旋耕配合秸秆颗粒还田对土壤物理特性的影响

【目的】针对黄淮烟区植烟田由于化肥投入较高、耕作频繁造成的土壤板结、通透性降低、水稳性团聚体数量下降等土壤物理性质恶化的问题,探讨通过秸秆颗粒还田与耕作方式改善土壤物理性状的可行性。【方法】采用3年田间定位试验,以旋耕+不施秸秆颗粒（RG0）为对照,设置3种秸秆颗粒用量（G1：2 250 kg·hm^-2、G2：4 500 kg·hm^-2、G3：6 750 kg·hm^-2）与2种耕作方式（旋耕：R、深翻：T）的交互处理,分析不同处理对土壤容重、田间持水量、土壤孔隙度、土壤团聚体稳定性的影响。【结果】（1）与RG0相比,3年间RG处理易显著降低0—20 cm土层土壤容重,降幅6.7%—16.5%,而TG处理易显著降低20—40 cm土层土壤容重,降幅3.0%—9.8%,秸秆颗粒高量还田降低比率最高。（2）RG处理提升0—20 cm土层田间持水量的效果显著,其中RG3较RG0提升14.9%（2017年）;增加秸秆颗粒用量提升20—40 cm土层田间持水量显著,其中RG3较RG0提升18.0%（2018年）。（3）RG3与TG3处理显著提高0—20 cm与20—40 cm土层土壤总孔隙度,最高达17.9%与14.6%（2017年）,但仅RG2与RG3处理显著提高20—40 cm土层土壤毛管孔隙度。（4）RG处理在还田后期对0—20 cm土层土壤团聚体稳定性的提升作用显著;>2 mm、小鱼0.106 mm、0.5—1 mm、0.106—0.25 mm与1—2 mm粒级团聚体是影响0—20 cm土层土壤物理性状的主要因子（Exp>66%）,而0.5—1 mm与0.106—0.25 mm粒级团聚体是影响20—40 cm土层土壤物理性状的主要因子（Exp>48%）。【结论】秸秆颗粒用量6 750 kg·hm^-2配合旋耕处理可同时降低0—20和20—40 cm土层的土壤容重,提升持水性能与土壤团聚体稳定性,且聚类分析也表明该处理促使土壤物理特性居于一类水平,是能有效改善当地烟田土壤物理结构的可行措施。     

干旱半干旱区不同栽培模式对马铃薯产量和经济效益的影响

摘要：本试验用定薯3号原种作为种薯材料,设5个处理,分别为：（1）秸秆粉碎覆盖垄作穴播;（2）半膜双垄侧播;（3）全膜垄上微沟覆盖侧播;（4）全膜双垄侧播;（5）露地播种（CK）,通过对不同栽培模式下马铃薯生育期、农艺性状及产量的研究,以期为旱作马铃薯生产中合理应用和推广覆膜栽培技术提供理论依据。试验结果表明：不同栽培模式下马铃薯生育期比对照生育期都长,说明地膜覆盖可以保留土壤水分,适当延长作物生育期,增产增效。不同栽培模式下种植马铃薯,土壤0 cm～30cm 耕层含水量均比露地种植土壤含水量高。在马铃薯出苗期、现蕾期、薯块膨大期分别测定土壤含水量,结果表明：以全膜垄上微沟覆盖侧播保水保墒效果最好,土壤耕层平均含水量分别为13.01%、11.71% 、10.53%,比对照不覆膜种植（CK）分别高2.49%、2.66%、3.45%;在生长前期,半膜双垄侧播、全膜双垄侧播的土壤含水量高于秸秆粉碎覆盖垄作穴播的土壤含水量,随着生育期的推进,秸秆粉碎覆盖垄作穴播的土壤含水量高于半膜双垄侧播和全膜双垄侧播的土壤含水量。不同栽培模式对马铃薯出苗率、株高、茎粗和主茎个数的影响差异性不显著。不同栽培模式马铃薯单株个数为7.0个-10.7个,各处理间差异不显著。覆膜处理马铃薯单株重和大中薯率普遍高于露地种植,各处理间差异不显著,不同处理和对照间差异显著。全膜垄上微沟覆盖侧播种植产量最高,为2629.6 kg/667m2,亩产比对照高442.6kg,增产率为20.2%;秸秆粉碎覆盖垄作穴播种植产量第二,为2559.7kg/667m2,亩产比对照高372.7kg,增产率为17.0%;对照产量最低,为2187.0kg/667m2。马铃薯全膜垄上微沟覆盖侧播和秸秆粉碎覆盖垄作穴播这两种栽培模式适宜在干旱半干旱区推广。     

