不同覆膜穴播种植方式对谷子和糜子生长发育及水分利用率的影响

在宁南干旱区采用田区定位试验方法,研究了不同覆膜穴播模式谷子和糜子生长期主要农艺性状、耗水特征与产量的关系。结果表明,覆膜穴播谷子产量为5 751.0～6 453.0 kg/hm~2,增产效果依次为渗水微膜、普通微膜、垄上覆膜+沟内穴播、降解微膜,较不覆膜穴播增产48.4%～66.5%,水分利用效率(WUE)为17.40～19.95 kg/(mm·hm~2),较不覆膜穴播提高58.9%～82.2%。覆膜穴播糜子产量为4 525.5～5 040.0 kg/hm~2,较不覆膜穴播增产53.9～71.3%;水分利用效率(WUE)为14.25～16.95 kg/(mm·hm~2),较不覆膜穴播提高31.9～56.9%。在干旱半干旱区干旱胁迫环境下,渗水微膜穴播、垄上覆膜+沟内穴播是实现谷子和糜子种植的最佳方式。     

覆膜对半干旱区谷子生长发育·产量及水分利用效率的影响

[目的]筛选出半干旱区谷子（Italian millet）覆膜种植最佳模式.[方法]供试谷子品种为晋谷43号.共设4个处理和1个对照（CK）,分别为：T1全膜覆盖平作穴播（使用1.2m膜）,T2全膜覆盖垄沟种植,T3膜侧沟播（0.4 m膜）,T4起垄不覆膜,T5露地条播（CK）.[结果]谷子覆膜栽培比露地早熟,其中全膜覆盖垄沟种植谷子产量最高为10 335.15 kg/hm2,比CK增产35.00％,水分利用效率为22.68 kg/（mm·hm2）,比CK增加41.75％.全膜覆盖垄沟种植较其他处理明显提高集雨效果和保墒,有利于提高谷子水分利用效率及产量.[结论]该研究可为半干旱地区谷子地膜覆盖种植提供理论依据.     

谷子全膜双垄沟穴播技术效应研究（原州试点）

在宁夏固原市原州区官厅镇进行了旱地谷子全膜双垄覆盖沟穴播技术效应研究,结果表明：在降雨量400mm的半干旱区,采用全膜双垄覆盖沟穴播技术种植谷子有效地提高了土壤蓄水保墒能力和地积温,促进了谷子增产增收。7种覆膜种植方式中,秋季全膜、早春全膜、全膜覆土穴播增产效果显著,籽粒平均产量超过3900．0kg／hm^2,生物产量超过5625．0kg／hm^2,水分利用率达到60％以上,水分生产效率达到15kg／（mm·hm^2）。     

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。     

谷子旱地渗水地膜全覆盖精密穴播高产技术研究

20世纪80年代初到90年代中期,山西普通地膜旱地谷子产量不断降低,渗水地膜由此发明并运用于旱地谷子种植。渗水地膜和2MB-1/4型铺膜穴播机组装配套形成的渗水地膜波浪形全覆盖精密穴播技术,是旱地谷子高产示范模式。连续2 a在山西省神池县红崖子村进行了渗水模式和普通模式对比试验。结果表明,渗水地膜波浪形全覆盖精密穴播技术模式增产效果明显,水分利用率、地积温、土壤养分、微生物活性等综合微生态环境得到改善和合理的非均衡群体结构是其增产的主要原因。     

不同覆膜方式对糜子干物质积累及产量的影响

研究比较了全膜平作穴播、全膜垄沟种植、膜侧0.4 m、膜侧0.6 m、起垄不覆膜、露地条播(CK)等6种覆膜栽培方式对糜子干物质积累及产量的影响。结果表明,覆膜能促进糜子生长、增加地上部干物质的积累;全膜垄沟种植和全膜平作穴播处理产量较高,分别为4 851.82,4 534.42 kg/hm2,分别较露地条播(CK)增加32.17%,23.52%,说明全膜垄沟种植和全膜平作穴播等全覆膜种植技术更有利于旱区糜子产量的提高。     

