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%。     

黄土旱塬垄作覆膜栽培土壤水分及温度变化研究

黄土高原雨养农业区水分缺乏是制约农业生产的关键因子。本研究在黄土高原长武塬进行小区试验,通过垄作覆膜(RP)与平作不覆膜(FP)两种处理的对比研究,分析垄作覆膜下玉米生长时期土壤水分与温度的变化,以及降雨事件对于土壤水分的动态影响。结果表明,垄作覆膜在30~60 cm土层土壤水分显著高于平作不覆膜约8%,而平作不覆膜在深层(100~160 cm)土壤水分明显高于垄作覆膜,玉米生长季土体储水量变化垄作覆膜垄与沟在30~60 cm处均高出平作不覆膜20 mm,而在100~160 cm处垄作覆膜比平作不覆膜低25 mm。垄沟覆膜-垄(RPR)土壤表层10 cm处温度较垄沟覆膜-沟(RPF)与平作不覆膜分别高2.01℃和1.91℃。中雨情况下,垄作覆膜降雨土壤入渗深度可达30 cm,平作不覆膜下可以到10 cm,但强降雨事件中垄作覆膜土壤深层入渗受到抑制。降雨强度越大,土壤前期含水量越高,土壤水分峰值产生的时间越短;垄作覆膜由于土壤水分条件的改善使得土壤水分峰值出现时间较平作不覆膜早。垄作覆膜由于垄沟微地形改变使沟内具有集水效应,同时沟内集水对垄上水分存在侧向补充,但时间上存在滞后效应,滞后时间与降雨量和降雨前土壤含水量相关。垄作覆膜能够保水保墒,增加降雨入渗,抑制强降雨事件的深层入渗,抑制"自覆盖"现象的发生,从而对玉米生长具有重要的意义。     

3种地膜在不同覆膜方式下的控草效果及对玉米生长发育的影响

在陇东旱塬区杂草严重发生条件下,试验测定了3种地膜在不同覆膜方式下的控草效果及对玉米生长发育的影响。结果表明,化学除草地膜和黑色地膜以全膜双垄沟播、半膜平作和半膜垄作方式覆膜,对阔叶杂草的株防效和鲜重防效均在93%以上,对禾本科杂草的株防效和鲜重防效均在76%以上;白色地膜以半膜垄作和半膜平作方式覆膜对阔叶杂草有一定的控制作用,但对禾本科杂草作用微弱或无效,以全膜双垄沟播方式覆膜可引起杂草大量发生。化学除草地膜和黑色地膜以全膜双垄沟播方式覆膜,均可明显改善玉米主要农艺性状,显著提高玉米产量及效益,玉米产量较半膜垄作分别增产22.17%和24.78%、较半膜平作分别增产9.23%和5.74%,纯收益较半膜垄作分别增加3 553.13元/hm~2和3 828.78元/hm~2、较半膜平作分别增加1 343.46元/hm~2和736.30元/hm~2;白色地膜以全膜双垄沟播、半膜平作和半膜垄作方式覆膜,玉米主要农艺性状、产量及经济效益均较覆盖化学除草地膜和黑色地膜有明显下降。因此,在杂草严重或较重发生的地区,推荐采取化学除草地膜和黑色地膜全膜双垄沟播方式覆膜。     

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。     

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.     

