红豆草与无芒雀麦混播草地生产力提升的水分调控模式研究

提升人工草地生产力对缓解天然草原压力、维持牧草供需平衡及推动畜牧业健康发展具有重要作用。本研究对比分析了3种种植模式[无芒雀麦单播（B）、红豆草单播（O）和红豆草与无芒雀麦混播（M）]和4种水分调控[充分灌水（W0）:75%～85%θFC、轻度亏水（W1）:65%～75%θFC、中度亏水（W2）:55%～65%θFC和重度亏水（W3）:45%～55%θFC,θFC为田间持水量]对草地蒸散耗水、产量品质和水分利用的影响，并采用熵权灰色关联耦合与熵权-TOPSIS模型对各处理进行综合评价。结果表明：1）草地蒸散量表现为第1茬>第2茬>第3茬，且随亏水程度加剧而降低。M的平均总蒸散量较O减小2.20%，较B增加6.21%。2）随亏水程度加剧，牧草产量逐渐下降，其中W1与W0无显著差异。M较O和B的总产量分别平均提升16.88%和103.32%。4种水分调控下M的土地当量比为1.38～1.65，且M中红豆草的产量占比随亏水程度加剧呈下降趋势。3）轻度亏水可提升牧草品质和水分利用效率。M的平均粗蛋白含量较B增加21.95%，平均酸性和中性洗涤纤维含量较O分别减小1.40%和3.64%...     

覆盖对水稻田温室气体排放效应的影响

农田覆盖作为一种重要的农艺生产措施,已被广泛应用于各种农业生产活动中.为了定量分析覆盖条件下农田温室气体的排放效应、改善农田覆盖模式和减少农业温室气体排放,采用Meta分析方法分析了覆盖对水稻田温室气体排放的影响,并对其主要影响因素进行解析.结果表明,与不覆盖相比,覆盖水稻田CO2排放量平均增加21.9％(置信区间2....     

无芒雀麦与苜蓿混播草地生产力提升的水氮调控模式

针对西北干旱草原区天然草地退化、水土流失严重以及人工草地生产力低下等问题,研究种植模式和水氮调控对牧草产量、品质和水氮利用效率的影响,以期获得高产高效的草地管理模式。以3年生紫花苜蓿和无芒雀麦(2018年播种)为试验材料,分析种植模式(无芒雀麦与苜蓿混播D1,无芒雀麦单播D2)、施氮(纯氮)量(N1:60 kg/hm²;N2:120 kg/hm²)和灌水量(以灌水下限占田间持水量θ_f的百分比计,轻度亏水 65%θ_f、中度亏水 55%θ_f、重度亏水 45%θ_f分别记为W1、W2、W3,灌水上限均为85%θ_f)3个因素对牧草产量、品质和水氮利用效率的影响。结果表明:(1)增加灌水量和施氮量有利于牧草株高和茎粗的生长,与W3N1处理相比,W1N2处理混播苜蓿、混播无芒雀麦和单播无芒雀麦三茬平均株高分别增加27.41%,20.26%和26.55%,茎粗分别增加11.32%,4.11%和20.98%;混播对无芒雀麦株高有促进作用,对茎粗有抑制作用。(2)灌水量和施氮量的增加有利于提高牧草产量和品质,W1N2处理牧草年产量和粗蛋白(CP)含量最高,与W3N1处理相比,W1N2处理下混播牧草年产量、CP含量分别增加42.16%,27.00%,单播牧草年产量、CP含量分别增加38.59%,37.26%,混播牧草ADF和NDF分别降低19.56%和33.86%,单播牧草ADF和NDF分别降低21.29%和25.53%。(3)随着灌水量的增加,IWUE和WUE减小,PFP_N增大;增加施氮量,混播模式IWUE、WUE和PFP_N均减小,单播模式IWUE和PFP_N减少,WUE增大。(4)基于主成分分析得出,混播模式轻度亏水(灌水下限65%θ_f)高氮量(120 kg/hm²)处理综合得分最高,为适宜的水氮管理模式。研究结果可为西北干旱半干旱草原区牧草的种植管理提供理论依据。     

