极端干旱区降解膜对滴灌棉花土壤水热及产量的影响

为了探明降解膜在哈密盆地滴灌棉花种植的应用效果,选取降解膜M1,M2,M3,M4及普通塑料地膜PE(CK)开展对照试验,研究降解膜的降解性能及其对滴灌棉花土壤水热变化与产量的影响.结果表明:M2在覆膜80 d左右最早出现降解、180 d左右进入残存期,生育期末仍有小块地膜残片存在;而降解膜M1与M3于生育期末才进入崩解...     

不同颜色地膜覆盖对玉米土壤水热状况及产量的影响

针对河套灌区普通农用白色地膜造成的玉米早衰现象,试验设置黑色地膜覆盖、白色地膜覆盖和不覆膜3个处理,研究了不同颜色地膜覆盖对土壤水热效应及玉米产量和水分利用效率的影响。结果表明:黑色地膜在各生育期内0~15 cm土壤温度要显著的低于白色地膜覆盖(P0.05),平均低0.77℃,且在一日内气温最高时段差异更为明显,这也使得玉米免遭高温的危害,有利于其正常生长发育。黑色地膜覆盖条件下0~100cm土壤含水率与白色地膜覆盖无显著性差异(P0.05),具有较好的土壤保墒效果,但0~60 cm土壤含水率均显著或极显著高于不覆膜处理(P0.05或P0.01)。黑色地膜显著提高了玉米百粒重和产量,平均较白色地膜和不覆膜处理高百粒重平均高6.46%、9.86%,产量平均高5.99%和25.60%。黑色地膜覆盖明显提高了作物水分利用效率,平均较白色地膜和不覆膜处理高4.76%和34.24%。因此,玉米黑色地膜覆盖的农作措施较适宜在灌区推广应用。     

覆膜和水分亏缺对制种玉米灌浆期气体交换参数及产量的影响

为了揭示西北干旱地区水分亏缺条件下,覆膜对灌浆期玉米叶片光合生理特征及产量的影响规律,于2017年在中国农业大学石羊河流域农业与生态节水试验站进行了大田试验,设置2种覆膜方式(覆膜滴灌M1和不覆膜滴灌M0)和5种灌水处理(W1-W5),共10个处理.试验结果表明:在处理W1和W2下,气孔限制是光合速率下降的主要原因;在处理W3下,不覆膜方式以非气孔限制为主,而覆膜方式气孔限制和非气孔限制可能同时存在;在处理W4和W5下,非气孔限制成为光合速率下降的主要原因.覆膜具有明显的增产效果,与不覆膜方式差异具有统计学意义,轻度水分胁迫可以提高玉米叶片的净光合速率,有利于玉米增产.综上所述,在西北干旱地区,水分亏缺条件下,覆膜能够提高玉米的产量和收获指数;轻度水分亏缺时,植物通过气孔限制进行水分调控,而重度水分亏缺时,非气孔限制成为光合速率下降的主要因素.     

膜下调亏滴灌对制种玉米耗水规律及产量的影响

通过大田膜下调亏滴灌试验,测定了制种玉米叶面积指数、耗水量和产量等指标。结果表明,拔节—抽穗期缺水抑制了叶面积的生长,对产量负面影响极为显著,水分利用效率显著降低;灌浆—成熟期缺水对叶面积指数和产量影响甚微,而水分生产效率却显著提高,通过建立产量与叶面积指数以及叶面积指数与日耗水强度模型,提出了在抽穗期充分供水,苗期和成熟期减小供水、保持适度的水分亏缺的制种玉米节水高产水分调控模式。     

