半湿润偏旱区沟垄覆盖种植对冬小麦产量及水分利用效率的影响

为探索半湿润偏旱区沟垄集雨种植模式下冬小麦田土壤蓄水保墒和节水增产效果, 于2007-2010年连续3个小麦生长季在渭北旱塬旱农试验站, 研究了不同沟垄集雨种植模式对土壤水分、冬小麦产量和水分利用效率的影响。设置3个沟垄集雨处理, 分别是垄上覆盖地膜+沟内不覆盖(P1)、沟内覆盖小麦秸秆(P2)、沟内覆盖液体地膜(P3)处理, 以传统平作(CK)为对照。P1、P2和P3处理显著提高冬小麦生育前期0~20 cm和20~100 cm的土壤贮水量, 其中以P2处理蓄水保墒效果最显著, P3处理由于液态地膜的降解, 仅在小麦生长前期有一定的蓄水保墒作用, 在小麦的生长后期与P1处理无显著差异;各沟垄集雨处理100~200 cm土壤贮水量与CK无差异。P2处理对冬小麦平均株高和生物量影响最大, 3年平均株高和生物量分别较对照提高26.7%和60.3%。以P2处理增产效果最显著, 3年平均产量和水分利用效率分别较CK对照提高39.3%和35.6%;且P1和P3之间无显著差异。因此, 垄覆地膜、沟覆秸秆的二元沟垄集雨覆盖种植模式能显著提高冬小麦产量和水分利用效率, 适宜在半湿润偏旱区冬小麦生产中应用。     

沟垄集雨种植模式下谷子种植密度对土壤水分及产量的影响

为探索半干旱地区沟垄集雨种植模式下不同种植密度对旱地谷子降雨生产潜力的影响,以谷子品种大同29为试材,设置低、中、高三种留苗密度,于2013—2014年在宁南半干旱区进行了大田试验。结果表明,在两种降雨年型下,集雨各密度产量和总耗水量均随密度的升高而增加,在雨水偏少的2014年谷子总耗水量较少,中、高密度产量亦无显著差异(P0.05);高密度处理两年平均产量较低密度增加26.41%,总耗水量平均增加10.40%;谷子抽穗期土壤含水率、各时期0~200 cm土壤储水量及收获期供水能力在两种降雨年型下均随密度的升高而降低。WUE在多雨的2013年随留苗密度的增加而升高,在少雨的2014年则以中密度WUE最高,达到24.35 kg·mm~(-1)·hm~(-2),且该年WUE平均较2013年高10.37 kg·mm~(-1)·hm~(-2)。     

清耕和生草梨园土壤酶活性的空间变化

【目的】研究清耕、生草梨园土壤过氧化氢酶、蔗糖酶和碱性磷酸酶活性空间变化特征。【方法】以清耕、生草模式下砀山酥梨园土壤为对象,分别测定株间、行间及其不同土壤深度(0—60cm)过氧化氢酶、蔗糖酶和碱性磷酸酶活性。【结果】在清耕梨园同一土层的株间、行间,每种酶的活性发生变化,在生草梨园同一土层的株间、行间,每种酶的活性也发生变化,表现出在水平方向活性变化。不同土层土壤酶活性的大小也存在差异,表现出在垂直方向活性变化。清耕和生草梨园株行间土壤蔗糖酶活性在0—20cm土层高于20—40cm和40—60cm土层,土壤过氧化氢酶活性在行间表现出0—20cm和20—40cm土层高于40—60cm土层,土壤碱性磷酸酶活性表现为20—40cm土层低于0—20cm和40—60cm土层。生草栽培除40—60cm土层的蔗糖酶活性低于清耕栽培外,3种酶活性在3个土层均表现出生草高于清耕,提高了梨园土壤碱性磷酸酶、蔗糖酶和过氧化氢酶的活性,分别高出清耕梨园22.94%、4.75%和21.12%。【结论】在清耕和生草两种栽培模式下,3种酶活性存在空间变化,生草提高了3种酶活性。     

我国旱区作物根域微集水种植技术研究进展及展望

概述了我国旱作区作物根域微集水种植技术的增产机理与效果,在总结现有研究基础上,指出了目前根域微集水种植技术研究中存在的若干问题,并提出针对该技术的完善与深化应加强其影响作物生产力机制及水肥耦合机理方面的研究,科学评价在不同雨量区根域微集水种植的应用效果和水保效应,同时应进一步规范根域微集水种植技术的相关技术标准和操作规程。作者认为该技术在深化试验研究与广泛示范的基础上,在旱农区有十分广阔的应用前景,是提高旱区降水资源化效率及作物增产的重要技术途径。     

