寒旱区地膜覆盖与施肥对土壤作物的效应分析

为了明确寒旱区不同地膜覆盖与不同施肥量的土壤和作物效应特点以及地膜覆盖增温和保水作用的相对重要性,采用二因素完全组合随机区组设计大田试验,分析比较了寒旱区宽窄幅普膜和降解膜与施肥的土壤水分、温度与作物生长和产量效应的差异。结果表明,宽、窄降解膜和普膜覆盖均有明显的增温保水作用,施肥也具有一定的增温保水作用。宽、窄降解膜和普膜覆盖玉米各生育时期均比CK明显提前,而施肥处理对玉米生育期无影响,覆盖处理对玉米生长发育的促进作用主要表现在生育前期,而施肥处理主要表现在生育中后期。不同覆盖处理显著增加了玉米产量和水分利用效率,且宽幅膜效果又显著好于窄幅膜,增产的原因主要是百粒重的显著增加,而施肥显著增产的原因是穗粒数和百粒重共同增加的结果。寒旱区限制玉米生长发育的主要因子是低温,地膜覆盖增产作用相对大于施肥,二者互作效应不显著。     

覆盖方式对旱地春玉米根冠生长及水分利用效率的影响

为了探讨干旱半干旱地区不同覆盖方式对春玉米根冠生长状况及水分利用的影响,2014-2015年在陕西省西北旱作区开展了不同覆盖方式试验。设黑色地膜覆盖（BF）、白色地膜覆盖（WF）、秸秆覆盖（MS）和裸地不覆盖（CK）4个处理。试验于玉米生长的各个主要时期测定了玉米地下根系和地上部植株生长量,玉米收获后测定产量与水分利用效率。结果表明,黑色地膜覆盖较白色地膜覆盖、秸秆覆盖和裸地栽培能更好地协调玉米生育期的根冠比,明显促进了玉米吐丝期后的根冠生长,成熟期玉米根系体积黑色地膜覆盖方式下较白色地膜覆盖、秸秆覆盖和裸地栽培2年平均分别增加16.51%、21.18%和44.23%,单株干重2年平均分别增加9.34%、21.66%和40.68%。黑色地膜覆盖方式下玉米生育后期的群体叶面积指数高,根冠比大,产量显著增加,水分利用效率明显提高。玉米2年平均水分利用效率黑色地膜覆盖方式较普通白色地膜覆盖方式和秸秆覆盖方式分别提高9.41%和13.75%。在西北旱作地区,黑色地膜覆盖方式具有协调玉米根冠生长和提高玉米水分利用效率的增产效果。     

不同农田管理措施旱地玉米土壤水分特征分析

试验研究了不同农田管理措施下旱地玉米的土壤水分特征。结果表明,秸秆整秆全覆盖、微孔地膜覆盖较秸秆粉碎还田和常规种植能提高土壤水分,增加降水的入渗深度,减少土壤耗水量,其顺序为秸秆整秆全覆盖>微孔地膜覆盖>秸秆粉碎还田>常规种植。受基础土壤水分不同和降雨较少的影响,玉米生育前期不同农田管理措施土壤水分差异不大,8月份充足的降水后,各措施充分显示了其蓄水保墒的作用,其中,9月份秸秆整秆全覆盖0~120 cm土壤贮水量为248.2 mm,较常规种植增加32.1 mm;降水入渗深度为120 cm,较常规种植增加25 cm。     

地膜覆盖与育苗移栽对山西寒旱区春玉米生长及产量的影响

为了明确寒旱区地膜覆盖与育苗移栽对促进中晚熟玉米生长及增加产量作用的相对重要性,采用完全随机区组设计大田试验,分析比较了这两种栽培方式对玉米生育进程、株高变化与穗位高及各产量构成因素的影响。结果表明,地膜覆盖直播玉米的生长发育进程明显地早于育苗移栽玉米。地膜覆盖较同期直播（5月2日）产量增加32.0%;育苗移栽膜地产量较直播提高34.7%。增产的原因主要是百粒重的显著增加。各处理相比,移栽可使株高和穗位高降低,覆膜(包括移栽膜地)则能够提高产量和降低秃尖的长度。综合投入产出比较,覆膜种植是目前山西寒旱区春玉米较好的种植方式之一。     