滴灌施肥模式对玉米产量、养分吸收及经济效益的影响

【目的】通过研究不同滴灌施肥模式对玉米产量、养分吸收、土壤氮素平衡、水分利用效率及经济效益的影响,以期为吉林省半干旱区滴灌玉米的生产提供理论依据。【方法】于2018—2019年在吉林省松原市民乐村进行田间试验,设置5个处理,即覆膜滴灌水肥一体化（DFM）、浅埋滴灌水肥一体化（DF）、浅埋滴尿素处理（DIU）、浅埋滴水处理（DI）和农民习惯施肥处理（FP）,于玉米拔节期、大喇叭口期、吐丝期、灌浆期和成熟期采集植株样品,分为茎秆、叶片和籽粒三部分,测定干物质积累量及氮、磷、钾含量,分析玉米关键生育时期植株养分吸收利用特性。在玉米播种前和收获后采集0—100 cm土层土样分析土壤氮素平衡情况,采集玉米播种前和收获后0—200 cm土层土样测定土壤含水量,分析玉米水分利用效率。【结果】滴灌施肥处理（DFM、DF、DIU和DI）两年玉米的平均产量显著高于农民习惯施肥处理10.3%—20.6%,在干旱年份（2018年）的增产幅度（13.7%—27.9%）大于多雨年份（2019年）的增产幅度（7.2%—13.7%）,还提高了成熟期玉米氮、磷、钾积累量,提高幅度分别为15.7%—31.7 %（P<0.05）、11.0%—35.6%（P<0.05）和5.2%—20.9%,尤其提高了吐丝后氮、磷、钾的吸收量,分别提高63.1%—95.2%（P<0.05）、11.6%—63.0%和40.0%—110.0%（P<0.05）;水分利用效率显著提高了21.8%—33.9%,降低氮素表观损失量13.8%—92.0%。覆膜滴灌（DFM）与浅埋滴灌（DF）处理相比,在干旱年份显著提高了玉米产量和水分利用效率,而在多雨年份差异不显著,覆膜滴灌显著降低了土壤氮素表观损失量74.2%,二者净收益无显著性差异,DFM处理的产投比显著低于DF处理。在浅埋滴灌条件下,DF处理与DIU处理间的玉米产量、氮素表观损失量和水分利用效率差异均不显著;DF处理成熟期的干物质积累量和磷钾积累量显著高于DIU处理;DF处理与DIU处理的净收益和产投比均无显著性差异;DI处理在干旱年份的玉米产量显著高于FP处理13.7%,在多雨年份并不显著,还显著提高了成熟期的氮磷积累量和吐丝后的氮钾积累量,DI处理的净收益与FP处理无显著性差异,但产投比显著低于FP处理。【结论】滴灌施肥模式在半干旱区可提高玉米产量、成熟期氮磷钾积累量和水分利用效率,降低土壤氮素表观损失量,在干旱年份效果显著。覆膜滴灌技术在干旱年份优势大于浅埋滴灌,但产投比显著低于浅埋滴灌技术。浅埋滴尿素模式的产量、水分利用效率、净收益和产投比与浅埋滴灌水肥一体模式相比均无显著性差异,成本较低的浅埋滴尿素模式简化了生产环节,还可达到一定的增产效果。综上所述,在本试验条件下,浅埋滴尿素模式是适宜吉林省半干旱区玉米生产的滴灌施肥技术。     

