促进旱地小麦生长。     

秸秆覆盖对农田土壤水分及玉米生长的影响

秸秆覆盖的土壤剖面含水量与裸地显著不同,与前者相比,裸地土壤水分无明显的层次性变化,受降水及蒸发等因子影响明显。由于覆盖状况和土壤物理性质不同,土壤水分变化幅度也有明显差异,秸秆覆盖土壤水分含量较高,玉米拔节期0~40cm土层达到18%。苗期根长小并主要分布在0~30cm土层,孕穗期和灌浆期根长大大增加,主要分布在0~60cm和0~90cm土层。秸秆覆盖可以显著地增加土壤水分利用率和蓄水量,促进玉米根系生长,提高玉米单产32.1%。     

秸秆覆盖对农田土壤水分及玉米生长的影响?

秸秆覆盖的土壤剖面含水量与裸地显著不同,与前者相比,裸地土壤水分无明显的层次性变化,受降水及蒸发等因子影响明显。由于覆盖状况和土壤物理性质不同,土壤水分变化幅度也有明显差异,秸秆覆盖土壤水分含量较高,玉米拔节期0~40cm土层达到18%。苗期根长小并主要分布在0~30cm土层,孕穗期和灌浆期根长大大增加,主要分布在0~60cm和0~90cm土层。秸秆覆盖可以显著地增加土壤水分利用率和蓄水量,促进玉米根系生长,提高玉米单产32.1%。     

旱地小麦地膜覆盖效应研究

对旱地小麦地膜覆盖土壤学效应研究表明，地膜覆盖土壤改良效应主要包括以下5个方面：（1）提高土层温度；（2）增加土壤含水量（0－20cm)；（3）提高土壤水分利用；（4）改善土壤物理性状，降低土壤容重；（5）增加土壤微生物数量。     

不同覆膜方式对旱地冬小麦土壤水分和产量的影响

为探讨黄土高原半干旱雨养条件下覆膜种植冬麦田土壤水分动态特征和增产效果,在2008—2009和2009—2010年生长季,以露地种植为对照(CK),研究了3种覆膜方式(全膜覆土穴播、全膜穴播、垄膜沟播)对冬小麦农田土壤水分、产量和水分利用效率的影响。结果表明,孕穗前期覆膜处理0~200 cm平均土壤含水量在2个生长季分别较CK高2.3%和1.7%,而在孕穗期至成熟期分别较CK低14.7%和7.6%。地膜覆盖可显著改善0~20 cm土壤墒情,但拔节后20~90 cm土层以及全生育期90~200 cm土层含水量普遍低于CK;2个生长季收获期0~200 cm平均土壤含水量覆膜处理较CK分别低64.7 mm和47.0 mm。在2个生长季中,覆膜处理平均耗水量分别较CK多64.6 mm和77.2 mm。2个生长季夏季休闲后,覆膜处理在秋播时0~200 cm的土壤含水量分别比CK高29.8 mm和22.8 mm,显然,覆膜有利于土壤水分的快速恢复。2个生长季覆膜处理的平均产量分别较CK高49.4%和53.2%,水分利用效率分别提高11.8%和14.3%。在3种覆膜处理中,虽然全膜穴播的产量和水分利用效率最高,但从劳动力和生产资料的投入同产出效益角度考虑,则以全膜覆土穴播最优。因此认为,全膜覆土穴播是一种高产高效、操作简单、适宜于半干旱区推广应用的冬小麦种植方式。     

