液态地膜覆盖下种植方式对土壤水分和玉米生长的影响

于2013—2014年间采用大田试验方法,探讨了平地无覆盖种植(CK)、平地全液态地膜覆盖种植(YM1)、垄覆液态地膜沟种植(YM2)及连垄全液态地膜覆盖种植(YM3)4种种植方式对土壤水分变化和夏玉米产量的影响。结果表明,不同覆盖种植方式下,2 a土壤储水量变化趋势基本一致,随着播种后天数的增加呈现"先升高再降低,再升高再降低"的波浪起伏状态;前期降水16.1 mm后,YM1、YM2、YM3处理雨后土壤储水量分别比CK对照高出1.23%、4.29%、4.79%,且差异显著(P0.05),后期雨后储水量均与CK无显著差异;对土壤0~200 cm总储水量和耗水量研究发现,YM1、YM2、YM3处理收获后2 a平均储水量分别较CK增加了2.74%、2.87%、9.79%,2 a平均耗水量均比CK对照减少了1.26%、2.03%、8.17%,其中覆盖YM3处理与CK对照差异显著(P0.05)。与CK对照相比,覆盖YM1、YM2和YM3处理2 a平均增产1.88%、11.32%、21.96%,2 a平均水分利用效率较CK对照提高3.17%、13.51%、32.67%,其中,覆盖处理YM3增产保水效果显著(P0.05),处理YM1与CK无显著差异。研究认为,液态地膜与连垄全覆盖种植方式结合(YM3)更有利于发挥液态地膜的效果,促进产量的增加和水分利用效率的提高。     

宁南旱地垄覆沟作对土壤水分及马铃薯产量的影响

以庄薯3号为试验材料,研究了不同栽培方式对宁南旱地土壤水分、马铃薯产量及水分利用效率的影响。结果表明,垄覆沟播栽培方式生育期较CK提前4d,淀粉累积延长5d,提高了马铃薯生育期内干物质累积量。垄覆集雨有效提高了马铃薯现蕾期—盛花期40cm以下土壤含水率,并增加了1m土体贮水量(P0.05)。垄覆沟播处理马铃薯产量最高为34 908.0kg/hm2,较CK增产39.1%,差异显著,同时增加马铃薯单株个数,提高单株产量和单薯重。垄覆沟播处理马铃薯水分利用效率为69.0kg/(hm2·mm),较CK增加43.5%,但与覆膜垄作无显著差异,其趋势为垄覆沟作覆膜垄作裸地垄作裸地平作。垄覆沟播可作为宁南旱地解决马铃薯高产高效的技术途径。     

不同覆盖方式对土壤水热与夏玉米生长的影响

为探求西北半湿润地区不同覆盖方式对农田土壤水热和作物生长的定量影响,试验对比研究了平作不覆盖(CK)、秸秆覆盖平作种植(SM)、地膜覆盖平作种植(PM)和垄覆地膜沟覆秸秆(SPM)4种覆盖方式对夏玉米土壤水分、温度、作物生长、产量和水分利用效率的影响。结果表明:覆盖处理在各生育期内0~260 cm土壤贮水量都显著高于对照(P0.05),夏玉米生育期0~30 cm土层内平均温度表现为:PMSPMCKSM(其中15 cm时土壤温度CKSPM),垄覆地膜沟覆秸秆能够有效地聚集降雨。夏玉米地上部生物量随生育进程的动态变化符合Logistic生长模型,SPM处理地上部生物量理论值最大,快速累积期提前,最快累积速率较大,持续时间较长。SM、PM和SPM处理2年夏玉米产量平均值分别较CK处理提高15.4%、23.3%和28.4%(P0.05)。水分利用效率分别较CK处理提高10.2%、31.2%和28.0%(P0.05),各覆盖处理间差异不显著。综合分析,垄覆地膜沟覆秸秆可明显改善农田土壤水热状况,增加干物质积累量,提高夏玉米产量和水分利用效率,是该研究中最适合本地的覆盖栽培方式。     

