双垄全膜覆盖沟播栽培对甘肃中部坡耕地水土流失和作物产量的影响

在甘肃省榆中县黄土高原丘陵沟壑区的坡耕地,采用双垄全膜覆盖沟播(DRM)、全膜平铺覆盖(WM)、条膜(半膜)起垄覆盖(RM)、条膜(半膜)平铺覆盖(NM)、露地条播(CK)5个处理进行对比试验。结果表明,双垄全膜覆盖沟播栽培具有良好的减少坡耕地土壤水土流失的作用,土壤流失量分别较露地条播、条膜起垄、条膜平铺、全膜平铺下降了56.07%、67.24%、71.59%、82.47%;作物产量大幅度提高,玉米产量分别比半膜垄作和半膜平铺增产46.76%和58.07%,蚕豆产量分别比条膜起垄、条膜平铺和对照增产46.52%、54.99%和102.96%,马铃薯产量分别比条膜起垄、条膜平铺和对照增产95.21%、76.30%和74.89%。玉米的水分生产率分别比半膜垄作和半膜平铺提高4.77 kg/(mm.hm2)和9.47 kg/(mm.hm2),蚕豆的水分生产率比半膜垄作、半膜平铺和露地对照提高3.24、6.58 kg/(mm.hm2)和5.03 kg/(mm.hm2),马铃薯的水分生产率比半膜垄作、半膜平铺和露地对照提高47.35、42.02、41.57 kg/(mm.hm2)。黄土高原丘陵沟壑半干旱雨养农业区坡耕地采用双垄全膜覆盖沟播栽培,具有良好的减少土壤水土流失的作用,能够最大限度地集蓄天然降水,加之其明显的增温保温作用,可大幅度地提高作物产量,降水生产率显著提高。     

旱地玉米双垄全膜覆盖“一膜用两年”免耕栽培模式研究

在推广应用旱地玉米双垄面集雨全膜覆盖沟播技术基础上,从减少投入、提高经济效益入手,进行了旱地玉米双垄全膜覆盖"一膜用两年"免耕栽培模式的试验研究.结果表明,该项技术玉米农艺性状明显优于常规覆膜栽培,玉米产量比常规栽培增产956.1 kg/hm2,增加16.31%;前期土壤含水量显著提高,玉米出苗率比双垄面集雨全膜覆盖沟播和常规覆膜栽培分别提高2.58%、14.5%;比双垄面集雨全膜覆盖沟播栽培和常规覆膜栽培分别减少投入1 350元/hm2、1 860元/hm2,纯收入分别增加703.9元/hm2、3 055.1元/hm2,经济效益显著.     

黄土高原地区玉米双垄全膜覆盖沟播栽培技术土壤水温条件及其产量效应

田间比较玉米双垄全膜覆盖沟播栽培技术新型覆膜方式(SL)与其他覆膜方式———条膜起垄覆盖(TL),条膜平铺覆盖(TP),全膜平铺覆盖(QP)以及不覆膜(CK)在土壤含水量,土壤温度及玉米产量三个方面差别。分析结果显示:新型覆膜方式SL在作物苗期和成株期的表层土壤含水量最高,地表蒸发量较小,集水效果最好;在苗期的表层地温高于其他处理,超出对照6.1℃。各处理玉米产量从高到低次序为SLQPTLTPCK。其中SL比QP增加21.9%,比TL增加64.8%,比TP增加32.1%,较CK提高了1045%。SL的经济收益是QP的1.2倍,TL的1.7倍,TP的1.3倍,CK的10.2倍。双垄全膜覆盖沟播栽培技术是黄土高原半干旱区一项有效的增产和提高农民经济收入的措施。     

不同覆膜方式对粮饲兼用玉米田土壤温度的影响

在年降雨量240 mm的靖远县若笠乡曹岘村,以饲料玉米富试0601为栽培作物,进行秋季全膜双垄沟播栽培、春季顶凌全膜双垄沟播栽培、播前全膜双垄沟播栽培、半膜平铺和不覆膜5种栽培模式试验,分别测定地表5 cm、10 cm、15 cm、20 cm的土层地温,以探索全膜双垄沟播栽培技术对土壤温度的影响.结果表明,在玉米生长的每一个生育期,不同土壤深度的地温和有效积温均是秋季全膜双垄沟播栽培＞春季顶凌全膜双垄沟播栽培＞播前全膜双垄沟播栽培＞半膜平铺＞不覆膜.并且秋季全膜双垄沟播栽培、春季顶凌全膜双垄沟播栽培、播前全膜双垄沟播栽培、半膜平铺的有效积温均能满足玉米正常生长所需的积温而不覆膜的有效积温则不能满足,这导致不覆膜饲料玉米难以成熟,产量低下,667m2产籽粒仅130.95 kg,而秋季全膜双垄沟播栽培的饲料玉米667m2产量达到567.27 kg,增产效果非常显著.     