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。     

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。     

垄沟覆盖种植对晚播夏玉米生长和产量的补偿效应

针对晚播对夏玉米生长发育造成的不利影响,采用垄覆膜沟不覆盖（LN）、垄覆膜沟覆秸秆（LJ）和垄沟全覆膜（LM）3种垄沟种植方式,以常规播期平作不覆盖（CK1）和晚播平作不覆盖（CK2）为对照,分析了不同垄沟种植方式对晚播夏玉米农田土壤水分、土壤温度及玉米生长和产量的影响,对比不同垄沟覆盖种植方式对晚播玉米生长的补偿效应。结果表明：垄沟种植显著提升了夏玉米0~25 cm土层土壤温度,促进了晚播夏玉米生长;生育期内多雨导致各处理0~200 cm土层土壤含水率一直在18%（75%田间持水率）或更高水平,覆膜对土壤水分的影响不明显;垄沟种植夏玉米整体生长状态在8月中下旬（抽雄~灌浆阶段）与CK1处理达到相同水平;地上部干物质量在成熟期达到或超过CK1处理水平;低温多雨导致晚播夏玉米生育期延长了8~9 d;垄沟种植处理倒伏率较低,最高值仅为3%,平作处理倒伏严重,CK1和CK2处理倒伏率分别达73.1%和20.1%;CK2处理全生育期各项生长及产量指标均较低,LJ处理前期生长状态差,后期贪长,最终相对CK1处理减产7.9%;LN处理产量9 783.8 kg·hm^-2,与CK1处理持平,LM处理达到最高产量11 101.7 kg·hm^-2,相对CK1处理增产12.2%。综合考虑土壤水热、夏玉米生长、产量等各方面因素,多雨条件下垄沟全覆膜方式对晚播玉米生长达到了最好的补偿效果。     

覆膜方式对旱作玉米硝态氮时空动态及氮素利用效率的影响

以提高玉米氮素利用效率、减少氮肥污染为目标,在甘肃省定西市李家堡设置了露地(NM)、半膜平作(HM)、全膜平作(CM)和全膜双垄(CMRF)沟播等田间试验处理,对其土壤剖面中NO3- -N的积累强度、玉米干物质积累及氮素利用效率进行了系统研究.结果表明:整个生育期覆膜处理在0～ 10 cm表层中NO3- -N浓度最高,...     

沟垄覆膜栽培对旱作马铃薯生长及产量的影响

以当地主栽品种“新大坪”为试验材料,研究了不同沟垄覆膜种植模式对旱作马铃薯生长和产量的影响.结果表明:沟垄覆膜种植能显著提高马铃薯根际的温度、株高、开展度、主根长以及相对生长率(RGR).与传统平畦不覆膜(T1)相比,平畦覆膜(T2)、全膜双垄沟播(T3)、全膜双垄垄播(T4)、半膜膜侧种植(T5)和半膜沟垄垄播(T6)种植分别增产36.29％、59.68％、60.49％、47.58％和45.97％,其中T3和T4的产量最高.沟垄覆膜种植有利于马铃薯产量性状的改善,提高了大薯率和中薯率总和,其中以全膜双垄垄播(T4)最为显著.在该区采用全膜双垄垄播(T4)最有利于马铃薯的生长及产量性状的提高.     

氮肥深施对旱作覆膜农田土壤养分含量及春玉米产量的影响

以春玉米为供试作物,于2021—2022年在甘肃省定西市进行不同深度施肥田间试验,以双垄沟覆膜种植为基础,设置3个氮肥施用深度：5 cm(D5)、15 cm(D15)和25 cm(D25),以不施氮(N0)处理为对照,共4个处理,分析不同氮肥施用深度对农田土壤养分含量、干物质积累、水分利用及玉米产量的影响,为优化施肥模式和进一步提升其节水增产效能提供理论依据。结果表明,随施肥深度的增加,农田0～40 cm土层土壤养分含量逐渐增大,D25处理较D15和D5处理的土壤有机碳、全氮、速效磷和速效钾含量分别平均提高8.67%、2.23%、22.11%和15.18%;氮肥深施可提高生育后期养分供给能力,玉米干物质积累量显著提高,D25处理播后105 d～收获期干物质积累量分别较D15和D5提高6.53%和25.30%;2个试验年份农田耗水量和水分利用效率均随着施肥深度的增加逐渐增大,D25处理分别较D15和D5平均提高10.09%和10.08%;D25处理玉米生物产量和经济产量较D5处理分别平均提高27.20%和34.93%。在西北旱作区,氮肥25 cm深施模式能为玉米提供更好的养分供给,是提高...     