不同耕作方式对砂姜黑土理化性质和小麦产量的影响

为探讨砂姜黑土农田适宜的耕作方式,提升砂姜黑土农田地力及作物产量,发挥地域资源优势,以‘百农207’为试验材料,通过田间试验,研究了免耕、旋耕(15 cm)和深耕(30 cm)3种耕作方式对砂姜黑土农田土壤容重、土壤含水量、硝态氮含量及小麦籽粒产量的影响。结果表明:在小麦越冬期和成熟期,3种耕作方式0~10 cm土层土壤容重差异不显著(P0.05),但深耕处理显著降低了10~40 cm土层土壤容重(P0.05)。在小麦苗期,3种耕作方式对0~40 cm土层土壤含水量影响规律不明显(P0.05),但在小麦越冬期、拔节期、成熟期,深耕处理显著增加了0~40 cm土层土壤含水量(P0.05)。在小麦成熟期,0~40 cm土层土壤硝态氮含量均为免耕旋耕深耕。与免耕处理相比,深耕处理通过增加小麦穗粒数和千粒重,使籽粒产量增加9.79%。综合研究区的土壤性质、作物生长、自然环境等因素,小麦季30 cm深耕可以降低土壤容重,增加土壤含水量,提高小麦籽粒产量,可作为砂姜黑土农田适宜的耕作方式。     

稻草覆盖对花生木薯间作系统产量和土壤性状的影响

研究了稻草覆盖对丘陵红壤旱地作物产量提升及土壤改良的效果,以期为南方丘陵红壤旱地土壤培肥、改良及稻草资源合理利用提供指导。通过设置不覆盖稻草、稻草覆盖和稻草覆盖+腐秆菌3个处理,分析了不同稻草覆盖对作物产量、土壤水分、土壤生物活性及土壤速效养分等指标的影响。结果表明:稻草覆盖能显著提高花生、木薯产量,而添加腐秆菌对花生、木薯产量增产效果不明显;稻草覆盖可明显促进土壤速效养分的积累,其中以速效钾提高最大,并显著提高土壤生物活性;稻草覆盖能明显提高土壤含水量,但主要影响0~20 cm土层土壤含水量。本试验条件下,稻草覆盖能显著提高作物产量,若增施腐秆菌可加速稻草秸秆的腐解,促进土壤速效养分的积累。     

干旱年型深翻与探墒沟播对旱地小麦产量形成的贡献

为明确旱地麦田探墒沟播增产增效机理,2015-2016年在山西农业大学闻喜小麦基地开展大田试验,研究休闲期耕作播种方式对旱地麦田土壤水分消耗、产量和水分利用效率的影响。结果表明,旱地麦田休闲期深翻利于蓄积降雨,提高底墒46.74mm,增产10.77%~13.38%,提高净收入1.62%~5.56%。探墒沟播较常规条播越冬、拔节期0~300cm土壤蓄水量显著提高,分别达11.24~22.35、17.11~25.56mm,深翻条件下显著降低播前–拔节耗水量及其所占比例,提高拔节后耗水量,提高生育期总耗水量11.89~21.13mm;降低越冬–拔节群体分蘖增加率和拔节–开花减少率,提高成穗率、穗长、小穗数和可孕小穗数;增加穗数、穗粒数和千粒重,产量和水分利用效率分别提高16.39%~19.12%和12.67%~13.15%,分别提高净收入和产投比103.25%~111.12%和30.27%~35.93%。此外,生育期探墒沟播耗水增产作用大于休闲期深翻。总之,旱地麦田休闲期深翻结合探墒沟播有利于降低生育前期耗水,减少早春无效分蘖发生,提高成穗率和可孕小穗数,实现增产增效,效果显著。     

