耕作对旱地小麦根系生长及土壤水分利用的影响

在运城市闻喜小麦试验基地于前茬小麦收获后15 d进行休闲期深松、深翻、免耕,探索旱地小麦土壤蓄水量、根系特性、产量及其构成因素对耕作的响应,研究夏闲期耕作对旱地小麦土壤水分蓄积、根系生长及产量形成的影响,明确最佳夏闲期耕作技术。结果表明,休闲期耕作显著增加旱地小麦播种前0~100 cm土壤蓄水量,达18~36 mm,且其蓄水效果可延续至孕穗期;显著增加旱地小麦各生育时期0~80 cm根长、根表面积、根体积以及根尖数,且深松效果较深翻好;显著提高旱地小麦各生育时期根系活力,尤其越冬—孕穗期;显著提高旱地小麦水分利用效率5.6%~15.2%;最终,提高穗数达6.2%~18.6%,提高产量达10.9%~26.2%,且以深松效果更佳。休闲期耕作可促进旱地麦田土壤蓄积休闲期降水,促进小麦根系下扎,提高其根系活力,从而提高产量。     

旱地冬小麦自然降水机械化高效生产技术研究

为了寻求黄土台原旱地冬小麦的适宜耕作栽培技术,以传统耕作方式为对照,比较了留茬覆盖深松膜侧沟播技术与留茬免耕秸秆全程覆盖技术和留茬深松秸秆全程覆盖技术的蓄水增产效果。结果表明,在参试的各技术模式中,其农田效应、增产效果和水分利用效率,均以留茬覆盖深松膜侧沟播技术最好,其次是留茬深松秸秆全程覆盖技术和留茬免耕秸秆全程覆盖技术;留茬覆盖深松膜侧沟播技术能融“深松深层贮水效应”、“秸秆覆盖保水增肥效应”和“起垄覆膜沟播聚水、保水、增温、透光效应”于一身,可显著改善旱地麦田水、肥、气、热环境条件;与传统耕作比较,该模式在夏闲期可多贮水84.4 mm,蓄水率提高18.2%,小麦生育期水分利用效率达到15.56kg/(mm.hm2),增产40.6%,是陕西渭北及同类地区旱地小麦高效利用自然降水、实现高产稳产的最佳模式选择。     

旱作地膜覆盖穴播小麦底墒与产量关系

地膜覆盖穴播栽培技术是旱地小麦实现优质、高产稳产的有效途径。研究结果表明 ,地膜覆盖穴播小麦产量高低与土壤底墒关系密切。在旱地应用该技术时要因夏闲期降水多少和底墒状况而定。夏闲期降水多、底墒好的年份可采用该技术 ;夏闲期降水少、底墒差的年份会出现增产不增收的结果     

旱地麦田休闲期深翻下全年覆膜技术对土壤水分、小麦产量及品质的影响

采用大田试验,研究休闲期深翻下全膜覆盖与生育期覆膜播种对土壤水分、小麦产量及其构成的影响,旨在明确旱地麦田休闲期深翻覆盖调控技术的蓄水保墒效果,为旱地小麦蓄水保墒综合栽培技术提供新途径。结果表明,休闲期深翻下全膜覆盖较不覆盖可显著提高播前0~280 cm各土层土壤蓄水量、越冬期—抽穗期0~300 cm土壤蓄水量,可提高穗数、穗粒数、产量及水分利用效率;深翻下全膜覆盖配套膜际条播方式较沟播、条播可显著提高越冬期—抽穗期0~300 cm土壤蓄水量、水分利用效率,可提高穗数、穗粒数,产量提高57.6%,可提高籽粒蛋白质及其组分含量、谷醇比、蛋白质产量。总之,旱地麦田休闲期深翻下全年覆膜技术有利于蓄积休闲期降水和有效利用生育期降水,提高水分利用效率,最终提高小麦产量及品质,是适合旱地麦田采用的一种蓄水保墒综合栽培技术。     

旱作地膜覆盖穴播小麦底墒与产量关系

地膜覆盖穴播栽培技术是旱地小麦实现优质，高产稳产的有效途径，研究结果表明，地膜覆盖穴播小麦产量高低与土壤底墒关系密切，在旱地应用该技术时要因夏闲期降水多少和底墒状况而定，夏闲期降水多，底墒好的年份可采用该技术，夏闲期降水少，底墒差的年份会出现增产不增收的结果。     

