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。     

不同覆盖种植方式与平衡施肥对马铃薯产量及水分利用效率的影响

采用田间试验方法,研究了不同覆盖种植方式与平衡施肥对旱地马铃薯产量及水分利用效率的影响。结果表明,三种覆盖种植方式中,全膜覆盖垄播种植方式有利于马铃薯碳水化合物的合成,增加马铃薯干物质积累量,N、P、K平衡施肥干物质积累量增加效果显著;与裸地平作相比,全膜覆盖垄播和全膜覆盖平作马铃薯块茎产量分别增加43.4%~60.7%和18.8%~32.5%,水分利用效率分别提高59.4%~79.6%和38.3%~50.3%;N、P2O5和K2O的用量分别为210、105、90 kg·hm-2时,全膜覆盖垄播处理马铃薯产量和水分利用效率最高。研究表明,马铃薯在全膜覆盖垄播栽培条件下,平衡施肥可显著提高马铃薯块茎产量和水分利用效率。     

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.     

玉米双垄全膜模式土壤水分与降水的灰色关联分析及水分利用率研究

对玉米双垄全膜覆盖沟播栽培技术条件下的降水利用、土壤蓄水、保水和供水特征进行了研究,结果表明:在15 d测定时段,双垄全膜覆盖栽培模式的0～60 cm土层平均储水量分别比全膜平铺覆盖、半膜覆盖和露地多14.7 mm、17.9 mm,29.6 mm;4种模式土壤储水量与降水量的灰色关联序为露地(0.727)＞双垄全膜覆盖(0.645)＞全膜平铺覆盖(0.641)＞半膜覆盖(0.635),说明玉米双垄全膜覆盖集雨沟播栽培模式接纳降水的能力仅次于露地;在双垄面全膜覆盖栽培模式下,玉米的耗水系数分别比露地、半膜覆盖和全膜平铺覆盖减少35.9%、10.5%和17.1%,水分利用效率分别提高10.41、3.34和4.95 kg/(mm·hm2).由此得出,玉米双垄面全膜沟播栽培技术可使旱作雨养农业区有限的水资源得到高效利用.     

不同覆盖种植方式与平衡施肥对旱地春玉米产量及水分利用效率的影响

采用田间试验方法,研究了不同覆盖种植方式与平衡施肥对旱地春玉米产量及其水分利用效率的影响。结果表明, 三种覆盖种植方式中,全膜双垄沟播种植方式有利于玉米碳水化合物的合成,增加玉米干物质积累量,N、P、K平衡施肥干物质积累量增加效果明显;与全膜双垄沟播相比,半膜覆盖和裸地种植玉米籽粒产量分别减产8.5%～17.6%和61.1%～95.3%,水分利用效率分别降低3.5%～15.1%和52.8%～60.2%;N、P₂O₅和K₂O的用量分别为225、120、60 kg·hm^-2时,F₁N₁处理玉米籽粒产量和水分利用效率最高。研究表明,在玉米全膜双垄沟播栽培技术条件下,平衡施肥可显著提高玉米籽粒产量和水分利用效率。     

旱地马铃薯不同覆盖种植方式的土壤水热效应及其对产量的影响

在大田条件下,以不同沟垄覆盖种植方式为处理,通过测定土壤含水量、耕层土壤温度和产量等,计算马铃薯耗水量和水分利用效率,研究旱作条件下马铃薯不同覆盖种植方式的土壤水热效应及其对产量和水分利用效率的影响.结果表明,马铃薯采用高垄膜覆盖沟覆草垄播能有效增加马铃薯生育前期地温,苗期日均地温较传统平播(CK)增加了0.5℃～2.23℃,0～ 100 cm土壤贮水量提高52.8 mm.6月底至7月中旬的伏旱期间,高垄膜覆盖沟覆草垄播处理0～25 cm土层日均地温较全地膜覆盖处理降低3.6℃～6.9℃,较CK仅增加0.6℃～0.8℃;0～100 cm土层土壤贮水量较全膜覆盖处理增加6.2～ 8.3 mm,较CK增加27.3 mm.表明采用高垄膜覆盖沟覆草垄播种植,可改善伏旱期间的土壤水热状况,有利于马铃薯的生长发育,产量和水分利用效率较其它覆盖种植方式分别提高8.39％～58.38％和8.46％ ～67.97％.因此,高垄膜覆盖沟覆草垄播处理实现了水温对马铃薯生长的协同作用,能显著提高马铃薯对自然降水的利用效率和产量.     

