宁南旱区谷子地膜覆盖的土壤水温效应

 对不同覆膜方式降水后土壤水分的变化趋势进行定位观测，并观测了谷子生育期土壤水分动态，结合作物产量分析了农田水分利用效率。研究表明，降水后微集水种植技术的沟内有较好的集水作用，水分可以储备在垄下部位，表层土壤水分变化剧烈。微集水种植技术在生育期间有集水保墒作用，季末土壤供水能力明显改善。冬闲田处理秋平膜与秋垄沟播前贮水量分别较对照高24.9、7.1 mm，且增产效果显著。覆膜处理的谷子产量得到明显提高和农田水分得到高效开发利用。作物各个生育时期以微集水种植技术的集水保墒效果最佳、生育期耗水量较低，表现出良好的社会和生态效益。     

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。     

黄土台原旱地小麦覆盖保水技术效果研究

 针对黄土台原自然降水特点及农业生产实际情况 ,在已有研究基础上 ,以具有显著保水性能的地膜覆盖技术为中心 ,设计出旱地小麦自然降水高效利用新模式。研究表明 ,夏闲期采用地膜秸秆两元覆盖技术 ,可以把占小麦生产全年度 5 0 %的夏闲期降水最大限度地蓄积并保存于土壤之中 ,较传统耕法多蓄水 10 8.4mm ,蓄水率达73.2 % ;在此基础上 ,种麦时再应用起垄覆膜沟播技术 ,既可把夏闲期蓄积到土壤中的水分最大限度地保住 ,又可把小麦生育期的降水最大限度地蓄住 ,从而使旱地小麦的水分条件明显改善 ,增产效果显著 ,是黄土台原旱地小麦自然降水高效利用 ,实现高产、稳产的最佳模式选择。     

旱地冬小麦全膜覆土穴播效益研究

为了验证全膜覆土穴播技术在宁夏旱地小麦等旱作密植作物上的应用效果,设计了全膜覆土穴播、传统覆膜穴播、膜侧种植和露地条播4种种植方式,考察不同种植方式下小麦的增产效果,及对土壤含水量和土温的影响。结果表明,全膜覆土穴播种植与露地条播种植相比,在冬小麦各生育期0～100cm土壤贮水量和0～25cm平均地温均有所提高;小麦株高高出12．2cm,穗长增加1．28cm,千粒重增加4．11g,产量高出636．0kg／hm^2,增产38．3％。     

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。     

Effects of film mulching regime on soil water status and grain yield of rain-fed winter wheat on the Loess Plateau of China

Shortages and fluctuations in precipitation are influential limiting factors for the sustainable cultivation of rain-fed winter wheat on the Loess Plateau of China.Plastic film mulching is one of the most effective water management practices to improve soil moisture,and may be useful in the Loess Plateau for increasing soil water storage.A field experiment was conducted from July 2010 to June 2012 on the Loess Plateau to investigate the effects of mulching time and rates on soil water storage,evapotranspiration(ET),water use efficiency(WUE),and grain yield.Six treatments were conducted:(1) early mulching(starting 30 days after harvest) with whole mulching(EW);(2) early mulching with half mulching(EH);(3) early mulching with no mulching(EN);(4) late mulching(starting 60 days after harvest) with whole mulching(LW);(5) late mulching with half mulching(LH);and(6) late mulching with no mulching(LN).EW increased precipitation storage efficiency during the fallow periods of each season by 18.4 and 17.8%,respectively.EW improved soil water storage from 60 days after harvest to the booting stage and also outperformed LN by 13.8 and 20.9% in each growing season.EW also improved spike number per ha by 13.8 and 20.9% and grain yield by 11.7 and 17.4% during both years compared to LN.However,EW decreased WUE compared with LN.The overall results of this study demonstrated that EW could be a productive and efficient practice to improve wheat yield on the Loess Plateau of China.     

谷子全膜双垄沟穴播技术效应研究——以宁夏同心县为例

研究了9种覆膜种植方式对谷子水分效应、温度效应及经济效益的影响,其中秋季全膜双垄覆盖春季沟穴播种植比露地直播谷子在不同生育期0—20cm的土壤含水量和0—100cm的土壤贮水量均有所提高。水分利用率高出5．25kg／（mm·hm^2）;各生育期0～20cm的平均地温也有所提升,尤其是拔节期以前;株高高出32．17cm,茎粗增加0．52cm,千粒重增加0．45g,产量高出2191．5kg／hm^2,增产80．97％,增收66．7％。     

