全覆膜垄作种植对旱作马铃薯生长和土壤特性的影响

针对内蒙古长城沿线丘陵区土壤保水保肥性差,春旱严重及马铃薯产量和降雨利用率低的问题,采用地膜覆盖和垄作种植相结合的技术手段,通过连续2年的田间试验,研究了露地平作(CK)、全膜垄作(全膜双垄垄上播(A1)、全膜单垄垄上播(A2)、全膜单垄垄上微沟播(A3))和全覆膜平作(A4)5种栽培方式对旱作农田土壤酶活性与相应土层土壤含水量、温度、pH及马铃薯生长的影响。结果表明:整个生育期内,全覆膜和垄作提高了土壤增温保墒能力,A1、A2、A3和A4处理,与CK相比,土壤含水量分别提高了32.76%,23.60%,42.92%,17.58%,土壤温度分别提高11.51%,9.41%,6.87%,4.83%,同时显著降低0—20cm土层土壤pH,提高了相应土层土壤过氧化氢酶和脲酶活性,进而增加芽鲜重、根鲜重和芽粗,提高了根系活力,降低了丙二醛含量。与CK相比,产量分别提高48.62%,34.22%,52.85%,21.70%,显著增加了降雨利用率和肥料偏生产力。可见,全膜垄作种植可改善土壤质量,提高作物产量和降雨利用率,且以A1和A3效果最优,更适合作为内蒙古长城沿线丘陵区节水高产栽培模式。     

微垄覆膜沟播对阴山丘陵地区旱作马铃薯土壤水分及产量的影响

阴山丘陵地区土壤水分状况是限制该地区马铃薯发展的主要因素,如何对天然降雨进行高效、永续利用,提高马铃薯对自然降水的利用率,是该地区马铃薯生产发展的战略考虑。本研究提出了微垄覆膜沟播的种植模式,结果表明:(1)微垄覆膜沟播种植模式明显提高土壤0~60 cm土层贮水量,在马铃薯需水关键时期,出苗后35 d和55 d,微垄覆膜沟播土壤贮水量分别比平作覆膜和露地平作提高25.68%、14.26%和28.92%、18.47%。(2)微垄覆膜沟播种植模式可明显提高马铃薯产量及对降雨的利用效率。(3)微垄覆膜沟播种植模式下的马铃薯每公顷吸收的水分数量比平作覆膜和露地平作分别高25.70%和33.52%。因此,微垄覆膜沟播种植模式可以明显提高马铃薯产量及对自然降水的利用效率,可作为发展内蒙古阴山丘陵地区旱作马铃薯的有效途径。     

青海主要枸杞产区不同耕作措施对灰棕漠土理化性质影响及肥力综合评价

为进一步探明青海主要枸杞产区不同耕作措施下灰棕漠土的理化特性,科学评价干旱区土壤综合肥力并提高枸杞产区的生态及经济效益。以青海主要枸杞产区不同耕作措施下的枸杞地土壤为研究对象,平作露地种植为对照,研究了沟垄种植和覆膜处理对灰棕漠土的土壤颗粒组成及土壤养分的影响,采用改进的Nemerow综合指数法分析了土壤肥力。结果表明:(1)研究区土壤含沙量较高,砂粒含量为61.44%～85.59%。改善作用最好的红枸杞沟垄覆膜处理相比于对照处理土壤砂粒含量减少了39.31%。(2)研究区土壤呈现出pH值偏高,钾素正常,有机质、氮素、磷素缺乏的现状。从垂直方向来看,土壤各养分指标随土层深度的增加而降低;不同耕作措施之间表现为,除速效磷和pH值外,其余养分指标红枸杞沟垄覆膜处理均高于其他处理,沟垄覆膜的改善作用较为明显。土壤养分指标变异系数为4.27%～50.81%,其中pH值的变异系数最小,速效氮最大,且速效养分的变异系数均大于对应的全量养分的变异系数。(3)土壤肥力综合评价值排序为:沟垄覆膜措施平作覆膜措施沟垄露地措施平作露地处理。在试验区独特的气候条件下,覆膜措施相比于露地种植的提升效果优于沟垄措施相比于平地种植的提升效果。其中沟垄覆膜处理相比于对照处理土壤综合肥力指数提高了43.33%。因此,在青海主要枸杞产区,沟垄覆膜种植相较于其他耕作措施,不仅具有减弱侵蚀的作用,而且更有利于土壤保土保肥,应予以推广。     