旱地谷子全膜双垄沟覆盖穴播技术效应研究

旱地谷子全膜双垄沟覆盖穴播技术研究结果表明,在旱地采用秋季全膜双垄沟覆盖穴播栽培谷子,可明显的保住土壤水分、接纳无效降水,提高出苗率,促进幼苗健壮生长发育,增产增收效果显著。采用秋季全膜双垄覆盖春季沟穴播技术,谷子产量可达3909．09kg／hm^2,比露地种植增产46．7％,纯收入达到11743．5元／hm^2,较对照增加4176．0元／hm^2;其次为早春（顶凌）全膜双垄覆盖春季沟穴播技术,谷子产量达到3713．64kg／hm^2,较露地种植增产39．3％,纯收入达到10794．0元／hm^2,较对照增加3226．5元／hm^2。建议在谷子覆膜栽培上,重点选用秋季地膜覆盖和早春地膜覆盖技术,促进谷子增产增收。     

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。     

不同覆膜栽培方式对胡麻水分利用效率和产量的影响

为探讨不同覆膜栽培方式对干旱无灌溉胡麻田水分动态和胡麻产量的影响,以露地条播种植为对照(CK),对4种栽培方式(全膜穴播、残膜穴播、露地穴播、垄膜沟播)下胡麻田土壤水分、胡麻生长状况、水分利用效率和产量进行研究。结果表明,覆膜处理可缩短胡麻生育期约3d,提高出苗率7.3%~11.0%,生长前期增加生物干质量2.11~4.31倍,后期增加16.97~22.31倍。水分利用效率较CK高出19.73%~26.00%,籽粒产量提高23.60%~29.67%。综合考虑经济效益和生产可操作性,覆膜栽培优于露地栽培,穴播优于条播,残膜穴播优于揭膜后全膜穴播。残膜穴播是兼顾可操作性和经济效益的胡麻栽培方式,适宜在干旱无灌溉区推广。     

沟垄覆膜连作种植对马铃薯田土壤速效养分及产量的影响

为了探明不同沟垄覆膜连作种植对马铃薯田土壤养分及产量影响的差异,以当地主栽品种‘新大坪’为试验材料,研究了平畦不覆膜(CK)、平畦覆膜(T1)、全膜双垄垄播(T2)、全膜双垄沟播(T3)、半膜沟垄垄播(T4)、半膜沟垄沟播(T5)6种栽培模式连作种植对马铃薯田土壤速效养分及产量的影响.结果表明:在马铃薯全生育期内,土壤铵态氮、速效钾含量下降,而速效磷含量先升高后降低;沟垄和覆膜处理土壤铵态氮和速效磷含量均高于CK,而速效钾含量在前期与后期低于CK;沟垄覆膜种植均能提高马铃薯产量,增产幅度为1.5%~29.8%,其中T2处理产量最高且与CK间差异达到显著水平;另外,与CK相比,沟垄和覆膜处理马铃薯单株结薯数提高了70.8%~87.5%,且以T2和T5处理最高;而单株薯质量提高了37.1%~68.6%,且T3处理与CK间差异显著.沟垄和覆膜处理通过提高土壤养分利用率而提高了马铃薯产量.     

不同覆膜方式对胡麻根系生长和产量的影响

为了系统探索覆膜对胡麻植株的全面影响,完善地膜胡麻生长发育规律。以常规露地条播为对照(CK),研究陇东旱塬区普遍应用的两种覆膜方式(全膜覆土穴播、膜侧条播)下胡麻根系生长情况和产量的变化。结果表明:全膜覆土穴播处理下0～100 cm土层土壤平均含水量(盛花期)和胡麻籽粒产量较CK分别显著提高21.71%和20.34%,膜侧条播与CK之间差异不显著;在胡麻现蕾期和盛花期,全膜覆土穴播和膜侧条播处理下胡麻0～10 cm主根直径较CK显著提高4.11%～103.39%,根干质量较CK提高21.76%～30.98%,根冠比较CK降低4.38%～29.46%,但在盛花期膜侧条播处理下胡麻主根直径、根干质量、根冠比与CK差异不显著;成熟期,覆膜处理对胡麻根系的影响效应逐渐减弱。综上所述,全膜覆土穴播和膜侧条播均能够促进胡麻根系生长,提高土壤水分含量和胡麻籽粒产量,且全膜覆土穴播效果更优。     