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。     

冀西北高原聚土集水沟作的产量及水分效应研究

为给栗钙土农田的优质、高效生产和农民增收提供科学指导,以稀植经济作物小南瓜为材料,采用田间小区试验,研究了冀西北高原覆膜、聚土措施的集蓄水量、产量及作物耗水特征。结果表明:垄沟覆膜与聚土措施均可增加集蓄水量。垄膜处理耗水量最高,沟膜集水减蒸作用明显,耗水量较小。聚土处理中以聚60 cm熟土处理耗水量最大。不同覆膜方式下,小南瓜产量差异达到显著水平(P<0.05),以沟膜处理小南瓜产量均值最高,达到7 394.5 kg/hm2,平均比无膜和垄膜处理增产22.67%和10.55%。不同聚熟土深度处理间产量差异也达到显著水平(P<0.05),以聚40 cm处理产量均值最高,比聚土20 cm和60 cm处理平均增产17.17%和33.26%。小南瓜水分利用效率以沟膜+聚土40 cm处理(F2)最高,为20.69 kg/(mm.hm2)。沟内覆盖地膜并积聚40 cm熟土,可以明显集蓄降水,减弱无效蒸发,促进小南瓜根系发育,可作为本区旱作高效生产的一种主要技术措施。     

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。     

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。     

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。     

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。     

氮肥调控与地表覆盖对旱地冬小麦氮素吸收 及残留淋失的影响

【目的】针对西北旱区水分缺乏和氮肥施用不合理的问题,探索作物增产与水肥高效的施肥与栽培模式,以指导旱地农业生产。【方法】通过在黄土高原旱地进行的长期田间定位试验,研究早春追肥、氮肥调控、垄覆沟播、播种密度、夏闲期秸秆覆盖等措施对作物产量与氮素利用,以及收获后土壤硝态氮残留,夏闲期残留硝态氮淋溶和土壤氮素矿化的影响。【结果】旱地早春追肥、氮肥调控+早春追肥、氮肥调控+垄覆沟播、氮肥调控+垄覆沟播增密处理小麦产量比农户常规施肥分别提高15.7%、22.2%、38.6%和24.8%,作物氮吸收增加25.0%、32.0%、36.4%和6.4%,氮素收获指数提高3.8%、3.3%、5.7%和6.8%,当季硝态氮残留减少30.9%、20.0%、59.5%和68.2%,夏闲期硝态氮向60 cm以下土层的淋溶减少27.5%、24.6%、42.3%和24.3%。【结论】渭北旱区早春追肥、氮肥调控+早春追肥、氮肥调控+垄覆沟播和氮肥调控+垄覆沟播增密在提高冬小麦产量的同时,促进作物氮的吸收,减少肥料氮的残留,其中氮肥调控+垄覆沟播结合夏闲期秸秆覆盖,在增加土壤保水蓄水的同时,避免硝态氮向深层淋失,效果更好。     

耕作对渭北旱塬小麦-玉米轮作田土壤水分和产量的影响

【目的】探讨不同降水年型下,耕作方式对冬小麦-休闲-春玉米轮作田土壤水分和作物产量的影响,为旱区粮田降雨高效利用与耕作制度创新提供理论支撑。【方法】于2007—2019年在渭北旱塬进行长期定位保护性耕作试验,以传统翻耕（CT）为对照,设置免耕（NT）和深松（ST）2种少耕耕作方式,分析不同降水年型下耕作方式对小麦-玉米轮作田休闲期土壤蓄墒、作物产量和水分利用效率的影响。【结果】（1）降水年型、耕作方式及其互作均显著影响休闲期末期土壤贮水量和休闲期蓄墒率,其中降水年型是休闲末期土壤贮水量和休闲期蓄墒率变化的主导因素。休闲末期0—200 cm土层土壤贮水量（mm）表现为丰水年型（430.6）>欠水年型（405.9）>平水年型（381.5）;NT（417.4）>ST（402.3）>CT（398.2）;丰水年型NT处理休闲末期0—200 cm土层土壤贮水量最高（438.5）,平水年型ST处理最低（370.2）;休闲期蓄墒率（%）表现为丰水年型（27.1）>欠水年型（26.6）>平水年型（25.1）;NT（27.6）>ST（26.4）>CT（25.8）;欠水年型NT处理土壤蓄墒率最高（29.1）,平水年型CT处理土壤蓄墒率最低（25.0）。（2）降水年型、耕作方式及其互作均显著影响冬小麦产量和水分利用效率（WUE）,其中耕作方式是冬小麦产量（kg∙hm^-2）和WUE（kg∙hm^-2∙mm^-1）变化的主导因素。冬小麦产量表现为丰水年型（4985）>欠水年型（3984）;NT（4522）>ST（4468）>CT（4465）;丰水年型NT处理产量最高（5033）,欠水年型ST处理最低（3957）;冬小麦WUE表现为丰水年型（15.4）>欠水年型（14.9）;NT（16.2）>ST（15.4）>CT（14.0）;丰水年型NT处理WUE最高（16.5）,欠水年型CT处理最低（13.9）。（3）降水年型、耕作方式及其互作均显著影响春玉米产量和水分利用效率（WUE）,其中降水年型是春玉米产量（kg∙hm^-2）和WUE（kg∙hm^-2∙mm^-1）变化的主导因素。春玉米产量表现为丰水年型（7677）>欠水年型（6999）>平水年型（5887）;NT（6900）>ST（6879）>CT（6785）;丰水年型ST处理产量最高（8003）,平水年型ST处理最低（5723）;春玉米WUE表现为丰水年型（18.7）>欠水年型（17.5）>平水年型（14.8）;NT（17.8）>ST（17.0）>CT（16.2）;丰水年型ST处理WUE最高（19.3）,平水年型CT处理最低（13.9）。（4）在冬小麦-休闲-春玉米轮作周期中,耕作方式显著影响作物产量和WUE。其中NT处理多年平均产量和WUE分别较CT处理提高1.6%和9.5%,ST处理多年平均产量和WUE分别较CT处理提高1.2%和3.9%。【结论】综合各降水年型下土壤水分与作物产量得出,保护性耕作可以相对高效地实现保水增产目的,其中以免耕处理蓄水与增产效应最佳。从旱作农田高产高效及长期可持续发展的角度综合考虑,推荐免耕作为黄土高原地区实现蓄水保墒及增产增收目的的耕作方式。     