不同地表覆盖方式油菜花后干物质积累与分配规律研究

为探索春油菜在西北沿山旱作区的最佳地表覆盖栽培方式,采用田间试验法,以常规露地平播为对照,研究了双垄面全膜覆盖沟播、全地面覆盖平播、膜侧沟播、半地面覆盖平播、麦秸覆盖平播等5种地表覆盖方式下春油菜的干物质积累及分配规律。结果表明,不同地表覆盖栽培方式对油菜植株各器官的干物质分配比率产生不同程度的影响,双垄面全膜覆盖沟播和全地面覆盖平播栽培方式与对照差异最大;各种地膜覆盖栽培方式均有利于油菜单株干物质积累,但不同覆膜方式效果不同。双垄面全膜覆盖沟播和全地面覆盖平播栽培方式油菜单株干物重、单位面积产量最高,秸秆覆盖未能显著提高油菜的单株产量及单位面积产量;油菜单位面积产量同油菜单株干物重呈现正相关关系,并获得最优线性回归方程;采用地膜覆盖栽培技术能有效地加快油菜植株茎秆、叶片同化物向角果的转移速度,提高油菜地上部干物质积累量和单位面积产量。其中,双垄面全膜覆盖沟播和全地面覆盖平播栽培方式比常规露地栽培增产达到30%以上,应在生产上大面积推广应用。     

不同覆膜方式对旱地玉米生长发育、产量和水分利用效率的影响

针对甘肃陇东旱作区年降水量少、季节分布不均,特别是玉米生产春旱严重等问题,以露地平播为对照(CK),研究了双垄面全膜覆盖沟播,双垄面半膜覆盖沟播,宽膜覆盖平播,窄膜覆盖平播,全地面覆盖平播,膜侧播种等6种覆膜种植方式对旱作玉米出苗率、干物质积累量、株高、叶面积指数、生育时期、产量和水分利用效率的影响。结果表明,全膜双垄沟提高了玉米出苗率和出苗速度,提早成熟,整个生育期玉米株高、叶面积指数和干物质积累量始终大于其它处理,显著提高了产量和水分利用效率,是旱作区进一步挖掘降水潜力和高产田创建的有效途径。     

旱地玉米全膜双垄沟播技术土壤水分效应研究

采用田间小区试验研究了旱地玉米全膜双垄沟播技术不同覆膜模式的土壤水分效应。结果表明,玉米播前至拔节期,0～20 cm土壤含水量,秋季全覆膜较传统播前半膜平铺提高5.6～6.2个百分点,顶凌全覆膜较播前半膜平铺提高3.9～5.2个百分点,播前全覆膜较播前半膜平铺提高0～4.0个百分点;1 m土壤贮水量,秋季全覆膜较播前半膜平铺增加49.5～51.3 mm,顶凌全覆膜较播前半膜平铺增加33.9～39.6 mm,播前全覆膜较播前半膜平铺增加0～26.9 mm,正是由于秋季全覆膜和顶凌全覆膜前期较高的土壤含水量,从而有效解决了玉米4～5月份因春旱无法播种、出苗的瓶颈。全膜双垄沟播技术大幅度提高了农田降水利用率和玉米水分利用效率,使降水利用率最高达到75.2%、平均降水利用率达到70.1%,使玉米水分利用效率最高达到35.93 kg/(mm.hm2),平均达到33.63 kg/(mm.hm2),在旱作农田降水高效利用方面取得了新进展。     

