不同灌溉方式下制种玉米叶面积指数、干物质累积与产量研究

通过田间试验,研究了畦灌、常规沟灌、隔沟交替灌3种灌溉方式对制种玉米叶面积指数(LAI)、干物质累积及产量的影响。结果表明:不同灌溉方式下制种玉米苗期LAI与产量呈显著正相关关系,抽穗后期LAI与产量呈显著负相关关系,表明在生殖生长后期,应适当采取控水、控肥措施降低植株的生长冗余。隔沟交替灌方式使作物根区土壤保持湿润和干燥区域交替出现,能诱导作物的补偿生长效应。隔沟交替灌(AFI)方式下制种玉米进入干物质快速累积期的时间早于传统沟灌(CFI)与小畦灌(SBI)。制种玉米抽穗期干物质累积量与产量呈显著正相关关系(R~2=0.77)。隔沟交替灌溉方式下,制种玉米全生育期灌水8次,灌溉定额为2 250 m~3·hm~(-2)的灌溉制度能稳定提高经济产量,具有较好的灌水效果,但在抽穗期~灌浆期应考虑适当增加灌水频率或灌水定额。     

氨化秸秆还田改善土壤结构增加冬小麦产量

为探索一种能够充分发挥秸秆改良土壤结构和提高作物产量作用的秸秆还田措施,通过2 a小区试验,对比研究了粉碎、氨化秸秆以及与无机土壤改良剂(硫酸钙)混合施用措施对农田土壤结构及冬小麦产量的影响。结果表明,粉碎并氨化秸秆施入土壤后,能显著(P0.05)降低耕层(0~15 cm)土壤的体积质量,增加土壤孔隙度,但对耕层以下(15~30 cm)土壤体积质量及孔隙度改善效果不明显;氨化秸秆施入土壤后较未氨化秸秆能显著(P0.05)增加0~15 cm土壤中0.25 mm土壤团聚体含量,粉碎并氨化秸秆能显著(P0.05)降低土壤团聚体分形维数,提高0~15 cm土壤平均重量直径和几何平均直径各项评价指标。此外,穗粒数、1 m2有效穗数、千粒质量和地上部总干质量与籽粒产量的相关系数分别为0.30(P0.05)、0.76(P0.01)、-0.89(P0.01)和0.88(P0.01),提高冬小麦有效穗数或地上部总干质量可能是增加作物产量的主要途径。粉碎并氨化秸秆还田较秸秆覆盖能显著(P0.05)提高冬小麦有效穗数;粉碎并氨化秸秆与无机土壤改良剂(硫酸钙)混合施用措施提高冬小麦产量效果最为显著,在冬小麦2个生长季较长秸秆覆盖还田分别增产11.12%和17.85%,较长秸秆翻压还田分别增产7.39%和16.59%,是该试验最佳秸秆还田方式。该研究成果可为干旱、半干旱地区改良秸秆还田措施、提高作物产量提供理论依据。     

不同灌溉方式对制种玉米产量及水分利用效率的影响

通过田间试验,研究了畦灌、常规沟灌、隔沟交替灌3种灌溉方式对制种玉米产量及水分利用效率的影响,结果表明,不同灌溉方式下,制种玉米产量为8.73~10.87 t/hm~2,耗水量为349.7~625.0 mm,WUE为1.40~3.01kg/m~3。隔沟交替灌溉方式耗水量最低,畦灌方式最高,常规沟灌居中。相同灌溉定额条件下,隔沟交替灌制种玉米产量较常规沟灌增减幅度在-2.43%~10.24%。常规沟灌方式若能保证作物需水关键期的灌溉,适度减少灌水不会造成制种玉米减产。产量构成要素结果表明,行粒数、出籽率、穗长、穗粗、秃尖长、千粒重产量构成要素对产量的累积贡献率达85.54%。在甘肃河西地区,制种玉米全生育期灌水8次(苗期1次,拔节期2次,抽穗期1次,灌浆期2次,乳熟期2次),灌溉定额2 250 m~3/hm~2的隔沟交替灌溉方式(T6处理)能稳定提高产量和水分利用效率。     

