旱地双垄面集水全膜不同时期覆盖对玉米生长的影响

为减少旱地冬春季土壤水分的无效蒸发、提高土壤含水量,进行了双垄全膜覆盖不同时期覆膜对旱地玉米生长影响的试验研究。结果表明,旱地双垄面集水全膜覆盖秋覆膜沟播栽培可明显减少冬春季土壤水分的无效蒸发,增加土壤水分含量,玉米出苗率提高,玉米的经济性状明显改善,增产效果明显。覆膜时间越早,对减少冬春季土壤水分的无效蒸发、增加土壤水分含量的效果越显著,以上年10月中旬覆膜或早春土壤耕作层解冻后覆膜为宜。     

旱地全膜双垄沟播秋覆膜对玉米产量和水分利用率的影响

在推广应用旱地玉米全膜双垄沟播栽培技术基础上,从进一步减少冬春季土壤水分的无效蒸发、提高土壤含水量、改善玉米经济性状、提高玉米产量入手,进行了全膜双垄沟播秋覆膜对旱地玉米产量和降水利用率影响的试验研究。结果表明,全膜双垄秋覆膜沟播栽培可明显减少冬春季土壤水分的无效蒸发、增加土壤水分含量、玉米的经济性状明显改善,玉米产量比全膜双垄沟播栽培播种前覆膜和半膜覆盖栽培分别增产16.13%和46.08%,增产效果明显;水分生产率比全膜双垄沟播栽培播种前覆膜和半膜覆盖栽培分别提高34.5%和57.8%。     

偏旱年休闲期施肥覆盖对旱地小麦播前土壤水分的影响及其与产量的相关分析

为了改善旱地小麦的土壤水分状况,提高旱地小麦的产量,采用大田试验,研究了休闲期施肥覆盖对播前土壤水分含量的影响及其与产量的关系。结果表明：休闲期施有机肥提高了休闲期降雨补给率,但不显著,休闲期地膜覆盖与纸覆盖均可显著提高休闲期降雨补给率。休闲期施有机肥、覆盖均可提高播前0~100 cm、100~200 cm、0~300 cm土层土壤含水量,施肥与覆盖对播前200~300 cm土层土壤含水量的影响较小。结果还表明：地膜覆盖对播前不同土层土壤含水量的增加效果均大于纸覆盖,施肥可增大地膜覆盖对土壤水分的影响范围,在有机肥条件下地膜覆盖可增加40~160 cm各土层土壤含水量,不施肥条件下可增加40~140 cm各土层土壤含水量。休闲期施肥、覆盖均可显著增产。相关分析表明：播前0~100 cm、100~200 cm、0~300 cm土壤含水量与旱地小麦穗粒数、产量均显著正相关,在20~ 140 cm各土层土壤含水量与产量和穗粒数的相关性均达到显著或极显著水平。总之,休闲期施肥与覆盖均有利于旱地小麦播前土壤水分状况的改善和产量的提高,且以有机肥条件下地膜覆盖效果最好。     

旱地籽瓜全膜覆盖垄上沟播技术的降水利用效率

采用田间小区试验研究了旱地籽瓜不同覆膜模式的水分利用效率。结果表明,与其他覆膜方式相比,秋季全膜覆盖垄上沟播和顶凌全膜覆盖垄上沟播栽培模式,能显著地增加播前和籽瓜生长前期土壤水分含量,解决了籽瓜因春旱无法播种、出苗的难题。籽瓜播前至伸蔓期,秋季全膜垄上沟播、顶凌全膜垄上沟播、播前全膜垄上沟播方式的0～20cm土壤含水量较对照播前半膜平铺分别提高4.1～5.4个百分点、3.1～4.4个百分点和0～2.5个百分点;1m土壤贮水量较播前半膜平铺分别增加40.0～50.8mm、30.2～40.1mm和0～22.4mm;能大幅度提高农田降水利用率和籽瓜水分利用效率,有效地解决了年降水150～300mm的干旱、半干旱偏旱区不铺砂种植籽瓜的问题。秋季全膜覆盖垄上沟播、顶凌全膜覆盖垄上沟播和播前全膜覆盖垄上沟播降水利用率分别较播前半膜平铺提高18.9个百分点、14.2个百分点和6.2个百分点,籽瓜水分利用效率分别较播前半膜平铺增加2.51kg/mm.hm2、1.66kg/mm.hm2和1.42kg/mm.hm2。全膜覆盖垄上沟播技术具有良好的经济效益。     