水分调控与种植模式对人工草地土壤水分及产量品质的影响

针对河西走廊地区水资源短缺、天然草地退化严重和质量低下等问题,探究合理的水分调控与种植模式,以缓解草畜矛盾,改善生态环境,实现区域草地畜牧业可持续发展。试验采用2年大田试验,研究3种种植模式(O:红豆草单播;A:红豆草+无芒雀麦混播;B:红豆草+无芒雀麦+长穗偃麦草混播)与4种水分调控[灌水上下限以土壤含水量占田间持水量θ_FC的百分比计,W0:充分灌水(75%~85%θ_FC);W1:轻度水分亏缺(65%~75%θ_FC);W2:中度水分亏缺(55%~65%θ_FC);W3:重度水分亏缺(45%~55%θ_FC)]对人工草地土壤水分特征、干草产量、品质及水分利用效率的影响。结果表明:(1)在时间维度(4—9月)0—40 cm土层土壤含水量表现为先减小后增大的变化趋势,且该变化趋势W2、W3较W0、W1明显,单播较混播明显,40—100 cm土层土壤含水量呈现逐渐减小的变化规律;在空间垂直分布上,各处理土壤含水量呈先增大后减小之后趋于稳定的变化趋势;3种种植模式中土壤含水量均属于中等变异,且表层与60—100 cm土层变异系数较大。(2)随着水分亏缺加剧,单混播牧草产量均逐渐减小,WUE先增大后减小,W1较W0处理牧草产量差异不显著(p＞0.05),且WUE最高;A和B种植模式2年平均总产量分别较O提高16.01%和12.74%,2年平均WUE分别较O提升18.64%和11.19%。(3)适宜水分亏缺提升了牧草品质,混播模式较单播牧草品质改善。A和B种植模式较O种植模式2年平均ADF分别降低4.40%和2.73%,NDF分别降低2.82%和2.02%,CP分别降低3.53%和7.24%,但W0与W1水分处理,O与A种植模式CP差异不显著。A和B种植模式较O种植模式2年平均Ash分别提升18.50%和16.58%,EE分别提升23.19%和20.37%,RFV分别提升4.87%和3.20%。通过主成分分析综合评价得出,轻度水分亏缺下红豆草与无芒雀麦混播是河西走廊地区人工草地高产优质高效的适宜水分调控与种植模式。     

氮肥运筹对夏玉米根系生长与氮素利用的影响

基于2季夏玉米田间试验,对比研究了尿素(纯氮0、80、160、240 kg/hm~2,基追比为2∶3;记为N0、N80、N160、N240)和控释氮肥(纯氮0、60、120、180、240 kg/hm~2,一次性基施;记为K0、K60、K120、K180、K_240)运筹对夏玉米根系生长、产量及土壤硝态氮分布和氮素吸收利用的影响。结果表明,施用尿素和施用控释氮肥的夏玉米整根各参数均表现为随施氮水平的提高呈先增加后减小的趋势。其中处理N160和处理K120的根系各项指标较高,且根长比根表面积和产量的拟合效果更优,更能反映不同氮肥运筹间产量的差异。与尿素相比,控释氮肥各处理土壤硝态氮累积量与作物需肥规律吻合较好,收获后0~200 cm土层硝态氮含量变幅较小,且硝态氮峰值所在土层深度较浅。2种氮肥中,处理N160与处理K120的籽粒产量、氮收获指数和氮素利用效率较高。其中处理K120的节肥增效潜力显著,其2季夏玉米平均氮收获指数和氮素利用效率分别较处理N160提高5.38%和4.96%,是适宜的氮肥运筹方式。     

中国可降解膜覆盖对玉米产量效应的Meta分析

可降解膜是解决农业生产中地膜残留污染的有效措施,但覆盖可降解膜的作物产量效应仍存在较大分歧.该研究以玉米为研究对象,分别以不覆盖和覆盖普通地膜作为覆盖可降解膜的对照,通过检索已发表的相关田间试验数据,利用Meta分析方法定量研究覆盖可降解膜对玉米的产量效应和影响因素.结果表明,在可降解膜和不覆盖组合中,覆盖可降解膜的玉米产量较不覆盖平均提高17.8%(95%置信区间14.8%~20.9%);该组合不存在发表偏倚和极端值.可降解膜和普通地膜组合存在发表偏倚,校正前覆盖可降解膜的玉米产量显著低于覆盖普通地膜(平均相差1.8%),校正后二者差异不显著(置信区间-0.9%~2.7%);该组合也不存在极端值.与不覆盖和覆盖普通地膜相比,覆盖可降解膜的累计平均产量效应均随时间趋于稳定.近5 a来,覆盖可降解膜与覆盖普通地膜的玉米产量差异和变幅均较2000—2010年有所减小.在高海拔、低气温区域,平作和使用0.008 mm厚度降解膜时,更有利于提高可降解膜的增产效应.该研究可为降解膜的大规模推广应用和开发研制提供依据.     

不同地膜对土壤水热状况和冬小麦植株氮素的影响

地膜覆盖是一种现代农业生产技术,不同颜色、不同材料地膜对冬小麦的影响却不尽相同。比较不同地膜对小麦生长发育的影响,以期探寻更为有效的覆膜技术。试验于2014-2015、2015-2016年在西北农林科技大学旱区农业水土工程教育部重点实验室试验站进行,以小偃22号为供试品种,对比研究起垄不覆盖(CK)、垄覆普通膜(P)、垄覆降解膜(J)、垄覆黑膜(H)对大田土壤水热状况、水分利用效率和冬小麦生长后期植株氮素积累和转运的影响。2014-2015年P、J、H处理0~100 cm平均土壤含水量分别较处理CK提高8.94%、7.56%、9.54%,2015-2016年分别较处理CK提高7.15%、4.28%、9.46%,覆膜处理的保墒效果显著优于CK对照(P0.05);2014-2015年P、J、H处理的0~25 cm土层平均土壤温度分别较处理CK提高9.53%、8.14%、3.16%,2015-2016年分别较处理CK提高10.21%、8.37%、3.47%;小麦生长后期垄覆黑膜(H)氮素的积累转运量高于垄覆普通膜(P)和垄覆降解膜(J),普通膜和降解膜之间无显著差异(P0.05);P、J、H处理2a的平均产量和平均水分利用效率分别较CK提高16.22%、16.63%、24.90%和46.57%、45.05%、61.08%。降解膜和普通膜的增温保墒效果相当,黑膜保墒效果最好,增温效果并不显著,垄覆黑膜可有效促进冬小麦生长后期氮素的积累转运,节水增产效果最优。     

