垄作覆盖模式对夏玉米耕层含水量及产量形成的影响效应分析

以免耕平作为对照,研究不同垄作覆盖模式对夏玉米耕层土壤含水量、干物质积累与分配以及产量的影响效应。结果表明,垄作和覆盖栽培的保水效果在玉米生育后期尤其是干旱时更为显著。相同条件下宽窄行垄作栽培处理的增产效果明显优于等行距垄作处理,无覆盖条件下等行距垄作处理的实际产量较平作处理提高0.5%,宽窄行垄作处理提高8.91%;覆盖条件下等行距垄作处理与宽窄行垄作处理的实际产量较平作处理分别提高3.62%和11.59%。相关及通径分析表明,子粒实际产量与开花至成熟期耕层土壤平均含水量、大喇叭口期叶片干重以及成熟期叶片干重呈显著正相关。提高开花至成熟期耕层土壤平均含水量、降低开花期茎鞘干重、促进叶片的干物质积累是垄作覆盖模式下玉米获得高子粒产量的主要原因。     

垄作覆盖对夏玉米产量及生长相关生理参数的影响

在小麦-玉米一年两熟雨养旱农区,研究垄作、平作、垄作覆盖、平作覆盖4种处理对夏玉米产量及其生长相关生理参数的影响。结果表明,垄作覆盖增加叶面积指数,延缓后期叶片衰老,茎基部伤流量增加,有利于叶片维持较高的∮PSⅡ活性和光化学最大效率(FV/FM),提高耐光抑制力。生育后期FV/FO、FV/FM、∮PSⅡ和qP的日变化呈单峰曲线,且垄作覆盖>平作覆盖>垄作>平作。垄作覆盖促进光合产物积累与合理分配,提高灌浆强度,延长灌浆时间。平作覆盖、垄作、垄作覆盖处理分别比对照增产14.11%、12.15%和22.38%。     

垄作覆盖对夏玉米生长后期叶片衰老的影响

在华北地区一年两熟雨养农作区,研究了垄作覆盖、垄作、平作覆盖、平作4种处理对夏玉米生育后期叶片衰老的生理效应。结果表明,夏玉米吐丝后,超氧化物酶(SOD)活性逐渐降低,丙二酫(MDA)含量渐渐升高,叶绿素含量在吐丝后10 d开始下降。垄作覆盖的SOD酶活性、叶绿素含量最高,MDA的含量最低。垄作覆盖能够延缓叶片的衰老,维持叶片后期较高的生理功能。垄作覆盖处理比垄作、平作覆盖、平作处理分别增产10.26%、4.24%、13.34%。     

垄作栽培对夏玉米生长发育及主要产量性状的影响研究

利用中早熟品种济宁202,于垄作小麦收获后在垄上直播夏玉米,研究了垄作栽培对夏玉米生长发育的影响。结果表明:与传统平作栽培相比,垄作栽培的夏玉米根系发达,茎基部节间缩短,穗位高及其相邻节间变长,株高降低,叶面积系数前期增长快,后期下降慢,叶面积高值持续期长,干物质积累快,生物产量高,穗粒数多,百粒重高,产量性状明显优于传统平作,增产显著。     

垄作栽培对小麦旗叶光合及叶绿素荧光特性的响应

为进一步探索垄作栽培小麦的增产机理,以传统平作为对照,研究了垄作对小麦旗叶光合、SPAD值以及叶绿素荧光特性和产量的影响。结果表明,与传统平作相比,垄作小麦后期光合速率优势明显;开花后垄作小麦旗叶叶绿素含量始终高于传统平作,开花10d后差异达显著水平;垄作和平作小麦旗叶叶绿素荧光参数Fv/Fm、Fv/Fo、Fv、Fm在测定时期内均呈现下降趋势,且垄作高于平作;垄作小麦产量、穗粒数和千粒重较平作显著增加。说明小麦垄作栽培有利于优化小麦光合性能及产量构成,从而实现高产。     

垄作栽培对小麦生理特性和产量的影响

为明确垄作栽培对小麦生理特性和产量的影响,以豫麦50（弱筋）、郑麦975（中筋）和藁麦8901（强筋）3个小麦品种为材料,分析了2种栽培方式（平作、垄作）下小麦生理特性和产量的差异。结果表明,垄作小麦灌浆后期旗叶生理活性高于平作。藁麦8901和豫麦50及郑麦975在灌浆后期旗叶SPAD值均是垄作高于平作,同时垄作栽培也有助于增强旗叶游离氨基酸含量和NR(硝酸还原酶)的活性,提高旗叶氮素同化能力,促进生育后期旗叶氮素向籽粒的再运转。垄作栽培小麦产量较传统平作有显著提高,增产幅度达9.26%～14.52％。垄作栽培主要通过增加小麦穗粒数或单位面积穗数来提高小麦产量,而对千粒重无显著影响。     