古浪县山旱地马铃薯覆膜时期与播种方式对产量的影响

研究旱地马铃薯覆膜时期与种植方式对土壤湿度、产量的影响,结果表明:同一覆膜时期的沟侧栽培土壤含水量、水分利用效率、产量均高于垄侧栽培;同一位置种植的秋覆膜栽培土壤含水量、水分利用效率、产量均高于顶凌覆膜和播前覆膜;秋覆膜沟侧栽培较秋覆膜垄侧栽培、顶凌覆膜沟侧栽培分别增产7.0%、20.6%。     

膜侧施肥对旱地小麦产量、籽粒蛋白质含量和水分利用效率的影响

覆膜栽培能提高旱地小麦产量,但降低了籽粒蛋白质含量,优化施肥是解决这一问题的有效措施之一。2013年9月至2016年9月,在黄土高原中部典型旱地进行田间定位试验,比较传统平作(不覆盖+均匀施肥)、垄覆沟播(垄上覆膜+垄间沟播+均匀施肥)和膜侧施肥(垄上覆膜+垄间沟播+播种行侧膜下定位施肥)栽培模式下,0~40 cm土层硝态氮含量和0~200 cm土壤水分,以及膜侧施肥对小麦氮素吸收利用、产量、籽粒蛋白质含量和水分利用的影响。与传统平作相比,在偏旱的2013—2014和2015—2016年度,垄覆沟播的小麦产量分别提高9.5%和6.3%,籽粒蛋白质含量降低7.1%和9.9%,水分利用效率提高5.8%和8.7%,而膜侧施肥的小麦产量提高18.8%和22.8%,籽粒蛋白质含量无显著变化,水分利用效率提高13.2%和19.6%;在偏湿润的2014—2015年度,垄覆沟播和膜侧施肥对小麦产量无影响,但膜侧施肥的籽粒蛋白质含量和水分利用效率分别提高6.0%和17.0%。与垄覆沟播相比,膜侧施肥在偏湿润年份使生长季内100~200 cm土壤水分消耗显著减少,而在偏旱年份使夏休闲季土壤蓄水显著增加,开花和收获期0~40 cm土壤硝态氮、根系全氮以及开花期茎叶全氮含量升高,促进了小麦营养器官氮素吸收、积累及其向籽粒的转运,提高了旱地小麦产量,籽粒蛋白质含量和水分利用效率。在偏干旱的2013—2014和2015—2016年度,膜侧施肥较垄覆沟播产量分别提高8.4%和15.5%,籽粒蛋白质含量提高9.9%和8.7%,水分利用效率提高7.0%和10.0%;在偏湿润的2014—2015年度,两处理产量无显著差异,但膜侧施肥的籽粒蛋白质含量提高6.0%。因此,膜侧施肥可维持旱地小麦生育后期的土壤氮供应,提高小麦产量、籽粒蛋白质含量和水分利用效率,增加下季播前深层土壤贮水,是适宜于旱区推广的小麦栽培模式。     

沟垄覆膜对连作马铃薯土壤酶活性、理化性状及产量的影响

以当地主栽品种“新大坪”为试验材料,采用大田定位试验,研究了平畦不覆膜(CK)、平畦覆膜(T1)、全膜垄播(T2)、全膜沟播(T3)、半膜垄播(T4)、半膜沟播(T5) 6 种栽培模式对连作马铃薯土壤酶活性、理化性状及产量的影响。结果表明,沟垄覆膜栽培可不同程度提高马铃薯连作田土壤过氧化氢酶、脲酶、碱性磷酸酶的活性,其中 T2 对 3 种酶活性的提高效果最为显著;沟垄覆膜可降低土壤 pH,从而改善马铃薯根际土壤的理化性状,且以 T2 对土壤化学性质的改善最为明显,沟垄覆膜可不同程度提高土壤电导率;此外,沟垄覆膜栽培还可以显著提高马铃薯块茎的产量,其中T2 增产幅度最高可达 75%。本研究以期为半干旱地区马铃薯连作障碍的克服及提高马铃薯产量提供理论依据。     

