河西绿洲节水高效种植模式水资源效率研究

针对石羊河流域水资源缺乏、种植业生产受限的问题,比较了武威市凉州区19种种植模式的水资源利用效率。结果表明,马铃薯和油葵较春小麦(CK1)节水25%且分别增收84.21%和31.58%;低耗水型模式玉米/豌豆和油葵/豌豆的水分利用效率较传统模式春小麦/春玉米(CK2)提高38.2%和52.9%,水分经济利用效率提高51.6%和125%,水分能量生产效率提高40.72%和49.81%;日光温室中,辣椒、西瓜和双孢菇的节水增收效果较好。由此提出发展马铃薯、油葵等低耗水高效模式,以玉米/豌豆、油葵/豌豆替代高耗水型模式春小麦/春玉米,日光温室重点发展辣椒、西瓜和双孢菇等作物的建议。     

不同种植模式对农田土壤呼吸速率的影响

【目的】探讨不同种植模式对农田土壤CO_2排放的影响,以期为农田固碳减排提供理论参考.【方法】以河西绿洲灌区的7种种植模式为研究对象,采用CFX-2开放式呼吸测定系统进行土壤呼吸速率测定.【结果】7类种植模式下农田土壤呼吸速率具有明显的季节变化规律,其中,单作玉米的波动幅度最大,呈先上升再下降的趋势;平均土壤呼吸速率表现为单作玉米玉米间作豌豆小麦间作玉米春小麦复种冬油菜春小麦复种冬小麦春小麦复种春油菜春油菜复种马铃薯,且不同处理间平均土壤呼吸速率差异显著(P0.05);单作玉米农田土壤呼吸速率最强,春油菜复种马铃薯最小,且单作玉米农田土壤呼吸速率为春油菜复种马铃薯的4.6倍.间作模式下小麦、玉米带土壤呼吸速率较相应的单作分别降低20.9%和26.3%.【结论】7种种植模式中,单作玉米潜在温室气体排放量最大,春油菜复种马铃薯最有利于农田温室气体减排,而间作模式可有效降低配置作物的土壤呼吸速率强度.     

冀西北半干旱区作物与茬口的土壤水分效应

针对冀西北坝上半干旱区水源匮乏、土地瘠薄、作物低产的现状,采用交叉式种植方法,设置区域5种主栽作物的倒茬定位试验,比较不同作物及其茬口对0~80cm土体耗水的影响,以为水分平衡的作物配置方式提供技术依据。研究结果表明:生长季莜麦(Avena sativa)、甜菜(Beta vulgaris)田呈耗亏土体贮水趋势,且对40cm以下土壤贮水消耗明显;蚕豆(Vicia faba)田累积土体贮水;马铃薯(Solanum tuberosum)、玉米(Zea mays)田耗水量介于两者之间。甜菜、莜麦生物产量与水分利用效率(WUE)均最高,蚕豆最低。适宜的倒茬方式其生长季作物WUE是连作莜麦、甜菜和马铃薯的1.96~3.00倍,是连作蚕豆、玉米的1.11~1.13倍。利用作物间耗水特性差异进行茬口适应种植,是提高作物水分利用效率、促进坝上半干旱区农田可持续生产的重要途径。     

宁南半干旱区灌溉农田高效多熟种植模式研究

针对宁南半干旱区一熟有余、两熟不足的气候条件,在灌溉农田开展了以间作套种为主的高效多熟种植模式试验研究.结果表明,采取立体复合种植,能够有效提高农田第一性生产力和土地利用率,增进光、热、水等农业资源的利用效率,增加农业系统能量产出,提高单位面积经济收入.运用灰色关联分析法对5种间作套种模式和2种单作模式的生产效益综合评价结果,各种植模式的综合效益排序依次为: 马铃薯‖玉米＞小麦/玉米＞豌豆/玉米＞胡麻/甜菜＞玉米单作＞豌豆/向日葵＞小麦单作. 此外,还对不同种植模式的合理运用作了讨论.     