旱地小麦黑膜全覆盖穴播栽培的效应与模式研究

本研究通过对黑膜、无色膜、垄作、平作、沟播等因素进行组合,探讨了旱地冬小麦地膜全覆盖穴播不同栽培模式的膜下茎和杂草发生规律、土壤温度和水分变化动态及增产增收效果。结果表明,小麦采用黑膜覆盖,自动出苗率比无色膜覆盖平均提高63.73%,膜下茎密度和鲜重分别降低74%以上和98%左右,杂草盛发期的密度和鲜重分别比无色膜覆盖降低62.03%和96.70%,比露地栽培降低70.00%和92.93%。黑膜覆盖小麦全生育期0~25 cm土壤积温比无色膜覆盖降低108.8℃,比露地降低62.9℃,但在播种至拔节阶段,比露地增加72.8℃,拔节至成熟比露地降低135.7℃。水分利用效率黑膜覆盖比无色膜覆盖提高4.48%,比露地提高45.75%。黑膜覆盖比无色膜增产3.05%,比露地增产47.81%。3种起垄方式中,垄作比平作小麦自动出苗率平均提高44.00%,沟播则降低23.80%;膜下茎密度垄作降低35.59%以上,沟播增加25.64%以上;膜下茎鲜重垄作降低30.62%以上,沟播增加12.09%以上。垄作提高土壤积温90.5℃,沟播降低23.5℃;垄作增产3.24%,沟播增产4.90%。以黑色全膜垄作穴播为最佳模式,较全膜覆土穴播自动出苗率平均提高146.93%,膜下茎密度降低98.74%以上,杂草鲜重降低99.90%以上,全生育期增加土壤积温52.0℃,水分利用效率提高10.75%,增产8.68%,节本4 020元·hm~(-2),增加纯收益5 422元·hm~(-2)。且膜面覆土量减少75%,易于清除残膜。其中通用垄沟半微垄模式具有宽窄行距的特点,较微垄模式增产3.89%,增收11.33%,并且适宜机械化作业。     

旱地全膜双垄沟播玉米高效用水机制研究

通过田间试验对半干旱区不同栽培方式下玉米土壤水分分布及水分利用效率的研究,探明了全膜双垄沟播玉米农田高效用水的机制。结果表明:全膜双垄沟播栽培不同位置大垄、垄沟、小垄土壤平均含水量在0~60 cm土层内差异显著(P0.05),且垄沟含水量最高,其次为大垄,小垄最低;播种期0~60 cm土层平均体积含水量全膜双垄沟播与露地平作差异显著(P0.05),升高14.19%,且拔节期以前全膜双垄沟播种植土壤贮水量最高,表明全膜双垄沟播栽培有利于玉米的出苗及前期的生长;全膜双垄沟播栽培较半膜平作增产26.76%,水分利用效率较半膜平作提高14.83%。     

不同覆膜方式对陇东旱塬玉米田土壤温度的影响

在海拔1 700 m以下的陇东旱塬选择年降雨量和年平均积温相近的3个试验点,以玉米为栽培作物,进行秋季全膜双垄沟播栽培、春季顶凌全膜双垄沟播栽培、播前全膜双垄沟播栽培、半膜平铺和不覆膜5种栽培模式试验,分别测定地表5 cm、10 cm、15 cm、20 cm的土层地温,以探索全膜双垄沟播栽培技术对土壤地温的影响。结果表明,在玉米生长的每一个生育期,不同的土壤深度的地温和有效积温均是A.秋季全膜双垄沟播栽培>B.春季顶凌全膜双垄沟播栽培>C.播前全膜双垄沟播栽培>D.半膜平铺>E.不覆膜。并且在海拔1 700 m以下区域,秋季全膜双垄沟播栽培、春季顶凌全膜双垄沟播栽培、播前全膜双垄沟播栽培、半膜平铺的有效积温均能满足玉米正常生长所需的积温。不覆膜的有效积温不能满足玉米正常生长所需的积温。     

河西绿洲灌区玉米产量对生物可降解地膜保水增温作用的响应

通过连续2 a田间定位试验,研究不同覆盖处理(普通地膜覆盖、生物可降解地膜覆盖、秸秆覆盖和无覆盖)对玉米种植增温、保湿作用和产量的影响。结果表明:不同覆盖处理增温次序为普通地膜覆盖生物可降解地膜覆盖无覆盖秸秆覆盖;普通地膜覆盖、生物可降解地膜覆盖和秸秆覆盖的2 a玉米各生育时期土壤贮水量平均比无覆盖高24.7mm、19.9mm和13.1 mm;与无覆盖相比,普通地膜覆盖、生物可降解地膜覆盖和秸秆覆盖的2a平均玉米籽粒产量分别提高11.55%、9.53%和4.70%,WUE分别提高17.35%、14.11%和8.22%,经济效益分别提高11.81%、8.60%和5.05%。综合考虑产量和水分利用,生物可降解地膜的增温保湿和增产效果低于普通地膜,但是生物可降解地膜有利于农业生态系统的可持续发展,从长远生态效益考虑,今后应推广使用。     