北京地区玉米子粒脱水特性与适宜收获期研究

在北京地区采用9个供试品种设置春播和夏播试验,分析不同品种的子粒脱水动态,构建各品种子粒脱水模型,进而预测各品种适宜收获期。结果发现,北京地区至10月1日小麦正常播种期,郑单958、先玉335等9个春播玉米品种子粒含水率均能下降至25%以下,实现田间机械直收子粒,且春玉米播种具备较宽的窗口期。夏玉米6月15日常规播期种植条件下,至10月1日仅有早熟、脱水快的品种丰垦139和迪卡517子粒含水率可以勉强降至25%,其余7个供试品种子粒含水率下降至25%的时间分布于10月11日至11月1日,夏播玉米实现机械粒收会影响冬小麦的播种。因此,在北京地区,改冬小麦-夏玉米一年两熟制为春小麦-夏玉米(晚收)或春玉米-冬小麦-夏玉米(晚收)两年三熟制,选择适合玉米粒收的品种,可以实现春玉米和夏玉米的田间机械粒收,提高玉米种植效益。     

垄作栽培对冬小麦根系活力和旗叶衰老的影响

为了明确垄作栽培条件下冬小麦根系活力与旗叶衰老的变化规律,采用垄作种植方式与传统平作栽培相比较的方法,研究了2种不同种植方式对2个小麦品种烟农19和济麦19根系活力及旗叶衰老的影响。结果表明,垄作栽培中由于小麦种植在垄顶上,0-60 cm土层根系干重较平作栽培增加12％以上,深层土壤(20-60 cm)根系活力得到极显著提高。在垄作栽培条件下,小麦生育后期旗叶叶绿素含量和光合速率较传统平作均有显著提高。开花15 d后,垄作栽培条件下的SOD、CAT、POD活性及可溶性蛋白质含量等较传统平作栽培均有显著提高,MDA含量显著降低。垄作栽培与传统平作栽培在同等节水条件下有利于提高小麦深层根系活力,延缓旗叶衰老。     

黄土高原旱塬区不同覆盖模式下冬小麦耗水特征及根系生长规律研究

为探究黄土高原旱塬区不同覆盖模式对冬小麦耗水及根系生长的影响,采用微根管动态监测技术,连续两年对比分析平作不覆盖（T0）、秸秆覆盖平作（T1）、半膜覆盖垄作（T2）和垄上覆膜沟覆秸秆（T3）4种处理下冬小麦不同生育时期0~130 cm土层根系密度及土壤水分的变化。结果表明,与T0处理相比,T1、T2和T3处理对冬小麦耗水总量无显著影响,T1、T2和T3处理的水分利用效率分别提高25.42%、 9.68%和 20.13%。T1、T2和T3处理均会减小冬小麦根系富集深度,使根系分布深度上移,根系富集区离地表深度表现为T2相似文献   

保护性耕作方式下华北平原夏玉米产量效应的研究

在长期定位条件下,研究不同耕作方式下夏玉米产量性状的变化。经过连续5年的定位试验后,小麦、玉米秸秆全量还田双季免耕的处理(DNT)较玉米秸秆不还田、翻耕种植冬小麦、小麦全量还田免耕种植夏玉米的处理(PNT)以及玉米秸秆粉碎还田旋耕种植冬小麦、小麦全量还田免耕种植夏玉米的处理(RNT)连续两年平均增产19.43%和7.35%。DNT处理增加了穗长、穗行数、行粒数和百粒重,减小了秃尖度;DNT方式种植的玉米吐丝前、吐丝后干物质生产均高于其他两种耕作;DNT种植的玉米群体叶面积指数大喇叭口期开始明显优于PNT和RNT处理,且没有出现下部叶片早衰现象,吐丝后光合势、净同化率值均高于其他两种耕作。     

黄土区旱地覆盖对小麦养分吸收及水分利用的影响

为寻找适宜黄土区旱地小麦高效栽培的覆盖方式,通过田间试验研究了几个不同覆盖方式对黄土区旱地冬小麦产量、养分吸收以及水分利用效率的影响。结果表明,全年地膜全覆盖方式对提高小麦产量、养分吸收和水分利用效率效果最好,该处理下小麦籽粒产量较不覆盖、夏闲期地膜全覆盖和夏闲期地膜麦草行间覆盖等处理分别增加21.9%、21.2%和20.8%,水分利用效率提高17.54%、13.02%和15.65% ,同时籽粒吸收N、P、K总量较不覆盖增加45.7%、23.5%和21.4%,茎叶吸收N、P、K总量较不覆盖增加56.6%、172.9%和52.1%。夏闲期蓄水以夏闲期地膜麦草行间覆盖的效果最好,分别较不覆盖、夏闲期地膜全覆盖和全年地膜全覆盖等处理增加160.25%、39.3%和16.2%。综合考虑不同覆盖方式对小麦增产、养分吸收以及土壤蓄水保墒效果的影响,全年地膜全覆盖是黄土区旱作小麦较佳的栽培方式。     