半干旱区全膜覆盖垄上微沟种植对土壤水分及马铃薯产量的影响

为探明半干旱区全膜覆盖垄上微沟种植对土壤水分及马铃薯产量的影响,以马铃薯品种陇薯10号为试材,采用全膜覆盖垄播和全膜覆盖垄上微沟播种植方式,研究了两种种植方式下种植密度分别为45000株/hm~2、52500株/hm~2、60000株/hm~2、67500株/hm~2时马铃薯生育期、生长指标、产量及水分利用率。结果表明,全膜覆盖垄播和全膜覆盖垄上微沟播两种种植模式对马铃薯生育期、主茎数、分枝数、株高无明显影响。全膜覆盖垄上微沟播水分利用效率高于全膜覆盖垄播6.5kg/hm~2·mm,产量比全膜覆盖垄播平均增产8.5%,两种种植模式下种植密度以60000株/hm~2时产量最高。     

陇中半干旱区全膜覆土穴播小麦的土壤水分及产量效应

提高作物对自然降水的利用效率是干旱半干旱区提高粮食产量、增强农田系统抵御干旱胁迫的主要途径之一。试验研究了在大田条件下陇中半干旱区小麦全膜覆土穴播栽培对土壤含水量、水分利用效率及产量的影响。结果表明:全膜覆土穴播处理的产量可达3518.61kg/hm2,比裸地提高29.13%,比传统地膜覆盖处理提高24.63%;水分利用效率为12.59kg/hm2.mm,比裸地提高19.90%,比传统地膜覆盖处理提高18.76%。全膜覆土穴播栽培技术能够显著提高小麦产量及水分利用效率,在小麦生育前期有效保持土壤水分,中后期可以将深层土壤(40～120cm)水分提到上层供小麦生长所需。     

兴安盟扎赉特旗主栽作物垄膜沟种集水效果分析

内蒙古兴安盟扎赉特旗主栽作物（玉米、高粱、谷子、大豆和花生）采用垄膜沟种田间微集水栽培方式,使自然降雨向沟内富集,能够改善作物根区土壤水分环境,提高农田降水资源利用率。垄膜具有产流和控制农田土壤水分蒸发的双重作用,既可增加土壤贮水量,又能减少作物棵间蒸发,有效抑制了农田水分的非目标性输出。通过2018—2019年垄膜沟种田间微集水栽培方式,春玉米增产19.36%、高粱增产38.24%、大豆增产30.44%、谷子增产19.33%、花生增产3.46%。垄膜沟种田间微集水栽培方式对玉米、高粱、大豆、谷子增产显著,具有一定的推广价值,且田间微集水栽培省工省时,一年挖沟可多年利用,该项技术还有减少地表土壤风蚀和水土流失、增加地温、减少田间杂草等作用。     

不同种植方式对旱地马铃薯水分利用及的影响

针对内蒙古阴山北麓农牧交错区年降雨较少、蒸发量大、传统种植模式下马铃薯水分利用效率低等问题,在垄作全覆膜（T1）、垄作半覆膜（T2）和垄作不覆膜（对照）种植方式下对土壤水分动态变化、植株生长、水分利用效率和产量等指标进行比较分析,探讨适宜马铃薯的抗旱保墒种植技术。结果表明,苗期至成熟期,T1单株干物质积累量较对照提高了25.7%~120.0%,叶面积指数增加了42.2%~178.6%,且明显提高了0~30cm土层土壤含水量,其产量和水分利用效率分别较对照提高了133.5%和115.8%,T1减少了土壤水分蒸发,但显著增加了作物对土壤水分的消耗。因此,T1能够有效保持土壤水分,提高作物水分利用效率和产量,是适宜内蒙古阴山北麓农牧交错区马铃薯种植的抗旱保墒技术措施。     