辽西半干旱区垄膜沟种方式对春玉米水分利用和产量的影响

【目的】春玉米是辽西地区的主要作物,其整个生育期需水量较多,但该区降水资源短缺且降水变率大,时空分布不均,有限降水难以满足春玉米高产稳产所需。垄膜沟种可有效汇集天然降水,提高降水资源化程度,开展相关研究以充分有效地利用该区有限的自然降水,提高农田水分利用效率,促进玉米稳产高产。【方法】2007-2013年在辽宁朝阳地区进行玉米垄膜沟种微集雨种植试验,研究不同种植模式对土壤水分、玉米产量和农田水分利用效率的影响。试验设垄膜沟种（沟内不覆盖,T1）、垄膜沟覆秸秆（T2）、垄膜沟覆膜（T3）和传统种植（CK）4种处理,随机区组设计,3次重复。传统种植为垄沟种植,行距50 cm,垄膜沟种方式为沟垄相间排列,沟宽80 cm,垄宽40 cm,垄高15 cm,垄上覆膜为集雨区,沟为种植区,种植2行玉米。各处理种植密度为52 500株/hm2左右,种肥为磷酸二铵（375 kg•hm-2,N 18%,P2O5 46%）,拔节初期追施尿素（375 kg•hm-2,N 46%）。【结果】垄膜沟种微集雨种植可有效汇集天然降雨,2009年和2010年玉米出苗率分别提高13.0%和14.9%,出苗时间提前1-2 d。前期长时间无有效降雨的情况下,一场有效降雨过后,土壤贮水量增加幅度依次为T2＞T1＞CK＞T3,T1和T2种植区水分入渗深度至少达到60 cm,而CK水分入渗深度只有40 cm,产流效率为61%,T1和T2蓄墒增加率分别为72%和88%。各处理生育期间土壤水分平均值从大到小依次为T2＞T1＞T3＞CK,其值分别为140.93、135.27、127.85和118.98 mm,较对照分别增加18.45%、13.69%和7.46%。2007-2013年,T1-T3产量比对照分别增产24.31%-32.58%、9.95%-17.81%、32.12%-37.16%、16.58%-27.96%、2.50%-9.40%、10.85%-29.33%和4.14%-17.95%,T1、T2和T3较对照平均增产幅度分别为14.52%、20.01%和23.44%。2007-2012年,T1-T3水分利用效率较对照分别增加24.66%-36.07%、14.12%-23.73%、38.34%-53.89%、29.07%-35.68%、1.20%-19.60%和9.02%-32.55%,T1、T2和T3水分利用效率较对照平均增加幅度分别为20.39%、27.94%和28.02%。在相对干旱年份,产量和水分利用效率增加幅度较大。【结论】通过连续7年进行旱作农田垄膜沟种微集雨种植试验,明晰了该技术模式在辽西半干旱地区的集雨、蓄水和保墒效果,有效减轻春季干旱对春播保苗和幼苗生长造成的不利影响,丰富了辽西半干旱地区旱作集水农业的理论基础。通过该项技术的推广应用,可有效提高该区降水资源利用率和农田水分利用效率,使玉米稳产高产,从而促进该区旱作农业健康、可持续发展。该项研究对中国北方旱作集水农业的发展也具有重要的借鉴意义。     