覆盖的水分效应研究

研究了夏闲期两元覆盖和地膜覆盖与传统耕法、生育期起垄覆膜沟播和地膜覆盖穴播的水分效应．结果表明，两元覆盖和地膜覆盖可不同程度地提高夏闲期降水的保蓄率，增加降水八渗深度，改善小麦生育期土壤水分状况，提高水分利用效率，增加水分利用深度．提高小麦产量，使土壤余水较多．尤以夏闲期两元覆盖 生育期地膜覆盖沟播的效果最为明显．     

渭北旱塬深层土壤水分特征对水分生产效率的影响

采用田间试验和观测方法研究了渭北旱塬东部旱作区的农田土壤水分特征和水分生产效率,结果表明,该区在麦田夏闲蓄水期(7-9月)降水量在212.7mm以下时,1～1.2m深处存在一相对干土层,使小麦生育后期对深层土壤水分利用产生一定影响,并使旱地农田水分生效率降低.研究还看出,旱地农田水分生产效率具有明显地随播前土壤储水量增加而提高的趋势,说明渭北旱塬使东部的土壤水库在旱农条件下作物供水调节中的不可代替作用.     

不同降水年型旱地小麦覆盖对产量及水分利用效率的影响

【目的】明确旱地麦田休闲期覆盖的蓄水增产效果和生育期覆盖播种的节水增产效果,探索旱地小麦不同降水年型休闲期覆盖和生育期覆盖的保水技术新途径。【方法】于2011-2014年在山西闻喜县开展大田试验,以休闲期覆盖渗水地膜与不覆盖为主区,以生育期膜际条播、条播为副区,研究覆盖对旱地麦田3 m内土壤水分、小麦产量构成、水分利用效率和节水增产效率的影响。【结果】休闲期覆盖较不覆盖处理提高了播种期0-300 cm土层土壤蓄水量,丰水年达40-41 mm,平水年达55-58 mm,欠水年达70 mm,且欠水年更有利于蓄积土壤水分于深层,显著提高了不同降水年型休闲期土壤蓄水效率,达到20%以上,其覆盖的蓄水效果可延续至孕穗期,且生育期配套膜际条播效果更佳。休闲期覆盖较不覆盖处理显著提高小麦穗数、产量和水分利用效率,产量提高20%以上,水分利用效率提高15%以上,且生育期配套膜际条播小麦穗粒数、千粒重也显著提高。结果还表明,休闲期覆盖处理小麦播种期土壤水分每多蓄1 mm,丰水年小麦可增产21-27 kg·hm^-2,平水年可增产16-18 kg·hm^-2,欠水年可增产13-24 kg·hm^-2,且休闲期覆盖条件下,生育期膜际条播播种对产量的提升有较大的调控作用。生育期地膜覆盖保水后,旱地麦田节水、增产效果提高,单位粮食生产节水量提高10%以上,消耗1 mm土壤水分产量提高11%以上。【结论】旱地小麦休闲期覆盖有利于蓄积休闲期降雨,改善底墒,尤其欠水年蓄水效果更佳,有利于提高小麦花前土壤水分,促进有效穗数的形成,提高产量,且生育期膜际条播播种效果更佳。底墒充足时,生育期膜际条播播种有利于提高旱地麦田的节水增产效果,而欠水年底墒不足时,会导致水分浪费和减产。     

夏休闲不同耕作方式对麦田土壤水分和周年生产力的影响

为了探求夏休闲不同耕作方式对旱地麦田土壤水分变化、水肥高效利用、麦田生产力及杂草发生规律的影响,以期高效利用和开发有限的自然降水资源.本研究通过对4种夏休闲耕作方式下麦田0cm-200cm土层土壤水分动态、杂草生长量、有机物质和养分归还量进行定位监测,结合籽粒和生物产量分析农田水分利用效率.结果表明,冬小麦播前,夏闲期高留茬翻耕播种油菜(深翻绿盖)比对照(传统耕作)0cm-200cm土层土壤少蓄降水仅为2.4mm;深翻绿盖处理冬小麦籽粒产量比对照增加3.0%,周年产量和水分利用效率较对照分别提高35.2%和96.7%;深翻绿盖处理杂草生长量为对照的41.4%,翻压归还农田的有机物质、全氮、全磷和全钾比对照分别提高326.5%、716.7%、300.0%和829.6%.由此可知,深翻绿盖处理在不影响冬小麦籽粒产量的条件下.把夏休闲期裸地无效蒸发的一部分降水转化为油菜生物产量,减少了土壤水分的非生产性消耗,提高了有限降水的利用效率.有效的抑制夏闲期杂草生长,显著加强了麦田系统的物质循环,实现了耕地的用养结合.     