沼液追肥对制种玉米产量与土壤化学性质的影响

研究沼液作追肥对制种玉米产量及土壤化学性质的影响。文章以制种玉米为试验材料,采用计随机区组试验设,研究沼液追肥对制种玉米经济性状、产量、土壤化学性质、经济效益的影响。结果表明,T1(沼液1500kg·hm-2+142.50 kg N·hm-2)有机质含量最高,与其他处理间达到了显著差异;T1的土壤速效钾含量最高,达12.67 g·kg-1,与CK(150 kg N·hm-2),T2(沼液22500 kg·hm-2+138.75 kg N·hm-2)间达到了显著差异;土壤速效磷含量,土壤p H值,土壤电导率差异不显著;不同处理对穗行数,行粒数、穗粒重的影响差异不显著,T3(沼液30000 kg·hm-2+135 kg N·hm-2)千粒重最高,与CK,T2,T4(沼液37500 kg·hm-2+131.25 kg N·hm-2)间差异达到了显著水平;T2的产量,产值,经济效益最高。沼液做追肥可提高产量,降低生产成本,但必须和化肥配合施用。     

制种玉米密度对土壤水分及产量构成的影响研究

通过田间试验,就制种玉米密度对土壤水分、农艺性状、产量构成及产量的影响进行了研究分析。结果表明:1在拔节期以前,低密组的土壤含水量比高密组的高;在拔节期到灌浆期,高密组的比低密组的高。在整个生育期,拔节期前土壤含水量比较高,而后逐渐降低,吐丝期达到最低,然后又逐步上升。2在一定密度范围内,制种玉米株高、亩产量随着密度的增大而增加单株产量产量相反;叶长、穗粗、穗粒数先随着密度的增大而减小,后随着密度的增大而增大;叶宽、穗长、百粒重、出籽率先随着密度的增大而增加,后随着密度的增大而减小;叶面积、茎粗、穗位先随着密度的增大而减小,后随着密度的增大而增加,然后又随着密度的增大而减小,秃顶变化规律相反。     

不同地膜覆盖对不同时间尺度地温与玉米产量的影响

针对北方干旱地区白色塑料地膜覆盖导致的农膜残留及作物生长后期地温过高等问题,筛选适合当地的环保型地膜。设置了白色、黑色快速(WO1、BO1)、中速(WO2、BO2)、慢速(WO3、BO3)降解膜,并以白色、黑色塑料地膜(WP、BP)和无膜覆盖(CK)作为对照,共计9个处理,研究不同地膜覆盖地膜破损特征及作物产量效应,并基于红外成像和自动连续传感技术探索不同处理瞬时地表温度、逐时和逐日土壤不同深度温度的变化规律。结果表明:黑色降解膜的破损占比大于白色降解膜,覆膜130 d后黑色降解膜平均破损占比高于白色降解膜8.4%。在瞬时尺度地表温度由大到小顺序为:黑膜处理、白膜处理、无膜处理(CK),且生育期平均温度分别为34.10、32.34、29.12℃(P0.05)。在逐时和逐日尺度,不同颜色地膜覆盖土壤温度由大到小顺序为:白膜处理、黑膜处理、无膜处理;且与白色地膜覆盖相比,在日最高温时刻,黑色地膜覆盖0~15 cm土层土壤温度平均降低1.1℃。在玉米生长初期和末期(5月、9月),黑白地膜覆盖下平均温差达1.13℃(P0.05),而生育中期(6—8月),平均温差为0.45℃(P0.05)。地膜降解速率影响破损占比,从而影响土壤温度的空间变异性和地膜保温效果;慢速降解膜破损小,故保温效果与塑料地膜覆盖相近,在9月0~15 cm土层WP、WO3、WO2与WO1处理(快速降解膜)的温差分别达到3.03、2.70、1.05℃(P0.05),而对应的黑色降解膜覆盖温差分别为3.00、2.57、1.01℃(P0.05)。白色和黑色慢速降解膜覆盖与对应的塑料地膜覆盖相比,产量无显著差异(P0.05),但同颜色不同降解速率的降解膜覆盖下产量呈显著差异(P0.05),不同降解速率的降解膜覆盖产量由大到小顺序为:慢速处理、中速处理、快速处理。可见,黑色地膜处理保温效果好、产量高,且在作物生长后期可降低土壤表层温度;而黑色慢速降解膜与黑色塑料地膜覆盖保温、增产效应相近,且绿色环保,在北方干旱区农业生产中替代白色塑料地膜覆盖具有一定的可行性。     

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。     

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.     

