长期垄作覆盖对旱地冬小麦、夏玉米产量和水分利用效率的影响

通过2004—2014年长期定位试验,研究不同降水年型垄作覆盖对旱地冬小麦、夏玉米产量及水分利用效率的影响,旨在为旱作区高效农耕措施的选择提供理论依据和技术支撑。结果表明,与传统耕作处理相比,垄作覆盖有利于提高冬小麦和夏玉米的穗粒数和千粒质量,而对于冬小麦和夏玉米穗数的提高效果不明显;不同降水年型垄作覆盖处理均显著或极显著提高了旱地冬小麦—夏玉米周年产量,平均增产达17.0%;对冬小麦而言,长期垄作覆盖处理较传统耕作处理平均增产7.4%,增产效果表现为欠水年平水年丰水年,极端干旱的年份垄作覆盖则表现出明显的减产效应,减产幅度为8.9%;不同降水年型垄作覆盖处理夏玉米产量均极显著高于传统耕作处理,平均增产24.4%。不同降水年型垄作覆盖处理冬小麦、夏玉米及周年的平均水分利用效率分别为14.8、23.7、19.6 kg/(hm~2·mm),较传统耕作处理极显著提高了6.99%、32.82%、22.2%。综上,长期定位垄作覆盖在不同降水年型下对夏玉米的增产效果优于冬小麦。     

耕作方式对松嫩平原半干旱区玉米子粒灌浆特性及产量的影响

耕作方式是限制松嫩平原半干旱区玉米(Zea mays L.)产量提高的主要因素。以先玉335为试验材料,设置秋季深翻垄作、秋季深翻平作、秋季旋耕垄作、秋季旋耕平作、春季旋耕垄作和春季旋耕平作6种耕作方式来探讨耕作方式对玉米子粒灌浆特性和产量的影响,以期从玉米子粒灌浆的角度为松嫩平原半干旱区玉米栽培探索一种高产的栽培方式。结果表明,玉米灌浆速率最大时生长量与玉米产量呈极显著正相关(P0.01),与玉米粒重呈显著正相关(P0.05)。秋季深翻平作较其他处理可以提高玉米灌浆期的光合速率,增加玉米子粒干重,提高子粒灌浆速率的峰值,增加子粒灌浆速率最大时的生物量,增加玉米的粒重并最终提高产量。在秋季深翻平作处理下,玉米产量最高,为11 141.93 kg/hm2。因此,采取秋季子粒深翻平作处理,可以提高松嫩平原半干旱区玉米的产量。     

耕作措施对土壤水热特性和微生物生物量碳的影响

通过山西寿阳设置的8a田间定位试验,比较了全量秸秆还田、免耕覆盖和常规耕作3种耕作措施下土壤含水量、温度及土壤微生物生物量碳变化.结果表明:免耕覆盖与全量还田处理显著提高土壤含水量,与常规耕作相比表层土壤体积含水量在玉米苗期、拔节期、灌浆期和成熟期分别高出18％、22％、29％、21％和3％、10％、12％、13％,具有保水保墒的作用.在苗期不同耕作措施对土壤温度的影响达到显著水平,5 cm处免耕覆盖、全量还田与常规耕作处理土壤温度依次为:18.12、18.76和19.44℃,免耕覆盖和全量还田处理平均温度比常规耕作分别低1.32℃和0.69℃.土壤微生物量碳在整个生育期动态变化是首先迅速上升在玉米生育高峰期(拔节期)达到最高峰,然后开始下降,成熟期趋于平缓.免耕覆盖与全量还田处理下玉米各生育期土壤表层微生物量碳显著高于常规耕作,在苗期、拔节期、灌浆期和成熟期分别比常规耕作高出70％、40％、85％和30％和10％、20％、15％和15％.土壤微生物量碳与土壤温度和土壤含水量相关和极相关.     

栽培模式对夏玉米田土壤呼吸速率的影响

为了探明不同栽培模式下夏玉米田的土壤呼吸状况,采取田间试验研究了垄作和平作两种栽培模式对夏玉米农田土壤呼吸速率的影响.结果表明:1)栽培夏玉米的土壤呼吸速率日变化在14:00最大,各生育期的土壤呼吸速率均为垄作垄面＞平作＞垄作垄沟,并随着生育进程的推进,垄作和平作的土壤呼吸速率均表现为先升高后降低的趋势,且在吐丝期达到最大.2)在夏玉米生育期内,垄作垄面、垄作的垄沟和平作地面的土壤呼吸速率分别为4.42 μmol/(m2·s)、2.61 μmol/(m2·s)和3.56 μmol/(m2·s).3)灌水后垄作和平作的土壤呼吸速率均下降,但垄面的土壤呼吸速率恢复较快.     