栽培方式与钾互作对食用向日葵产量、品质和钾素利用率的影响

  【目的】  研究阴山北麓旱作区不同栽培方式下钾肥施用量对食用向日葵钾肥效应、产量性状、钾素吸收利用、油分品质和土壤–植物系统钾素平衡的影响,为向日葵上钾肥的科学施用提供理论依据。  【方法】  2014—2016年在内蒙古阴山北麓旱作区以食用向日葵 (3638C) 为研究对象,采用田间定位试验方法,裂区设计,主因素为3种栽培方式:平作雨养种植 (R)、全覆膜垄膜沟植集雨 (RC) 和全覆膜垄膜沟植滴灌 (I)。副因素为4个施钾水平:0、48、84和120 kg/hm2,表示为K₀、K₄₈、K₈₄和K₁₂₀。研究水钾互作对食用向日葵籽粒产量、产量性状、钾素吸收、钾肥利用效率、油分品质及土壤钾素平衡等的影响。  【结果】  栽培方式是影响向日葵籽实产量、花盘直径、千粒重、出仁率、钾素吸收量和钾肥利用效率的主要因素,3个栽培处理表现为全覆膜垄膜沟植滴灌 (I) > 全覆膜垄膜沟植集雨 (RC) > 平作雨养种植 (R)。全覆膜垄膜沟植滴灌 (I) 条件下,随着施钾量的增加,产量、花盘直径、千粒重、出仁率和钾素吸收量也增加,推荐施钾量 (K₂O) 为120 kg/hm2时,产量、花盘直径、千粒重、出仁率和钾素吸收量最高;全覆膜垄膜沟植集雨 (RC) 条件下,推荐施钾量 (K₂O) 为84 kg/hm2时,产量最高;平作雨养 (R) 条件下各施钾处理之间的产量、花盘直径、千粒重差异不显著。钾肥利用率和农学效率随着施钾量的增加而降低。栽培方式对籽实含油率影响较小,水分条件的改善有利于亚油酸含量的增加。随着钾肥用量的增加向日葵籽实的含油率也相应增加,主要是增加了亚油酸的含量。全覆膜垄膜沟植滴灌 (I) 条件下,推荐施钾 (K₂O) 量为120 kg/hm2时,土壤–植物系统的钾素基本平衡;全覆膜垄膜沟植集雨 (RC) 条件下,推荐施钾 (K₂O) 量为84 kg/hm2时,土壤–植物系统的钾素基本平衡;平作雨养 (R) 条件下,推荐施钾 (K₂O) 量为48 kg/hm2时,土壤–植物系统的钾素基本平衡。  【结论】  在内蒙古阴山北麓旱作区,全覆膜垄膜沟植滴灌 (I)、全覆膜垄膜沟植集雨 (RC) 和平作雨养种植 (R) 的推荐施钾 (K₂O) 量分别以120、84、48 kg/hm2为宜,此时,土壤–植物系统的钾素基本平衡。增施钾肥可增加向日葵籽实的含油率,主要是增加了籽实的亚油酸含量。     