不同覆盖物对水稻旱管栽培产量形成的影响

旱管稻不同覆盖物比较试验表明，采用地膜覆盖，土壤保墒性能强，水稻植株健壮生长，易达到早发、早够苗、成足穗的目的，有利于旱管稻产量的提高，覆盖鲜秸秆不能替代地膜覆盖的保墒效果，反而影响分蘖期地温上升，造成减产，覆盖半腐熟秸秆，在水稻生育期间，可以腐烂利用，达到增产目的。     

烤烟生长的影响

 为干旱地区寻找较好的烤烟配套栽培措施提供依据。在大田条件下研究了地膜覆盖、秸秆覆盖和秸秆还田对烤烟生长发育、土壤相对含水率、烟叶产质量的影响。地膜覆盖、秸秆覆盖和还田均能增加干旱季节土壤的含水率,减少土壤水分蒸发,生长前期地膜覆盖的保水效果最优,后期以秸秆覆盖和还田效果略好;几种措施均能显著的促进烤烟的生长发育,其中地膜覆盖对烟株早期生长有利,而秸秆覆盖和还田在烟叶旺长后优于地膜覆盖;秸秆覆盖能显著的提高烤烟的产质量,产值分别较秸秆还田、常规对照和地膜覆盖提高7.5%、18.2%和37.6%。秸秆覆盖具有明显的保水增产作用,值得在干旱烟区大面积推广。     

不同保水措施对烟地土壤水分及 烤烟生长的影响

为干旱地区寻找较好的烤烟配套栽培措施提供依据。在大田条件下研究了地膜覆盖、秸秆覆盖和秸秆还田对烤烟生长发育、土壤相对含水率、烟叶产质量的影响。地膜覆盖、秸秆覆盖和还田均能增加干旱季节土壤的含水率,减少土壤水分蒸发,生长前期地膜覆盖的保水效果最优,后期以秸秆覆盖和还田效果略好;几种措施均能显著的促进烤烟的生长发育,其中地膜覆盖对烟株早期生长有利,而秸秆覆盖和还田在烟叶旺长后优于地膜覆盖;秸秆覆盖能显著的提高烤烟的产质量,产值分别较秸秆还田、常规对照和地膜覆盖提高7.5%、18.2%和37.6%。秸秆覆盖具有明显的保水增产作用,值得在干旱烟区大面积推广。     

秸秆带状覆盖对西北雨养区马铃薯农田土壤温度及产量的影响

为探明秸秆带状覆盖和地膜覆盖对马铃薯农田土壤热量传递和产量的影响,试验于2018-2019年进行,设置不同覆盖材料（地膜、秸秆）、覆盖时期（秋、春）、露地（CK）5个处理,研究不同覆盖对马铃薯农田土壤热量传递特性及产量的影响。结果表明,各处理在不同生育期和不同土层温度存在显著差异。与CK相比,2个生长季秸秆带状覆盖显著降低0~25cm土层土壤温度0.6℃~0.9℃,降温幅度为秋覆盖大于春覆盖,地膜覆盖提高土壤温度0.3℃~0.7℃。不同时期相比,地表覆盖存在增温和降温的双重效应,降温效应秸秆带状覆盖大于地膜覆盖,而增温效应地膜覆盖大于秸秆带状覆盖。地温日变化随气温的变化存在明显的滞后效应,覆盖显著抑制地温波动。覆盖具有“双抑制效应”,在低温时段抑制了土壤热量向大气的散失,高温时段抑制了地表对太阳辐射热量的吸收,且秸秆覆盖优于地膜覆盖,秋覆盖优于春覆盖,与CK相比,2个生长季秸秆覆盖温度梯度降低7.3~7.8℃/m,地膜覆盖降低3.4~6.3℃/m。秸秆带状覆盖增产14.7%,地膜覆盖增产25.3%,处理间单薯重的差异是引起产量差异的主要因素。因此,秸秆带状覆盖在西北雨养区马铃薯生产中具有应用推广价值。     