冀西北寒旱区农田作物轮作产量效应评价

【目的】促进水温土等资源匮乏的冀西北寒旱区作物生产对水分、养分的合理与均衡利用,保护农田生态环境。【方法】采用交叉式种植方法,在草甸栗钙土和砂质栗土农田,分别设计了包括5个主栽作物的全部组合的轮作与连作田区试验,年际间进行重复,研究区域主栽作物轮作倒茬的产量效果。【结果】在草甸栗钙土农田,与连作相比,不同前茬马铃薯、甜菜、莜麦的产量分别提高了58%—94%、28%—53%和16%—70%;蚕豆与连作相比,除甜菜茬减产外,其他茬口较连作增产4%—43%;马铃薯、蚕豆茬玉米较连作分别增产12%、5%,甜菜、莜麦茬玉米产量仅为连作的81%、93%。在砂质栗钙土农田,不同前茬马铃薯、甜菜的产量分别较连作提高了5%—36%、13%—36%;甜菜茬谷子表现减产,其他茬口的谷子较连作提高了5%—30%;谷子茬莜麦减产,其他茬口莜麦较连作提高了9%—15%;马铃薯、莜麦茬亚麻较连作增产5%、8%,谷子、甜菜茬亚麻产量为连作的94%、99%。【结论】草甸栗钙土田马铃薯→莜麦、马铃薯→甜菜呈现互利轮作,玉米茬马铃薯、莜麦茬甜菜、蚕豆茬甜菜、玉米茬甜菜和蚕豆茬马铃薯表现偏利轮作;砂质栗钙土田莜麦茬马铃薯、马铃薯茬甜菜2种方式表现偏利轮作,可资生产应用。     

同心县主要农作物水分利用效率和效益评价

通过研究同心县主要农作物土壤水分与产量、经济效益的对应关系,为指导旱区农业种植提供理论依据。结果表明:6种农作物水分利用效率排序为西瓜马铃薯玉米谷子糜子向日葵,而水分利用效益排序为西瓜向日葵马铃薯谷子玉米糜子。     

花生不同种植方式的耗水特点和水分利用效率差异研究

在池栽条件下研究了春播覆膜(CBFM)、春播露地(CBLD)、夏播覆膜(XBFM)、夏播露地(XBLD)、麦田套种(MT)和麦田套种露地(对照,MTLD)6种花生种植方式的耗水特点和水分利用效率差异。结果表明:不同种植方式下花生的耗水量不同,当生育期的降水量相同时,耗水量与土壤贮水消耗量呈正比,降水耗水量与土壤贮水消耗量占农田耗水量百分率呈反比。春播覆膜处理的荚果产量、水分利用效率、降水利用效率、土壤贮水利用效率均最高,麦田套种最低;夏播覆膜与夏播露地相比,降水利用效率高;麦田套种露地与麦田套种相比,土壤贮水利用效率高。     

半干旱区3a不同轮作组合系统的综合评价

以当地主要种植的6种粮、菜作物组成的轮作组合为研究对象,通过在半干旱区连续3 a进行不同轮作方式试验,重点研究不同轮作方式下的系统等价产量、等价产值、耗水量及水分利用效率的差异,并在兼顾经济效益和生态效益的基础上,筛选出适应当地旱作农业生产的最优粮菜作物组合模式。结果表明,系统等价产量最高的组合模式为玉米→甘蓝→甘蓝,产量达到45 014 kg/hm2,其次为玉米3 a连作和谷子→甘蓝→甘蓝组合模式,最差的处理组合为谷子→马铃薯→马铃薯,产量仅为10 965 kg/hm2;系统产值较高的组合模式为玉米→菜豆→甘蓝、谷子→甘蓝→甘蓝、谷子→菜豆→甘蓝和玉米→甘蓝→甘蓝,产值均高于187 500元/hm2,菜豆连作表现次之,产值最低的是玉米→大豆→大豆组合,仅为39 465元/hm2;系统耗水量较低的组合模式为谷子→甘蓝→马铃薯、玉米→甘蓝→大豆和玉米→甘蓝→马铃薯,仅为1 073 mm,耗水量较高的组合有谷子→大豆→甘蓝、玉米→马铃薯→甘蓝和谷子→菜豆→甘蓝,最高与高低耗水量最大相差189 mm;系统水分利用效率较高的轮作组合为玉米→甘蓝→甘蓝和谷子→甘蓝→甘蓝,玉米→甘蓝→马铃薯的表现次之,大豆连作水分利用效率最低。综合以上4个方面所筛选出表现较好的轮作组合有:玉米→马铃薯→甘蓝、玉米→马铃薯→菜豆、玉米→甘蓝→马铃薯。     