秸秆覆盖夏玉米不同生育期耗水特性及水分利用效率研究

采用3种秸秆覆盖量(0、0.6、1.2 kg/m2),研究其对雨养条件下夏玉米田不同深度土壤体积含水量和玉米不同生育期耗水量、水分利用效率(WUE)的影响。结果表明,秸秆覆盖可显著提高玉米抽雄吐丝期0~60 cm土层的土壤体积含水量,但灌浆成熟期,0~60 cm土层,各覆盖处理的土壤体积含水量与对照差异不大,60~120 cm土层,C1.2处理的土壤含水量最大,C0.6次之,对照最低。秸秆覆盖可减少玉米苗期耗水量,增加抽雄吐丝期耗水量,拔节和灌浆成熟期耗水量差异不明显,覆盖后玉米的总耗水量无差异。在耗水量相同情况下,覆盖处理提高了夏玉米的水分利用效率,表现增产。     

耕作方式对半干旱地区玉米生长和产量的影响

为完善保护性耕作技术,在半干旱地区气候条件下,以玉米品种先玉335为试验材料,研究常规垄作、灭茬平作对耕层土壤水分状况、地温状况和玉米发育及产量的影响。结果表明:常规垄作促进玉米生长发育,提高苗期地温,灭茬平作土壤含水量高于常规垄作,灭茬平作处理比常规垄作处理增产3.6%。     

耕作和覆盖方式对紫色土坡耕地N_2O排放的影响

为明确不同耕作和覆盖方式两个因素对紫色土坡耕地玉米农田N_2O排放的影响,分别对不同耕作方式和覆盖方式下玉米产量、玉米生育期的径流和氮素损失量和施肥后的N_2O排放速率进行了测定。结果表明,横坡垄作并覆盖秸秆的处理地表径流为14.4 mm,在所有处理中最小。平作+覆盖处理的壤中流损失氮量最低,仅为16.0 kg·hm~(-2),顺坡+覆盖处理的壤中流氮素流失最大,为33.1 kg·hm~(-2)。顺坡+覆盖处理对应的N_2O排放量最高,为0.8 kg·hm~(-2),平作和平作+覆盖处理对应的N_2O排放量相对较低,分别为0.53和0.56 kg·hm~(-2)。耕作方式和覆盖方式都对N_2O的排放产生影响,其中耕作方式影响程度较低,接近显著水平(P=0.132),而覆盖方式则达到了极显著水平(P=0.004)。平作+秸秆覆盖是最佳的降低N_2O排放的耕作方式,横坡垄作则是最佳的水土保持耕作方式,而顺坡垄作则在N_2O排放和水土保持方面的效果均不理想,是最不应采用的耕作方式。     

不同耕作方式对玉米产量形成的影响试验初报

于2002-2004年进行了不同耕作方式对玉米产量形成的影响试验。结果表明,保护性耕作方式具有明显的增产效果,垄作下留茬免耕、留茬覆盖和灭茬免耕比传统耕作增产;平作下留茬免耕、留茬覆盖和灭茬免耕比传统耕作增产,其中留茬覆盖的增产效果最明显。垄作方式的平均产量高于平作。在保护性耕作方式中,垄作下留茬免耕的产量高于灭茬免耕,平作下留茬免耕的产量低于灭茬免耕,不能判定是否受试验误差的影响,有待于进一步验证,而垄作和平作留茬覆盖的增产效果差异不明显。     

垄改平对土壤水分及玉米产量的影响

为了完善保护性耕作技术,以玉米品种克单14为试验材料,研究常规垄作、灭茬平作、留茬平作对玉米生长发育的影响。结果表明:常规垄作可以促进玉米生长发育,提高苗期地温,灭茬平作和常规垄作处理较留茬平作处理增产。     

东北冷凉风沙区不同保护性耕作措施对玉米耕层土壤肥力水平的影响

以东北冷凉风沙区普遍采用的玉米垄作保护性耕作方式为研究对象,通过定点试验(2004～2007年),研究不同保护性耕作措施对玉米耕层土壤肥力水平的影响.研究结果表明:不同保护性耕作措施下的土壤微生物数最均大于传统耕作(CK),其中留茬覆盖(B2)>留茬(B1)>火茬(B3).灭茬方式(B3)的土壤脲酶活性最高,留茬覆盖(B2)处理前期土壤脲酶活性较低,但后期增长迅速.留茬覆盖(B2)措施对土壤碱性磷酸酶活性的影响最显著.不同保护性耕作措施土壤有机质含量均高于传统耕作(CK),其中留茬覆盖(B2)比对照高1.58%,但差异不显著.同一种保护性耕作措施下土壤有机质含量都表现出随覆盖年限的延长而提高的趋势,留茬覆盖(B2)方式的有机质含量增加明显,2007年比2004年增加0.18g·kg~(-1).年际间不同保护性耕作措施下的土壤碱解氮、速效磷和速效钾的含量均高于传统耕作(CK),且随着保护性耕作方式实施年限延长,同一种保护性耕作措施下的土壤碱解氮和速效磷的含量呈现增加趋势,其中留茬覆盖(B2)的增幅最大,2007年比2004年分别增加35.3%和32.7%.