秸秆粉碎氨化还田对土壤体积质量及持水特性的影响

为尝试解决秸秆还田中秸秆分解缓慢、易诱发病虫害及与作物争氮等问题,通过室内土柱培养试验对比研究了秸秆粉碎程度及秸秆不同C/N值对自身分解速率、土壤体积质量、土壤持水特性的影响。结果表明：短期内秸秆粉碎程度对秸秆分解速率影响不大,但粉碎秸秆在试验后期分解速率明显高于长秸秆,氨化措施可显著加快秸秆的分解速率;粉碎秸秆对土壤体积质量的减小作用明显较长秸秆为好,在整个试验期,粉碎氨化秸秆处理的土壤体积质量均显著低于同时期其他处理;各处理土壤持水能力差异不大,但粉碎氨化秸秆能明显增强土壤耐旱性。该结果为探索一种能最大效益发挥秸秆改良土壤作用的秸秆还田新方式提供了一定的参照。     

秸秆还田对农田土壤水分与冬小麦耗水特征的影响

通过2年田间试验,对比研究了秸秆经粉碎、氨化处理后施入土壤对农田0~100 cm土壤水分动态、冬小麦耗水特征、水分利用效率(WUE)及降雨利用效率(PUE)的影响。结果表明,连续2年冬小麦生育期0~100 cm土壤贮水量变化趋势基本一致;氨化秸秆连续2年还田能显著提高成熟期0~100 cm土壤贮水量,较秸秆覆盖分别提高4.95%和1.82%(P0.05),较未氨化秸秆还田分别提高4.24%和1.75%(P0.05)。此外,秸秆覆盖较秸秆翻压还田措施能有效降低冬小麦生育期内总耗水量;氨化秸秆施入土壤后较未氨化秸秆能显著降低冬小麦总耗水量,作用效果主要体现在冬小麦生长后期。粉碎并氨化秸秆连续2年还田能显著提高冬小麦籽粒产量,较秸秆覆盖还田分别提高9.07%和11.42%(P0.05),并显著提高冬小麦WUE和PUE。     

基于主成分分析的不同预处理麦秸改良土壤效果评价

以7种不同预处理(T1~T7)麦秸改良土壤为试验数据,选用150 min累积入渗量(I150)、有效含水率(θ)、土壤累积蒸发量(Ec)、土壤团聚体分形维数(FD)、土壤孔隙分形维数(Dp)、秸秆分解率(Rd)、全氮含量(wTN)7个相互独立的指标,基于主成分分析方法研究不同预处理秸秆还田后,对土壤入渗特性、土壤水分有效性、持水性、结构稳定性、土壤孔隙、秸秆分解率、土壤全氮含量7个方面的改良土壤效果进行评价。将各评价指标的加权和作为改良土壤效果的综合主成分指标。结果表明,改良效果综合主成分可以代表86.93%的不同预处理麦秸改良效果变异信息,且服从正态分布,具有较好的代表性和客观性,可以用于预处理麦秸改良土壤效果的评价。在7个指标中,第一公因子以全氮含量(wTN)、孔隙分形维数(Dp)、土壤团聚体分形维数(FD)、土壤有效含水率(θ)的贡献率较大(达49.92%);第二公因子以秸秆分解率(Rd)、累积入渗量(I150)和土壤累积蒸发量(Ec)的贡献率较大(达37.01%)。不同预处理秸秆改良土壤综合效果优劣依次为T6、T7、T3、T5、T4、T2、T1。氨化秸秆对土壤的综合改良效果优于未氨化秸秆,粉碎秸秆对土壤的综合改良效果优于未粉碎秸秆,氨化秸秆与硫酸钙改良剂混合还田的土壤改良效果优于与硫酸铝改良剂混合配施措施。     