不同覆盖方式对旱作马铃薯生长及土壤水热特征的影响

【目的】探讨不同覆盖方式对西北旱作区农田土壤水热和马铃薯生长的影响。【方法】2015—2016年连续2年设置沟垄地膜全覆盖（DD）、沟垄地膜半覆盖（DB）和沟垄二元覆盖（DJ）3种覆盖方式大田试验,以平作不覆盖为对照（CK）,研究不同覆盖方式下土壤水温变异特征及对马铃薯生长及块茎形成的影响。【结果】覆盖处理全生育期0—200 cm土层土壤含水量均高于CK,DJ处理在播后70—90 d土壤保水效果最佳。覆盖能降低0—200 cm土层土壤水分变异系数,以DJ处理的土壤水分垂直稳定性最强。与CK相比,DD处理在播后30—50 d的0—15 cm土层土壤增温效果显著,而DJ处理在全生育期0—25 cm土层土壤温度表现“降温和增温双重效应”。各覆盖处理能降低0—25 cm土层土壤温度变异系数,以DJ处理最小,其土壤温度垂直稳定性最强。覆盖能提高马铃薯出苗率和影响出苗天数,其中DD处理平均出苗天数较CK提前4.5 d,而DJ处理推迟3.5 d。马铃薯生育期生物量累积动态变化符合Logistic生长模型,以DJ处理生物量理论值和生长速率最大,快速生长持续期最长。通过主成分分析发现,除马铃薯生物量、单株薯数及亩株数等因素外,土壤水分对马铃薯生长的影响高于土壤温度,是限制马铃薯高产的重要因子。【结论】沟垄二元覆盖（DJ）能改善土壤水温状况,维持相对稳定的土壤水热环境,利于马铃薯生长和块茎产量的提高。     

不同降雨年型旱地冬小麦水分利用及产量对施氮量的响应

【目的】降雨和施氮是影响渭北旱塬冬小麦生产的主要因素,降雨年际变幅大对其影响更大,因此小麦增产效应受降雨年型显著影响。分析不同降雨年型下施氮量对旱地麦田水分利用、籽粒产量和蛋白质含量的影响,能够为实现渭北旱地冬小麦 “因雨施氮”和稳产优质提供理论依据。【方法】于2017—2020年连续3年在陕西合阳县开展田间定位施氮试验,以晋麦47为试验材料,设置5个施氮量处理0、60、120、180、240 kg·hm^-2（分别以N₀、N₆₀、N₁₂₀、N₁₈₀、N₂₄₀表示）,研究不同降雨年型施氮量对冬小麦生育期0—200 cm土层水分变化动态、水分利用效率、产量构成及蛋白质含量的影响。【结果】降雨年型和施氮对冬小麦播前底墒及生育期土壤含水量、耗水量、水分利用效率、籽粒产量和蛋白质含量影响显著。（1）休闲期降雨与播前底墒呈线性相关,每增加1 mm夏季降雨,底墒增加0.9 mm。在丰水年和平水年休闲期降雨充足,前季小麦增加施氮量对下季小麦播前底墒无显著影响;在欠水年休闲期降雨较少,前季小麦每增施氮100 kg·hm^-2,下季小麦播前底墒减少15.4 mm。丰水年较欠水年和平水年均能提高冬小麦生育期0—200 cm土层土壤含水量,因而分别增加生育期耗水量35.7%和6.6%。全生育期0—120 cm土层土壤含水量受降雨和冬小麦生长发育影响波动较大,但160—200 cm 深层土壤含水量相对稳定。丰水年的水分利用效率较欠水年和平水年分别提高55.7%和26.5%,籽粒产量分别提高112.3%和39.1%,蛋白质含量分别降低8.3%和5.2%。（2）与N₀处理相比,丰水年、欠水年和平水年施氮均降低各生育时期0—200 cm土层土壤含水量,分别提高生育期耗水量4.6%—14.6%、6.0%—8.6%、2.2%—9.5%,分别增加水分利用效率20.7%—39.8%、4.7%—33.3%、13.1%—35.4%,分别增产7.1%—28.1%、1.5%—34.1%、8.5%—28.9%,分别提高蛋白质含量5.6%—10.4%、10.1%—17.7%、8.5%—15.6%。（3）施氮量和籽粒产量、蛋白质产量均符合二次曲线关系,拟合方程表明,丰水年、欠水年和平水年满足旱地冬小麦稳产优质的最适施氮量范围分别为189—202、116—124和161—174 kg·hm^-2。【结论】综合来看,丰水年、欠水年和平水年的最佳施氮量分别为189—202、116—124和161—174 kg·hm^-2,并可采取“播前底墒确定基施氮肥量+播种至拔节期降雨确定追施氮肥量”的“因雨施氮”管理模式,既能满足旱地冬小麦稳产优质,也可保证水分高效利用。     

垄宽对春小麦产量及土壤水分的影响研究

2003-2004年在张掖市进行的春小麦垄作试验结果表明,垄作栽培有明显的边行优势,各处理小穗数、穗粒数、穗粒重垄边均高于垄中;以75 cm垄宽处理产量最高,为7 000.0 kg/hm2.在0～120 cm土层灌三水后不同垄宽处理土壤水分均垂直分布在0～60 cm土层中,同一层次不同处理土壤含水量60 cm垄宽高于75、90 cm垄宽.在0～60 cm土层中,90 cm垄宽处理土壤含水量一直呈下降趋势,土壤水分发生侧渗,且不同垄宽处理在灌水后垄沟土壤含水量略高于垄面.     