禾谷类杂粮作物耐逆和栽培技术研究新进展

禾谷类杂粮作物谷子、高粱、黍稷等是旱作生态农业的主栽作物,也是中国传统农耕文化的载体作物,在膳食结构多样化和人民健康保障方面有着不可或缺的作用。禾谷类杂粮多栽培在旱薄地、盐碱地和粮食主产区的边际田块,品种的耐逆性尤其重要。本文作为本期《中国农业科学》20篇禾谷类杂粮的抗旱耐盐和栽培耕作技术研究文章的导读,在对谷子高粱和黍稷进行概况介绍的基础上,展示了这些文章的核心内容和创新点,比较了这些结果和国内外高度相关的同类文章在关键发现上的异同,以拓展读者的阅读视野,同时对谷子高粱黍稷的抗旱耐逆研究进行了展望。     

Progresses in Stress Tolerance and Field Cultivation Studies of Orphan Cereals in China

Small cereal crops, including foxtail millet (Setaria italica), sorghum (Sorghum bicolor) and broomcorn millet (Panicum miliaceum), are important in northern China’s arid and semi-arid dry land agriculture, which are main components for a diversified food system and considered as traditional healthy food. Because they are mainly cultivated in dry land and salinity soils, natural and human selection had made those crops with super capability for drought and salt tolerant. This issue of Scientia Agricultura Sinica published 20 papers focus on drought tolerance, salinity tolerance, disease resistance and cultivation of those orphan crops in China. Nearly all these papers were conducted by the scientific researcher of the Chinese Agricultural Research System, Millet and Sorghum Section. This is a brief introduction of these 20 papers, and some comparisons between conclusions of those researches with the known published ones are also included. Foxtail millet, sorghum and broomcorn millet are considered as models for drought and salinity study in the grasses family, the papers published here will push the progress of this system.     

不同土壤消毒方法对日光温室土壤温度和土壤养分的影响

研究了垄沟式太阳能消毒、石灰氮结合太阳能消毒和垄鑫熏蒸土壤3种消毒方法对日光温室剖面温度和土壤营养特性的影响.结果表明:垄沟式太阳能消毒提高土壤剖面温度高,速度快,对土传病害有良好的防治效果,土壤速效P、土壤速效K含量分别比对照增加0.5%和31%,而土壤速效N、有机碳的含量分别比对照降低17%、12%;施用石灰氮土壤速效P和土壤速效N分别比对照增加94%和52%,土壤速效K变化不明显,有机碳比对照降低15.8%;施用垄鑫处理土壤速效钾和土壤速效N分别增加10.7%和22.5%,土壤速效P变化不显著.垄沟式太阳能消毒对更深层的土壤养分含量影响比石灰氮结合太阳能消毒和垄鑫熏蒸土壤更为明显.     

不同覆膜方式对旱作冬小麦耗水特性及籽粒产量的影响

【目的】研究黄土高原雨养条件下,不同地膜覆盖方式对冬小麦耗水特性、产量和休闲期土壤水分补给的影响,为促进增产和提高水分利用效率提供理论依据。【方法】2008-2009和2009-2010年小麦生长季,设置全膜覆土穴播（A）、全膜覆盖穴播（B）、垄膜沟播（C）和露地条播（CK）4种不同栽培模式,测量不同处理的土壤贮水量、耗水量、产量和水分利用效率。【结果】全膜穴播可使冬小麦增产64.4%-79.1%,水分利用效率提高22.1%-24.0%,达到11.9-16.6 kg·hm^-2·mm^-1;全膜覆土穴播可增产43.4%-44.4%,水分利用效率提高8.8%-14.6%,达到11.0-14.8 kg·hm^-2·mm^-1;垄膜沟播可增产37.0%-39.3%,水分利用效率提高4.2%-4.4%,达到10.0-14.2 kg·hm^-2·mm^-1。主要原因是,地膜覆盖可增加冬小麦拔节前0-200 cm土层贮水量,提高拔节至成熟阶段的耗水量及其占总耗水量的比例,促进生育期对土壤贮水的利用,同时干旱年份可促进冬小麦利用深层土壤水分,最终提高冬小麦成熟期的生物量和籽粒产量;虽然生育期耗水增加,但水分利用效率也提高。冬小麦产量与生育期耗水量呈显著正相关（r=0.96*）。覆膜的高产建立在高耗水基础上,但通过休闲期水分补充,地膜茬0-200 cm土层水分在冬小麦秋播前可恢复到露地水平。覆膜处理间的耗水差异远小于覆膜与露地间的差异。综合考虑产量、经济效益和田间操作难易程度,全膜覆土穴播一次覆膜可多茬使用,节省地膜成本,田间操作简单,经济效益高,是本试验条件下的最优栽培方式。【结论】全膜覆土穴播是西北黄土高原旱地小麦兼顾高产高效的栽培模式。     