不同地膜对土壤水热状况和冬小麦植株氮素的影响

地膜覆盖是一种现代农业生产技术,不同颜色、不同材料地膜对冬小麦的影响却不尽相同。比较不同地膜对小麦生长发育的影响,以期探寻更为有效的覆膜技术。试验于2014-2015、2015-2016年在西北农林科技大学旱区农业水土工程教育部重点实验室试验站进行,以小偃22号为供试品种,对比研究起垄不覆盖(CK)、垄覆普通膜(P)、垄覆降解膜(J)、垄覆黑膜(H)对大田土壤水热状况、水分利用效率和冬小麦生长后期植株氮素积累和转运的影响。2014-2015年P、J、H处理0~100 cm平均土壤含水量分别较处理CK提高8.94%、7.56%、9.54%,2015-2016年分别较处理CK提高7.15%、4.28%、9.46%,覆膜处理的保墒效果显著优于CK对照(P0.05);2014-2015年P、J、H处理的0~25 cm土层平均土壤温度分别较处理CK提高9.53%、8.14%、3.16%,2015-2016年分别较处理CK提高10.21%、8.37%、3.47%;小麦生长后期垄覆黑膜(H)氮素的积累转运量高于垄覆普通膜(P)和垄覆降解膜(J),普通膜和降解膜之间无显著差异(P0.05);P、J、H处理2a的平均产量和平均水分利用效率分别较CK提高16.22%、16.63%、24.90%和46.57%、45.05%、61.08%。降解膜和普通膜的增温保墒效果相当,黑膜保墒效果最好,增温效果并不显著,垄覆黑膜可有效促进冬小麦生长后期氮素的积累转运,节水增产效果最优。     

集雨模式对农田土壤水热状况与水分利用效率的影响

基于2 a田间试验数据,对比研究了不覆盖(CK)、垄覆白膜沟不覆盖(M1)、垄不覆盖沟覆秸秆(M2)、垄覆白膜沟覆秸秆(M3)和垄覆黑膜沟覆秸秆(M4)5种集雨模式对农田土壤水热状况及夏玉米产量和水分利用效率的影响。结果表明,垄沟覆盖集雨措施可显著提高土壤贮水量、土壤含水率及土壤储水亏缺补偿度(P0.05),其中全程覆盖处理(M3和M4)优于单一覆盖处理(M1和M2),垄覆黑膜处理(M4)优于垄覆白膜处理(M3)。黑色地膜较白色地膜可显著降低膜下(除表层)土壤温度(P0.05);沟内覆秸秆较沟内无覆盖可有效改善根层土壤温度。M4处理较优的水热条件可显著提高玉米经济产量和水分利用效率(P0.05),其2 a平均籽粒产量和水分利用效率分别较处理CK提高30.90%和57.49%,是陕西关中地区合理有效的集雨模式。     

秸秆粉碎覆盖沟播对旱地冬小麦产量及土壤水热特征的影响

为了在西北半干旱雨养农业区探索新型绿色可持续的冬小麦覆盖栽培模式,在陇中旱作农业区设置了秸秆粉碎覆盖微垄沟播(SM1)、秸秆粉碎覆盖微垄宽幅沟播(SM2)两种覆盖种植方式,以露地条播(CK)为对照,研究了秸秆粉碎覆盖栽培对冬小麦产量及土壤水热的影响.结果表明,与CK相比,覆盖处理显著提高了冬小麦全生育期土壤含水量4.3％,且增墒幅度SM2处理大于SM1处理.覆盖处理能总体降低冬小麦全生育土壤温度5.4％,但在越冬期～返青期覆盖处理有微弱的增温作用(0.9～1.2℃).SM1和SM2处理均能显著提高冬小麦的单位面积穗数、穗粒数和千粒重,进而使产量较CK分别提高8.9％和15.7％.综上可知,秸秆粉碎覆盖沟播处理能显著改善冬小麦全生育期水分和温度,能提高冬小麦的光合同化能力,进而显著提高冬小麦产量,且SM2处理的增墒及增产幅度均明显优于SM1处理,是更适宜在半干旱区冬小麦生产中应用的绿色可持续栽培模式.     