沟垄覆膜对旱作马铃薯土壤养分运移及产量的影响

为了明确沟垄覆膜种植方式对旱作马铃薯田养分运移规律及产量的影响,试验设置平畦不覆膜（T1）、平畦覆膜（T2）、全膜双垄沟播（T3）、全膜双垄垄播（T4）、半膜膜侧种植（T5）及半膜沟垄垄播（T6）6个处理,研究了不同沟垄覆膜条件下0～40 cm土壤养分运转分配规律及马铃薯产量表现。结果表明,通过沟垄覆膜处理能促进土壤有机质分解,显著提高马铃薯根区土壤速效氮、速效磷和速效钾含量。在全生育期,各处理0～20 cm土壤速效氮、速效磷和速效钾含量变化规律基本一致,均呈先上升后下降趋势,7月份含量最高,且各沟垄覆膜处理均高于T1;20～40 cm土壤速效氮磷钾含量变化规律为先下降后上升再下降,以8月份养分含量最高,各处理间差异显著;而各沟垄覆膜处理0～40 cm土壤有机质含量均低于T1。与T1相比,T2、T3、T4、T5和T6分别增产36.3%、59.7%、60.5%、47.6%和46.0%,其中T4产量最高。沟垄覆膜种植提高了大薯率和中薯率总和。各处理综合表现以T4最好。     

地膜覆盖麦田土壤有机碳矿化特征及其温度敏感性

【目的】明确旱地土壤有机碳矿化对地膜长期覆盖的响应及有机碳矿化的温度敏感性,进而深入理解土壤有机碳的转化与稳定机制,为旱地土壤培肥和作物增产提供理论支撑。【方法】在黄土高原东南部2012年开始的旱地小麦田间地膜覆盖试验的基础上,采集不同覆盖栽培模式（常规施肥（不覆膜）、测控施肥（不覆膜）、垄膜沟播（覆膜）、平膜穴播（覆膜））试验的0—20 cm土层土壤样品,采用不同温度（15、25和35℃）进行室内有机碳矿化培养实验。在培养后的第1、3、5、7、14、21、28、35和42天运用碱液吸收法测定土壤有机碳矿化速率,结合双库指数模型拟合土壤活性和惰性有机碳库的容量及其分解速率,研究地膜覆盖对土壤有机碳矿化特征的影响及有机碳矿化对温度变化的响应规律。【结果】温度升高显著提高了土壤有机碳矿化速率、累积矿化量和惰性有机碳库（Cs）的矿化量,但是显著降低了温度敏感性系数（Q₁₀）和活化能（Ea）。25℃和35℃时土壤有机碳矿化速率和累积矿化量均无显著差异,分别为15℃时的2倍,Cs的矿化量分别较15℃时提高了93.4%和105.3%。但是Q₁₀（25-35℃）比Q₁₀（15-25℃）降低了19.3%,Ea（25-35℃）比Ea（15-25℃）同步降低了68.0%。地膜覆盖显著提高了土壤有机碳累积矿化量、Q₁₀、Ea以及Cs的矿化量。同常规施肥相比,垄膜沟播和平膜穴播均显著提高了土壤有机碳累积矿化量,增幅分别为26.5%—38.6%（25℃）和27.8%—64.4%（35℃）,且以平膜穴播提升幅度最大;平膜穴播处理亦显著提高了Q₁₀和Ea,其中Q₁₀增幅分别为28.5%（15—25℃）和25.8%（25—35℃）,Ea增幅分别为93.4%和193.1%;平膜穴播处理还显著提高了Cs的矿化量,增幅达115.8%—2 208.2%。【结论】黄土高原旱地麦田土壤上地膜覆盖加速了土壤有机碳矿化,尤其是平膜穴播,主要通过增加惰性有机碳库的矿化,进而显著提高了土壤有机碳累积矿化量及其温度敏感性。     