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。     

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。     

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。     

秋覆膜对旱地玉米土壤水分和产量的影响

针对甘肃省旱作农业区年降水量少、季节分布不均匀、玉米生产中春旱严重的问题,采用田间试验的方法,研究了4种不同覆膜时期对旱地玉米生育期、土壤水分变化、水分利用效率、产量及经济效益的影响。结果表明,全膜双垄沟秋季覆膜优于顶凌覆膜、春覆膜和播前覆膜,即早覆膜优于晚覆膜。全膜双垄沟秋覆膜增加了降水利用率和水分利用效率,降水利用率为70.21%,产量为10039.34 kg/hm2,比播前覆膜增产24.81%,水分利用效率30.19 kg/(hm2?mm),比播前覆膜提高15.26%。全膜双垄沟秋覆膜可明显减少冬春季土壤水分的无效蒸发,增加土壤水分含量,使玉米的经济性状明显改善,增产增收,是旱作区进一步挖掘降水潜力和高产田创建的有效途径。     

秋闲期秸秆覆盖与减氮优化根系分布提高冬小麦产量及水氮利用效率

【目的】冬春干旱频发和氮的过度施用限制了西南丘陵旱地雨养农业区小麦的产量与可持续发展,探讨秋闲期秸秆覆盖与氮肥减施对旱地小麦根系分布、产量及水氮吸收利用的影响,为优化四川旱地小麦耕作制度和绿色高质高效生产提供依据。【方法】试验于2016–2018年在四川省仁寿县四川农业大学试验基地进行,采用裂区设计,在夏玉米收获后,以秋闲期秸秆粉碎覆盖（SM）和不覆盖（NM）为主区,以不施氮（N₀：0）、减氮（RN：120 kg N·hm^-2）和常规施氮（CN：180 kg N·hm^-2）为裂区,研究分析土壤含水量、根长、根系分布、小麦产量、耗水量（ET）、水分利用效率（WUE）和氮素利用情况。【结果】与不覆盖相比,秋闲期秸秆覆盖显著提高播种至孕穗期0—10 cm和10—20 cm土层含水量及播种时与拔节期0―100cm土层土壤贮水量,秸秆覆盖的保墒效应可持续至孕穗开花阶段;覆盖显著促进小麦拔节期和开花期耕层根系生长,尤其是0—10 cm土层根系直径增加、根长密度显著提高;覆盖下小麦总耗水量、WUE、氮素吸收量、播种至拔节期氮素积累速率、拔节至开花期氮素积累速率、氮素籽粒生产效率（NUEg）、氮肥农学效率（AEN）和氮肥偏生产力（NPFP）两年均值较不覆盖分别提高11.4%、71.8%、73.1%、119.0%、100.0%、3.6%、264.7%和78.2%;覆盖下氮肥回收效率（REN）较不覆盖增加44.4个百分点。覆盖后冬小麦有效穗数、穗粒数和产量两年均值较不覆盖分别提高31.8%、44.4%和92.9%。秸秆覆盖效应大于施氮量效应。与常规施氮量相比,减氮处理未显著降低0—10 cm土层根长密度、耗水量、水分利用效率与籽粒产量;覆盖结合减氮显著提高群体氮素籽粒生产效率、氮肥农学效率、氮肥偏生产力和氮肥回收效率。【结论】秋闲期秸秆覆盖提高播种至拔节期土壤水分含量和储量,促进拔节期小麦根系在表层土壤中的生长,进而促进氮素吸收利用、提高冬小麦产量与水肥利用效率;秋闲期覆盖结合120 kg·hm^-2施氮量是适宜四川旱地冬小麦的减氮增效高产栽培技术模式。