全膜垄作对旱作马铃薯土壤含水率、酶活性及产量的影响

为明确全膜垄作对黄土高原旱作马铃薯土壤保水改土效果及产量形成的影响,设全膜双垄垄上播(A1)、全膜单垄垄上播(A2)、全膜单垄垄上微沟播(A3)和露地常耕平作(CK)4种方式进行田间试验,分析了不同耕作方式对马铃薯田间土壤含水率、土壤酶活性和产量的影响。结果表明,全膜垄作均能提高各生育阶段0~100 cm土层土壤含水率,特别是对0~20 cm土层影响最为显著,在马铃薯需水关键期块茎形成期和块茎膨大期,0~100 cm土层土壤含水率A1、A2、A3处理较CK分别提高了27.93%、19.23%、34.93%和25.12%、26.94%、57.00%;全膜垄作均能显著提高马铃薯0~60 cm土层土壤蔗糖酶、脲酶、过氧化氢酶、磷酸酶活性,以0~10 cm土层酶活性最高,随马铃薯生育期推进,土壤酶活性呈先增加后降低趋势,在块茎膨大期达到最大;同时,全膜垄作均能增加马铃薯产量,由高到低次序为A3处理A1处理A2处理CK,其中A3处理比A1处理增加5.53%,比A2处理增加14.23%;A1、A2、A3处理的产量分别较CK提高了75.77%、66.56%、53.88%;与CK相比,全膜垄作不仅提高了马铃薯产量,而且降低马铃薯烂薯率和青薯率,其中全膜单垄垄上微沟播(A3)优于其他处理,可作为内蒙古黄土高原旱作区节水高产栽培模式。     

覆盖模式对农田土壤环境与冬小麦生长的影响

基于2年田间试验,对比研究了平作不覆盖(CK)、垄覆普通塑料地膜(M1)、垄覆普通塑料地膜至拔节期揭膜(M2)、垄覆生物降解膜(M3)和垄覆液态地膜(M4)5种覆盖模式对农田土壤水分、土壤温度和土壤养分及冬小麦生物量累积、生育进程、产量和水肥利用效率的影响。结果表明,垄覆普通塑料地膜、生物降解膜和普通塑料地膜至拔节期揭膜均具有一定的保墒作用,而垄覆液态地膜的保墒性则较差。连续2年试验后,各处理耕层(0~40 cm)土壤养分含量均较播前有所减少,其中处理M2和M3有机质含量较高,而处理M1最低。与对照相比,覆盖处理可明显增加冬小麦生长前中期土壤温度,促进冬小麦出苗、拔节及地上部生物量累积,同时能提高产量和水肥利用效率。其中,处理M2和M3的增加幅度最大,与处理CK相比,其2年平均产量分别提高25.93%和25.24%,平均水分利用效率分别提高27.86%和27.44%,平均肥料偏生产力分别提高25.94%和25.23%,且二者无显著差异,是陕西关中地区缓解残膜污染合理有效的冬小麦覆盖模式。     

秋耕覆盖对马铃薯生长及水分利用效率的影响

在宁南旱区,采用免耕、深松、翻耕结合秸秆、地膜等覆盖耕作措施,以翻耕不覆盖为对照,研究覆盖耕作模式下休闲期土壤的蓄水保墒效果、马铃薯生育期土壤水分的变化特征及对作物生长、产量及水分利用效率的影响.结果表明:在休闲末期,不同覆盖耕作处理下0~200 cm土层土壤蓄水量均比休闲初期明显提高.与翻耕不覆盖处理相比,免耕覆盖地膜、深松覆盖地膜和翻耕覆盖地膜处理0~200 cm土层土壤蓄水量分别比对照处理提高7.6%,9.3%和8.0%.马铃薯生育前期,覆盖地膜结合不同耕作措施下0~200 cm土层土壤蓄水量最高,生育中后期覆盖秸秆结合不同耕作处理对0~200 cm土层土壤保水效果最佳.覆盖地膜结合不同耕作处理能促进马铃薯生育前期的生长,生育中后期以覆盖秸秆结合不同耕作处理促进作用最为显著.不同覆盖耕作处理均能提高马铃薯的产量和水分利用效率,增产效果以免耕覆盖秸秆、深松覆盖秸秆和翻耕覆盖秸秆处理最为显著,分别较对照组增产51.2%,42.8%和35.3%,水分利用效率分别比对照组提高50.0%,42.3%和32.3%.可见,覆盖秸秆结合不同耕作处理的增产效果和提高水分利用效率最高.     