干旱半干旱区不同栽培模式对马铃薯生育期和产量的影响

本试验以定薯3号为试材,设秸秆粉碎覆盖垄作穴播、半膜双垄侧播、全膜垄上微沟覆盖侧播、全膜双垄侧播和露地播种5种栽培模式,研究不同栽培模式对马铃薯生育期、农艺性状及产量的影响,以期为旱作马铃薯生产中合理应用和推广覆膜栽培技术提供理论依据。结果表明,不同栽培模式下,覆盖栽培马铃薯生育期均较露地种植生育期长,说明覆盖栽培可以适当延长作物生育期,增产增效;覆盖栽培马铃薯0～30 cm耕层含水量均较露地种植高,以全膜垄上微沟覆盖侧播保水保墒效果最好(在马铃薯出苗期、现蕾期、薯块膨大期平均含水量分别为13.01%、11.71%、10.53%,较露地种植分别高2.49%、2.66%、3.45%)。在马铃薯生长前期,半膜双垄侧播、全膜双垄侧播土壤含水量高于秸秆粉碎覆盖垄作穴播,随着生育期的推进,秸秆粉碎覆盖垄作穴播的土壤含水量高于半膜双垄侧播和全膜双垄侧播;不同栽培模式对马铃薯出苗率、株高、茎粗和主茎个数的影响差异性不显著;不同栽培模式马铃薯单株结薯数为7.0～10.7个,各处理间差异不显著;覆盖处理马铃薯单株薯块重和大中薯率均显著高于露地种植,各覆盖处理间差异不显著;不同栽培模式下,以全膜垄上微沟覆盖侧播马铃薯产量最高(为39 444.0 kg/hm2,比对照高6 639.0 kg/hm2,增产率为20.2%),秸秆粉碎覆盖垄作穴播次之(为38 395.5 kg/hm2,比对照高5 590.5 kg/hm2,增产率为17.0%)。说明马铃薯全膜垄上微沟覆盖侧播和秸秆粉碎覆盖垄作穴播2种栽培模式适宜在干旱半干旱区推广。     

长期少免耕与氮肥减量对全膜双垄沟播玉米产量及碳排放的调控作用

【目的】明确氮肥减量条件下耕作方式对土壤呼吸、碳排放、作物产量的影响,揭示玉米生长与土壤碳排放的关系。【方法】于2018—2019年依托2012年布设于甘肃农业大学旱作农业综合实验站的耕作方式及氮肥减量长期定位试验。本试验以具有良好集雨抑蒸、增温保墒作用的全膜双垄沟播技术为前提,采取二因素裂区设计,主区为4种耕作方式：翻耕（T1）;旋耕（T2）;深松耕（T3）和免耕（T4）,副区处理为两个施氮水平：氮肥减量（N1：基施氮200 kg·hm^-2）和传统施氮（N2：基施200 kg·hm^-2+拔节期施100 kg·hm^-2）。研究不同处理的玉米生长、土壤呼吸速率特征、碳排放量和土壤有机碳含量的变化,分析碳排放效率 （CEE） 及净生态系统生产力 （NEP）。【结果】（1） 耕作方式及施氮水平显著影响全膜双垄沟播玉米的生长,耕作方式对干物质积累的影响主要在灌浆期和成熟期,免耕处理显著提高了该时期的干物质积累量、生长率和净同化速率,较其他耕作方式籽粒产量提高2%—15%;施氮水平在拔节期—开花期对干物质的影响较大,但同一耕作方式下N1与 N2水平的产量差异不显著。（2）土壤呼吸速率呈先升高后降低的单峰曲线,在大喇叭口期—开花期达到峰值,耕作方式对土壤呼吸、碳排放量及碳排放效率的影响大于施氮水平,免耕处理的土壤呼吸速率较旋耕、翻耕和深松耕分别降低了4.3%、12.9%和24.3%,总碳排放量降低了21.5%、13.4%和31.2%,碳排放效率提高26.5%—55.9%;免耕减施氮肥较其他处理碳排放总量降低489—1 917.5 kg·hm^-2,碳排放效率提高了20.1%—56.2%。（3） 所有处理均表现为大气CO₂的“汇”,但免耕和减施氮肥表现出更强的碳汇效应,与传统翻耕相比,免耕处理0—5 cm土层有机碳含量增加了11.3%（P<0.05）,与传统施氮相比,氮肥减量水平下0—10 cm土层的有机碳含量提高了5.8%（P<0.05）。（4）全膜双垄沟播玉米碳排放效率与干物质积累量、生长率和净同化率呈显著正相关关系,玉米碳排放效率与土壤有机碳含量呈极显著负相关,其原因主要是耕作方式和氮肥减量促进了玉米光合能力,从而捕获更多CO₂,进而提高了玉米固碳能力。【结论】在472—491 mm的年降水条件下,免耕结合氮肥减量（基施氮200 kg·hm^-2）能提高玉米产量、土壤有机碳含量,降低碳排放总量,提高碳排放效率,是陇中黄土高原全膜双垄沟播玉米一项绿色增产技术,建议在生产中使用。     

