华北平原秸秆覆盖滴灌冬小麦中后期耗水规律研究

基于2013—2015年华北平原典型区连续两年田间试验,采用Penman-Monteith公式、FAO单作物系数法以及水量平衡法,研究分析了充分滴灌下秸秆覆盖与不覆盖对冬小麦棵间蒸发、耗水量、产量及水分利用效率的影响,研究结果表明:滴灌条件下秸秆覆盖显著抑制了日棵间蒸发量及其日变化波动幅度(P0.05),在冬小麦中后期相比不覆盖可减少棵间蒸发30%以上;基于田间冬小麦的气孔阻力系数实测值,采用P-M公式直接计算冬小麦日耗水量具有较高精度,其值与FAO单作物系数法计算值具有较高相关性(R~20.8);秸秆覆盖滴灌减少了7%~15%的灌溉定额,但与不覆盖滴灌相比,冬小麦日耗水量和生育期总耗水量不存在显著差异(P0.05),冬小麦4—6月份期间平均日耗水量在4.0~4.5 mm·d~(-1)之间;充分滴灌下秸秆覆盖并没有显著提高作物的产量和水分利用效率(P0.05)。     

滴灌下秸秆覆盖与灌水量对华北冬小麦土壤水分的影响

试验于2014—2015年在北京市大兴区进行,以冬小麦为研究对象,以秸秆覆盖和灌水量为处理,对各小区棵间蒸发量(E)、土壤各层含水率(θ)、土壤表层温度(Tc)、叶面积指数及产量等指标进行实测与分析。结果表明:滴灌条件下湿润带E普遍高于干燥带,全观测期平均高出16.45 mm,较强降雨后干燥带E的波动更剧烈;秸秆覆盖可以有效减少各生育期E,低、中、高灌水量处理下秸秆覆盖比未覆盖处理分别减少20.45%、24.77%、19.14%,但在较强降雨后秸秆覆盖处理E波动更剧烈,不同灌水量对E影响不显著;低灌水量时,秸秆覆盖对灌溉水有明显的截留作用,中、高灌水量时则起到明显的保墒作用;整个观测期,E/ET先变小再变大,灌水量差异对E/ET影响显著,低、中、高灌水量下均值分别为29.71%、25.64%、21.38%;秸秆覆盖和未覆盖相比三种灌水处理E/ET分别减少8.93%、3.01%、0.44%。水分利用效率秸秆覆盖处理要普遍高于未覆盖处理,并与灌溉定额之间呈负相关。整体来看,中灌水量秸秆覆盖处理的产量和水分利用效率均较优,适合当地冬小麦滴灌种植。     

冬小麦陕229在旱地不同施肥水平的水分利用效率研究

1992年－1995年,在渭北旱塬对冬小麦陕229进行了不同施肥水平条件下干物质累积和水分利用效率研究。结果表明,在一定的施肥范围内,小麦陕229对土训储水的利用程度和干物质累积随着施肥量的增加而提高。通过合理施肥可提高旱地小麦的水分利用效率。     

不同地膜周年覆盖对冬小麦土壤水分及利用效率的影响

为了探明不同地膜覆盖对早地冬小麦土壤水分及其利用效率的影响,选用普通地膜、生物降解膜以及液体地膜在陕西渭北旱塬旱作农田进行周年覆盖集雨栽培定位试验,研究了不同地膜周年覆盖对冬小麦不同生育时期土壤水分总贮量和不同土壤深度水分动态变化及其利用效率的影响.结果表明、周年覆盖地膜可提高土壤含水量,有利于土壤水库的扩蓄增容,并且...     