晋中旱地玉米耗水规律及农田水分平衡研究

采用中子测水技术与蒸发模拟微区相结合的农业物理学法,测得晋中旱地玉米生育期耗水量为300～350mm,其中玉米蒸腾耗水占40～50%,棵间土壤蒸发耗水占50～60%.土壤湿度越大,棵间土壤蒸发越高.浅层土壤水分蒸发较强,深层蒸发较弱.130～150cm土层蒸发几乎未波及到该层.玉米蒸腾与土壤蒸发耗水虽有一定联系,但基本上属于两个独立的过程.蒸腾与产量之间呈高度正相关.农田水分平衡状况对产量有明显的影响.     

秸秆覆盖对农田土壤水分及玉米生长的影响

秸秆覆盖的土壤剖面含水量与裸地显著不同,与前者相比,裸地土壤水分无明显的层次性变化,受降水及蒸发等因子影响明显。由于覆盖状况和土壤物理性质不同,土壤水分变化幅度也有明显差异,秸秆覆盖土壤水分含量较高,玉米拔节期0~40cm土层达到18%。苗期根长小并主要分布在0~30cm土层,孕穗期和灌浆期根长大大增加,主要分布在0~60cm和0~90cm土层。秸秆覆盖可以显著地增加土壤水分利用率和蓄水量,促进玉米根系生长,提高玉米单产32.1%。     

不同覆盖方式对土壤水热状况和玉米水分利用效率的影响

为探讨晋东南地区最优玉米覆盖栽培形式,设整秆与普通地膜组合覆盖(ZP)、碎秆与普通地膜组合覆盖(SP)、整秆与生物降解膜组合覆盖(ZJ)、整秆与渗水地膜组合覆盖(ZS)、整秆与微孔地膜组合覆盖(ZW)、整秆与液态地膜组合覆盖(ZY)、整秆覆盖(ZG)、对照(CK)8个处理,比较研究了不同处理的土壤水热状况、产量、水分利用效率。结果表明：各覆盖处理均对土壤水分具有保持作用,较对照土壤重量含水率提高0.4~3.9个百分点;不同处理中除却整秆覆盖(ZG)外都能提高地温,较对照提高1.6~2.5℃;各覆盖处理均可以有效提高玉米产量,2年平均较对照增产32.8%~56.6%;覆盖处理可以抑制土壤水分蒸发,减少生育期耗水量,提高玉米水分利用效率,较对照提高32.0%~58.9%。     

播种方式对旱区冬小麦产量及土壤水分、土壤温度的影响

针对甘肃省旱作农业区年降水量少、季节分布不均匀、冬小麦生产中春旱严重的问题,采用田间试验的方法,研究了5种不同播种方式对旱区冬小麦土壤温度、土壤水分、产量及水分利用效率的影响。结果表明:全膜覆土穴播方式能有效调控耕层的昼夜温差,减少冬、春季土壤水分的无效蒸发,增加土壤水分含量和孕穗期之前的土壤温度,提高了农田降水利用率和作物水分利用效率;全膜覆土穴播处理的产量可达4268.23kg/hm²,比露地高32.88%;水分利用效率为13.23kg/(hm².mm),比露地高21.97%。     

Distribution Characteristics and Prediction of Equilibrium Moisture of Non saturated Clay Subgrade

The space distribution characteristics of equilibrium moisture of non saturated clay subgrade were surveyed along the road cross section by the in situ and laboratory tests. Based on the basic theory of unsaturated soil mechanics, matric suctions of soil samples with different kinds of moisture condition were determined and the soil water characteristic curve model was calibrated to reflect a single valued function relationship between water content and matric suction of clay soils. Combining the above results, an estimation method of the equilibrium moisture of the unsaturated clay subgrade outside the affected zone of atmospheric precipitation/evaporation was established. The results show that the atmospheric precipitation/evaporation has significant effect on moisture condition of the subgrade soil located in the upper part of the subgrade near the central reserve and hard shoulders. However, equilibrium moisture of subgrade soil outside the affected zone of atmospheric precipitation/evaporation is mainly controlled by the impact of the groundwater table. Fredlund & Xing model can be used to characterize the relationship between the unsaturated clay soil moisture and matric suction, and the fitting results of model parameters have high reliability. A consistency between the predictive results and the experimental data shows the presented model is accurate and credible.     

