生物降解膜促进冬油菜养分吸收减少土壤硝态氮累积

针对普通地膜覆盖导致的农田环境污染和土地退化问题,通过2 a田间试验,从土壤有机质含量、硝态氮累积与分布、作物养分吸收和籽粒产量等层面出发,进行了普通地膜覆盖(PM)、生物降解地膜覆盖(JM)和露地(CK)栽培冬油菜的对比研究。结果表明,播种后60和150 d,JM处理的土壤有机质含量、土壤硝态氮的累积和分布与PM处理无显著差异;播种后240 d,JM处理的土壤有机质含量显著大于PM处理,土壤硝态氮的累积量显著小于PM处理,且PM处理土壤硝态氮的淋洗下移峰值更大。PM和JM处理冬油菜的产量及地上部各器官的氮、磷、钾吸收量均显著大于CK,且PM和JM无显著差异。与PM处理相比,JM处理在播种后240 d时土壤有机质质量分数提高7.0%,土壤硝态氮累积量减少34.1%。可见,PM处理在冬油菜生育后期过分消耗地力,且残留在土壤中的硝态氮含量较高。该研究从土壤营养和作物养分吸收利用方面为生物降解地膜应用于农业生产的可行性提供了理论依据。     

垄沟集雨补灌对冬油菜根系、产量与水分利用效率的影响

为确定垄沟集雨栽培条件下冬油菜蕾薹期的适宜补灌量,设置垄沟集雨雨养(T1)、垄沟集雨补灌60 mm(T2)和120 mm(T3)3个处理,并设平作补灌120 mm作为对照(CK),通过2年田间试验,系统地对比分析了不同补灌处理对冬油菜0~30 cm和30~100 cm土层的平均土壤含水率、地上部干物质量、主根性状和侧根密度、产量构成及水分利用效率的影响。结果表明,T2和T3处理不同时期0~30 cm土层的平均土壤含水率、花期和角果期地上部干物质量均明显高于T1和CK处理,T2和T3处理角果期的主根直径和干质量、0~10 cm和10~20 cm侧根密度显著增加,且T2和T3处理间不存在显著差异。T2和T3处理能显著增加油菜籽粒产量和水分利用效率,T2和T3处理2年平均分别比T1增产50.99%和58.15%,比CK增产53.89%和61.19%;T2和T3处理2年平均水分利用效率比T1分别提高37.28%和25.98%,比CK分别提高92.77%和76.90%。2年中T3处理均能获得最高的籽粒产量,但T3与T2处理间产量不存在显著差异,T3较T2仅增产4.74%,但T2比T3能够减少灌水量60 mm,减少耗水量45.5 mm,水分利用效率提高8.97%。从节水和农业可持续发展的角度来看,垄沟集雨种植并在蕾薹期补灌60 mm(T2)为较优的冬油菜栽培灌溉措施。     

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。     

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.     

施肥深度对冬油菜产量、根系分布和养分吸收的影响

为了确定冬油菜较优的施肥深度,通过2 a桶栽试验,设置5个施肥深度:地表施肥和地下5、10、15、20 cm施肥,分别记为CK、D_5、D_(10)、D_(15)和D_(20),并另设不施肥处理(F0),研究不同施肥深度处理对冬油菜地上部干物质量、不同土层的主根干质量和侧根干质量、侧根长、侧根体积和侧根表面积及冬油菜地上部植株的养分吸收情况和籽粒产量的影响。结果表明,D_(15)处理在冬油菜花期能显著增加5~20 cm和20 cm以下土层的主根干质量以及主根总干质量,而0~5 cm土层的主根干质量与CK和D_5处理相比降低幅度不大;D_(15)处理在冬油菜苗期和花期10~20 cm土层的侧根干质量、侧根长、侧根体积和侧根表面积均为最大,且均显著大于CK和D_5处理。在冬油菜花期和收获时D_(15)处理的地上部干物质量及地上部植株的氮、磷、钾吸收量最大,且D_(15)处理的油菜籽粒产量及籽粒中的氮、磷、钾吸收量最大,并显著大于CK、D_5和D_(10)处理;收获时,2 a D_(15)处理地上部植株中的氮、磷、钾的平均吸收量与CK相比分别增加48.07%、52.18%和62.96%,与D_5相比分别增加25.75%、30.19%和33.41%,与D_(10)相比分别增加10.59%、15.33%和17.06%。D_(15)处理2 a的平均产量与CK、D_5和D_(10)处理相比,分别提高85.10%、45.47%和31.26%;与D_(20)处理相比提高了3.89%。综合考虑不同施肥处理冬油菜的根系分布、养分吸收量和籽粒产量,地表下15 cm(D_(15)处理)为冬油菜较优的施肥深度。     