旱地冬小麦返青前秸秆覆盖的土壤温度效应

设置田间试验,研究旱地麦田秸秆覆盖的土壤温度效应,采用微型温度纪录仪连续24 h观测,获得了小麦返青前10 cm和20 cm深度土壤温度的系统数据.结果表明:秸秆覆盖使麦田冬前(11月21日～12月20日)和越冬前期(12月21日～1月20日)的昼夜平均温度显著升高;冬前和越冬前期,秸秆覆盖土壤10 cm温度在13∶00～17∶00之间低于无覆盖,其余时间高于无覆盖土壤,越冬后期,秸秆覆盖土壤10 cm温度在12∶00～23∶00之间低于无覆盖,其余时间则高于无覆盖;覆盖土壤20 cm温度在24 h内则始终高于无覆盖土壤(冬前和越冬前期);8∶00～10∶00覆盖与无覆盖温差最大.土壤20 cm昼夜平均温度均显著高于10 cm土壤;秸秆覆盖条件下20 cm与10 cm温差昼夜平均值在冬前显著低于无覆盖,在越冬期则稍高于无覆盖;秸秆覆盖显著降低土壤温度的变幅,土壤的升温速率和降温速率也显著低于无覆盖土壤.     

旱地冬小麦秸秆带状覆盖不同模式的水分效应

在黄土高原半干旱雨养条件下以露地种植为对照(CK),设置了4种玉米整秆带状覆盖方式:带状3行(MS3),带状4行(MS4),带状5行(MS5),带状6行(MS6),比较研究了不同带幅对冬小麦产量、土壤水分变化的影响。结果表明:适宜带幅(MS3、MS4)的秸秆带状覆盖能显著改善土壤水分状况并提高冬小麦产量和水分利用效率,MS3、MS4分别较CK增产69.1%、41.3%,水分利用效率提高88.1%、39.1%。MS3与MS4对土壤含水量在不同时期、不同土层均具有增墒和降墒的双重效应,但增墒效应更为突出,全生育期平均分别较CK提高土壤含水量1.00和0.35个百分点。MS3可以显著改善土壤水分在各生育时期各土层的分布情况,其在播种期~越冬期、返青期~孕穗期的供水效果,以及60cm以下土层对60 cm以上土层的水分补给效果均好于其它处理,有利于冬小麦生长、成穗,提高穗粒数,因此MS3更适合黄土高原半干旱雨养地区的冬小麦生产。     

秸秆覆盖对旱地冬小麦灌浆动态及产量的影响

为了研究不同秸秆覆盖量处理下冬小麦籽粒灌浆的动态及产量变化,在渭北旱塬设置秸秆覆盖量9000 kg/hm2(SM9)6、000 kg/hm2(SM6)3、000 kg/hm2(SM3)及无覆盖(CK)4个处理进行旱地冬小麦栽培试验。结果表明,在灌浆渐增期,不同处理的灌浆速率表现为:CKSM3SM6SM9;速增期和缓增期灌浆速率大小为:SM3SM6CKSM9。SM9灌浆持续时间长,较CK多6 d,SM6、SM3与CK灌浆持续时间近乎一致。在灌浆速增期和缓增期,覆盖处理的灌浆贡献率均大于CK,在渐增期则均小于CK。相对于CK而言,覆盖一年后3 000 kg/hm2处理提高了冬小麦产量,较CK显著增产5.9%,且速增期和缓增期灌浆速率保持较高水平。     

秸秆带状覆盖对旱地冬小麦产量的影响

为探索利于西北黄土高原旱作麦田可持续发展的覆盖保墒栽培新技术,通过大田试验研究了不同覆盖方式(秸秆带状覆盖:BSC,旧膜二茬利用:PAH,露地条播:CK)和不同施肥量(纯氮、P2O5分别为:90、120、150 kg·hm~(-2))对旱地冬小麦产量的影响。结果表明,覆盖方式与施肥量对冬小麦产量、产量三因素、生育期耗水量及水分利用效率有显著影响,且二者互作效应显著。秸秆带状覆盖下,籽粒产量达到5 305.0 kg·hm~(-2),较PAH和CK分别显著增加24.0%和37.5%,水分利用效率达10.8 kg·hm~(-2)·mm~(-1),较PAH和CK分别显著提高20.6%和33.3%,且同等施肥量下BSC的产量和水分利用效率均显著高于PAH和CK。从产量三因素看,BSC单位面积穗数较PAH和CK分别显著提高27.0%和42.2%,而穗粒数分别降低14.3%和6.7%,千粒重分别降低2.3%和6.8%,差异均达显著水平。与CK相比,BSC和PAH全生育期表现为显著的增墒效应,其中返青前以BSC保墒效果最好,拔节后则以PAH保墒效果最好。比较全生育期0~25 cm土壤温度差异,BSC越冬前表现为增温效应,较CK高1.2℃,返青后表现为降温效应,较CK低1.8℃;而PAH全生育期表现为增温效应,平均较CK高0.9℃。通径分析表明,秸秆带状覆盖主要是通过改善土壤水热条件,显著提高单位面积穗数,从而提高冬小麦产量。     