Effects of different ridge-furrow mulching systems on yield and water use efficiency of summer maize in the Loess Plateau of China

Ridge-furrow film mulching has been proven to be an effective water-saving and yield-improving planting pattern in arid and semi-arid regions. Drought is the main factor limiting the local agricultural production in the Loess Plateau of China. In this study, we tried to select a suitable ridge-furrow mulching system to improve this situation. A two-year field experiment of summer maize (Zea mays L.) during the growing seasons of 2017 and 2018 was conducted to systematically analyze the effects of flat planting with no film mulching (CK), ridge-furrow with ridges mulching and furrows bare (RFM), and double ridges and furrows full mulching (DRFFM) on soil temperature, soil water storage (SWS), root growth, aboveground dry matter, water use efficiency (WUE), and grain yield. Both RFM and DRFFM significantly increased soil temperature in ridges, while soil temperature in furrows for RFM and DRFFM was similar to that for CK. The largest SWS was observed in DRFFM, followed by RFM and CK, with significant differences among them. SWS was lower in ridges than in furrows for RFM. DRFFM treatment kept soil water in ridges, resulting in higher SWS in ridges than in furrows after a period of no water input. Across the two growing seasons, compared with CK, RFM increased root mass by 10.2% and 19.3% at the jointing and filling stages, respectively, and DRFFM increased root mass by 7.9% at the jointing stage but decreased root mass by 6.0% at the filling stage. Over the two growing seasons, root length at the jointing and filling stages was respectively increased by 75.4% and 58.7% in DRFFM, and 20.6% and 30.2% in RFM. Relative to the jointing stage, the increased proportions of root mass and length at the filling stage were respectively 42.8% and 94.9% in DRFFM, 63.2% and 115.1% in CK, and 76.7% and 132.1% in RFM, over the two growing seasons, showing that DRFFM slowed down root growth while RFM promoted root growth at the later growth stages. DRFFM treatment increased root mass and root length in ridges and decreased them in 0-30 cm soil layer, while RFM increased them in 0-30 cm soil layer. Compared with CK, DRFFM decreased aboveground dry matter while RFM increased it. Evapotranspiration was reduced by 9.8% and 7.1% in DRFFM and RFM, respectively, across the two growing seasons. Grain yield was decreased by 14.3% in DRFFM and increased by 13.6% in RFM compared with CK over the two growing seasons. WUE in CK was non-significantly 6.8% higher than that in DRFFM and significantly 22.5% lower than that in RFM across the two growing seasons. Thus, RFM planting pattern is recommended as a viable water-saving option for summer maize in the Loess Plateau of China.     

集雨栽培冬小麦田土壤水分和矿质氮

在半湿润易旱地区的关中红油土上,研究了垄上覆膜集雨栽培措施对冬小麦(Triticumaestivum)田土壤水分和矿质氮的影响。结果表明覆膜有一定的蓄水保墒效果,冬小麦返青期,0～40cm土壤贮水量覆膜处理比不覆膜处理平均多7.7mm;覆膜能使冬小麦在生长后期更有效地利用土壤深层贮水,在小麦成熟期,100～200cm土壤贮水量覆膜处理比未覆膜处理少23.8mm。覆膜有利于作物对氮肥的吸收利用,氮肥用量相同的处理,覆膜条件下的硝态氮浓度和矿质氮累积量低于不覆膜处理;施氮也可以明显增加土壤剖面中的硝态氮含量和矿质氮累积量。     