旱塬地玉米套种马铃薯农田水分效应及产量变化研究

玉米套种马铃薯与单作相比,农田水分动态变化和作物耗水量均产生变异,受降水和土壤水分消耗的影响,最终导致不同处理的作物产量和水分利用效率出现明显差异。其中4∶4套种具有较好的产量和水分效应,水分利用率较单作玉米、单作马铃薯分别提高1.2%,10.4%。套种玉米产量12450kg/hm2,较单作玉米7950kg/hm2增产56.6%;套种马铃薯产量22500kg/hm2,较单作马铃薯19500kg/hm2增产15.4%。     

新疆石河子垦区主要作物需水特征及水效益比较

根据新疆石河子垦区50年气象数据资料,计算分析了主要作物需水量变化及自然降水条件下农田水分平衡状况,并对主要作物水分生产效率效益进行了比较.结果表明:春小麦、冬小麦、春大豆、春谷子、苜蓿需水量均呈上升趋势,其中春小麦增加幅度最大,每5 a平均增加6.6 mm,而春玉米、水稻、棉花需水量呈下降趋势.粮食作物中以水稻亏水量最高,冬小麦、春玉米次之,而春大豆、春谷子、春小麦、薯类作物相对较小,经济作物中以糖类作物亏水量最高,其次为加工番茄、苜蓿、棉花,而瓜类、麻类、油料作物相对较小.不同灌溉方式下作物水分利用效率效益差异较大,粮食类作物如春小麦、春玉米水分利用效率高于其他作物,而果菜类作物如葡萄、蟠桃、线椒水分经济效益最高.     

河西荒漠灌区不同耕作方式对作物产量的影响

在河西荒漠灌区比较了小麦、玉米、大豆3种作物在连作、轮作、间作方式下的产量,结果表明,小麦产量以小麦与玉米轮作最高,为6 839.3 kg/hm2,较连作增产23.6%;玉米产量以小麦与玉米间作(小倒茬)最高,为12 915.0 kg/hm2,较连作增产50.8%;蚕豆产量以玉米与蚕豆间作(连作)最高,为3 654.0 kg/hm2,增产率达50.2%。     

春玉米春毛豆不同复合种植方式的产量效应和生态经济效益

以在长江下游沿江地区建立春玉米为中心的多元多熟高产高效新型种植体系为目标 ,设置了玉 豆同钵苗两段覆膜、玉 豆同钵苗露地移栽、玉 豆分行两段膜间栽 3种玉 豆复合种植方式和纯种植玉米、毛豆 5个处理的产量效应和经济效益对比试验。研究了在不同复合种植方式的条件下 ,春玉米、春毛豆两作物的收获产量 ,群体的光合面积效应 ,能量投入、产出及能量产投比 ,土壤有机质形成量及N、P2 O5 、K2 O等养分平衡 ,以及产值、成本、纯收益、新增纯收益率、边际成本报酬率等经济效益指标 ,结果表明 :在不降低现行春玉米种植密度 (82 5 0 0株 /hm2 )的前提下 ,通过两段膜技术 ,实现玉 豆同钵苗方式、玉 豆分行间栽方式 ,都具有显著的增产效应和生态经济效益     