马铃薯垄沟集雨栽培技术研究

[目的]为建立马铃薯(Solanum tuberosum L.)垄沟集雨栽培技术提供参考。[方法]通过马铃薯不同垄膜宽度集雨效率比较试验,在进行土壤水分检测的基础上,观察测定出苗保苗率及增产效果,研究垄膜沟植技术的综合生产效益。[结果]马铃薯垄膜沟植技术下出苗率较平作、平作覆膜技术高,出苗提前,其中,30～60 cm垄膜宽度处理下表现较明显。增产效果最好的处理为40～50 cm垄膜宽度,增产幅度为23.2%～33.0%。[结论]垄膜沟植技术能够有效地提高马铃薯对雨水的利用效率,增加土壤根层含水量,提高马铃薯抗旱性和产量。     

旱地马铃薯免耕覆盖摆种的产量表现及其对土壤水分和养分的影响

设计实施了黄土高原西部旱农区马铃薯传统耕作和5种免耕覆盖耕作措施的大田对比试验,对不同耕作措施下的马铃薯产量、水分利用效率、各层次土壤水分、有机质含量以及养分含量进行了研究.结果表明:免耕秸秆覆盖除垄上秸秆覆盖摆种外,其它各处理的产量和水分利用效率较传统耕作都有不同程度的提高;免耕秸秆覆盖能明显改善0～80cm的土壤贮水量,尤其是0～30cm的土壤贮水量;免耕秸秆覆盖可以提高0～30cm土壤层的有机质,但是对养分总量平衡的影响不大.     

不同覆盖模式对旱作马铃薯生育期及土壤含水量的影响

[目的]探讨旱作马铃薯最佳栽培模式。[方法]以陇薯6号为材料,研究了不同覆盖处理[A.露地(CK);B.全膜双垄垄侧栽培;C.半膜垄作;D.垄作覆草]对马铃薯生长和土壤含水量的影响。[结果]处理B的马铃薯生长最快,而露地对照的生长最慢。开花期处理B、C、D株高较露地对照高6.9、3.9、8.3 cm,基部分枝数多0.6、0.1、0.6个。3种覆盖模式单株结薯(6.1~6.3个)高于露地对照(4.5个)。处理B单株薯重最重,达1.73 kg;处理D商品率最高,达到了82.89%,露地对照的商品率最低为72.08%。各处理单位产量表现为B>D>C>A。不同时期的0~20 cm土壤含水量均以处理B最高。[结论]处理B(全膜双垄垄侧栽培)是旱作马铃薯的最优栽培模式。     

陇中半干旱区不同覆盖种植方式对土壤水热效应和玉米产量的影响

【目的】探讨黄土高原半干旱区不同覆盖种植方式对土壤水热效应及春玉米产量和水分利用效率的影响,为优化陇中旱作农业区春玉米农田土壤水热环境,提高作物产量提供依据。【方法】于2015—2016年在甘肃省榆中县石头沟省级旱作农业示范点开展田间定位试验,设平地全膜覆盖（WM）、平地半膜覆盖（HM）、隔沟覆膜垄播（MRM）、全膜双垄沟播（WRF）、秸秆覆盖（SM）和露地平播（CK）6种种植方式,测定分析春玉米各生育时期土层剖面水热状况、物候特征、不同生长阶段耗水特性和水分利用效率,以及收获后春玉米产量与水分利用效率。【结果】与露地平作（CK）相比,地膜覆盖处理较CK具有增温效应,全生育期土壤平均增温2.42℃,而SM处理表现为降温效应,平均降温0.36℃,且该调节效应主要表现在苗期,随后温度调节效应逐渐减弱;MRM、WRF、HM和SM处理在春玉米整个生育期内保墒效果显著,而WM处理不利于降水收集,仅在春玉米生长前期具有保墒效果,而在中后期随作物耗水增加,土壤含水率低于CK;春玉米在生长中期（拔节至吐丝）耗水最多,生长后期（吐丝至成熟）次之,生长前期（出苗至拔节）耗水最少,其中地膜覆盖耗水量大于秸秆覆盖,全膜覆盖耗水量大于半膜覆盖;地膜覆盖能显著提高春玉米中前期水分利用效率,其中生育前期和中期分别以HM和WRF处理提高幅度最大,2年平均较CK分别提高250.68%和61.30%;地膜覆盖种植方式在增温、促进耗水作用下使春玉米各生育期提前并增加单株干重,最终表现为产量和水分利用效率的提高,其中以WRF和MRM处理增产和提高水分利用效率效果最为显著,产量较CK分别平均增加171.40%和155.05%,水分利用效率分别平均增加142.80%和125.44%。【结论】垄沟集雨种植方式可明显改善黄土高原半干旱地区土壤水热环境,增加玉米物质积累量,其中全膜双垄沟播种植方式的玉米产量和水分利用效率最佳。     