豫西旱地不同覆盖方式对冬小麦生长发育的影响

通过对地膜、秸秆和液膜三种覆盖栽培模式对冬小麦土壤水分动态的影响进行分析,结果表明,地膜覆盖能显著提高产量,增产8.32%,增产效果优于秸秆覆盖和液膜覆盖;地膜覆盖和液膜覆盖返青期有增温保墒作用,耕层土壤含水量较对照增加4.4%和3.0%;秸秆覆盖在冬小麦的关键生育期保墒效果好,返青期和抽穗期0~100 cm贮水量较对照高15.2mm和9.8 mm,前期的低温效应,对冬小麦生长有抑制作用,但后期表现出优势。不同覆盖可提高水分利用效率,秸秆覆盖有利于豫西地区土壤的培肥和可持续利用。     

秸秆带状覆盖对旱地冬小麦农田土壤特性及产量的影响

2019—2020年在黄土高原雨养条件下以不覆盖露地（CK）和地膜覆盖（PM）为对照,设置3种秸秆带状覆盖处理：SM3（覆盖带50 cm,种植带35 cm,播种3行）,SM4（覆盖带50 cm,种植带50 cm,播种4行）及SM5（覆盖带50 cm,种植带70 cm,播种5行）,研究了不同带幅秸秆带状覆盖对冬小麦农田土壤特性、籽粒产量和水分利用效率的影响。结果表明,秸秆带状覆盖较CK和PM显著降低土壤0~20 cm土层土壤容重4.49%~7.07%,增加土壤孔隙度4.41%~7.28%,且>0.25 mm机械稳定性团聚体含量增加5.30%~5.31%,水稳性团聚体含量增加4.55%~7.21%,平均重量直径(MWD)提高6.45%~60.31%,平均几何直径(GMD)提高8.73%~20.57%,土壤有机碳含量提高6.06%~6.15%。地膜覆盖对土壤各特征指标影响较小。秸秆带状覆盖处理较CK提高小麦籽粒产量5.07%,水分利用效率提高12.04%。3种秸秆带状覆盖处理中,SM3处理对土壤各特征指标影响最大,SM5处理在改善土壤理化性状的基础上,对小麦籽粒产量及水分利用效率的提升表现出较大优势。因此,SM5处理（覆盖带50 cm,种植带70 cm,播种5行）是适宜于西北半干旱区冬小麦种植的“绿色高效”措施。     

不同覆膜方式对地温及冬小麦地上干物质累积规律的影响

在大田试验条件下,采取全膜覆土穴播（C）、全膜穴播（B）、膜侧条播（A）3种覆膜种植方式,并以露地条播为对照（CK）,研究了不同地膜覆盖方式对地温及冬小麦地上干物质积累规律的影响。结果表明：覆膜方式对冬小麦地温效应主要表现在地表(0～10 cm),在5 cm土层处的影响最大,随土层深度增加而减弱;温度效应可使冬小麦的灌浆期延长,全膜覆土处理在拔节期表现出明显的降温效应,全膜穴播处理在灌浆期地表温度最高;测定期内,全膜覆土方式下干物质积累量比露地条播CK高18.01%～19.48%。产量为全膜覆土>膜侧>全膜穴播>露地。全膜覆土穴播 方式有效穗数和干物质累积量对籽粒产量的贡献率较大,是该方式产量最高的关键因素。     