覆膜和灌水量对农田水热动态和制种玉米生长的影响

覆膜和节水灌溉是我国西北旱区应对水资源短缺、提高作物水分生产率的主要措施。为了探索覆膜与灌溉制度对农田水热和制种玉米生长的综合影响,揭示农田耗水及水分利用效率的变化规律,于2017年在中国农业大学石羊河流域农业与生态节水试验站进行了制种玉米田间试验,设置覆膜与水分2个控制因素,覆膜分别为完全覆膜(M1)与不覆膜(M0)2个水平,水分设置W1、W2、W3、W4和W5 5个水平,分别为当地传统灌溉定额的100%、85%、70%、55%和40%,灌水方式为滴灌,共10个处理。结果表明:相同灌水条件下覆膜相对于不覆膜处理,可减少棵间蒸发,增高生育前期土壤温度,使株高和叶面积指数的增长速率高于不覆膜,提前7~10 d达峰值,增产达6.5%~44.6%,水分利用效率提高16.9%~50.4%。但覆膜可阻滞降雨入渗,以单次典型降雨32.4 mm为例,覆膜较不覆膜降雨入渗百分比降低22.4%。相同覆膜条件下,土壤贮水消耗量随着灌水量的减少而增多,因此土壤贮水量随着灌水量的增加而增加。灌水量越多,制种玉米株高、叶面积指数和最终干物质累积量越高,而水分利用效率则越低。覆膜条件下,W1处理产量最高,W3次之,且两者之间无显著性差异,水分利用效率则为W5处理最高,W3次之。M1W3处理可以在保证较高产量的同时,水分利用效率较MIW1提高17.6%。综上,在当地制种玉米生产中,虽然覆膜可能减少地表降水入渗,但可以使生育期提前、减少棵间蒸发,对于节水增产有一定的促进作用。     

干旱沙区降解膜覆盖的玉米生长与耗水规律

针对干旱沙区水资源短缺、水分利用效率较低、“白色污染”等问题,在内蒙古乌兰布和沙区开展了2 a的可降解地膜膜下滴灌田间试验.试验设置2种类型的地膜覆盖(可降解地膜和普通地膜)与3个灌溉定额(低水、中水和高水)共6个处理,研究了可降解地膜覆盖下不同灌水处理对干旱沙区玉米生长、产量、土壤含水率、耗水量及水分利用效率WUE的影响.结果表明:可降解地膜覆盖下的玉米生长和产量与普通地膜覆盖的差异不具有统计学意义,抽雄期后耗水量较大,而WUE显著降低;可降解地膜覆盖下灌水量对玉米生长、产量、土壤含水率、耗水量及WUE有显著的影响,灌水量增加会促进玉米生长,延缓后期玉米衰老,增加玉米产量,2 a均为高水处理的产量最大,分别为13 614.97,13 726.68 kg/hm²,且与中水处理的差异不具有统计学意义;耗水量随灌水量增加呈上升趋势,而WUE随灌水量增加呈抛物线趋势,2 a中水处理的WUE均为最大,平均分别比高水、低水处理的高2.77%,19.56%.     

不同水分处理下液膜覆盖对夏玉米生长及产量的影响

针对塑料地膜对农业生产造成的严重污染问题,运用对照处理方法,探讨了液体地膜覆盖对夏玉米生长发育及产量等方面的影响。结果表明,液膜覆盖使夏玉米株高和茎粗均比对照偏大,其中,低水分处理下差异最为显著。夏玉米叶面积指数低水分处理时液膜覆盖在生育前期较对照偏大,生育后期偏小;而中、高水分下液膜覆盖叶面积指数在整个生育期内均比对照偏大。液膜覆盖使夏玉米光合速率和蒸腾速率显著增大,有利于光合产物的形成。低水分处理下液膜覆盖增产效果最好,增产率达到56.97%,产投比为1.695,高水分下液膜覆盖增产效果最差,增产率仅为15.57%,液膜覆盖产投比小于对照。研究认为,夏玉米液膜覆盖能有效抵抗干旱逆境从而达到节水增产的显著效果。     