灌水量及留茬对绿洲不同种植模式耗水总量及棵间蒸发量的影响

通过大田试验,研究了不同供水水平下单作小麦(SW)、单作玉米(SC)、高留茬收割覆盖小麦间作玉米(WCM)和不留茬小麦间作玉米(WC)的耗水特性.结果表明,不同种植模式耗水总量由大到小依次为:WC>WCM>SC>SW;与SW和SC加权平均对应相比,WC总耗水量增大了41.4%~47.2%、平均日棵间蒸发量增大了4.4%~7.1%、棵间蒸发量占耗水量的比例增大了7.8%~9.7%,WCM总耗水量增大了34.5%~46%、平均日棵间蒸发量增大了0.8%~2.6%、棵间蒸发量占耗水量的比例降低了2.0%~2.6%.同种种植模式内,随灌水量增加,总耗水量增大、棵间蒸发量占耗水量的比例减小.据此认为小麦高留茬覆盖是提高绿洲灌区间作土壤水分的有效途径之一.     

黔中黄壤丘陵旱坡地不同耕作制与水土保持研究

1999－2000年连续2年试验研究表明：黔中黄壤丘陵旱坡地分带轮作水土保持效益优于净作，分带轮作制中洋芋（油菜或小麦）／绿肥／玉米／红薯轮作方式优于油菜（小麦）／绿肥／玉米／大豆；不同作物轮对对产量的影响小季以洋芋＞油菜＞小麦，大季以红薯＞大豆；适宜的分带轮作制为洋芋（或油菜）／绿肥／玉米／红薯，其水土流失量小，作物总产量最高。     

绿洲灌区典型间作模式的产量和光能利用效率

为寻求河西绿洲灌区低耗水、高光效、高产多熟种植模式,在限量灌水条件下,通过大田试验对该区主要种植模式的产量和光能利用率进行了量化分析.结果表明:4种间作模式土地当量比均大于1,排序为玉米/豌豆>玉米/油菜>小麦/玉米>小麦/大豆;在同等可比面积上,小麦、玉米、豌豆和油菜在间作模式下均较单作表现出显著增产效应,但在不同模式下增产效应不同,小麦在小麦/玉米和小麦/大豆2种间作模式下产量分别提高49.14%、51.50%,玉米在玉米/油菜、玉米/豌豆和小麦/玉米3种间作模式中产量分别提高20.88%、53.48%、70.34%.各间作模式下的光能利用率为玉米/豌豆>玉米/油菜>玉米/小麦>小麦/大豆.玉米/豌豆间作模式可作为目前河西绿洲灌区低耗水、高光效型种植模式之一.     

小麦玉米玉米间套作种植模式经济效益的分析

采用小麦春玉米夏玉米间套作种植模式，随着年总产量的提高，其经济效益同步增长。麦玉玉复合群体的产值和纯收入达２７０４５．９元／ｈｍ＾２和１４８８４．９５元／ｈｍ＾２，比春玉米一熟单和小麦玉米一年两熟复种产值提高９１．５０％和２０．３８％，纯收入提高７４．７０％和１１．８１％。根据作物生长发育过程中的空间差和时间差，选择越冬菠菜和早熟秋白菜参与到模式中进行间套作，增加复合群体空间层次与集约程度，其产值     

间作小麦的边行效应及其与根系空间分布的关系

采用隔根试验,研究了间作与单作小麦边行效应的差异及其与根系空间分布的关系.结果表明:单作、不隔根间作、塑料薄膜隔根间作、尼龙网隔根间作小麦边1行产量较边2行分别高13.7%、18.2%、29.0%、33.7%,较边3行分别高22.5%、33.9%、19.4%、29.8%,除塑料布隔根处理外,间作小麦的边行优势明显高于单作小麦.0～100cm土层中的小麦根质量密度在处理间的大小关系为:不隔根间作尼龙网隔根塑料布隔根单作小麦;根系分布深度大小关系为:塑料布隔根尼龙网隔根不隔根间作单作小麦;小麦产量与20～40cm土层中的根质量密度呈显著正相关关系.     