Responses of rainwater conservation, precipitation-use efficiency and grain yield of summer maize to a furrow-planting and straw-mulching system in northern China

In the rain-fed areas of northern China, maize (Zea mays L.) is a main field crop, as it is well adapted to high temperatures and bright sunshine. However, low and variable rainfall and high evapotranspiration rates are common in water-limited environments during the growing season, and often mismatched rainfall events with the critical growth stages, making yield unstable. In this study, the performance of a furrow-planting and straw-mulching system was compared with the conventional flat-planting system in a double-crop culture of winter wheat (Triticum aestivum L.) and summer maize for two consecutive years (2005-2006 and 2006-2007). The four tested treatments were: conventional flat planting (F), furrow planting between ridges (B), flat planting with wheat straw-mulching (FS), and furrow planting between ridges with wheat-straw mulch (BS). Soil water content and leaf area index (LAI) were measured throughout the growing season each year, and grain yield and precipitation-use efficiency (PUE_Y) were determined.On average, ridge tillage combined with furrow planting increased maize yield by 430 kg ha⁻¹ (7.3%) and PUE_Y by 10.7% (1.5 kg ha⁻¹ mm⁻¹), compared with the conventional flat planting; furrow planting coupled with straw mulching increased yield by an additional 16.9% and PUE_Y by 19.4%, respectively. From jointing to maturity, LAI values of BS were significantly higher than those of F-system (55.6% vs. 26.1% in 2006 and 81.4% vs. 21.7% in 2007). Our data suggest that maize production adopted by furrow planting with straw-covered ridges performed best under seasonal average rainfall below 480 mm, which was associated with better synchronization of seasonal soil water supply and crop needs, leading to improved maize yield and PUE_Y.     

土壤水分与覆盖对夏玉米生长及水分利用效率的影响

在防雨棚下的测坑中,采用裂区试验设计,研究土壤高水分(75%田间持水量,下同)、中水分(65%)和低水分(55%)条件下地膜覆盖、秸秆覆盖和不覆盖对夏玉米生长发育、产量性状和水分利用效率的影响。结果表明,在不同土壤水分条件下,地膜覆盖、秸秆覆盖处理的株高和叶面积指数均高于不覆盖的处理;在玉米生长前期地膜覆盖处理的株高和叶面积指数最高,在玉米生长的中后期秸秆覆盖处理的株高和叶面积指数最高。地膜和秸秆覆盖均具有显著的增产作用,与不覆盖相比,平均分别增产8.89%和22.26%。水分利用效率(WUE)随着土壤水分的降低而增加;在相同的土壤水分条件下,秸秆覆盖处理的WUE最高,地膜覆盖的次之,不覆盖的最低;当土壤水分控制下限为田间持水量的65%时,覆盖处理的节水增产效果最好,其中地膜和秸秆覆盖处理产量比不覆盖处理分别增加12.69%和28.47%,WUE分别提高21.78%和34.65%。     

夏闲期施肥与覆盖处理对旱地冬小麦产量和土壤水分利用的影响

为给旱地夏闲期管理提供参考依据,采用大田试验,研究了夏闲期施肥与覆盖处理对旱地冬小麦土壤储水量、产量及水分利用效率的影响。结果表明,夏闲期施肥可明显提高播前0~100、100~200 cm土层储水量,增加了冬小麦穗数、籽粒产量和水分利用效率;不论施肥与否,地膜覆盖与纸覆盖均可提高播前底墒,增加小麦穗数和穗粒数,显著提高籽粒产量和水分利用效率,且地膜覆盖处理效果优于纸覆盖;施肥可增进覆盖的保水、增产及高效用水的作用。因此,旱地夏闲期可通过施肥与覆盖技术改善土壤水分状况,为旱地秋播作物高产创造条件。     

覆盖对喷灌夏玉米植株生长和产量的影响

在夏玉米生育期间设75%、65%、55%田间持水量3个灌水控制下限,研究地膜覆盖和不同秸秆覆盖量对喷灌夏玉米生长发育、产量、耗水量及水分利用效率的影响。结果表明,地膜覆盖能明显促进植株的生长,地膜覆盖和秸秆覆盖量大于7 500 kg/hm2处理的增产效果相当,覆盖增产效果均随着土壤水分的降低而增加。地膜覆盖处理耗水量最小,无覆盖的最大;秸秆覆盖处理的耗水量随着覆盖量的增加呈减少趋势,土壤水分越高的处理,覆盖节水量越多。地膜覆盖处理的水分利用效率(WUE)最高,比不覆盖处理提高50%以上;秸秆覆盖处理的WUE随着覆盖量的增加而增加,当覆盖量达到7 500 kg/hm2时,WUE的增加幅度变小。     