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。     

覆膜集雨及行距配置对冬小麦灌浆特性的影响

为了探究覆膜集雨及行距配置对冬小麦灌浆特性的影响,在大田冬小麦起垄沟播模式下设置裸地(LD)、普通膜(PM)、降解膜(JM)处理,在沟内设置两种种植行距20 cm(L4)、30 cm(L3)。采集灌浆期籽粒粒重变化数据,运用logistic方程模拟,进而分析灌浆特性。试验结果表明:JM处理灌浆速率变化幅度小且具有较小的平均灌浆速率,但其明显延长灌浆持续时间。行距配置对灌浆速率影响较小,但整体显示为前期L3大,后期L4大。快增期对冬小麦籽粒积累干物质的贡献最大,其次为渐增期。达到最大灌浆速率的时间与粒重呈极显著正相关。灌浆时间参数较速率参数变异系数大,易受环境影响,覆膜集雨较行距配置对灌浆参数的影响大。覆盖降解膜行距20 cm是对提高籽粒粒重有益的种植模式。     

不同施氮水平对返青期水分胁迫下冬油菜 补偿效应的影响

为确定甘蓝型冬油菜在返青期水分胁迫条件下的适宜施氮量及其对水分胁迫的补偿效应,本文采用桶栽试验方法,在返青期设置每桶施纯氮0 g(N0)、0.2 g(N1)、0.4 g(N2)、0.6 g(N3)和0.8 g(N4)5个施氮水平(折合为0 kg·hm~(-2)、30 kg·hm~(-2)、60 kg·hm~(-2)、90 kg·hm~(-2)、120 kg·hm~(-2))及水分亏缺(D,土壤含水率为50%~55%田间持水率)和充分供水(W,土壤含水率为70%~80%田间持水率),研究施氮量对返青期水分胁迫后复水冬油菜生长指标、叶绿素含量、光合速率、籽粒产量和水分利用效率的补偿效应,并对不同处理下各指标利用主成分分析进行评价。结果表明,在相同水分条件下,地上部干物质量、叶绿素含量、光合速率、籽粒产量和水分利用效率均随施氮量的增加呈先增加后降低的趋势,并在N3达到最大。返青期干旱胁迫后复水,各施氮处理冬油菜的地上部干物质量、叶绿素含量、光合速率、产量及产量构成均表现出一定程度的补偿效应,补偿效果随施氮量的增加先增加后降低,在N3施氮量下补偿效果最好。在N3施氮水平下,D处理冬油菜的各生长指标、叶绿素含量和籽粒产量均与W处理无显著差异,表现为等效补偿效果;而D处理冬油菜初花期的光合速率显著大于W处理,表现为超补偿效果。N3D处理的产量比N3W处理降低2.2%,水分利用效率提高3.8%。氮肥偏生产力和油菜籽粒的含油率均随施氮量的增加而降低;油菜籽粒的蛋白质含量随施氮量的增加而增加。与N0相比,2种水分处理下N3的平均氮肥偏生产力降低6.2%,籽粒含油率降低13.0%,但产量提高87.6%,水分利用效率提高32.9%,籽粒的蛋白质含量提高24.6%。对各指标进行主成分分析发现,N3D处理的主成分分析综合得分最高。由此可见,N3D处理对促进冬油菜生长,提高产量和水分利用效率,保证品质的综合效果最好。