旱作节水技术

一、集雨高效利用技术通过集水窖、日光温室膜面或沟垄集流等微工程,蓄积降水径流,为无灌溉条件的旱地积蓄自然降水,辅助农田蓄水保墒技术,保证半干旱地区春季作物出苗,并在关键时期进行补充灌溉,确保粮食生产稳定,促进高效经济作物种植,提高农民收入。根据不同区域和作物特点,可分为水窖集流节灌技术、日光温室膜面集雨微灌施肥技术、玉米双垄全膜覆盖集雨沟播技术等三种模式。增产增收情况:①水窖集流节灌技术,一个蓄水50立方米的水窖,可解决2亩粮食作物的抗旱用水,能确保旱地玉米产量300千克/亩以上,旱地小麦产量达到200千克/亩以上,比常…     

Study on Water-Preserving Effects of Mulching for Dryland Winter Wheat in Loess Tableland

Focused on the rainfall characteristics and the reality of agricultural production in the loess ta-bleland, and based on previous results, new patterns for dryland winter wheat production, in which the em-phasis was put on the film mulch with obvious water-preserving advantage, were designed to make effective useof rainfall. The results showed that the technique of the double mulch of film plus straw in summer fallow pe-riod can collect the rainfall in this period to the utmost extent and over 73.2 % of it can be stored in the soil,which is 108.4 mm more than that of conventional tillage. Furthermore, it can not only preserve water storedin soil in summer fallow, but also collect the rainfall in the growth period as much as possible by using thetechnique of making ridges plus film mulching and furrow sowing. So the patterns, which can greatly increaseboth the soil moisture and wheat yield, are the best choice for making full utilization of the rainfall and achie-ving a high and stable yield in the dryland wheat production of the loess tableland.     

旱地麦田休闲期覆盖对土壤水分积耗的影响及与产量的关系

【目的】明确旱地麦田休闲期覆盖的增产效果,探索旱地小麦休闲期覆盖保水技术途径,为促进旱地小麦产量和水分利用效率的提高提供理论依据。【方法】于2010-2013年在山西省闻喜县邱家岭村以冬小麦品种运旱20410为试验材料,设休闲期深翻后覆盖与不覆盖2个处理,测定休闲期和小麦各生育时期土壤水分及产量和产量构成因素,研究休闲期覆盖对麦田土壤水分积耗规律和小麦产量、水分利用效率的影响。【结果】休闲期覆盖后播种期3 m内土壤蓄水量提高,丰水年提高47 mm,平水年提高55 mm,欠水年提高63 mm,且欠水年更有利于土壤水分蓄保于深层。休闲期覆盖后土壤蓄水效率显著提高,丰水年提高35%,平水年提高48%,欠水年提高101%,且蓄水效果至开花期仍显著。休闲期覆盖后生育期耗水量虽显著增加,但休闲期耗水量显著降低,因而周年总耗水量无明显变化。休闲期覆盖后拔节前耗水比例显著降低,拔节后耗水量及日平均耗水量显著增加,拔节后耗水比例增加,尤其在欠水年休闲期覆盖对生育后期耗水有较大调控作用。休闲期覆盖后产量和产量构成因素均显著提高,其中对穗数影响最大,尤其在欠水年提高了19%,且欠水年对穗粒数和千粒重的影响也较大,最终丰水年产量提高30%,平水年提高35%,欠水年提高50%。此外,在休闲期覆盖条件下,各生育阶段的耗水量与产量均密切相关,尤其是拔节后的耗水量。结果还表明,休闲期覆盖处理,每多蓄1 mm播种期土壤水分可增产17-26 kg·hm^-2,每多消耗1 mm生育期土壤水分可增产22-26 kg·hm^-2,且降水生产效率和水分利用效率均显著提高,尤其欠水年更能高效用水。【结论】休闲期覆盖有利于蓄积休闲期降水直至开花期;有利于实现降水周年调控,减少生育前期耗水,增加生育中后期耗水;有利于优化产量构成因素,尤其穗数,提高产量,最终实现降水的高效利用。在欠水年,休闲期覆盖的蓄水增产效果最佳。     