不同栽培方式对玉米光合特性及产量的影响

为探索贵州地区玉米获得高产稳产的适宜栽培方式,在大田试验条件下,开展了6种不同栽培方式试验,揭示了6种不同的栽培方式对玉米叶面积指数、气孔导度、蒸腾速率、光合速率以及最终籽粒产量的影响,为贵州玉米高效生产提供基础理论依据。结果表明:与对照相比,秸秆覆盖和地膜覆盖均可提高叶面积指数、净光合速率,抽雄期的净光合速率达到峰值,从而显著提高玉米产量。在乳熟期,不同处理方式的光饱和点明显高于抽雄期,明显表现出移栽的要高于直播的,达到了差异显著性水平,地膜覆盖育苗移栽的LSP、LCP、AQE、A_(max)均显著性提高,表观量子效率的增大,提高了净光合速率,延缓了衰老,提高了光补偿点,进而提高最终产量,最终测产的结果也是地膜覆盖育苗移栽产量最高,相对于常规直播提高了20.5%,秸秆覆盖和常规对照的差异并不明显。籽粒产量与行粒数、穗行数、百粒重、穗长呈显著性相关。总的来说,地膜覆盖育苗移栽有利于提高玉米的光合特性和籽粒产量,是一种适合贵州地区的一种栽培方式。     

不同秸秆还田模式对玉米主要病害发生为害的影响

2017-2019年调查了辽宁春玉米产区不同秸秆还田模式对玉米主要病害发生为害的影响,结果表明：与传统不还田旋耕栽培模式相比,秸秆覆盖还田后玉米主要病害的发生为害最重,茎腐病发病率增加68.77%,穗腐病发病率增加20.01%,大斑病病情指数增加39.54%;秸秆碎混旋耕还田后茎腐病发病率增加48.20%,大斑病病情指数增加16.84%;秸秆田外堆置腐解后深翻还田可有效降低玉米茎腐病和穗腐病等土传病害的发生,茎腐病发病率降低41.66%,穗腐病发病率降低30.00%;秸秆还田配套不同耕作栽培模式对玉米主要病害发生为害有一定的叠加影响,免耕栽培会加剧病害发生,而深翻栽培可降低病害发生。由此可见,秸秆直接还田,特别是覆盖还田会加重玉米主要病害的发生为害,而秸秆经充分腐解处理后再还田能有效降低玉米主要病害,尤其茎腐病和穗腐病等土传病害的发生。     

不同覆盖方式对旱地马铃薯叶片抗氧化生理及产量的影响

为探究西北半干旱雨养条件下不同覆盖措施对旱地马铃薯增产及抗性生理的影响,以‘陇薯7号’为材料,设置了玉米秸秆带状覆盖(SM)、地膜覆盖(PM)和无覆盖对照(CK)3种栽培方式,研究了不同处理下马铃薯植株叶片抗氧化酶活性、渗透调节物质和膜脂过氧化物含量、产量及其构成要素的差异。结果表明:SM显著提高马铃薯植株细胞清除自由基和过氧化氢的能力,维持了较高的渗透性。SM较PM和CK处理分别显著增加过氧化物酶(POD)活性23.0%和62.6%,超氧化物歧化酶(SOD)活性10.2%和28.3%,过氧化氢酶(CAT)活性11.4%和38.1%,降低丙二醛(MDA)含量23.7%和11.7%。SM和PM分别较CK增产15.9%和34.0%,覆盖显著提高单薯重是增产的主要原因。灰色关联度分析结果表明,SM处理产量与CAT和SOD活性高度关联,与POD和SOD活性中度关联,而PM处理产量仅与Pro含量高度关联。可见,秸秆带状覆盖在提高马铃薯叶片抗氧化能力,延缓植株衰老,提高产量方面有显著效果,可供半干旱秸秆资源丰富地区推广应用。     

高寒区地膜覆盖育苗移栽技术对鲜食玉米生长及鲜穗产量的影响

为了探究覆膜育苗移栽技术对鲜食玉米生长及鲜穗产量的影响,以覆膜直播为对照,分析比较了2种栽培方式对鲜食玉米出苗（成活）率、生育进程、株高、穗位高及穗部性状、鲜穗产量的影响。试验结果表明：覆膜育苗移栽的有效苗率较直播提高15.8%,且生育进程明显早于直播,鲜穗收获期提前;覆膜育苗移栽可使株高和穗位高降低,对穗长及鲜穗产量的影响不明显,但对秃尖的影响极显著。对鲜穗产量影响不明显的主要原因是覆膜育苗移栽使生育进程提前,有效灌浆期延长,百粒重增加。随着相关配套技术的应用,鲜食玉米覆膜育苗移栽技术在晋北高寒地区的优势突显,很好的推广这一技术将是该地区鲜食玉米产业发展的一次革命性突破。     

