不同覆盖材料对西北旱地冬小麦地温及产量的影响

为探寻不同覆盖材料下西北旱地冬小麦地温与产量的特征及其相关性,以冬小麦兰天26号为材料,在秸秆带状覆盖(常规条播:SM1;宽幅条播:SM2)、全膜覆土穴播(PM)条件下,以无覆盖露地种植为对照(CK),研究了冬小麦生育期地温的差异及其与产量构成的相关性。结果表明,秸秆带状覆盖种植技术可有效平抑气温对小麦的激变,实现了小麦的稳定增产。与CK相比,秸秆带状覆盖冬小麦0~25cm土层全生育期平均降温0.61℃,但在不同生育时期却存在增温和降温的双重效应,苗期至返青期平均增温0.76℃,SM1增温效应低于SM2;返青期以后平均降温1.43℃,SM1降温效应高于SM2;地膜覆盖全生育期平均增温1.01℃。秸秆带状覆盖全生育期各土层总体均表现降温效应,且以降温效应突出的SM1在25cm降幅最大,平均为1.20℃,5cm处最低,为0.55℃;地膜覆盖全生育期各土层均表现增温效应,以5cm处增幅最大,平均为1.14℃,15cm最低,平均为0.84℃。从生育时期和土层看,各处理间地温以越冬期差异最大,变异系数为17.25%~46.6%;土层间以25cm最大,变异系数为5.5%~46.6%。与CK相比,秸秆带状覆盖全天均具有降温效应,降温幅度依次为中午傍晚早晨,且SM1全天的降温效应均高于SM2;而地膜覆盖全天均具有增温效应;覆盖均可使冬小麦显著增产,秸秆带状覆盖平均增产25.3%,SM2增产率(27.0%)高于SM1(23.0%),地膜覆盖增产30.4%。产量与有效穗数和千粒重呈显著正相关,增产的原因主要是有效穗数的增加和粒重的提高,土壤温度指标与产量、产量构成要素间相关不显著。     

秸秆带状覆盖下培土对马铃薯产量与水分利用效率的影响

气候变化效应评估、土壤固碳潜力和肥力管理等,迫切需要详尽的土壤有机质（soil organic matter, SOM）空间分布信息。该文以江苏省第二次土壤普查的1 519个典型土壤剖面的表层（0～20 cm）SOM含量为例,选择1 217个样本为建模集,302个为验证集,选取年均温度、年均降雨、物理性黏粒和土壤pH值等因子进行SOM的地理加权回归（geographically weighted regression, GWR）建模。从建模集中分别随机抽取100%（1 217个）、80%（973个）、60%（730个）、40%（486个）,20%（243个）的样点,对比不同样点数量下GWR和传统全局回归模型的精度差异,并选择最优模型进行SOM空间预测制图。结果表明：1）江苏省SOM含量在不同空间尺度上存在极显著的空间自相关性。不同样点数量的建模集的全局自相关性和局部空间自相关聚类图结果相似。全局Moran''s I值介于0.25～0.61（P<0.001）。SOM含量空间分布以空间聚集特征为主,"高-高"聚集区主要分布在苏中和苏南地区,"低-低"聚集区主要分布在苏北地区。2）GWR建模结果均优于传统的传统全局回归建模,其残差在不同的空间尺度上均不存在空间自相关性。不同建模集的GWR的R2adj较全局建模均提高0.15～0.20,其AIC和RSS均比全局模型有大幅降低,为56.08～360.19和17.40～76.67。不同建模样本数量的GWR模型对SOM的解释能力差异较小。3）建模样点数量（除建模样本n=243）对GWR预测制图结果的精度影响不大,RMSE介于5.56～5.75 g/kg之间,MAE介于3.87～4.05 g/kg之间,R2介于0.52～0.48之间,均优于全部建模样点的普通克里格插值验证结果。该研究可为样点数较少的省级尺度地区SOM空间建模与制图提供借鉴。     

秸秆还田后覆膜镇压对旱地冬小麦土壤温度和产量的影响

在黄土高原雨养条件下,研究了玉米秸秆还田+全膜覆土穴播+播前镇压(T1),玉米秸秆还田+不覆膜+播前镇压(T2),玉米秸秆还田+不覆膜+播前不镇压(T3),小麦秸秆还田+全膜覆土+播前镇压(T4),小麦秸秆还田+不覆膜+播前镇压(T5),小麦秸秆还田+不覆膜+播前不镇压(T6),露地穴播(CK)对冬小麦土壤温度和产量的影响。结果表明:各处理全生育期0~25 cm土层均温依次为T4(15.26℃)>T1(14.94℃)>T5(14.80℃)>CK(14.66℃)>T3(14.64℃)>T2(14.57℃)>T6(14.47℃);还田方式间比较,秸秆还田+全膜覆土穴播+播前镇压、秸秆还田+不覆膜+播前镇压处理在整个生育期表现为增温效应,秸秆还田+不覆膜+播前不镇压表现为降温效应;小麦秸秆还田增温效果大于玉米秸秆还田;各还田处理均表现为增产效应,平均较CK增产69.36%、27.94%、19.38%、45.12%、13.30%、9.79%。     