干旱区垄膜沟灌条件下土壤水盐空间分布特征研究

研究了垄膜沟灌条件下,不同灌溉定额下土壤水盐空间分布特征。结果表明,土壤含水率的时空分布受灌水次数和灌水定额的影响。灌溉期,在垂直方向上沟底土壤含水率较垄顶明显增加。在非灌溉期,由于强烈的蒸发蒸腾作用,垄顶土壤含水率持续降低,含水率阶段性变化明显。土壤盐分空间分布随土壤含水率的变化而变化,在灌溉期,沟底土壤脱盐深度随灌溉定额的增加呈增加的趋势。在非灌溉期,垄顶在作物生育期均发生积盐现象,且垄顶表层土壤盐分累积量高于沟底表层土壤。     

垄作沟灌条件下不同灌溉制度对土壤水分及制种玉米产量的影响

为探求西北内陆干旱地区制种玉米合理的灌溉制度,在石羊河流域设置了灌水定额、灌水次数、次追肥量和追肥次数的L9(34)正交试验。结果表明,制种玉米生育期表层土壤水分变化大,随制种玉米播后天数的增加呈降低趋势。相同灌水定额条件下,随灌水次数增加深层土壤水分含量出现多次峰值。制种玉米经济产量介于2 704.14~4 877.57 kg/hm~2,水分利用效率介于0.737~1.053 kg/m~3。制种玉米产量与耗水量呈显著正相关关系(R2=0.84)。产量与穗粗、穗长、秃尖长、穗行数及行粒数各产量特征值呈显著正相关关系。垄膜沟灌条件下,制种玉米全生育期灌水6次(播后灌水定额500 m~3/hm~2,拔节期、大喇叭口期、抽穗期、灌浆前期、灌浆后期灌水定额均为400m~3/hm~2),总灌溉定额为2500 m~3/hm~2,拔节期、大喇叭口期分别追施N肥1次(追肥量150 kg/hm~2)的水肥调控措施作物产量和水分利用效率最优。     

不同水肥调控措施对土壤水分及制种玉米产量的影响

为探求西北内陆干旱地区制种玉米合理的水肥调控措施,在石羊河流域中游地区开展田间试验,设置了灌水定额(A)、灌水次数(B)、次追肥量(C)和追肥次数(D)的L9(34)正交试验.结果表明,当灌水定额大于400 m3/hm2时,对制种玉米大喇叭口期的深层(60~100 cm)土壤水分含量影响显著,同时能明显延长制种玉米的营养生长周期,促进物株高增长;不同试验因素相比,灌水定额效应最大,依次为灌水次数、追肥次数和次追肥量,次追肥量的效应最小.垄膜沟灌条件下,制种玉米全生育期灌水6次(播种、拔节期、大喇叭口期、抽穗期、灌浆期、成熟期),灌水定额为500 m3/hm2,灌溉定额为3 000 m3/hm2,拔节期追施N肥1次(追肥量200 kg/hm2)为最优水肥调控措施.     

不同预处理秸秆对土壤水分及冬小麦产量的影响

通过田间试验,研究了不同预处理秸秆对土壤水分分布及冬小麦耗水特征的影响。结果表明,氨化粉碎秸秆减缓40~100cm土壤水分变化幅度。氨化长秸秆、氨化粉碎秸秆处理能显著降低冬小麦在耗水高峰期(灌浆期)的作物耗水量,较覆盖还田分别降低15.26%、13.72%。氨化秸秆施入土壤较未氨化秸秆覆盖还田措施提高冬小麦株高1.75cm,氨化粉碎秸秆提高冬小麦经济系数3.29%,效果显著。此外,冬小麦产量与作物全生育期耗水量呈显著负相关关系,与冬小麦株高、穗粒数、有效穗数则呈显著地正相关关系,氨化粉碎秸秆处理能稳定增加作物产量特征值,提高当季作物经济产量。