秸秆覆盖对沟灌水盐迁移与玉米水分利用效率的影响

为研究河套灌区盐渍化土壤垄背地膜和秸秆覆盖下的沟灌土壤水盐迁移特征,明晰沟灌作物产量及水分利用效率的变化规律,设置垄背秸秆覆盖量分别为0.3（P0.3）、0.6（P0.6）、0.9（P0.9）、1.2kg/m 2 （P1.2）和常规覆膜（DM）、裸地不覆盖（CK）6种处理,于2019年进行沟灌灌水试验,对比分析了不同秸秆覆盖量下玉米生育期前后沟断面土壤水盐分布、作物产量及水分利用效率的变化情况。结果表明：玉米苗期,覆膜和秸秆覆盖处理能显著降低作物无效耗水,保证生育后期对水分的需求;抽雄灌浆期,覆膜增温效应促进了作物生长,DM处理玉米耗水强烈,土壤储水量最低;玉米成熟期,垂直方向土壤水分运动较前期减弱。整体来看,P1.2、P0.9处理蓄水保墒效果较好（P<0.05）。沟灌灌水定额较小、盐分淋洗效果较差,且受土壤蒸发及地下水补给作用,因此造成根系层盐分累积。覆膜和秸秆覆盖处理均能有效抑制盐分聚集,P1.2和P0.9处理生育末期的土壤含盐量较初始含盐量增幅较小,分别为14.10%和24.74%。P0.9和DM处理产量和水分利用效率较CK分别提高20.01%、25.46%和11.32%、15.29%,增幅较大;过量秸秆覆盖造成播期土壤温度偏低,会影响玉米出苗,P1.2处理玉米产量和水分利用效率较DM处理略有降低,但差异不显著（P>0.05）。采用主成分分析法对沟灌秸秆覆盖下土壤保墒抑盐效果、玉米出苗、产量以及水分利用效率等因素进行综合评价,初步确定适宜的沟灌秸秆覆盖模式,建议采用0.9~1.2kg/m 2 的垄背秸秆覆盖量代替常规地膜覆盖,以减小地膜残留带来的环境污染。本研究可为灌区农业栽培提供一定借鉴。     

Response of hot pepper (Capsicum annuum L.) to mulching practices under planted greenhouse condition

Mulch is considered a desirable management technology for conserving soil moisture, improving soil temperature and soil quality. This study aimed to investigate soil conditions and hot pepper (Capsicum annuum L.) performance in terms of leaf photosynthetic capacity, fruit yield and quality, and irrigation water use efficiency (IWUE) under such practices in greenhouse condition. A field experiment across 3 years was carried out with four types of mulch (without mulch [CK], wheat straw mulch [SM], plastic film mulch [FM], and combined mulch with plastic film and wheat straw [CM]). Mulch could improve soil physical properties regardless of mulch materials. FM and CM treatments improved soil moistures status and soil temperature in comparison to CK control, while SM increased soil water content and decreased soil temperature. Mulch increased leaf net photosynthesis rate (P_N), stomatal conductance to water vapor (gs), intercellular CO₂ concentration (Ci), and transpiration rate (E), but declined instant water use efficiency (WUEi). No significant effect of mulch application on chlorophyll fluorescence was existent for the entire growth season. Fruit yield and irrigation water use efficiency (IWUE) showed some increment under all the mulch conditions. Compared to CK, the yield was enhanced by 82.3%, 65.0%, and 111.5% in 2008; 38.1%, 17.4%, and 46.5% in 2009; and 14.3%, 6.5%, and 19.6% in 2010 under SM, FM, and CM conditions, respectively. Although FM produced better fruit quality than other treatments, CM is the recommended practice for hot pepper cultivation in greenhouse condition due to working well to facilitate soil condition (moisture and temperature), plant growth, and marketable yield.     