不同滴灌量下冬小麦耗水特性及干物质积累分配研究

在2013—2014年、2014—2015年田间试验研究了W1(2 550、2 325 m3·hm~(-2)),W2(3 450、3 000 m3·hm~(-2)),W3(4 350、3 675 m3·hm~(-2)),W4(5 250、4 350 m3·hm~(-2))4种滴水量处理对0~140 cm土层含水量及小麦叶面积指数、光合势、干物质积累分配、水分利用效率及产量等的影响。结果表明,拔节至灌浆期间,在每次滴水225~900 m3·hm~(-2)的范围内,增加滴水量主要直接增加0~60 cm土层含水量,间接减少60~140 cm土层储水消耗量,W4土壤储水消耗较W1减少50%左右;增加拔节至成熟期间冬小麦群体叶面积指数、光合势;增加干物质积累量和花后光合产物对子粒的贡献率,降低花前营养器官贮藏物向子粒的转移量、转移率和其对子粒的贡献率,增加产量、降低灌溉水利用效率。总滴水量大于3 675 m3·hm~(-2)(其中,拔节至灌浆期间的滴水量大于2 700 m3·hm~(-2))增产不显著,并且大幅度降低灌溉水利用效率。降水量对冬小麦产量形成影响很小,灌水量对小麦产量和水分利用效率起决定性作用;北疆冬小麦全生育期适宜总滴水量为3 450~3 675 m3·hm~(-2)(其中,拔节期、孕穗期、开花期、灌浆期各450~675 m3·hm~(-2)),可以获得的产量是6 737.4~8 604.1 kg·hm~(-2)。     

不同覆盖处理对冬小麦干物质积累转运及产量的影响

于2020—2022年开展2 a大田试验,设置秸秆带状覆盖3行（SM3）、秸秆带状覆盖4行（SM4）、秸秆带状覆盖5行（SM5）与地膜覆盖（PM）4个处理,以露地不覆盖（CK）为对照,分析不同覆盖处理对冬小麦返青后干物质积累、花前花后营养器官干物质积累分配与转运以及籽粒产量和经济效益的影响。结果表明,与CK相比,各覆盖处理均可增加冬小麦拔节后地上部干物质积累量,提高平均生长速率和最大相对生长速率;秸秆带状覆盖处理生育期天数、快速生长阶段表现为延长,PM处理则相反。覆盖措施促进了干物质在穗轴+颖壳中的分配,提高了花前营养器官干物质向籽粒的转运量和贡献率,处理间表现为PM>SM5>SM3>SM4。与CK相比,两个生长季秸秆带状覆盖处理增产1.94%～18.43%, SM5处理产量最高;PM处理增产18.47%～27.28%。经济效益分析表明,秸秆带状覆盖处理产投比显著高于PM处理,且SM5处理纯收益最高,较CK增加989.81～1 351.69 CNY·hm^-2。综上,覆盖处理有利于冬小麦地上干物质积累和花前干物质向籽粒的转运,其中秸秆带状覆盖5行措施增产、增收综合效果最优,是西北旱地小麦可持续发展的适宜栽培模式。     

不同降水年型氮磷配施对冬小麦产量形成及水量平衡的影响

通过田间定位试验,探讨不同降水年型下氮磷配施对冬小麦产量形成及水分利用的影响,为改善麦田水分状况,建立与水分条件相适应的肥料组合模式提供依据.结果表明:(1)试验条件下,与对照处理相比,高氮高磷处理产量及水分利用效率均较高,平水年和干旱年的产量分别较对照增加68.37%和62.95%;水分利用效率分别较对照增加36.7...     