滨海盐碱地覆膜和灌溉对玉米盐分离子分布及生物量的影响

以玉米为试材，于2017—2018年在天津市滨海盐碱土进行了膜下滴灌试验, 分析了覆膜和灌溉对玉米盐分离子质量分布特征、玉米干物质的变化规律和产量的影响。结果表明：（1）覆膜和灌溉对玉米离子分布的影响显著，显著减小了根部Na⁺吸收质量，成熟期FI20处理比LI10小56%，从而减少了盐分对叶片的伤害；显著增大了茎部K⁺的积累质量，成熟期FI20处理比LI10高24%，提高了植物的耐盐性；显著增加了叶部Ca²⁺质量，苗期FI20处理比LI10高96%，促进作物幼根的生长和根毛的形成，改善了玉米体内的离子平衡，减轻了盐胁迫作用；显著增加了叶部Mg²⁺质量，拔节期FI20处理比LI10高136%，增强了植株叶片的光合作用，提高了植株的耐盐性。（2）玉米地上部和根系干物质重均随着生育期进程而增加，覆膜和灌溉改变了植物体内盐分离子质量，对玉米生物量的积累影响较大，成熟期FI20处理比LI10高1%~46%；对玉米根冠比（R/S）有显著影响，使生物量分配比例显著改变，成熟期根冠比（R/S）FI20处理比LI10小48%~52%。（3）利用2017年玉米试验数据采用Logistic曲线建立了干物质生长模拟方程，引入了盐分离子修正系数，拟合方程显著。利用2018年玉米试验数据对建立的玉米干物质盐离子模型进行了验证，各个处理的拟合曲线与其实测值都较接近；建立的干物质生长模型能够较好地模拟盐碱地玉米干物质的累积过程。综上，覆膜和灌水定额为20 mm的FI20处理对植株的盐离子调节作用最显著，提高了玉米的耐盐性，改变了生物量的分配比例，获得了适当的干物质累积量，产量最高。     

甘肃旱地农业发展与研究前沿

甘肃省72%的耕地属于旱地雨养农业,发展旱地农业对甘肃脱贫攻坚和高质量发展具有重要意义。20世纪90年代以来,甘肃旱地农业以“雨水富集、提升利用效率”为核心的集水农业发展思路得到快速传播,发展了丰富多样的旱地农业高效用水方法和技术,并在21世纪展现出明显成效。2000—2021年间,全省粮食生产总量从713万t增加到1 231万t,人均粮食产量从278 kg增加到491 kg,超过全国人均水平。2021年省政府提出优势特色产业三年倍增行动,快速推进多产业协同发展,为旱地农业高质量发展树立了典型案例。在总结过去20年甘肃旱地农业主要发展经验和成就的基础上,提出了未来需要重点研究的前沿科学问题。     

膜下滴灌棉花土壤温度的动态变化规律

试验研究田间膜下滴灌棉花根际土壤的温度变化表明,覆膜能使土壤明显增温,温度梯度变化使地膜覆盖具有提墒作用。在一日内和棉花整个生育期的温度,膜中明显比膜边和垄沟都偏高,土壤浅层温度增加较快且变幅很大。不同深度土壤温度出现最高温度时间随深度增加而延迟。地温变幅与深度可以拟合成指数函数关系,且膜中14∶00时两者相关性最好。     

不同覆盖方式对烟苗根系生长及耕层生态环境的影响

研究了塑料地膜覆盖(DM)、液体地膜覆盖(YM)和露地栽培(CK)3种栽培方式对烟苗根系生长及耕层生态环境的影响,结果表明:移栽后5~45 d,5~20 cm不同耕层,3种方式对地温的影响均表现为DM>YM>CK;DM的保水效应在0~10 cm表耕层较为突出,10~20 cm耕层及20~30 cm耕层DM和YM差异不大,而深层土壤(30~40 cm)则YM高于DM和CK;移栽后30 d4、5 d,烟株地上部总干重、根总干重、根冠比、一级侧根数量、二级侧根数量、一级侧根粗和茎基部伤流强度均表现为DM>YM>CK,3种栽培方式间差异均达极显著水平;液体地膜覆盖烟株根系最长,极显著高于DM和CK。     