降解膜覆盖对油菜根系、产量和水分利用效率的影响

通过2 a田间试验设置普通地膜覆盖(PM)、生物降解膜覆盖(JM)和露地对照(CK)3个处理,系统分析和比较了不同类型地膜覆盖对地下5 cm和25 cm深度处的土壤温度、0~100 cm土壤储水量、冬油菜生长状况、根系形态特征、产量、品质及水分利用效率的影响。结果表明,在播种后150 d前,PM和JM处理的增温保墒效果相当,均显著大于CK(P0.05),在播种后150 d后,生物地膜逐渐降解,其增温保墒效果显著低于PM(P0.05);JM处理冬油菜不同生育期的株高、叶面积指数、地上部干物质量和成熟期不同深度处的主根直径与PM处理均无显著差异(P0.05),但都显著大于CK(P0.05),冬油菜分枝数、主花序和分枝花序的角果数、籽粒数也表现出相同的特点。与PM处理相比,JM处理更能促进冬油菜主根下扎,有效增加20~30 cm土壤深度的侧根质量密度。JM处理的节水增产效果与PM无显著差异(P0.05),2种地膜覆盖下冬油菜的产量和水分利用效率均显著大于CK(P0.05),PM和JM处理2 a冬油菜的平均产量和平均水分利用效率分别比CK增加45.91%、37.02%和81.68%、53.86%;与PM处理相比,JM处理还能有效降低油菜籽粒中对人体健康不利的芥酸和硫苷含量。从应用效果来看,JM可以代替PM应用于冬油菜的种植栽培。     

垄覆黑膜沟覆秸秆促进夏玉米生长及养分吸收

针对中国西北干旱半干旱地区降水年际变率大、年内分配不均衡的气候特点,探究更为有效的农田集雨模式以实现农业的稳产高效和可持续发展。通过2 a田间试验,对比研究了不覆盖(CK)、垄覆白膜沟不覆盖(M1)、垄不覆盖沟覆秸秆(M2)、垄覆白膜沟覆秸秆(M3)和垄覆黑膜沟覆秸秆(M4)5种集雨模式对夏玉米生长、养分吸收利用及土壤有机质含量和硝态氮分布的影响。结果表明,夏玉米地上部生物量随生育进程的动态变化符合Logistic生长模型。处理M4地上部生物量理论最大值最高,快速生长持续时间最长,根系最发达;夏玉米根系主要分布在0~40 cm土层,且覆盖条件下,根长分布呈浅根化趋势。覆盖秸秆可有效提高土壤有机质含量;不同集雨模式下土壤硝态氮峰值所在土层深度存在差异,其中处理M3和M4硝态氮入渗较深,但其峰值仍保持在200 cm土层内,不会产生深层渗漏。夏玉米各器官中养分累积量表现为果叶茎根(其中K素累积量为茎略大于叶)。2 a中各覆盖处理夏玉米植株氮、磷和钾吸收效率及肥料偏生产力均显著(P0.05)高于对照。其中处理M4的平均肥料偏生产力分别较处理M1、M2和M3提高8.37%、14.93%和3.74%。综合分析,全程微型聚水覆盖(M3和M4)尤其是垄覆黑膜沟覆秸秆可较好的促进植株生长及养分吸收,同时能维持地力,具有较大的增效潜力。该研究可为干旱半干旱地区改善集雨种植模式、提高农业生产力提供参考。     

不同微喷灌灌水量对冬小麦生长、产量和水分利用效率的影响

为研究微喷灌模式下不同灌水量对冬小麦生长、产量及水分利用效率的影响,于2015年10月开展了大田试验。以"小偃22号"为供试品种,研究高水W3(拔节期和开花期各灌水60 mm)、中水W2(拔节期和开花期各灌水40 mm)、低水W1(拔节期和开花期各灌水20 mm)和全生育期不灌水W0 4个处理下冬小麦的生长、产量及水分利用效率。结果表明:随着灌水量的增加,各处理的生长指标呈上升趋势,处理W1、W2、W3的籽粒产量分别较处理W0增产17.75%、35.78%和36.72%,但W2和W3处理间无显著差异;处理W2的水分利用效率和收获指数最高,较处理W3提高了0.22 kg·m~(-3)和0.01。综合对比冬小麦生长、产量和水分利用效率,得出拔节期和开花期各灌水40 mm为冬小麦最优灌水量。