黄土丘陵区（庄浪）旱作马铃薯全膜覆盖关键技术集成研究

以建立黄土丘陵区地膜覆盖栽培的最佳模式,高效利用降雨资源为目的,于2011-2013年在庄浪县旱地进行了不同降雨年份地膜覆盖盖度、垄型、覆膜时期、垄高4因素马铃薯产量、经济效益和水分利用效率试验。结果表明：覆盖度、垄型、覆膜时期是全膜覆盖的关键因素,起垄高度在干旱年对产量影响明显。对产量和水分利用效率的影响次序为覆盖度＞垄型＞覆膜时期＞起垄高度。覆盖度显著影响产量、效益和水分利用效率,全覆盖优于半覆盖,半覆盖优于露地栽培。全覆盖较露地增产鲜薯21．2％,大中薯重提高23．63％,水分利用效率增加26．19％,半覆盖较露地增产鲜薯16．1％,大中薯重增加10．91％,水分利用效率增加16．62％。垄型对马铃薯产量影响明显,“凹”型双垄优于“弓”型单垄,其垄内0～60 cm的土壤储水量比“弓”型垄提高3．46％,其中20～40 cm增加10．58 mm,提高4．48％,增产16．9％,大中薯增加26．47％,水分利用效率增加18．20％。“秋覆膜”、“顶凌覆膜”、“播前覆膜”3个覆盖时期,以秋覆膜最佳,比播前覆膜产量增加15．31％,水分利用率提高14．56％,顶凌覆膜次之,较播前覆膜增产9．54％,水分利用率提高8．98％。“低垄”、“中垄”、“高垄”3个起垄高度,在不同降雨年份表现不同,降雨偏多的年份高垄栽培利于增产,降雨较少的年份低垄栽培为佳,各年度平均显示,低垄型和中垄型分别比高垄型增产1．72％和1．79％,水分利用效率提高3．61％和2．76％。在黄土高原旱作区马铃薯地膜全覆盖栽培以中垄型双垄垄播秋覆全膜栽培为最佳模式,较露地栽培增产49．16％,纯收益增加78．06％,水分利用效率提高56．79％,较全膜垄作侧播增产23．07％,纯收益增加43．93％,水分利用效率提高24．25％,实现了降雨资源的高效利用。     

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,...     

旱地全膜双垄沟播玉米生长发育动态及产量形成规律研究

通过田间试验研究了半干旱区旱地全膜双垄沟播栽培技术对玉米生长发育的影响。结果表明,全膜双垄沟播技术能够加快玉米生长发育进程,不同程度地增加了玉米株高、叶片数、叶面积指数(LAI)、光合势和单株干物质积累量等,且玉米生长发育阶段越是干旱,增加优势越明显,能明显减除玉米"卡脖旱"现象;全膜双垄沟处理较常规半膜平作处理增产26.76%,休闲期免耕覆盖处理比免耕立茬增产10.77%,比免耕增产19.75%;增产主要表现在生育后期(吐丝后)提高双穗率,即促进雌穗分化发育和提高结实率,及玉米后期粒重的增加。     

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。     

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。     

柠条秸秆和地膜覆盖措施对玉米生长光合特性和水分利用效率的影响

以甘农118玉米为试验材料,于2013年和2014年在宁夏盐池进行了大田试验,设置单膜平作(single film mulching and flat planting,SFP)、双膜平作(double film mulching and flat planting,DFP)、柠条粉沟覆平作(Caragana intermedia powder ditch mulching and flat planting,CPDP)和裸地(Uncovered and flat planting,CK)4个处理,比较了其对旱地玉米生长、光合特性及水分利用效率的影响。结果表明,在降雨量较多和玉米生长末期,各处理玉米的株高、茎粗和叶面积间无显著差异(P0.05);在降雨量较少时,覆膜处理(SFP和DFP)各生长特性间显著高于CK和CPDP处理(P0.05),而CPDP和CK处理间则无显著差异(P0.05)。在玉米建植后的中后期,覆膜处理(SFP和DFP)光合速率和蒸腾速率高于CPDP和CK处理处理。总体看来,CPDP处理的水分利用效率(叶片水平和产量水平)均低于SFP和DFP处理。因此,不建议在研究区采取CPDP处理措施。     