不同覆盖材料土壤水温效应与作物增产效应分析

在位于山西省阳曲县河村的“国家‘十一五’支撑计划农业综合节水研究示范基地”,采用大田试验对不同材料（普膜、降解地膜、秸秆、液膜）覆盖下的土壤水分和温度动态变化以及玉米生长和产量效应、WUE进行了研究,并分析了不同覆盖材料的经济效益。结果表明：供试降解膜和普膜覆盖均具有显著的增温效果和一定的保水作用,秸秆覆盖同时具有显著的降温作用和保水作用,而供试液膜只具有一定的增温效应,无保水作用,不同覆盖材料的增温或降温效应主要表现在玉米生育前期。供试降解膜和普膜覆盖均显著促进了玉米生长发育,玉米产量和WUE以降解膜覆盖最高,普膜覆盖次之,但经济效益以普膜覆盖最好,降解膜覆盖次之。供试液膜对玉米生长也具有一定促进作用,玉米产量、WUE和经济效益也均略好于CK,但差异均不显著。而秸秆覆盖影响了玉米生长发育,产量、WUE和经济效益均显著低于CK。由以上结果可见,在试验区域低温干旱并存的条件下,有效的覆盖材料应同时具备增温作用和保水作用,而且增温作用较保水作用更为重要。因此,秸秆不适合作为低温干旱并存区域的覆盖材料,供试液膜因其效果欠佳也不适宜推广应用,而普膜覆盖的推广应用可获得最大的经济效益,但考虑到普膜的环境污染成本,供试降解膜也具有良好的推广应用价值。     

覆盖对旱地冬小麦植株和旗叶水分含量及产量的影响

为探明西北半干旱雨养农业区冬小麦生产中不同覆盖栽培方式的增产机理,设置了秸秆带状覆盖（MS）、地膜覆盖（PM）、露地种植（CK）3种栽培方式,其中MS处理设置了58.82%、50.00%、41.66%、37.04% 4个覆盖度,分别在种植带内播种3行（MS3）、4行（MS4）、5行（MS5）、6行（MS6）小麦,研究了不同覆盖度对小麦灌浆阶段植株和旗叶的水分变化情况,及其对产量形成的影响。结果表明,MS处理平均较CK增产9.05%,以MS5增产幅度最大（10.34%）,PM处理较CK增产11.42%。在灌浆期,MS处理小麦植株含水量、旗叶相对含水量、12和24h内离体旗叶失水速率分别较CK提高了1.49~2.49个百分点、3.29~5.26个百分点、7.11~8.19mg/(g·h)和3.77~4.55mg/(g·h),较PM处理分别提高了3.24~4.37个百分点、5.34~10.46个百分点、27.03~28.66mg/(g·h)、6.67~12.28mg/(g·h),不同覆盖度间比较,各指标较CK和PM处理的提高幅度均随覆盖度降低而降低。地膜覆盖可增加分蘖、促进植株营养生长,从而提高小麦产量;秸秆带状覆盖提高灌浆阶段植株含水量和旗叶相对含水量,延迟功能叶衰老,进而增加粒重,是其较露地增产的原因之一。秸秆带状覆盖条件下,MS5与地膜覆盖的增产效应相近,是较为适宜的秸秆覆盖栽培模式。     

覆盖措施对咸水结冰灌溉后土壤水盐动态和棉花生产的影响

对咸水结冰灌溉融冰后不同防止返盐措施处理的土壤水盐动态以及棉花的出苗、生长特征和产量进行了研究。结果表明,不同的覆盖措施对抑制土壤表层水分蒸发的效果有显著差异,3月和4月份表层土壤含水量影响5月份的含盐量,而5月份表层土壤的含盐量直接决定棉花出苗率。地膜覆盖和保留前茬旧膜的处理保墒抑盐效果最好,棉花出苗率和产量也最高;秸秆覆盖也有一定的抑盐效果;而翻耕和中耕对土壤保墒抑盐的作用较差;液态膜处理的抑盐效果最差,棉花的出苗率和产量最低。可见保留前茬旧膜是简便有效的保墒抑盐途径。     