不同种植模式下施肥对马铃薯产量和水肥利用效率的影响

在覆膜栽培方式下,如何优化养分管理措施是目前旱作区马铃薯生产急需突破的瓶颈。为了实施水肥的高效管理,通过大田试验研究不同集雨种植模式(F0:露地垄作;F1:全膜覆盖双垄垄播;F2:全膜覆盖双垄沟播)下施肥(N0:不施肥;N1:配方施肥;N2:农民习惯施肥)对马铃薯干物质积累、块茎产量和水肥利用效率的影响,以期明确马铃薯增产增效的最佳种植模式及与之配套的施肥水平。结果表明:全膜覆盖双垄种植和施肥处理可以明显提高马铃薯全生育期的干物质积累量,其中F2N1处理对块茎膨大期的块茎干物质积累量影响最大,而在淀粉积累期和成熟期以F1N1处理的块茎干物质积累量最大,比F2N1处理增加了5.59%和2.88%,差异显著(P0.05)。可见,相比沟播种植而言,马铃薯垄上种植更有利于根系的生长和块茎的膨大。不同覆膜栽培方式下施肥处理的马铃薯块茎产量和水分利用效率均以F1N1处理的最高,F2N1处理的次之,分别比F0N1处理显著增加了40.26%和34.10%、16.33%和14.77%,但F1N1与F2N1处理之间差异不显著(P0.05)。不同处理的马铃薯肥料利用效率表现为氮素农学效率和氮素偏生产力以F1N2最高,而与其他处理相比,F1N1处理的磷、钾素农学效率显著增加了0.21~6.68倍和0.21~3.47倍,且磷、钾素偏生产力的增幅达0.05~0.91倍和0.05~0.40倍。这表明F1N1不仅可以协同增加马铃薯的块茎产量和水肥利用效率,还促进了磷、钾素农学效率和偏生产力的提高。综上所述,F1N1处理更有利于实现马铃薯增产和水肥高效利用,是半干旱区马铃薯增产增效的最佳覆膜种植模式和施肥水平。     

垄沟覆膜栽培方式对马铃薯土壤酶活性及土壤微生物数量的影响

研究了不同垄沟覆膜栽培方式对旱作马铃薯土壤酶活性及土壤微生物数量的影响.结果表明:不同垄沟覆膜栽培方式在0～20cm和20～40cm土层中土壤微生物数量及土壤酶活性与不覆膜的对照相比存在明显差异,而且土壤微生物数量与土壤酶活性的变化趋势基本一致,呈明显正相关关系.各处理间微生物数量及酶活性均表现为半膜膜侧种植和半膜垄上种植明显高于对照,据此认为,而全膜双垄沟播和全膜双垄垄播则低于对照.半膜膜侧种植最有利于旱作马铃薯土壤微生物生长及土壤酶活性的提高.     

大垄深翻耕作对土壤水温条件的影响

[目的]为改进黑龙江省马铃薯的栽培模式提供理论依据。[方法]以马铃薯品种Russet Burbank为材料,设2种栽培模式:大垄栽培区(耕深35 cm)和小垄栽培区(耕深20 cm),研究不同栽培模式下土壤物理性状的差异。[结果]大垄栽培模式下20~30 cm耕层土壤含水量显著增加,而20和25 cm耕层的土壤温度显著降低,分别为18.24和17.70℃,与马铃薯最适生长温度(18℃)十分接近。大垄栽培模式下土壤含水量和土壤温度受环境影响小,6月30日以后,20 cm耕层土壤含水量和土壤温度比较稳定,一直处于低温高含水量的环境中,有利于马铃薯块茎膨大和成熟。[结论]采用大垄深翻耕作方法能有效改善土壤水温条件,提高马铃薯的产量和品质。     

