开沟起垄穴直播方式对水稻分蘖前期甲烷排放的影响

【目的】研究开沟起垄式水稻精量穴直播技术对甲烷气体排放的影响.【方法】选取同步深施肥精量穴直播(30 cm)、宽窄行(35 cm+15 cm)精量穴直播和25cm固定行距精量穴直播3种直播方式,以人工撒直播、机插秧、手抛秧和人工移栽为对照,利用静态箱法测定水稻分蘖前期甲烷的排放通量.【结果和结论】对2010和2011年2年采集的数据分析结果显示,与非精量直播对照组相比,精量穴直播可以降低田间54.55%甲烷气体排放(P=0.011);不同栽种方式的甲烷平均排放通量顺序为:深施肥精量穴直播[(1.48±0.44)mg·m-2·h-1]宽窄行精量穴直播[(1.65±0.30)mg·m-2·h-1]固定行距精量穴直播[(2.57±0.56)mg·m-2·h-1]人工撒直播[(2.89±0.61)mg·m-2·h-1]机插秧[(3.77±0.64)mg·m-2·h-1]人工移栽[(4.76±0.90)mg·m-2·h-1]手抛秧[(5.33±0.84)mg·m-2·h-1].研究结果表明开沟起垄穴直播技术可以有效降低水稻分蘖前期甲烷气体的排放.     

春玉米、冬小麦涌泉灌溉与垄膜沟种的组合应用试验

涌泉灌溉用于大田作物主要问题是流量小,沟、畦横断面大,水流在田间很难向前推进。为此将其与垄膜沟种技术组合,缩小过水横断面,减小或杜绝侧渗,提高水流推进能力,这样可最大限度地减少灌水器(稳流器)数量,改善灌水质量,提高田间土壤水分的均匀度,进而为涌泉灌溉用于大田作物提供了可能性。采用涌泉灌溉配套垄膜沟种耕作方式,提高了降水的有效利用率,减少了灌水量与灌水次数、减少了棵间土壤水蒸发、农田耗水比一般大田灌溉节省28.3%。由于灌水量可控,比一般地面灌溉节约28%～47%。     

密度和垄作方式对金铁锁产量和质量的影响

为确定金铁锁适宜的种植密度和垄作栽培方式,采用正交设计L16(43),研究沟宽(A)、垄宽(B)、密度(C)对金铁锁产量和质量的影响。结果表明,不同密度和垄作方式对金铁锁产量和质量的影响不同,3个因素对金铁锁根产量影响依次为C、A、B,对质量的影响依次为C、B、A。综合考虑产量和质量,金铁锁最佳垄作栽培方式为沟宽20～30 cm,垄宽60～80 cm,密度8 cm×10 cm或8 cm×15 cm。     

不同覆盖材料对耕层土壤温度及玉米出苗的影响

在玉米沟垄集雨种植模式下对沟内覆盖普通地膜、生物降解膜、液体地膜及秸秆的耕层土壤温度及玉米出苗状况进行了观测.两年结果表明,普通地膜和生物降解膜覆盖均能显著提高土壤温度,在5～25 cm耕层平均温度比不覆盖分别增加2.51℃～3.77℃和1.30℃～2.19℃,液体地膜覆盖与对照差异很小,增温值为0.13℃～0.56℃,而秸秆覆盖与不覆盖相比有明显的降温作用,其5～25 cm土层温度比对照降低1.25℃～2.19℃.普通地膜和生物降解膜覆盖分别使玉米提前4 d和3 d出苗,秸秆覆盖使出苗期推迟2 d,液体地膜覆盖与对照的出苗期无差异.     