不同灌溉制度对制种玉米产量和阶段耗水量的影响

通过田间试验研究了相同灌水定额(900 m³/hm²)条件下,不同灌水次数(0,2,3,4次)对制种玉米生育期土壤水分分布特征、耗水规律以及产量影响.结果表明,不同灌溉制度主要影响作物拔节后0~100 cm土壤水分分布.相同灌溉定额条件下,灌水时间影响制种玉米的穗行数、行粒数产量特征值.各处理耗水强度均呈“低、高、低”的变化趋势,峰值主要出现在制种玉米抽雄期-灌浆期.制种玉米各生育阶段对缺水的敏感程度由大到小依次为灌浆期、拔节期、苗期、乳熟期、抽雄期.在西北干旱半干旱地区,制种玉米苗期-拔节期、拔节期-抽雄期、抽雄期-灌浆期进行3次灌水,灌水定额为900 m³/hm²,灌溉定额为2 700 m³/hm²的灌溉制度具有明显的经济产量效益和节水效益.     

干旱区秸秆覆盖对滴灌棉花生长及产量的影响

为探索秸秆覆盖对北疆滴灌棉花生长特征和产量的影响,2009—2012年期间,以小麦秸秆为材料,在非盐碱土和盐碱土2种土壤条件下,进行了无覆盖（LUM）、表层覆盖（LSM）、地表以下30 cm深处覆盖（LM30）的测坑对比试验.结果表明：秸秆覆盖对棉花生长及产量具有一定的促进效果,对盐碱土种植的棉花株高、叶面积指数和产量的促进作用显著,而对非盐碱土棉花株高、叶面积指数和产量的促进作用不明显.地表覆盖综合调控效应优于30 cm深层覆盖,尤其是在棉花花铃期,在盐分抑制方面地表覆盖要比30 cm覆盖效果好;30 cm覆盖在苗期和蕾期可以给棉花生长创造比较好的条件,而在花铃期以后这种覆盖效果不太明显;表层覆盖处理棉花产量最高,高出无覆盖处理3.2%-17.9%,高出30 cm深层覆盖3.1%-16.3%.     

可降解膜覆盖对一维土柱水分蒸发的影响

为解决残膜污染问题、探讨降解膜覆盖对土壤水分蒸发过程的影响规律,开展室内土柱蒸发试验,研究了在2种辐射方式(连续、间断)下5种覆盖层(CK:无膜;PE:普通地膜厚0.008 mm;BD1:A型降解地膜厚0.010 mm,诱导期45 d;BD2:B型降解地膜厚0.010 mm,诱导期60 d;BD3:C型降解地膜厚0.012 mm,诱导期60 d)对土壤水分蒸发特性的影响.结果表明:地膜覆盖对土壤蒸发影响显著,连续辐射蒸发下,处理CK的累积蒸发量为34.2 mm,与 CK 相比处理PE,BD1,BD2,BD3的抑蒸率分别为31.22%,15.61%,15.94%和15.35%;间断辐射蒸发下,处理CK的累积蒸发量为32.5 mm,与 CK 相比处理PE,BD1,BD2,BD3的抑蒸率分别为25.84%,15.69%,16.74%和12.15%,抑制作用从大到小依次为PE,BD2,BD1,BD3,CK.在相同的辐射方式下,降解膜处理累积蒸发量的Rose模型拟合效果优于其他处理.从2种辐射方式下降解膜的蒸发特性和其拟合效果得出,B型完全生物降解地膜相对于A,C型完全生物降解地膜,能更有效地抑制水分的蒸发散失,其模型拟合效果更好.     