秸秆带状沟覆垄播对旱地马铃薯产量和水分利用效率的影响

为探明西北半干旱雨养农业区马铃薯(SolanumtuberosumL.)生产中沟垄不同覆盖种植方式的增产效果和水分利用特点,在2016年和2017年设置了大田试验,包括秸秆带状沟覆宽垄种植、秸秆带状沟覆微垄种植、全覆膜沟垄种植和露地平作4个处理。结果表明,在干旱年份(2016年),沟垄覆盖种植可显著降低马铃薯全生育期耗水量6.1%～13.2%,平均提高块茎形成期1.2～1.8 m土层含水量7.6%,全覆膜沟垄作可显著提高淀粉积累期0～0.2 m土壤含水量30.3%。在平水年份(2017年),除全覆膜沟垄种植显著降低马铃薯全生育期耗水量22.2%外,其余处理与露地平作无显著差异;沟垄覆盖种植0～2m土壤含水量在马铃薯块茎形成期、块茎膨大期和淀粉积累期分别平均比露地平作高8.7%、13.0%和13.1%。与露地平作相比, 2个生长季沟垄覆盖种植可使马铃薯全生育期0～2 m土壤平均贮水量提高5.4%～15.5%,单株生物量增加12.8%～147.4%,成熟期株高增加21.1～39.7cm,进而马铃薯增产51.6%～88.2%,水分利用效率提高68.2%～111.7%。以玉米秸秆带状沟覆微垄种植增产增效最显著,2年平均产量、水分利用效率和纯经济收益分别较露地平作提高87.8%、97.5%和254.2%。因此,玉米秸秆带状沟覆微垄种植能显著提高马铃薯产量和水分利用效率。此外,与全覆膜沟垄种植相比,秸秆带状沟覆微垄种植具有操作简单、无污染、投入产出比高等优点,适宜在西北半干旱区马铃薯生产中应用。     

麦秸覆盖对夏玉米生长发育及产量的影响

据１９９２－１９９３年大田试验结果，分析了不同时期麦秸覆盖对夏玉米生和发育和产量的影响，结果表明，麦秸覆盖后对夏玉米的产量有一定的影响，在１９９２年的降雨年型下，麦秸覆盖对夏玉米的产量有提高作用，在１９９３年的降雨条件下，麦秸覆盖数量在不超过９．０ｔ／ｈｍ＾２时对夏玉米的产量有提高作用，超过时则出现夏玉米产量低。从大田试验中采集的麦秸样品的水提液发芽试验中得出，麦秸中水溶性毒素物质随着降雨淋入土壤     

供水与地膜覆盖对干旱灌区玉米产量的影响

研究限量供水与地膜覆盖对玉米产量的耦合效应,对于充实干旱内陆灌区水资源高效利用理论具有重要意义。在甘肃河西石羊河流域通过田间试验研究了不同覆膜方式(全膜覆盖、半膜覆盖和未覆膜)和不同灌水水平(7200、6450和5700 m3 hm–2)对玉米产量的影响。结果表明,地膜覆盖方式与灌水量对玉米籽粒产量、收获指数、双穗率、穗粒数、粒重及水分利用效率有显著影响,且二者互作效应显著。全膜覆盖高、中灌水量条件下,玉米籽粒产量分别达到13 275.5 kg hm–2和12 880.5 kg hm–2,显著高于同等灌水量的半膜覆盖和未覆膜处理,增幅达7.0%~31.0%。全膜覆盖条件下,玉米水分利用效率达到16.9 kg mm–1 hm–2,较半膜覆盖和未覆膜处理分别高12.7%和6.3%,差异显著。全膜覆盖结合高灌水量玉米的双穗率、穗粒数和粒重在各处理中均表现最高,分别达到23.9%、658.6粒穗–1和36.4 g 100粒–1。全膜和半膜覆盖条件下,高灌水量处理玉米全生育期平均叶面积指数(LAI)分别达到2.8和2.7,显著高于对应低灌水处理,中等灌水量处理与低灌水量处理的平均LAI差异不显著;全膜高灌水处理0~30 cm土壤含水量和0~25 cm土层0℃积温分别达到23.9%和3717.9℃,显著高于其他各处理。通径分析结果进一步说明,地膜覆盖主要是通过提高双穗率、增加叶面积指数提高了玉米粒重和穗粒数,从而提高玉米籽粒产量,进而双穗率、平均叶面积指数的提高均可归因于耕层土壤水热状况的改善。