秸秆带状覆盖对旱地冬小麦产量的影响

为探索利于西北黄土高原旱作麦田可持续发展的覆盖保墒栽培新技术,通过大田试验研究了不同覆盖方式(秸秆带状覆盖:BSC,旧膜二茬利用:PAH,露地条播:CK)和不同施肥量(纯氮、P2O5分别为:90、120、150 kg·hm~(-2))对旱地冬小麦产量的影响。结果表明,覆盖方式与施肥量对冬小麦产量、产量三因素、生育期耗水量及水分利用效率有显著影响,且二者互作效应显著。秸秆带状覆盖下,籽粒产量达到5 305.0 kg·hm~(-2),较PAH和CK分别显著增加24.0%和37.5%,水分利用效率达10.8 kg·hm~(-2)·mm~(-1),较PAH和CK分别显著提高20.6%和33.3%,且同等施肥量下BSC的产量和水分利用效率均显著高于PAH和CK。从产量三因素看,BSC单位面积穗数较PAH和CK分别显著提高27.0%和42.2%,而穗粒数分别降低14.3%和6.7%,千粒重分别降低2.3%和6.8%,差异均达显著水平。与CK相比,BSC和PAH全生育期表现为显著的增墒效应,其中返青前以BSC保墒效果最好,拔节后则以PAH保墒效果最好。比较全生育期0~25 cm土壤温度差异,BSC越冬前表现为增温效应,较CK高1.2℃,返青后表现为降温效应,较CK低1.8℃;而PAH全生育期表现为增温效应,平均较CK高0.9℃。通径分析表明,秸秆带状覆盖主要是通过改善土壤水热条件,显著提高单位面积穗数,从而提高冬小麦产量。     

秸秆带状覆盖下旱地冬小麦生长和土壤水分动态差异

为探究西北半干旱雨养条件下适合冬小麦种植的覆盖保墒技术,以小麦品种陇中2号为试验材料,设置2种秸秆带状覆盖方式(秸秆带状4行、秸秆带状5行)、地膜全地面覆盖和无覆盖种植4个处理,以无覆盖种植为对照(CK),研究冬小麦不同覆盖方式对土壤水分及产量的影响。结果表明,2种秸秆带状覆盖较CK显著增产28.1%~35.4%,单位面积穗数显著提高35.1%~50.8%,表明增加穗数是秸秆带状覆盖增产的主要原因。与CK相比,秸秆带状覆盖具有增墒和降墒的双重效应,在分时期、分土层共72个测定点次中,2种秸秆带状覆盖增墒点次比例分别为61.1%、58.3%,相应降墒点次比例分别为38.9%、41.7%;秸秆带状覆盖的降墒效应在乳熟期表现最为明显,其降墒点次比例平均为81.2%,在其他时期则普遍表现为增墒效应,增墒点次比例平均为64.9%;2种秸秆带状覆盖在各土层的增墒点次均大于或等于50%,且在40 cm以下土层的增墒点次在60%以上,增墒效应更为突出。综上,秸秆带状覆盖方式保墒、增产增效显著,是西北旱地小麦可大面积推广种植的新技术。本研究为半干旱雨养区冬小麦夏玉米推广应用提供了理论依据。     

干旱胁迫条件下小麦各器官可溶性碳水化合物积累转运相关性状遗传分析

以小麦自然群体196个品种(系)为研究材料,研究了干旱胁迫(DS)和正常灌溉(WW)条件下,小麦不同发育阶段各器官可溶性碳水化合物(WSC)含量、转运率及其对籽粒贡献率,以及主穗粒重的遗传特性及各目标性状之间的相关性。结果表明:在两种水分条件下,小麦自然群体各目标性状表型变异广泛,变异系数在7.11%~68.55%(DS)和9.50%~57.37%(WW),多样性指数在0.61~0.93(DS)和0.62~0.88(WW),遗传力在0.24~0.53。各目标性状表型受发育阶段、器官和水分环境的显著影响(F=1.95~(**)~32 775.74~(**))。其中,WSC含量受发育阶段和器官的影响显著(F=32 775.74~(**),11 223.18~(**)),WSC转运率受水分环境的影响显著(F=245.07~(**),274.61~(**)),而WSC转运对籽粒的贡献率受器官显著影响(F=1 482.96~(**),390.15~(**))。灌浆中期WSC含量与主茎穗粒重之间均表现出显著或极显著正相关(r=0.15~(**)~0.36~(**)),且干旱胁迫条件下相关系数更高(r=0.21~(**)~0.36~(**))。倒二节WSC相关性状表型变异系数、多样性指数,以及与其他性状表型的相关系数均达到最高。通过对灌浆期倒二节WSC积累转运相关性状表型值聚类分析,得到15个灌浆期WSC含量、花前转运率及贡献率较高的品种(系)。     

秸秆带状覆盖对西北旱地小麦籽粒灌浆速率和产量的影响

为探明秸秆带状覆盖对旱地小麦(Triticum aestivum L.)增产的效果,采用秸秆带状覆盖(M)及无覆盖露地(CK)2种种植方式,其中秸秆带状覆盖设置59％(M3)、50％(M4)、40％(M5)、37％(M6)4个秸秆覆盖度,研究其对小麦小穗败育率、节间长度及株高、籽粒灌浆速率和产量的影响.结果表明,与CK...     