不同排水体对三七生长、土壤养分及根区土壤微生物的影响

为探究适宜三七种植的排水体,通过大田试验,设计了3种排水体处理:桉树皮(SP)、玉米秸秆(YM)、烟杆(YG),研究了排水体埋设深度为20 cm时,三七各生育期的生长、土壤微生物数量及养分含量状况.结果表明,与对照组CK相比,不同排水体处理下三七的生长指标、土壤速效养分含量及土壤微生物数量均显著增加;排水体对埋设深度附近的土壤具有一定的增肥保肥作用,灌后1 d和7 d在0~40 cm土层,土壤含水率按处理排序由大到小均表现为CK,YG,SP,YM;添加排水体对降低三七发病率作用更明显,与对照组CK相比,处理YM下三七发病率显著降低了34.67%;经综合比较,玉米秸秆作三七田排水体为试验条件下的最佳方案.     

优化井渠轮灌下秸秆覆盖对夏玉米根系分布与产量影响

为探究夏玉米根系分布及产量对优化井渠轮灌模式下秸秆覆盖的动态响应，设置“渠井渠”灌溉模式下常规覆膜（FM）、秸秆表覆（BF）和秸秆深埋（SM），全渠水灌溉的常规覆膜为对照（CK）4种处理，于2018年和2019年在河套灌区开展了不同耕作模式田间试验。结果表明，CK处理夏玉米根系分布呈浅宽型，根长密度随土层加深而降低，根长密度集中点在表层0~20cm；优化井渠轮灌模式下，常规覆膜（FM）根长密度集中点在10~30cm，提高深层根长密度不显著；秸秆覆盖显著提高根长密度（P<0.05），BF处理根系呈宽浅型分布，根长密度集中点在0~20cm，较CK处理的0~20cm土层根长密度提高19.6%（P<0.05）；SM处理根系呈深扎型分布，根长密度集中点下移至20~40cm，显著提高大于40cm土层根长密度，较CK提高91.7%（P<0.05）；各处理水平方向根长密度近似呈以植株为中心的标准正态分布，分布半径约15cm；优化井渠轮灌模式显著降低夏玉米生育期耗水和提高水分利用效率（P<0.05），但FM和BF较CK平均减产10.1%和1.3%；SM综合效果较佳，较CK平均增产8.9%，水分利用效率平均提高41.4%。该研究可为河套灌区合理安全利用地下微咸水资源、丰富井渠轮灌理论体系及节水增产提供借鉴。     

水土保持耕作对黑土玉米氮素利用与温室气体排放影响

为探明不同水土保持耕作技术对东北黑土坡耕地玉米氮素利用和温室气体排放的影响，以大田试验为基础，设置7个耕作处理：等高耕作(Transverse slope planting, TP)、垄向区田(Ridge to the district field, RF)、深松耕(Subsoiling tillage, SF)、等高耕作+深松耕(Transverse slope planting+subsoiling tillage, TP-S)、垄向区田+深松耕(Ridge to the district field+subsoiling tillage, RF-S)、等高耕作+垄向区田(Transverse slope planting+ridge to the district field, TP-R)、常规耕作(Down-slope cultivation, CK),探究水土保持耕作技术对东北黑土坡耕地土壤养分状况、温室气体排放、氮素吸收利用和产量的影响。结果表明：在玉米全生育期内，水土保持耕作处理显著提高了玉米产量、器官氮素转运率以及氮肥利用率，部分水土保持耕作措施也可以显著降低N     

Effects of gravel-sand mulch, plastic mulch and ridge and furrow rainfall harvesting system combinations on water use efficiency, soil temperature and watermelon yield in a semi-arid Loess Plateau of northwestern China