华北平原冬小麦麦田覆盖对土壤温度和生育进程的影响

通过秸秆和薄膜覆盖田间试验,研究了不同覆盖材料对冬小麦田土壤温度(5 cm)以及冬小麦生长发育、穗分化、干物质积累和分配、营养生长期间的N转移、产量和水分利用效率的影响.结果表明,秸秆覆盖平缓了冬小麦整个生育期土壤温度的变化,使冬季土壤温度提高0.63℃,越冬后降低0.35℃;春季降温效应延长了冬小麦穗分化的时间,平均缩短了灌浆持续时间2 d;低温增加了冬小麦穗期干物质和N含量向收获期非籽粒转移的效率,最终造成产量和水分利用效率降低了1.98%和0.14 kg/m3.薄膜覆盖提高了冬小麦灌浆前土壤温度0.44℃,增温效应促进了作物生长,整个生育期的生物量提高116.0 kg/m2;穗分化时期的增温效应使得该处理冬小麦不易形成大穗,同时灌浆期的低温效应影响了籽粒的饱满度,最终产量和水分利用效率分别降低了3.24%和0.17 kg/m3.研究认为,秸秆覆盖和薄膜覆盖具有保墒效应,但其产生的温度效应对冬季作物生长发育造成不利影响,使得最终产量和水分利用效率并没有提高.     

不同旱地春小麦新品种（系）干物质积累和产量形成的特点

为了探明不同旱地春小麦新品种(系)干物质积累与分配规律及其产量形成特点,以2016年甘肃省春小麦区域试验中07001-2-5、06044-3-7-12、06004-5-3、06005-4-1、04013-1-3-5、甘春25号和西旱2号等7个参试品种(系)为材料,研究和比较了不同春小麦新品种(系)干物质积累运转及产量形成的规律。结果表明:随着生育进程的推进,不同春小麦新品种(系)的叶面积指数在抽穗期达到峰值。小麦成熟期的干物质积累量和籽粒干物质分配量均以06044-3-7-12最大,明显较对照西旱2号高10.08%和12.84%。干物质分配比例籽粒茎秆+叶鞘+叶片穗轴+颖壳。甘春25号、06044-3-7-12和06004-5-3花后干物质积累量分别较对照显著高出33.39%、24.46%和14.37%。花后干物质同化量对籽粒的贡献率占到72.84%～83.60%,其中甘春25号最高,较西旱2号显著高出4.43%。不同旱地春小麦新品种(系)的籽粒千粒重和产量均以甘春25号最高,其次是新品系06044-3-7-12,分别比西旱2号增产6.15%和3.17%,差异显著。可见,在本试验条件下,各小麦干物质积累量在籽粒中的分配比例最高;花后干物质积累量和对籽粒的贡献率均高于花前。其中,甘春25号花后干物质积累量显著高于其它新品种(系),对籽粒的贡献率较其它品种(系)高出2.89%～29.38%,千粒重和籽粒产量显著高于其它新品种(系)。     

冬油菜覆盖对土壤理化性状及微生物的影响

于2021—2022年在甘肃省兰州市永登县上川镇甘肃农业大学油菜育种基地设置5个不同类型冬油菜覆盖处理,即‘陇油7号’覆盖(SC)、‘天油2号’覆盖(WC)、‘陇油99’覆盖(LX)、‘陇油88’覆盖(SR)、‘天油2288’覆盖(WR),以冬闲无覆盖为对照(CK),通过研究冬闲田不同类型冬油菜覆盖对土壤理化性质及微生物的影响,以期为该区筛选适宜秋冬闲田覆盖的油菜类型提供依据。结果表明：五叶期白菜型覆盖量比甘蓝型高,进入越冬期后甘蓝型覆盖量高于白菜型;白菜型品种和甘蓝型品种均具有良好的覆盖效果,甘蓝型品种‘陇油88’和白菜型品种‘陇油99’在不同时期的覆盖效果各有优势,二者均可以作为冬闲覆盖材料。冬前甘蓝型覆盖各项光合指标均高于白菜型,甘蓝型品种较白菜型具有覆盖优势。冬油菜覆盖具有降低土壤容重和提高土壤孔隙度的作用,随土层深度的增加土壤容重和土壤孔隙度均表现为先升高后降低;冬油菜覆盖可以增加0～30 cm土层土壤含水量,白菜型覆盖的保水效果优于甘蓝型覆盖。与CK相比,覆盖处理0～30 cm土层土壤全氮、全磷、全钾、铵态氮、硝态氮含量分别增加了54.00%、85.00%、20.62%、1...