灌水量、种植密度和行距对河西地区春玉米产量的影响

为确定河西地区膜下滴灌春玉米适宜的灌水量和配套栽培技术,2020年在中国农业大学石羊河流域农业与生态节水试验站开展大田试验,设置2个灌水量(W₁,W₂)、2个种植密度(D₁,D₂)和3种行距(L₁,L₂,L₃),共12个处理,3次重复.通过测定株高、叶面积指数(LAI)、干物质累积及分配等指标,研究灌水量、种植密度与行距对春玉米生长、产量和水肥利用效率的影响.结果表明,在相同灌水量下,处理D₂的株高和LAI显著高于D₁,增加种植密度提高了玉米群体干物质积累量、产量及水分利用效率(WUE).处理W₂D₂L₃的干物质累积量和产量最高,分别为96.45和17.72 t/hm²;处理W₁D₂L₃的水分利用效率最大,为3.57 kg/m³.灌水量与种植密度两者交互作用对产量及其构成因素的影响具有统计学意义(P<0.05);灌水量、种植密度与和行距三者交互作用对收获指数的影响具有统计学意义(P<0.05),对作物耗水量(ET)和WUE的影响具有统计学意义(P<0.01).灌水量、种植密度与行距均对河西地区春玉米群体结构、耗水量、产量及水分利用效率存在一定的调控效应:由大到小为种植密度、行距和灌水量.综合分析,“80%ET_c+10.0万株/hm²+宽窄行”为河西地区膜下滴灌春玉米适宜的灌水和种植模式.     

不同生育期淹涝对夏玉米叶片叶绿素及产量的影响

为了探明淹涝条件对夏玉米生理生态特性及产量的影响规律,在防雨棚下开展了夏玉米不同生育阶段淹涝的桶栽试验.在苗期、拔节期、抽雄吐丝期和灌浆期分别淹涝1,3,5,7,9d;以不淹水(适宜水分处理)为对照.结果表明,玉米株高和叶面积在苗期和拔节期受淹涝的影响最大,抽雄吐丝期次之,灌浆期淹涝的影响最小;叶绿素相对含量(SPAD...     

施氮量对扬黄灌区土壤水分、温度、碳氮及玉米产量的影响

针对宁夏扬黄灌区降水少、春季低温不利于玉米出苗和生长,而作物生育中后期高温胁迫导致玉米生产力低下等问题,在滴灌条件下设置秸秆全量还田(9000 kg/hm2)配施3个不同纯氮用量:150,300,450 kg/hm2(即处理N1,N2,N3),并以秸秆还田不施氮肥为对照处理(CK),研究不同施氮量对土壤水分、土壤温度、...     

不同沟垄覆盖下土壤水热效应对旱作马铃薯生长及产量的影响

针对宁南山区春季降雨少、低温不利于马铃薯出苗,而作物生育中后期高温胁迫限制马铃薯块茎形成导致减产等问题,于2016年设置垄覆地膜沟内覆盖塑料地膜(DM)、玉米秸秆(JG)、生物降解膜(SM)、麻纤维地膜(MM)、液态地膜(YM)及沟不覆盖(BM),以传统平作为对照(CK),研究沟垄覆盖模式对土壤温度、土壤水分、旱作马铃薯生长及块茎产量的影响.结果表明:处理DM,SM,MM和YM马铃薯生育期耕层土壤温度表现出增温效应,而处理JG和BM表现为降温效应,其中处理DM增温效果和处理JG降温效果最佳.处理YM,JG对马铃薯生长前期保水效果较好,分别较CK显著提高13.3%,27.0%,而处理JG,DM对生育中后期的保墒效果较佳,分别较CK显著提高22.4%,13.2%.处理JG可显著促进马铃薯生长,其增产效果最为显著,DM次之,分别较CK增产47.8%,44.8%,其他处理较CK差异不具有统计学意义.可见,在宁南山区实施垄覆地膜沟覆秸秆模式可调控土壤水热环境,对旱作马铃薯生长及增产效果最佳.