覆盖方式对旱地马铃薯产量和水分利用效率的影响

研究不同覆盖栽培方式对马铃薯产量和水分利用效率的影响,结果表明,全膜双垄沟播和垄上覆膜垄沟覆秸秆栽培能显著提高马铃薯的产量和水分利用效率,两处理的产量和水分利用效率较对照分别提高57.79%、36.31%和54.08%、31.42%。土壤贮水量受覆盖栽培方式的影响较大,全膜双垄沟播、垄上覆膜垄沟覆秸秆、麦秸覆盖平作栽培能有效的提高0～110 cm土层的贮水量。     

宁南半干旱地区豌豆农田微集水种植技术研究

在宁南旱作农业区用豌豆进行的田间试验表明：采用微集水种植方式,豌豆耗水量增加９６．５％－１１４．９％,产量提高４８．４％－９０．２％,水分利用效率达４．５５－８．６３ｋｇ／ｍｍ．ｈｍ＾２;处理中窄垄型增产效果优于宽垄型。集水种植技术是提高半干旱地区降水利用率的有效种植方式。     

旱区集雨种植方式对土壤水分、温度的时空变化及春玉米产量的影响

【目的】探索不同集雨种植方式春玉米旱作田土壤水分转运、分配、土壤温度的时空变化特征及其对玉米产量和水分利用效率的影响,为试区玉米高产、水分高效持续利用型种植模式提供理论依据。【方法】2013-2014年在宁夏彭阳区设置传统露地平作（CK）为对照,分析4种不同集雨覆膜种植方式下春玉米各生育期的土壤水分、土壤温度、水分利用效率及产量变化。4种集雨覆膜种植方式分别为双垄沟全覆膜种植（D）、半膜平铺种植（F）、沟播垄膜双行种植（R1）、沟播垄膜单行种植（R2）。沟播垄膜双行处理和半膜平铺处理覆膜宽度均为60 cm,沟播垄膜单行处理垄宽50 cm、沟宽10 cm,双垄沟全覆膜大垄宽70 cm,垄高15 cm、小垄宽50 cm,垄高10 cm。播种密度均为75 000株/hm²。播前基施化肥102 kg N·hm^-2和90 kg P₂O₅·hm^-2,拔节期追施153 kg N·hm^-2,试验为随机区组设计,3次重复。【结果】各覆膜处理较CK可明显改善土壤水温条件,在玉米苗期（0-30 d）,D、F、R1、R2处理0-200 cm土层的贮水量比CK分别增加了10%、8.9%、10.9%和14.4%。在玉米生长中后期（90-120 d）,受降雨量与不同覆膜种植方式下玉米耗水量不同,各覆膜处理0-200 cm土层贮水量表现出差异,2013年（前期降水为309.4 mm）各覆膜处理显著低于CK,覆膜处理间无显著差异,2014年（前期降水为104.9 mm）R1、R2处理贮水量均显著高于其他覆膜处理。2年试验中,R1处理0-40 cm土层贮水量显著高于其他处理,平均增加了5%;D、F、R1、R2 处理0-25 cm土层土壤温度在玉米苗期较CK分别增加了3.5、2.3、0.9和1.1 ℃;玉米全生育期总干物质积累量呈“S”型曲线,在0-60 d,积累量较小,各处理仅占整个生育期的4.3%-15.4%,各处理大小顺序为：D＞R2＞F＞R1＞CK;在60-120 d（大喇叭口期至灌浆期）,积累了玉米干物质的74.5%,此期D、R2的干物质积累速率达309.3和324.1 kg·hm^-2·d^-1;2013年（玉米全生育期降雨量为594.1 mm）D、F、R2的水分利用效率和玉米产量较CK分别提高13.4%、21.2%、13.3%和18.0%、11.2%、20.3%;2014年D、R1、R2（玉米全生育期降雨量为341.9 mm）的水分利用效率和玉米产量比CK分别显著提高了31.1%、33.8%、35.1%和42.5%、39.9%、40.8%,D、R1、R2处理间产量无明显差异。各覆膜处理在降水较少的年份水分利用效率和产量增加幅度较大,且R1效果明显。【结论】沟垄集雨种植方式可明显改善宁南半干旱地区土壤浅层水分状况,提高土壤温度,增加物质积累量;沟播垄膜种植在降水较少的年份集雨优势明显,双垄沟全覆膜、沟播垄膜单行种植的水分利用效率和产量最佳。该项研究丰富了宁南半干旱地区旱作集水种植模式,对进一步完善和筛选适合半干旱地区玉米高产稳产的可持续发展种植模式提供了理论依据。