干旱灌区小麦间作玉米麦后复种绿肥的可持续性分析

【目的】针对干旱灌区传统生产模式的资源利用率和产投比低等问题,研究小麦间作玉米集成麦后复种绿肥的光能利用率、灌溉水生产力及经济效益表现,结合试区常规种植模式,评价不同种植模式的可持续性,对于干旱灌区农业生产的节本增收有重要指导意义。【方法】2018—2020年,在河西绿洲灌区设置田间定位试验,研究了不同种植模式（春小麦间作玉米小麦收后复种绿肥（W-G//M）、春小麦间作玉米（W//M）、春小麦复种绿肥（W-G）、单作玉米（M）、单作春小麦（W））对生产系统叶日积、籽粒产量、光能利用率、灌溉水生产力以及经济效益的影响,综合以上相关指标,对各种植模式的可持续性进行评价。【结果】随着试验年度的延长,春小麦收后复种绿肥能显著提高主栽作物全生育期的总叶日积。W-G//M较W//M的叶日积提高了7.7%—7.8%。间作较单作以及麦后复种绿肥模式均能提高主栽作物籽粒产量,但同时也提高了生产成本的投入。2018和2019年,W-G//M处理和W//M处理的混合籽粒产量无显著差异,而2020年,W-G//M处理较W//M处理的籽粒产量提高了8.7%。W-G//M处理较M、W-G和W处理的纯收益分别提高16.7%—26.5%、78.5%—132.2%和35.9%—78.8%。2018年,W-G//M较W//M处理的纯收益降低了7.2%,但是2019和2020年,二者的纯收益无显著差异,且产投比也具有相似的趋势。复种绿肥能显著提高作物光能利用率,W-G//M处理较W//M处理的光能利用率提高了7.2%—14.1%;W-G处理较W处理的光能利用率提高了23.5%—52.1%。W-G处理较W处理的灌溉水生产力显著降低,降低了48.6%—54.3%（灌溉水利用效率）和30.9%—39.8%（单方灌溉水经济效益）,而W-G//M处理和W//M处理的灌溉水生产力无显著差异。综合3年试验结果,W-G//M处理较其余4个处理的可持续性显著提高。【结论】在干旱绿洲灌区,间作以及麦后复种绿肥能提高主栽作物籽粒产量和经济效益,且灌溉水生产力和光能利用率也随之提高,进而使得该模式的可持续性提高,因此,春小麦间作玉米结合小麦收后复种绿肥技术可作为提高资源利用以及农民收益的可持续种植模式。     

冬小麦/春玉米/夏玉米间套作复合群体的高产机理探讨

在冬小麦－夏玉米两熟模式基础上开发的冬小麦／春玉米／夏玉米多熟间套模式,具有较高的生产潜力和资源利用效率,其单产水平和光热资源利用率提高20％多,是农田在吨粮基础上实现高产再高产的一种新尝试,该模式实现高产的关键是充分利用间套作复合群体高强度的纳密功能,并形成一个高光效的群体结构,使复合群体的受光改善和截光能力增强,从栽培技术角度,确定适宜的品种组合和田间配置,解决好春玉米的早播玉米是该式成功应用的关键。     

晋南半夏与小麦玉米间套作模式研究

对小麦、半夏和玉米的多种间套作模式进行了田间小区试验,分析不同种植模式的产量及效益差异。结果表明,以小麦窄-宽-窄行的方式套作半夏,虽然小麦减产0.45%,但套种的半夏生长健壮;夏玉米与半夏不同间作模式的产量存在显著或极显著差异,以半夏播量为480 kg/hm2,与玉米品种晋单63号、郑单958宽窄行间作的种植模式较佳,半夏及玉米产量较高,该模式纯收益比小麦、玉米轮作高出2.773万元/hm2。