冷凉区旱地玉米微垄覆膜土壤水热及产量效应研究

针对冷凉区旱地玉米生产中存在的干旱缺水和低温冷凉两大主要限制因子,于2016年采用单因素随机区组设计,在山西省旱作节水农业试验示范基地阳曲县河村,采用地膜半覆盖模式,设置5种不同覆膜起垄高度处理,进行了冷凉区旱地玉米微垄覆膜土壤水热及产量效应研究。结果表明,覆膜垄高每增加5cm,玉米苗期垄侧播种行8cm日平均地温降低0.3℃;当覆膜垄高从0cm增加到5和10cm时,膜侧播种行0~20cm土壤含水量分别极显著（P<0.01）增加3.6和5.3个百分点;覆膜垄高每增加10cm,玉米拔节期推迟1d,抽雄吐丝期相应推迟1d;覆膜垄高5cm处理的经济产量极显著（P<0.01）高于垄高15cm、垄高20cm和地膜平铺处理,与垄高10cm处理之间没有显著差异;覆膜垄高5和10cm处理的水分利用效率最高,极显著（P<0.01）高于地膜平铺和垄高20cm处理,平均较地膜平铺和垄高20cm处理分别提高2.1和2.2kg/(hm ²·mm),增幅分别为6.8%和7.2%。研究认为,微垄覆膜（垄高5~10cm）可以协调垄高增加引起的增温和微集水之间的矛盾,同时兼顾地膜覆盖增温、保墒和微集水效应,增产增效,是冷凉区旱地玉米适宜的地膜覆盖方式。     

西北黄土高原旱作区不同地膜覆盖种植模式谷田水温效应及水分利用效率研究

针对西北黄土高原旱作区年降水量不足、水资源分布不均及春季大风干旱等造成的谷子产量不高、水分利用率低等生产问题,设置裸地平作种植（CK）、PE膜全覆膜起垄穴播（T1）、渗水地膜半覆膜起垄穴播（T2）和PE膜半覆膜起垄穴播（T3）4个处理,研究不同地膜覆盖种植模式对谷田播种前和收获后0~100cm土壤含水量、不同生育期0~40cm土壤含水量、0~30cm土壤温度、谷子农艺性状、产量和水分利用效率的影响。结果表明,3种地膜覆盖模式均不同程度地改善了谷子生育期内土壤的水温状况,提高了谷子的群体水分利用率、产量及相关农艺性状。4种处理播种前和收获后0~100cm土壤含水量、不同生育期0~40cm土壤含水量、0~30cm土壤温度均为T1>T2>T3>CK。3种覆膜处理的单穗重、单穗粒重、千粒重和产量均显著高于CK处理,T1和T2处理与T3处理差异显著。T1、T3和T2处理的群体水分利用率分别较CK处理提高了7.55、1.05和1.65kg/(mm·hm²)。PE膜全覆膜起垄穴播模式可作为西北黄土高原区谷子生产的高产高效栽培技术模式。     

水肥耦合对黄河三角洲盐碱地小麦根系形态和分布的影响

[目的]为了探索黄河三角洲轻度和中度盐碱地小麦根系分布情况,分析水肥耦合对小麦的根系分布的影响。[方法] 设置不灌水,灌底墒水,灌底墒水和拔节水,灌底墒水、拔节水和灌浆水4种灌水方式;不施肥,施有机肥,施有机肥与无机复合肥和施无机复合肥4种施肥方式,探索不同水肥耦合条件下黄河三角洲盐碱地小麦根系形态和分布情况。[结果]结果显示,盐碱地小麦根系主要集中在0-30cm土层,且随着土层的加深逐渐减少。在本文中,各根系形态指标之间表现为极显著的正相关关系。灌水次数和施肥种类对小麦根系的生长发育有重要影响,灌2次水,施无机复合肥处理的小麦根系活力最高,根系形态最好。[结论]因此,在黄河三角洲轻度和中度盐碱地,小麦根系分布主要集中于前30 cm,拔节水和无机复合肥有利于促进小麦根系发育,可获得较好的根系形态结构。     