整地筑埂两用机传动系统的设计

为了提高水稻种植机械化的程度,针对其生产过程中的整地筑埂作业工序,设计了一种稻田生产用整地筑埂两用机的传动系统,该传动系统主要由变速箱、传动轴、链传动系统、两个旋耕集土器半轴、离合器、轴承等关键部件组成;采用轮式拖拉机为动力,实现了一次进地,可同时完成整地和筑埂两种作业。田间试验表明,该传动系统设计合理、性能稳定、技术先进,为水稻生产过程全程机械化提供了技术支持。     

黄土高原北部垄膜沟植田间集雨高效栽培技术研究

在黄土高原北部,采用起垄覆膜(垄上覆膜种植马铃薯,垄沟种植谷子)的垄沟间作田间集雨补灌栽培并结合增施氮、磷、钾化肥,具有显著的增产、增收效果。该技术可大大提高化肥的增产效果和肥料利用率,有明显的集雨增墒效果,同时采用起垄覆膜种植马铃薯与垄沟种植谷子能够合理利用有限的工程集雨,有利于充分利用有限的降水资源,进行节约化农业经营。     

垄膜沟种涌泉灌溉技术要素的试验研究

在垄膜沟种农田进行了涌泉灌灌水试验，通过对水流推进过程观测，分析了田面水流运动特性，研究了沟宽对田间灌水均匀度的影响，并对垄膜沟种涌泉灌溉技术要素进行了探讨。结果表明，涌泉灌田面水流推进曲线可用幂函数表示。随着沟宽的增大，灌水均匀度呈下降趋势。从灌水质量和管网成本两方面综合考虑，试验条件下灌水技术要素的入沟流量、沟宽和灌水器间距分别以80～100L/h、20-30cm和4～5m为宜。     

大垄双行玉米免耕播种技术研究

主要针对我国东北冷凉风沙区在玉米播种时,难以实现原垄免耕播种的问题,提出了大垄双行玉米错茬免耕垄作播种的作业思路,大垄双行技术是指将传统的一垄一行改为一垄双行,垄台宽度约为传统垄台的3倍,目前设计为700 mm;建立了相应的试验田.试验表明:该项技术能够在田间大量玉米根茬直立覆盖情况下,在大垄上实现两行玉米错茬播种,保持垄形,作业质量满足农艺要求.与传统播种方式相比,具有提高地温、降低作业成本、提高产量等优点,可以提高地温约1℃,降低机械作业成本350元/hm2,提高产量14.42%,是保护性耕作技术在东北冷凉风沙区推广应用的一种较理想的模式.     

黑土长缓坡地形与横垄对土壤有机碳空间分异的交互作用

横坡垄作对坡耕地土壤有机碳（soil organic carbon,SOC）流失有一定的阻控作用,但黑土区特有长而缓的地形与横垄对坡耕地SOC空间分异会产生交互作用,而这种交互作用引发的SOC流失风险没引起足够的重视。该研究以典型黑土区黑龙江省黑河市北安分局红星农场为研究区域,2022年在横坡垄作与顺坡水线方向上共布设25个采样点,采用地理探测器模型、单因素方差分析（one-way ANOVA）和Pearson相关性分析,探讨土壤有机碳的空间分异及其交互作用。结果表明,横坡垄作方向上垄沟土壤有机碳含量从坡顶到水线呈现逐渐增大的变化趋势;在垄台从坡顶到水线呈现先增大后减小的变化趋势。顺坡水线方向,土壤有机碳含量在垄沟呈现从上坡到下坡增大的变化趋势;在垄台呈现先增大后减小的变化趋势。由于断垄产生水线,顺坡土壤有机碳含量上坡与下坡仍有显著差异（P＜0.05）。Pearson相关性分析表明, 有机碳与可蚀性K因子呈显著负相关（垄沟和垄台相关系数分别为–0.228和–0.238,P＜0.05）,与碳循环相关的β-葡萄糖苷酶和微生物生物量碳在垄沟呈极显著正相关（相关系数为0.398和0.676,P<0.01）。地理探测器分析表明,顺坡水线对土壤有机碳空间分异的影响最大,其对垄沟和垄台SOC的解释力分别达到61%和52%以上;顺坡水线与其他因子的交互作用共同增强了对土壤有机碳的解释力,尤其是顺坡水线与高程的交互作用最为明显。黑土区坡耕地土壤有机碳空间分异主要受顺坡水线与高程的交互作用,横坡垄作虽然能够拦截径流,但由于长缓坡地形影响产生的断垄会加剧土壤侵蚀诱发的有机碳流失。因此,黑土坡耕地治理需要同时考虑横垄与地形的共同影响,从而实现防蚀的优化效果。