覆膜滴灌栽培对云南春作马铃薯生长及产量的影响

研究了覆膜、滴灌和膜下滴灌三种栽培方式对云南春作马铃薯生长及产量的影响,结果表明:滴灌栽培出苗率和大薯率高,产量可达3 557.59 kg/666.7m2,比对照增产58％,增产效果和经济效益显著;而覆膜和膜下滴灌栽培方式由于导致土温较高出现烂种,使出苗率降低,同时覆膜促进了茎叶生长,降低了收获指数,造成显著减产.所以...     

陇东黄花菜越冬不同材料覆盖下的生长特性及气候效应研究

在分析陇东黄花菜的一般生长发育特性基础上,研究了黄花菜在越冬期不同材料覆盖(地膜覆盖、秸秆覆盖)下的生长特性和增温保墒效应。结果表明,采取越冬覆盖措施具有明显的增温保墒效应,其中地膜覆盖可有效提高土壤温度,降低土壤水分在黄花菜非生长季无效消耗,加快黄花菜发育进程,黄花菜长势较好,但产量低成本高;而秸秆覆盖可有效抑制春季土壤温度过快回升,减少土壤水分蒸发,延长黄花菜采摘期,产量高成本低。在陇东地区黄花菜栽培中应推广秸秆覆盖技术,减少传统种植方式。     

覆膜时间与方式对山旱地春甘蓝产量和 水分利用效率的影响

以中甘21号甘蓝为试验材料,研究了覆膜时间及覆膜方式对山旱地春甘蓝产量和水分利用效率的影响.结果表明:秋季全膜双垄沟显著提高山旱地春甘蓝定植时0～100 cm土层内和结球期0～60 cm土层内的土壤含水量,促进了甘蓝的生长;秋季全膜双垄沟的产量和水分利用效率为41 000kg·hm-2和210.61 kg·mm-1·hm-2,较秋季全膜平铺、春季全膜双垄沟、春季全膜平铺、秋季半膜平铺、春季半膜平铺(CK)分别提高14.42％～89.23％和20.67％～88.58％,差异均达极显著水平;秋季全膜双垄沟显著提高了山旱地春甘蓝的产量和水分利用效率,可作为天水市山旱地春甘蓝的主要栽培方式.     

垄畦覆膜种行覆土党参种苗移栽机的设计与试验

针对党参覆膜移栽无机可用的问题,结合西北黄土高原旱区党参垄畦覆膜、种行覆土抗逆栽培模式,设计了一种具有开沟、播苗、起垄、整形、覆膜、种行覆土功能的党参种苗移栽机。对样机关键部件进行了分析与设计,确定了尖角长翼型开沟器、整形镇压、膜上覆土等装置的结构及工作参数,解析了核心部件作业机理。田间试验表明,设计的垄畦覆膜、种行覆土党参种苗移栽机埋苗率为4.1%,露苗率为2.6%,栽植合格率为92.0%,栽植深度合格率为87.5%,膜边覆土厚度合格率为95.9%,膜边覆土宽度合格率为96.3%,生产率约为0.14 hm~2·h~(-1)。田间性能试验指标均达到国家和行业标准要求,试验结果满足设计要求。     

稻糠与覆膜栽培生产有机稻的控草效果与经济效益

采用稻糠、覆膜处理2种不同方法比较对杂草的防效.结果表明,覆膜处理对稗草、莎草、鸭舌草、野荸荠的株防效分别比稻糠2000 kg/hm2处理高128.6％、64％、90.3％、57.1％;鲜重防效分别高123.3％、37.9％、97.7％、42.4％;收入比稻糠处理多9 784元/hm2.