不同覆盖时期和覆盖方式对旱地冬小麦经济和环境效应的影响

【目的】明确不同覆盖时期（夏闲期和周年覆盖）以及不同覆盖方式（垄沟覆盖、全膜覆盖和秸秆覆盖）对旱地冬小麦产量、经济效益和温室气体排放的影响,为选择适合当地小麦生产的高产、高效和环境友好型覆盖措施提供科学依据。【方法】于2017—2019年2个小麦生长季在黄土高原典型旱作区陕西省永寿县开展大田试验,试验设6个处理,采用裂区设计。不同覆盖时期为主区,设置夏闲期覆盖和周年覆盖（生育期覆盖+夏闲期覆盖）2个处理,不同覆盖方式为副区,分别为垄膜沟秸秆全地面覆盖、全膜覆盖以及秸秆全地面覆盖3个处理。研究分析小麦产量、土壤蓄水量、生育期耗水量、水分利用效率、经济利润以及温室气体排放强度。【结果】与夏闲期覆盖相比,周年覆盖2季平均增产9.5%,周年秸秆覆盖平均产量较周年垄覆沟播处理高出622 kg·hm^-2,而与全膜穴播处理没有显著差异;周年覆盖生育期耗水量和水分利用效率较夏闲期覆盖分别提高5.6%和4.0%;周年覆盖可显著提高冬小麦经济效益,较夏闲期覆盖年平均净利润提高17.8%,周年覆盖中秸秆覆盖平均净利润>全膜穴播>垄覆沟播;同时,周年覆盖2季平均温室气体排放强度较夏闲期覆盖降低11.0%,差异达显著水平。其中,以周年秸秆覆盖的温室气体排放强度最低。【结论】与夏闲期覆盖相比,周年覆盖措施能够提高水分利用效率和生育期耗水量从而提高冬小麦产量和经济效益,同时减少温室气体排放强度。其中,周年秸秆覆盖措施具有较好的经济效益和最低的温室气体排放强度,适宜在黄土旱塬区冬小麦生产中推广应用。     

地膜的水热效应与麦田土壤N2O排放

通过两个小麦生长期田间试验,研究了地膜覆盖对耕层土壤N_2O排放的影响.结果表明,无论是否耕种小麦,地膜覆盖均能明显提高耕层土壤含水量,且对休耕地的保水作用高于小麦田.小麦田覆膜后增温幅度小于休耕地,但在孕穗期前和成熟期后增温效果大,而小麦生长中期小;尤其能显著提高0～5 cm耕层土壤温度,甚至10 cm深土壤温度.地膜覆盖后小麦田耕层土壤中NO_3~--N平均含量增加5.34 mg·kg~(-1),且小麦生长旺盛期增加量明显.覆膜使大多数小麦生育期土壤N_2O排放通量高于常规耕作,其增排效应与土壤水分、温度、NO_3~--N含量、有机质增加量存在较好的线性关系;小麦田土壤N_2O增排的最大影响因子是耕层5 cm处土壤温度的变化,其次与土壤养分有效性增加密切相关;而休耕地土壤N_2O的增排作用主要受控于覆膜对水热条件及微生物能量供给的改善.     

旱地小麦休闲期深翻覆盖配套不同播种方式对幼苗抗旱性的影响

采用大田试验方法,研究旱地小麦休闲期深翻深施有机肥、覆盖和不覆盖下不同播种方式对幼苗抗旱性的影响。结果表明,覆盖可显著提高越冬期0～60 cm土壤蓄水量,增加分蘖数、单株叶面积和干物质量;显著降低越冬期幼苗POD,SOD的活性以及幼苗脯氨酸含量,提高越冬期幼苗丙二醛的含量。结果还表明,无论覆盖或不覆盖,全膜覆土穴播提高了0～60 cm土壤蓄水量,增加了单株叶面积、分蘖数和干物质量;采用全膜覆土穴播的POD,SOD活性降低、脯氨酸含量减少、丙二醛含量提高,且差异与其他处理达到显著水平。可见,旱地小麦休闲期深翻覆盖配套全膜覆土穴播的栽培措施有利于提高土壤蓄水量,促进旱地小麦生长。     