甘肃省旱地全膜双垄沟播技术研究与应用进展

系统分析了旱地全膜双垄沟播技术体系的研究阶段、技术创新、应用状况、技术评价和发展前景.结果表明,旱地全膜双垄沟播及其配套技术集覆膜抑蒸、垄面集流、雨水富集于一体,极显著地提高了农田降水保蓄率、利用率和作物水分利用效率,使秋季全覆膜和顶凌全覆膜1 m土壤贮水分别较常规播前半膜平铺增加50.2 mm和31.7 mm;降水利用率最高达到75.2%,平均达到70.0%;玉米水分利用效率最高达到37.8 kg/(mm·hm2),平均达到33 kg/(mm·hm2).从而有效解决了黄土高原旱作农业区玉米等大秋作物因春旱无法播种、出苗的瓶颈,大幅度提高了作物产量,使玉米产量平均达到8 374.5 kg/hm2,增产37.1%.     

黄土丘陵区大垄沟优化措施对玉米生理特性的影响

使用间作套种、普通地膜和液态地膜等措施对黄土丘陵地区的大垄沟种植方式进行了改良和优化。结果表明,普通地膜、液态地膜和间套优化措施能够提高玉米各个生育期的光合速率,提高干物质积累量。叶片生理日变化结果表明,优化措施可以明显提高玉米田间各时段光合速率、蒸腾速率,在一定程度上提高了水分利用效率。     

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.     

氮素形态配比对全膜双垄沟播玉米干物质积累及产量的影响

为优化陇中干旱、半干旱地区全膜双垄沟播玉米的氮肥运筹并最终提高子粒产量,通过大田试验,探索了硝态氮/铵态氮分别按1∶0(N1)、1∶1(N2)、1∶2(N3)、1∶3(N4)、2∶1(N5)、3∶1(N6)配比对旱地全膜双垄沟播玉米的光合特性、干物质积累、产量及其构成因素的影响。结果表明:硝态氮和铵态氮配施下玉米的叶面积、光合势相比单施硝态氮均有所提高,以硝铵比为3∶1(N6)最佳,较N1叶面积和光合势分别提高12.59%~39.85%、13.71%~25.00%。提高硝态氮的施用比例利于改善玉米的光合性能,进而促进干物质积累及产量形成。硝态氮和铵态氮两种氮素形态配施对玉米的生长发育具有明显的促进作用,较单施硝态氮的干物质量和产量分别提高了5.45%~52.74%和3.85%~9.93%。其中N6配比下玉米干物质的积累和产量最高,较其它配比分别平均提高了17.13%和4.73%,是最优配比。     

旱作玉米提高降水利用率的覆膜模式研究

通过对旱作玉米几种不同覆膜栽培模式降水利用率、玉米整个生育期的土壤水分监测、生育时期观测、经济性状及产量分析证明,旱作玉米双垄面全膜覆盖集雨沟播技术是一项充分接纳和利用天然降水、最大限度保蓄土壤水分、显著提高降水利用率、提早成熟、增产效果明显、经济效益显著的旱作玉米栽培模式。     

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。     

沟覆盖材料对垄沟集雨种植土壤水分和玉米根系分布的影响

为寻求半干旱地区垄沟集雨环保沟覆盖材料,探究垄沟集雨种植增产机理,在半干旱黄土高原区通过大田试验,以传统平作为对照,研究不同沟覆盖方式(无覆盖、生物可降解地膜覆盖和秸秆覆盖)对土壤含水量、玉米根干重、根长、根表面积和根体积的影响。结果表明:垄沟集雨种植沟中的土壤含水量、玉米根干重、根长、根表面积和根体积明显大于垄中;与平作相比,无覆盖、生物可降解地膜覆盖和秸秆覆盖耕层沟中作物生育期平均土壤含水量分别增加6.9%、10.6%和9.3%,垄中平均土壤含水量分别降低13.8%、10.9%和5.6%;玉米总根干重(沟中+垄中)分别降低15.9%、6.1%和16.8%,总根长分别增加37.6%、43.7%和34.8%,总根表面积分别增加10.5%、33.6%和15.0%。无覆盖和秸秆覆盖玉米总根体积分别降低34.5%和16.3%,生物可降解地膜覆盖玉米总根体积增加13.2%。与传统平作相比,垄沟集雨种植增加土壤水分、玉米根长和根表面积,降低玉米根干重。在不同沟覆盖方式中,生物可降解地膜覆盖具有较高土壤含水量、根长、根表面积和根体积。