不同土层深度苜蓿断根后对其株高生长的影响

对苜蓿进行不同土层深度断根处理,以阻断其不同深层根系对土壤水分的吸收,研究苜蓿地上部分株高生长的反馈特征。结果表明:苜蓿在不同土层断根当年,各深度的断根处理均使苜蓿株高生长受到一定抑制,与对照相比有所降低。不同层次断根的苜蓿在断根当年浅层次断根(20、406、0 cm)受到的水分胁迫较其它处理严重。在断根初期(半个月)与对照呈极显著差异;在收获期株高与对照(26.70 cm)相比,株高分别降低了13.10、12.851、1.30 cm,表现为断根越浅,影响越大。各处理在断根的次年,苜蓿返青期的株高变化曲线十分平缓。收获期断根处理20、402、30 cm的苜蓿株高比对照(37.96 cm)分别降低了5.08、5.34、5.30 cm,较对照差异性极显著(P0.01),各断根处理较断根当年株高的生长量均有显著提高。两年的数据表明浅层次断根处理的株高生长受到水分胁迫较深层断根处理严重。不同土层断根处理的株高生长受抑制程度为:浅层次处理中层次处理深层次处理。     

有机肥不同施用量对宁南土壤团聚体粒级分布和稳定性的影响

通过连续3 a有机肥施用田间试验研究了有机肥不同施用量对半干旱旱作区土壤团聚体各层粒径分布和稳定性的影响。试验设计为高肥H(有机肥90000 kg/hm2)、中肥M(有机肥60 000 kg/hm2)和低肥L(有机肥30 000 kg/hm2)3个施肥水平,每个层次设3次重复,供试作物为小麦,品种为西峰26;土壤团聚体的各个粒径分布状况采用干筛法和湿筛法测定。与试验开始时土壤相比,施肥处理0~10 cm和30~40 cm土层0.25 mm的水稳性团聚体含量最大增幅分别是35%和75%;0.5 mm以上各粒级的水稳性团聚体含量均呈上升趋势,其中5 mm和2~5 mm大粒径团聚体的增加幅度最明显,0.25~0.5 mm的水稳性团聚体含量增加不显著。不同处理间5 mm土壤团聚体与0.25 mm土壤团聚体含量具有显著性差异。干筛结果表明,土壤中的团聚体主要以5 mm土壤团聚体为主,且处理之间差异性主要表现在0~20 cm土层。施肥处理使30~40 cm土层土壤团聚体的稳定性提高,稳定率平均较0~10 cm土层高87%。施肥处理平均重量直径均大于对照,且与0.25 mm水稳性团聚体含量呈显著正相关。有机肥不同施用量可显著增加土壤中大团聚体的比例,改良土壤中团聚体的结构;适宜的施肥量在60000 kg/hm2左右。     

不同地膜覆盖对渭北旱塬冬小麦生长及水分利用效率的影响

对陕西渭北旱塬区2种不同可降解膜和普通地膜覆盖种植冬小麦连续2年生长状况、水分利用效率及增产效果进行了研究。结果表明:渭北旱塬区生物降解膜和普通地膜覆盖栽培冬小麦株高、干物质积累量、产量及水分利用效率均显著(P0.05)高于常规露地栽培,并显著增加了冬小麦的成穗数,使穗粒数有一定的增加;连续2年增产幅度分别为6.45%和28.95%、7.52%和22.44%,2种覆盖间无显著差异;水分利用效率分别提高11.39%和35.02%、14.40%和12.96%,各覆膜处理0~200 cm土层贮水量较对照增加17.9~64.2 mm。普通地膜覆盖对冬小麦各生育阶段株高及干物质积累量促进作用较大,液体地膜由于易受到环境影响,其生理生态效应不能充分体现。覆盖生物降解膜蓄水保墒效果较好,水分利用效率提高到17.73 kg/(mm.hm2),而且能有效解决"白色污染"问题,表现出良好的经济效益和生态效益。     