辽西半干旱区秋覆膜对土壤水分及玉米水分利用效率的影响

秋覆膜技术是传统地膜覆盖栽培技术的创新和延伸。为了探明秋季覆膜对土壤水分及玉米水分利用效率的影响,2014年在农业部阜新农业环境与耕地保育科学观测实验站,设置常规裸地种植(T1)、传统春覆膜(T2)、秋覆膜(T3)以及秋覆膜配施秸秆(T4)四种处理,研究了不同覆膜处理对土壤蓄水量、水分剖面分布、春玉米产量及水分利用效率的影响。结果表明,两种秋覆膜处理可实现对土壤水分的跨季节调控,播前土壤蓄水量比裸地增加35.44%和23.09%,比春覆膜增加40.79%和27.95%,整个生育期土壤蓄水量较裸地增加30.70%和20.10%,较春覆膜增加37.77%和26.59%。两种秋覆膜处理的剖面土壤水分在各生育时期均较为充足;春覆膜处理土壤含水率随土层深度变化剧烈,下层土壤水分严重缺失。秋覆膜处理可显著增加玉米产量,较裸地和春覆膜处理平均增产13.26%和13.52%,单株粒重增加是秋覆膜提高玉米产量的主要原因。秋覆膜T3处理可充分利用作物生育期降水,与T1、T2、T4处理相比,水分利用效率显著提高8.24%、9.74%和8.83%。     

不同覆盖方式对温室葡萄耗水规律和产量的影响

为筛选出适合河西走廊地区的日光温室葡萄最佳覆盖模式,在张掖市水务局灌溉试验站,设白膜+秸秆覆盖、黑膜+秸秆覆盖、白膜覆盖、黑膜覆盖、秸秆覆盖和砂子覆盖等不同覆盖处理,对温室葡萄耗水规律和产量表现进行了研究分析。结果表明:1不同覆盖方式均可增加土壤含水量,秸秆+黑膜覆盖下的土壤含水量最大,全生育期内秸秆+黑膜覆盖下的土壤相对含水量达到了16.54%,单一的秸秆覆盖的土壤含水量在中后期也增大较快,土壤含水量增大到了17.64%,秸秆+地膜双重覆盖与单一的秸秆覆盖在中后期均能明显提高土壤储水能力;2不同覆盖处理相比对照(不覆盖)均能增加葡萄产量,以黑膜+秸秆覆盖葡萄的增产效果最好,增产高达28.85%(P0.05),白膜+秸秆覆盖增产25.53%(P0.05);3不同覆盖处理均能调节土壤温度,地膜+秸秆覆盖方式兼备了单一地膜和单一秸秆覆盖处理的特点,前期土壤升温幅度大于秸秆覆盖,后期降温趋势小于地膜覆盖,且以黑膜+秸秆覆盖较为明显,其处理下土壤温度保持在21.13℃左右;4各覆盖处理均可提高灌溉水利用效率(IWUE)和水分生产效率(WUE),达到节水增产的目的,以黑膜+秸秆效果最好,黑膜+秸秆覆盖处理的灌溉水利用效率和水分生产效率均最大,分别达到了6.53 kg·m~(-3)和5.88 kg·m~(-3)。     

秋覆盖的保水效应及对春玉米生长的影响

设置高(9000 kg·hm^-2)、中(6000 kg·hm^-2)、低(3000 kg·hm^-2)3种不同量秸秆覆盖和平覆、垄覆2种不同方式的地膜覆盖,以全程不覆盖为对照,研究了秋季雨后覆盖(休闲期加生育期全程覆盖)对土壤水分及春玉米生长状况的影响。结果表明：在冬闲期,各覆盖处理(除秸秆覆盖3 000 kg·hm^-2处理)的土壤蓄水量分别较不覆盖处理(CK)增加了21.22 mm、20.49 mm、18.37mm和19.5mm,使玉米出苗较CK至少提前了3 d。在播种期~大喇叭口期(播后70 d),平覆地膜和垄覆地膜平均土壤蓄水量分别较对照增加15.57 mm和15.73 mm;秸秆覆盖6 000 kg·hm^-2和9 000 kg hm^-2处理平均土壤蓄水量分别较对照增加12.05 mm和12.03 mm。秸秆覆盖处理在玉米生长后期土壤蓄水量较对照增加不显著。秋覆盖处理均可促进春玉米个体的生长,地膜覆盖处理可以显著提高春玉米生长前期的单株干重、株高和叶面积,秸秆覆盖在生育后期较对照显著提高。平覆地膜、垄覆地膜两个处理的玉米籽粒产量和水分生产效率分别较对照增加14.6%、13.9%和11.0%、11.1%(P<0.05),秸秆覆盖处理增产均不显著。