旱地小麦休闲期深翻覆盖对幼苗生长特性的影响及施氮量的调控效应

采用大田试验方法,研究旱地小麦休闲期深翻覆盖对幼苗生长特性的影响及施氮量的调控效应。结果表明,旱地小麦休闲期深翻、深施有机肥后,起垄覆盖可提高越冬期0～60 cm土壤蓄水量,可显著增加高氮(HN)条件下越冬期株高、分蘖数、单株叶面积和单株干物质量,可增加HN条件下越冬期幼苗根系活力和植株含氮率,且与不起垄覆盖、不覆盖处理间差异显著;起垄覆盖和全膜覆盖可显著降低越冬期植株可溶性糖含量。结果还表明,增加施氮量,可提高起垄覆盖、全膜覆盖条件下0～60 cm土壤蓄水量、分蘖数和主茎叶龄,可显著提高这2种覆盖处理下的单株叶面积、单株干物质量;增加施氮量还可提高起垄覆盖、全膜覆盖条件下根系活力和氮素积累量、可溶性糖含量。总之,旱地小麦休闲期深翻+深施有机肥条件下,采用起垄覆盖或全膜覆盖的栽培措施可增加土壤蓄水量;同时,适当增加施氮量有利于旱地小麦的生长。     

地膜覆盖导致春小麦产量下降的机理

 通过对地膜覆盖导致减产进行分析表明，施Ｐ处理的产量和水分利用效率最高。覆膜处理显著增加了根系生长，开花和灌浆期根系主要向下分布，但吸水量并没有按比例增加，导致同化产物的浪费。地上部分干物质量在播种７０ｄ之后不再增加，且繁殖器官发育不良。在本试验条件下，播前土壤底墒较好，地膜覆盖由于改善了地表水温条件，前期大量利用土壤水分，且后期降水不足，中下部丰富的根系不能发挥作用，导致产量下降。对照、耕作层施磷、覆膜、耕作层施磷加地膜覆盖 ４个处理的产量分别为 ２５１６．５，２７３４．１，１２６９．４和 １６２５．１ｋｇ／ｈａ。     

渭北旱塬不同施肥与覆盖栽培对冬小麦产量形成及土壤水分利用的影响

 【目的】研究不同施肥和覆盖栽培模式对渭北旱塬旱地冬小麦产量和水分利用的影响。【方法】通过田间试验,研究测土推荐施氮、顶凌追肥、垄覆沟播、秸秆还田覆盖等措施对冬小麦产量、生物量、收获指数、水分利用效率及土壤水分周年变化的影响。【结果】旱地早春追肥使冬小麦增产6%—14%,水分利用效率提高7%—10%,达到12.2—13.6 kg•hm-2•mm-1;“减氮+垄覆沟播”增产达15%—41%,水分利用率提高10%—30%,达到12.2—16.5 kg•hm-2•mm-1。主要原因是,通过测土优化氮肥用量,采用基肥﹕追肥（3﹕1）方式,并与起垄覆膜栽培措施相结合可促进冬小麦利用深层土壤水分,提高冬小麦抽穗开花期植株含水量和成熟期的生物量及收获指数;虽然生育期耗水增加,但水分利用效率也提高。而单纯减少氮肥用量,不利于水分利用效率的提高;夏季垄上覆膜沟内覆盖作物秸秆可提高休闲效率,利于土壤水分恢复,实现土壤水分周年平衡和旱地小麦可持续增产。【结论】优化施氮结合垄覆沟播是黄土高原渭北旱地小麦增产增效的栽培模式。     

关中西部小麦秸秆覆盖免耕播种生态效应

为探索旱地有效的蓄水保墒途经,在陕西省宝鸡市农科所试验农场进行秸秆覆盖免耕播种试验研究。结果表明,冬小麦在夏闲期和生长期进行留茬覆盖,能显著增加土壤贮水量,尤其可使土壤上层长期保持湿润状态,同时留茬覆盖还能提高土壤肥力。休闲期蓄水量由391.9 mm提高到468.7 mm;土壤表层微生物细菌、真菌、放线菌数量分别比对照增加41.3%、104.5%、13.0%;免耕播种产量7 351.5 kg/hm2,传统耕作产量6 739.5 kg/hm2,增产9.1%。该技术能有效保蓄农田土壤水分,增产较明显,可在关中西部及同类地区使用。