半干旱区沟垄集雨种植谷子的肥料效应及其增产贡献

研究沟垄集雨种植施肥水平对谷子生长的影响及其对产量的贡献, 为完善集雨种植技术理论体系及半干旱区谷子的合理施肥提供科学依据。在宁南旱农区进行了2个年型的二因素大田试验, 研究了沟垄半覆膜集雨(R)和传统裸地平作(T) 2种种植模式下4个施肥水平(高量N 270 kg hm ^-2 + P₂O₅ 180 kg hm ^-2, H; 中量N 180 kg hm ^-2 + P₂O₅120 kg hm ^-2, M; 低量N 90 kg hm ^-2 + P₂O₅ 60 kg hm ^-2, L; 不施肥对照, CK)对谷子株高、叶面积、光合指标、干物质积累量和水肥利用效率的影响, 并分析了集雨模式下的增产贡献来源。结果表明: (1)集雨模式有效促进了边行谷子光合生理和生长, 在各施肥水平下谷子株高、顶三叶叶面积、P_n (净光合速率)、T_r (蒸腾速率)和生物量较平作模式分别提高7.1%~23.5%、1.7%~22.7%、10.4%~20.3%、8.0%~55.9%和9.8%~30.0%; 中行各指标较平作模式均下降不显著。(2)集雨种植模式显著提高了谷子的水肥利用效率, 配施氮磷肥水分利用效率显著增加, 在丰水年高肥处理显著高于中、低肥处理, 欠水年中肥处理最高且显著高于高肥处理, 与低肥处理差异不显著; 肥料利用效率随着施肥量的增加而下降, 在丰水年低肥处理的肥料利用率显著大于高肥和中肥处理, 欠水年各施肥水平间差异显著。(3)施肥对谷子的增产贡献大于种植模式。施肥对产量的贡献率在丰水年随施肥量的增加而增加, 高、中、低施肥处理间差异显著, 达27.8%~49.3%, 欠水年各施肥处理间差异不显著(19.2%~23.7%); 种植模式贡献率在2年中各施肥处理间差异均不显著。综合考虑, 集雨模式在丰水年施高肥、欠水年施中肥可实现谷子高产高效生产。     

紫花苜蓿物候期与热量条件的关系

【目的】研究紫花苜蓿物候期与气象条件的关系,为紫花苜蓿的高产栽培和育种提供参考。【方法】采用有效积温法探讨了紫花苜蓿各生育阶段的下限温度,利用各生育阶段和各茬次的热量指标分析了7个不同秋眠性紫花苜蓿品种物候期热量条件的变化规律。【结果】(1)秋眠性苜蓿品种巨人201返青晚、开花晚、对温度要求较高;非秋眠性品种超级13R返青早、开花早、对温度要求较低;半秋眠性品种路宝、美国杂交熊、牧歌104和超级阿波罗居中。(2)紫花苜蓿从返青到分枝、从分枝到现蕾、从现蕾到开花、从开花到结荚的温度下限分别为(5.68±0.61),(13.95±1.78),(17.37±2.99)和(21.83±0.95)℃。(3)2004年紫花苜蓿一年刈割了4茬,前3茬在开花期刈割,第4茬在分枝末期刈割。全年刈草≥5℃总有效积温为4 570.91(d.℃),间隔时间236.57 d。其中,第1茬苜蓿从返青到刈草≥5℃的有效积温平均为1 036.21(d.℃),间隔时间为75.57 d;第2茬苜蓿需≥5℃的有效积温平均为1 163.80(d.℃),间隔时间为50 d;第3茬苜蓿需≥5℃的有效积温平均为1 515.50(d.℃),间隔时间为61 d;第4茬苜蓿需≥5℃的有效积温平均为855.40(d.℃),间隔时间为50 d。【结论】气温和紫花苜蓿的物候期关系密切,只有气温≥紫花苜蓿某一发育阶段要求的温度下限值,并且有完成该生育阶段所要求的≥5℃有效积温时,紫花苜蓿才能够顺利地完成该生长阶段的发育过程而进入下一生育阶段。     

宁南旱区坡地等高条带轮种对谷子产量及光合特性的影响

研究了宁南旱区坡耕地不同条带种植对谷子的产量、水分利用效率及旗叶光合特性的影响.结果表明:带状休闲轮种能增加谷子产量,提高其水分利用效率.条带种植处理Ⅰ、Ⅱ产量分别高出对照50.74、123.33 kg/hm2,差异极显著,水分生产效率分别比对照高0.1、0.79 kg·hm-2·mm-1;条带休闲轮种可显著提高谷子叶片光合速率(Pn)和瞬时水分利用效率(WUEP),灌浆期条带种植处理Ⅰ、Ⅱ的Pn分别高出对照1.320、1.794 μmol·m-2·s-1,WUEP比对照分别高1.31、1.03 μmol·mmol-1.休闲轮种有利于增强谷子干物质积累能力,提高其群体水分利用效率.干物质积累量处理Ⅰ、Ⅱ拔节期显著高于对照,抽穗期、灌浆期和成熟期极显著高于对照.条带种植处理Ⅰ、Ⅱ主要生育期谷子群体水分利用效率(WUED)均显著高于对照.