EPIC模型对华北平原冬小麦与夏玉米生长和产量模拟的适用性评价

为验证EPIC模型应用于华北地区农业生产的适用性,利用禹城生态试验站的试验观测数据对该模型参数进行了修订,构建了适合华北平原的模型参数数据库,并分别验证了2003-2005年冬小麦、2004年夏玉米的叶面积指数、生物量和产量模拟的精度与适用性。结果表明,EPIC模型对禹城站冬小麦和夏玉米叶面积指数和地上部生物量的模拟值和实测值随时间的变化趋势大体一致,决定系数均高于0.81;EPIC模型对禹城站2004、2005年冬小麦产量的模拟误差分别为1.61%和-2.56%,对2004夏玉米产量的模拟误差为-2.60%。因此,该模型模拟产量的绝对误差低于2.60%,适用于华北平原冬小麦和夏玉米的产量评估。     

秸秆带状覆盖对旱地冬小麦产量及土壤水分的影响

为探讨西北半干旱雨养条件下秸秆带状覆盖麦田水分利用特征和增产效果,通过田间试验,以露地条播为对照(CK),研究了3种不同覆盖处理[秸秆带状覆盖常规条播(SM1)、秸秆带状覆盖宽幅条播(SM2)和全膜覆土穴播(PM)]对旱地冬小麦田土壤含水量、小麦产量和水分利用效率的影响。结果表明,秸秆带状覆盖和全膜覆土穴播均可显著改善小麦全生育期0~20cm以及开花前20~90cm土壤墒情,但开花后20~90cm以及全生育期90~200cm土壤墒情普遍不如CK。3种覆盖处理均能促进冬小麦对土壤贮水的利用,显著提高开花至成熟阶段的耗水量及其占总耗水量的比例。秸秆带状覆盖和全膜覆土穴播生育期耗水量分别比CK增加4.6%和7.6%。秸秆带状覆盖在孕穗前0~200cm土壤墒情与全膜覆土穴播无显著差异,孕穗期开始则好于全膜覆土穴播;全膜覆土穴播0~200cm土壤贮水消耗量显著高于秸秆带状覆盖,而开花至成熟阶段的耗水量及其占总耗水量的比例则略低于秸秆带状覆盖。3种覆盖处理均显著提高产量和水分利用效率,PM、SM1和SM2较CK分别增产36.8%、29.7%和27.5%,水分利用效率分别提高27.3%、23.9%和22.7%。产量与生育期耗水量呈显著正相关(r=0.97*)。覆盖处理中,全膜覆土穴播产量虽最高,但从产量、水分利用效率和经济效益角度综合考虑,秸秆带状覆盖优于全膜覆土穴播。因此认为,秸秆带状覆盖是一种更加高产高效、适宜在西北半干旱雨养区推广的覆盖种植方式。     

Effects of harvest and sowing time on the performance of the rotation of winter wheat–summer maize in the North China Plain

Rotation of winter wheat (Triticum aestivum L.) and summer maize (Zea mays L.) is the prevailing double-cropping system in the North China Plain. Typically, winter wheat is planted at the beginning of October and harvested during early June. Maize is planted immediately after wheat and harvested around 25th of September. The growing season of maize is limited to about 100–110 days. How to rectify the sowing date of winter wheat and the harvest time of summer maize are two factors to achieve higher grain yield of the two crops. Three-year field experiments were carried out to compare the grain yield, evapotranspiration (ET), water use efficiency (WUE) and economic return under six combinations of the harvest time of summer maize and sowing date of winter wheat from 2002 to 2005. Yield of winter wheat was similar for treatments of sowing before 10th of October. Afterwards, yield of winter wheat was significantly reduced (P < 0.05) by 0.5% each day delayed in sowing. The kernel weight of maize was significantly increased (P < 0.05) by about 0.6% each day delayed from harvest before 5th of October. After 10th of October, kernel weight of maize was not significantly increased with the delay in harvest because of the lower temperature. The kernel weight of maize with thermal time was in a quadratic relationship. Total seasonal ET of winter wheat was reduced by 2.5 mm/day delayed in sowing and ET of maize was averagely increased by 2.0 mm/day delayed in harvest. The net income, benefit–cost and net profit per millimetre of water used of harvest maize at the beginning of October and sowing winter wheat around 10th of October were greater compared with other treatments. Then the common practice of harvest maize and sowing winter wheat in the region could be delayed by 5 days correspondingly.