黄土高原半干旱区春小麦产量变动的影响因子分析

为揭示影响半干旱区春小麦产量波动的环境因子,依据甘肃省定西市农业气象试验站1987—2011年春小麦农业气象观测资料以及文献收集（1993—2013年）获得的春小麦耗水量与产量关系资料,分析了影响黄土高原半干旱区春小麦产量变动的环境因子。结果表明：春小麦产量与5月及主要生育期蒸发量与降水量差呈极显著的负相关关系,且负相关关系受播前土壤含水量的影响,播前土壤水分含量越大,在相同大气蒸发力条件下,春小麦产量越高,反之亦然。春小麦产量与5月份降水量以及播前土壤含水量呈正相关关系,降水量相同,播前土壤水分含量越大,产量越高,在相同土壤含水量条件下,主要生育期大气越干燥,产量越低。有效供水量可以解释60.4%的产量变率,耗水量可解释93.4%的产量变率,温度并不会对研究区春小麦产量变动造成直接影响,其通过空气饱和差影响产量形成。     

降水与墒情关系及抗旱需水量评估技术研究

为了合理开发利用水资源,提高半干旱地区水资源利用率,为现代农业发展提供更精细化的气象服务,通过研究阜新地区土壤水分与降水量关系及特征,找出了阜新地区土壤水分变化规律,并在此基础上,建立了阜新地区农田抗旱需水量评估方法。结果表明：（1）较大降水后,浅层土壤增墒迅速,几小时内土壤重量含水率可达到最大值,并在20 cm左右土壤中形成1个高含水层;深层增墒相对缓慢,需要十几到二十几小时达到最大值;（2）较大降水发生1天后,10~50 cm层土壤重量含水率达到最大值,然后在无降水的情况下土壤重量含水率缓慢下降,基本呈直线型,直到下一次较强降水的到来,重量含水率再次上升;（3）降水增墒速度大于墒情递减速度;（4）受多种因素影响,降水后10~50 cm层各月土壤增墒率和晴好天气下各月逐日土壤墒情递减率有各自的变化规律。其中,4月、7月降水增墒率相对较小,9月最大,8月次之;4月、5月逐日土壤墒情递减率最小,6—9月相对较大,其中,7月最大。土壤墒情递减率对抗旱需水量中流失的水分计算起到重要作用;（5）实际抗旱需水量大于设定重量含水率所需的含水量,因为要考虑土壤蒸发、作物吸收、深层渗透、降水径流等流失的水分;（6）抗旱需水量评估方法对抗旱方面的政府决策气象服务起着重要作用。可用于自然降水对旱情缓解的分析、节水灌溉工程的精细化气象服务等。     

微喷补灌对麦田土壤物理性状及冬小麦耗水和产量的影响

黄淮海麦区水资源短缺,探明畦灌和微喷补灌对麦田土壤物理性状及冬小麦耗水特性、产量和水分利用效率调节的差异,可为该地区冬小麦节水高产栽培提供理论和技术支持。2016—2018年冬小麦生长季,设置畦灌和微喷补灌两处理,研究其对麦田0～40 cm土层土壤容重、总孔隙度、毛管孔隙度、田间持水率,及冬小麦各生育阶段棵间蒸发量、蒸腾量、籽粒产量和水分利用效率的影响。结果表明微喷补灌处理与畦灌处理相比, 0～20 cm土层土壤容重降低,总孔隙度、毛管孔隙度和田间持水率增加;冬小麦返青后春季分蘖明显减少,返青至拔节期的棵间蒸发量和蒸腾量及全生育期总耗水量均显著减少;籽粒产量无明显变化,但水分利用效率显著提高,说明微喷补灌可以改善麦田土壤物理性状,优化冬小麦群体结构,通过减少棵间蒸发和植株无效蒸腾降低麦田耗水量,从而在维持高产水平的同时提高水分利用效率。