In the northwestern Loess Plateau of China, low precipitation results in poor crop yields, with a great fluctuation from year to year. The adoption of gravel-sand mulching has shown improvements in the growth of crops such as watermelon. The ridge and furrow rainwater harvest system (RFRHS) has been shown as an easy and efficient way to collect rainwater. A field experiment was conducted from 2007 to 2009 at Gaolan, Lanzhou, Gansu, China, to measure the effects of RFRHS, plastic mulch and gravel-sand mulch combinations on soil temperature, evapotranspiration (ET), water use efficiency (WUE) and watermelon yield. There were eight treatments: (1) flat gravel-sand mulched field, (2) RFRHS with a sand mulched furrow, entire plastic mulch and the ratio 1:1 of ridge and furrow, (3) RFRHS with a sand mulched furrow, entire plastic mulch and the ratio 4:3 of ridge and furrow, (4) RFRHS with a sand mulched furrow, entire plastic mulch and the ratio 5:3 of ridge and furrow, (5) RFRHS with a sand and plastic mulched furrow, bare ridge and the ratio 4:3 of ridge and furrow, (6) RFRHS with an entire plastic mulch and the ratio 4:3 of ridge and furrow, (7) conventional ridge planting with a plastic mulched ridge, and (8) flat gravel-sand mulched field plus 23 mm supplementary irrigation. Soil temperature for RFRHS with a gravel-sand plus plastic mulched furrow was slightly lower than that of flat gravel-sand mulch. The RFRHS caused a significant increase in watermelon yield and WUE. The increase in watermelon yield and WUE was greatly influenced by the ratio of ridge and furrow when RFRHS was combined with gravel-sand mulch. Watermelon yield was highest for the 1:1 ratio, and WUE was highest for the 5:3 and 1:1 ratios of ridge:furrow, and these were significantly greater than that of flat gravel-sand mulch, without or with irrigation. The use of ridge with plastic film mulch increased the beneficial effect of RFRHS on yield. The watermelon yield and WUE for non-plastic-mulched ridge were even lower than that of flat gravel-sand mulch. In summary, the findings suggest that RFRHS with gravel-sand mulched furrow plus plastic film mulch, and 1:1 ratio of ridge:furrow, would facilitate the use of limited rainfall most efficiently in improving watermelon yield, by reducing ET and increasing WUE in this semiarid region.     

不同耕作方式对夏玉米田土壤水分调控效应

基于田间试验,研究不同耕作方式对豫东雨养区土壤水分调控效果。试验结果表明,秸秆覆盖还田免耕处理,对夏玉米生长主要根层的土壤水分的调控能力作用较为显著,在连续干旱1个月后(播后30d),0～60cm土壤含水率分别比深耕和深松高19.7%、4.5%,夏玉米单株干物质累积量、群体叶面积指数指标均优于其他2个处理,产量和水分利用效率比深耕处理提高31.2%和16%。     

保护性耕作对土壤理化性质和作物产量的影响

应用定位田间试验的方法，研究了不同耕作方式和秸秆还田方式对作物产量和土壤理化性质的影响。研究结果表明，传统翻耕的土壤容重大于进行保护性耕作的土壤容重；随着免耕年限的增加，土壤团聚体不断增大，进行5年保护性耕作的土壤团聚体比进行2年、3年保护性耕作的土壤团聚体有明显增加：进行免耕秸秆覆盖处理的土壤养分除碱解氮外．有机质、全氮、全钾、全磷及速效磷、速效钾均高于免耕无秸秆覆盖和传统翻耕的土壤：在施肥量相同的情况下。进行保护性耕作处理的小麦和水稻产量均比传统翻耕高，其中以半量秸秆还田免耕增产幅度最高，分别达小麦14．45％，水稻6．47％。     

秸秆深埋下灌水量对土壤水盐分布与夏玉米产量的影响

为探究秸秆深埋下土壤水盐分布与夏玉米产量对灌水量的响应,于2017年和2018年在河套灌区进行了秸秆深埋下单次灌水定额60 mm(W1)、90 mm(W2)、120 mm(W3)3个处理及常规135 mm为对照(CK)处理的大田试验。结果表明:秸秆深埋下耕作层含水率随灌水量的增加先增后减,成熟期W1处理的两年平均含水率较CK降低21.3%,而W2和W3较CK提高8.6%和9.4%;秸秆隔层持水量随灌水量的增加先增后降,成熟期W1持水量较CK平均降低10.9%,而W2和W3较CK平均提高16.1%和17.1%;生育期W1、CK处理在隔层积盐,W2、W3处理脱盐,生育末期W1和CK平均积盐率为27.0%和11.1%,而W2和W3平均脱盐率为7.6%和7.1%;W1和W3较CK平均减产20.9%和0.5%,W2较CK平均增产1%,但W1、W2、W3处理的水分利用效率较CK分别提高15.2%、17.3%和5.1%(P<0.05)。当耕层含盐量为1.45~1.48 g/kg,单次灌水定额为82~111 mm时,秸秆深埋耕作模式可实现节水稳产的目标。