模拟降水量条件下不同种植方式集雨效应研究

针对阴山北麓旱作区雨水蓄积利用效率低的问题,探讨本地区主要种植方式对降水的蓄积效应及降水后土壤水分变化动态。本研究采用模拟降水试验方法,对降水后农田土层水分含量的变化情况进行监测和分析,结果表明:1)在4mm降水下,粘壤土不同处理土壤贮水量显著高于对照;在12mm降水下,沙壤土不同处理土壤贮水量显著高于对照。不同降雨量粘壤土和沙壤土贮水量增量表现一致,大小顺序均为垄作全膜垄作半膜平作全膜平作半膜平作(CK)。以8mm降水为例,粘壤土各处理中,垄作全膜处理下土壤贮水增量为6.5mm,是对照的1.76倍,沙壤土各处理中,垄作全膜种植方式贮水增量是对照的3.2倍。2)垄作全膜能够将12mm以上降水蓄积在粘壤土表层,使该层土壤水分变化较小,土壤含水量基本维持在15.0%~16.5%,沙壤土蓄积雨水效果较差。3)在降水后5d内,粘壤土土壤水分变化为0~20cm土壤含水量呈降低趋势,降水后第3天该土层土壤含水量下降变缓,20~30cm土壤含水量先增加后降低,在降水后第3天达到最高,30~50cm土壤含水量均呈增加趋势;沙壤土土壤水分变化为0~30cm土壤含水量下降趋势较明显,30~50cm土壤含水量表现为先增加后降低。因此,在本地区生产条件下,垄作全膜不仅具有良好的集雨效果,而且能够将积蓄雨水主要分布于土壤表层30~50cm,从而对有限的降水资源进行再分配,提高作物的水分利用效率。     