灌溉和施氮方式对甘肃陇中黄土高原春小麦产量和土壤含水量与有效氮含量的影响

旨在研究影响小麦产量的最佳灌溉与施氮方式组合。以‘定西42号’春小麦为材料,采用水氮互作的方法,设4种灌溉量（单位面积水深50 mm、100 mm、150 mm、200 mm）和3种施肥方式（拔节期施纯氮肥40 kg/hm ²、开花期施纯氮肥40 kg/hm ²、拔节期和开花期施纯氮肥40 kg/hm ²和50 kg/hm ²）。（1）灌溉量150 mm与开花期施氮肥40 kg/hm ²处理时,小麦产量都最高。（2）灌溉量150 mm时各个土层含水量最高,不同施氮处理,各个土层含水量高低顺序为分蘖期<开花期<拔节期。（3）小麦植株耗水量随灌溉量增加而增加、水分利用效率随灌溉量增加而减少。（4）分蘖期灌溉量150 mm时各个土层硝态氮含量最高;拔节期,0~10 cm土层铵态氮和硝态氮含量最高;开花期,灌溉量150 mm和追施纯氮肥40 kg/hm ²时各个土层硝态氮和铵态氮含量最高。灌溉量150 mm和开花期施纯氮肥40 kg/hm ²方式搭配,对甘肃陇中黄土高原春小麦产量、土壤有效氮含量和水分节约最有益。     

轮耕对小麦–玉米两熟农田耕层构造及作物产量与品质的影响

为了解不同轮耕模式对小麦-玉米两熟制耕层构造、作物产量和品质的影响,从2009年小麦季开始至2012年玉米生长季结束连续3个种植周期设置小麦季免耕、深松或翻耕+玉米季免耕或深松的6种耕作模式组合,研究其对农田土壤孔隙度和水分含量、作物产量、以及籽粒蛋白质含量、油分含量和容重的影响。结果表明,与免耕相比,玉米季深松大幅度提高0~40 cm土壤的周年总孔隙度,小麦季深松或翻耕改善了土壤孔隙状况。小麦季耕作和玉米季耕作的交互效应是各层次土壤毛管孔隙度的决定因素,而玉米季耕作的独立效应是土壤各层次非毛管孔隙度的决定因素。小麦季深松和翻耕促进小麦生育后期对土壤水分的吸收,深松较翻耕和免耕处理的小麦产量显著升高。玉米季深松比免耕提高了玉米在灌浆阶段对水分的吸收,有利于提高玉米产量,同时对后茬小麦有积极作用。从全年产量与品质看,6种耕作模式组合中,全年两季深松效果最佳,其次是小麦季深松+玉米季免耕,这两种轮耕模式均适合在华北平原推广应用。     

不同耕作措施对麦田土壤碳储量和作物水氮利用效率的影响

为了探索耕作措施和秸秆还田对麦田土壤碳氮水的动态变化的影响,在田间定位试验的基础上,通过深耕(T1)、深耕+秸秆还田(T2)、浅耕(T3)、浅耕+秸秆还田(T4)4种不同耕作方式处理,对麦田碳储量、土壤含水量、全氮含量以及作物水氮利用效率的变化进行了研究。结果表明,秸秆还田在不同时期对土壤碳储量有一定的影响,与播前土壤有机碳储量相比,0~20 cm土层各处理在越冬期有较高的有机碳储量,20~40 cm土层则于拔节期有机碳储量达到最大值,40~60 cm土层除T1处理,其他处理皆为拔节期最大。综合来看,在整个生育期有机碳储量均表现为秸秆还田处理大于秸秆不还田处理。深耕处理提高了小麦生育前期的土壤含水量,T2处理的作物耗水量比T4处理高4.2%;秸秆还田提高了作物的水分利用效率,T2的水分利用效率、灌溉水利用效率分别比浅耕加秸秆还田高24.9%,27.6%。除开花期,T1处理的植株含氮量高于浅耕处理,T2处理能够显著提高冬小麦氮素积累量,较不还田处理提高了44%;T1处理的氮素利用效率比浅耕处理高57.2%。秸秆还田处理在生育前期抑制了小麦的生长,但后期促进了植株干物质量的积累。秸秆还田有利于穗粒数的提高,从而提高产量,T2处理较T3处理产量提高了22.1%,较T1处理增产6.7%;T1处理较T3处理增产14.4%。因此,秸秆还田和深耕有助于提高土壤碳储量,提高水分和氮素利用效率,进而提高作物产量。