秸秆带状覆盖对旱地冬小麦干物质积累分配及转运的影响

为筛选适合西北旱作区冬小麦的秸秆带状覆盖种植模式,在播量均为225 kg·hm^-2条件下,设置露地条播(CK)和3种秸秆带状覆盖(SM)种植模式(分别用SM4、SM5和SM6表示,种植带分别种植4、5和6行小麦),比较不同秸秆带状覆盖种植模式下冬小麦干物质积累、分配与转运及产量的差异。结果表明,与CK相比,秸秆带状覆盖显著提高了冬小麦开花前干物质积累量,增幅为17.8%～26.0%,且表现为SM5>SM6>SM4;促进了开花期和成熟期干物质在叶片和颖壳+穗轴中的分配,其中SM5的增幅均最大(开花期分别为15.8%和27.8%;成熟期分别为34.0%和40.0%)。同时,秸秆带状覆盖显著促进了开花前叶、茎鞘和颖壳+穗轴的干物质转运,并使花前干物质积累对籽粒产量的贡献率增加14.3～16.3个百分点,且增幅表现为SM4>SM6>SM5。秸秆带状覆盖下小麦籽粒产量较CK增加了3.8%～7.3%,产量增幅表现为SM5>SM4>SM6。由此可见,秸秆带状覆盖种植能促进西北旱作区冬小麦干物质的积累和产量形成,在本试验条件下以SM5模式表现最...     

旧膜及秸秆覆盖对西北旱地马铃薯 产量及土壤水热的影响

为了探究旧膜二茬及秸秆带状覆盖条件下，马铃薯田的土壤水热特征及增产机制，设置旧膜直播(T1)、秸秆带状覆盖种植带不旋耕（T2）、秸秆带状覆盖种植带旋耕（T3）、新覆膜（T4）和露地平作（CK）5个处理进行田间试验。结果表明：各覆盖处理较CK提高产量14.24%~56.33%、商品薯率1.21%~22.60%及水分利用效率8.28%~55.39%（P<0.05）;产量与块茎形成期的单株薯干重正相关（r=0.744），覆盖处理在块茎形成期较CK提高单株薯干重118.0%~720.0%（P<0.05），以T4最高;覆盖处理对马铃薯水热特征有显著影响（P<0.05），T1、T2的降温效应显著小于T3，T3的蓄水保墒效应与T4差异不显著，但显著大于T1、T2及CK。可见，在本试验条件下，秸秆带状覆盖种植带旋耕的产量高于旧膜直播、略低于新覆膜，但蓄水保墒效应与新覆膜相近，同时秸秆带状覆盖种植带旋耕较其余覆盖处理具有较明显的降温增墒效应，有利于促进马铃薯块茎的形成及膨大。     

旱地小麦根际土壤酶活性及微生物生物量对覆盖方式的响应

为探究不同覆盖方式对小麦根际土壤酶活性及微生物生物量的影响,设置3种处理方式[玉米秸秆带状覆盖(SM)、地膜覆盖(PM)、露地(CK)],研究了秸秆带状覆盖的覆盖带(SMd)、种植带(SMu)、PM及CK小麦拔节期-蜡熟期土壤水分、温度、pH及生物学特性的变化。结果表明,地膜覆盖对土壤具有调温保墒、提高pH的作用,促进土壤过氧化氢酶、碱性磷酸酶的活性,但抑制了脲酶和蔗糖酶活性,土壤过氧化氢酶、碱性磷酸酶的活性分别高于CK 3.50%、6.71%,脲酶和蔗糖酶活性分别低于CK 3.70%、6.49%,其中MBC、MBN含量和MBC/MBN较CK均有不同程度的提高。秸秆带状覆盖可提高土壤SCW和pH,降低土壤温度,且对SMd的影响大于SMu。SMd和SMu因为土壤水温及pH的不同导致两者间微生物特性存在差异, SMd的土壤过氧化氢酶、脲酶、蔗糖酶活性较CK降低,碱性磷酸酶活性提高,MBC含量和MBC/MBN分别较CK提高37.19%、27.33%; SMu土壤的过氧化氢酶、碱性磷酸酶、蔗糖酶活性高于CK 7.58%、14.09%、10.32%,脲酶活性降低,MBC、MBN含量分别较CK提高15.26%、21.66%, MBC/MBN则低于CK13.67%。秸秆带状覆盖的降温保墒作用可能有利于增加微生物特别是真菌菌群及其活跃程度,提高小麦种植带土壤过氧化氢酶、碱性磷酸酶、蔗糖酶活性,对促进土壤中C、N元素的转化具有积极作用。