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。     

辽西地区坡耕地垄膜沟种对土壤侵蚀和作物产量的影响

【目的】为了充分有效地利用辽西地区有限的自然降雨,减少坡耕地水土流失,提高水土资源利用率,促进作物稳产高产,在辽西地区坡耕地进行了不同耕种模式研究。【方法】2012—2015年在辽宁省农业科学院阜新旱农试验区进行,试验采用径流小区定位观测的方法,研究天然降雨条件下坡耕地不同耕种模式对土壤侵蚀、土壤水分和作物产量的影响。径流小区长15 m,宽4 m。试验为双因素裂区设计,主区为坡度,设5°和10°两个坡度,副区为种植模式,分设传统种植(CK,等高土沟土垄)、等高垄膜沟秸秆种植(T1)、等高垄膜沟种(T2)3种处理,3次重复。垄膜沟种沟宽60 cm,垄宽40 cm,垄高10—12 cm。供试作物为谷子和玉米,轮作种植。【结果】垄膜沟秸秆和垄膜沟种可有效减少和防止水土流失。4年间,5°坡对照总径流量为512.7m3·hm~(-2),总侵蚀量为4 561.3 kg·hm-2,T1处理和T2处理未发生土壤侵蚀;10°坡T1处理总径流量和总侵蚀量较10°坡对照分别减少81.71%和96.17%,T2处理较对照分别减少56.92%和95.15%,10°坡T1处理总径流量和总侵蚀量较T2处理分别减少57.54%和21.05%。垄膜沟秸秆和垄膜沟种较对照减少侵蚀量的同时可明显减少侵蚀泥沙中的养分流失量。随着坡度的增大,径流量和侵蚀量都随之增加,同时垄膜沟秸秆和垄膜沟种防蚀效果相对减弱。4年平均土壤水分,坡度间由5°坡到10°坡呈降低的趋势,但差异不显著;种植方式间垄膜沟秸秆和垄膜沟种与对照差异极显著,较对照分别高出1.68和1.45个百分点。对谷子而言,无论丰水年(2012年)或干旱年(2014年),垄膜沟秸秆和垄膜沟种较对照都表现出极显著的增墒效果;对玉米而言,平水年(2013年)垄膜沟秸秆和垄膜沟种较对照未表现出显著的增墒效果,干旱年(2015年)增墒效果极显著。4年平均产量,坡度间由5°坡到10°坡呈降低的趋势,但差异不显著。种植方式间垄膜沟秸秆与对照及垄膜沟种差异极显著,分别增产25.59%和10.68%,同时垄膜沟种与对照产量差异极显著,比对照增产13.47%。其中2012年和2014年,谷子垄膜沟种较对照增产不显著,垄膜沟秸秆较对照增产显著,分别增产24.75%和74.58%;2013年和2015年,玉米垄膜沟秸秆和垄膜沟种较对照增产极显著,垄膜沟秸秆较对照分别增产11.29%和54.39%,垄膜沟种较对照分别增产5.05%和51.81%。干旱年份,垄膜沟秸秆(谷子,玉米)和垄膜沟种(玉米)增产效果尤为显著。【结论】通过连续4年的旱坡耕地垄膜沟种试验,明晰了该技术模式在辽西半干旱地区的防蚀、集雨、增墒、增产效果,有效减轻干旱缺水和水土流失对坡耕地作物生长所造成的不利影响,丰富了辽西半干旱地区旱作集水农业的理论基础。通过该项技术的推广应用,可有效提高该区水土资源利用率,保护坡耕地质量,提升坡耕地粮食综合生产能力,使作物高产,促进该区旱作农业健康、可持续发展。从防蚀、集水、增墒、增产等角度考虑,垄膜沟秸秆耕种模式比较适宜于辽西半干旱区坡耕地。     

垄膜沟播与秸秆还田对内蒙古黄土高原玉米农田土壤水分、酶活性及产量的影响

为明确全覆膜垄膜沟播种植和秸秆还田措施下玉米农田土壤保水改土效果及增产效应,在内蒙古黄土高原旱作区对比分析了全覆膜垄膜沟播结合秸秆还田（S+M）、秸秆还田（S）、全覆膜垄膜沟播（M）、秸秆不还田不覆膜（CK）4种不同耕作方式下土壤水分、酶活性变化规律及玉米产量形成特性。结果表明：全覆膜垄膜沟播种植和秸秆还田均能提高玉米各生育阶段0—100 cm土层土壤含水量,尤以0—20 cm土层土壤含水量差异最为显著,且全覆膜垄膜沟播种植提升效果优于秸秆还田,两者耦合后土壤含水量表现为最大;垄膜沟播和秸秆还田均可显著提高土壤过氧化氢酶、脲酶、蔗糖酶和碱性磷酸酶活性,且随玉米生育期推移,土壤酶活性呈先增加后降低趋势,在大喇叭口期达到峰值;同时,垄膜沟播和秸秆还田均能提高玉米干物质量和产量,由高到低次序为S+M＞M＞S＞CK,与CK相比,S、M、S+M处理玉米产量分别提高11.84%、37.83%、45.13%,全覆膜垄膜沟播结合秸秆还田明显优于其他处理,可作为内蒙古黄土高原旱作区玉米节水增效增产栽培模式。