辽西北风沙半干旱区垄膜沟播处理对土壤氮、磷吸附/解吸特性的影响研究

为了探明不同垄膜沟播处理对土壤氮、磷养分吸附-解吸的影响,本研究以农业部阜新农业环境与耕地保育科学观测实验站为平台,通过定位7年(2007年~2013年)的田间试验,结合实验室内批量平衡法,以传统种植(T0/CK)为对照,对长期垄膜沟种(垄上覆膜沟内不覆盖(T1),垄上覆膜沟内覆膜(T2))条件下根际土壤对重要养分氮、磷的吸附/解吸能力进行研究和分析,结果表明:垄膜沟种处理有助于降低土壤对氮、磷养分的吸附,通过拟合Langmuir方程和Freundlich方程所求得的MBC和Kf值等相关参数可知,垄覆膜沟不覆盖种植处理土壤对氮、磷的吸附容量和吸附强度最小,最有利于削弱土壤对氮、磷的吸附作用,减少氮、磷固定,各处理对氮吸附的MBC值表现为:T1(6.70)T2(62.3%)>T0(53.5%),平均滞后系数为:T0(0.46)>T2(0.37)>T1(0.34);对磷解吸能力表现为:T2(16.8%)>T1(14.6%)>T0(8.8%),平均滞后系数为T0(0.91)>T1(0.85)>T2(0.83),垄覆膜沟不覆膜(T1)处理最有利于氮的解吸,垄覆膜沟覆膜处理(T2)最有利于磷的解吸。垄膜沟种可通过降低土壤有机质含量、p H和阳离子交换量来减少氮、磷的吸附,增加氮、磷养分的解吸。     

辽西北半干旱区垄膜沟种处理对土壤钾吸附/解吸特性的影响

为探明不同垄膜沟种处理(垄覆膜沟不覆盖T1和垄覆膜沟覆膜T2)对土壤钾吸附/解吸特性的影响,以农业部阜新农业环境与耕地保育科学观测实验站为平台,通过定位7年的田间试验(2007~2013年),以传统种植(T0)为对照,结合实验室内批量平衡法,对长期垄膜沟种条件下根际土壤对重要养分钾的吸附/解吸能力进行研究和分析。结果表明:垄膜沟种处理有助于降低土壤对钾素养分的吸附,通过拟合Langmuir方程和Freundlich方程所求得的最大缓冲容量(MBC)和Kf值等相关参数可知,垄覆膜沟不覆盖种植处理下土壤对钾的吸附容量和吸附强度最小,最有利于削弱土壤对钾的吸附作用,减少钾的固定,各处理MBC值表现为T1(6.62)T2(8.53)T0(16.31),且差异达显著水平(P0.05)。垄膜沟种处理土壤对钾的解吸量也大于传统种植处理。不同处理土壤对钾解吸能力(解吸率%)表现为T2(49.34)T1(47.48)T0(42.51),平均滞后系数表现为T0(0.57)T1(0.53)T2(0.51)。其中垄覆膜沟覆膜处理的解吸率和滞后系数总体表现为最大和最小,说明该处理土壤所吸附的钾最容易被释放。     

沟垄二元覆盖对渭北旱塬区土壤肥力及玉米产量的影响

探讨沟垄二元覆盖对旱地土壤肥力及作物生产力的影响,对完善半湿润区作物微集水栽培技术具有重要的理论和实践意义。2007—2011年在渭北旱塬进行5年定位试验,设置垄上覆地膜,沟内分别覆普通地膜、生物降解膜、玉米秸秆、液体地膜和沟不覆盖等不同沟垄覆盖模式,以传统平作为对照。结果表明,2011年春玉米收获后各处理土壤有机质及速效养分含量随土层的加深而降低,与2007年试验处理前相比,沟垄二元覆盖各处理土壤养分含量明显增加,而垄覆地膜+沟不覆盖和传统平作处理有所下降。垄覆地膜沟覆秸秆处理0~20 cm层土壤有机质、碱解氮、有效磷和速效钾含量均显著高于对照,垄覆地膜沟覆地膜和垄覆地膜沟覆生物降解膜处理有机质和碱解氮含量较对照有所增加,而其有效磷和速效钾含量显著增加。20~60 cm层土壤有机质和速效养分含量各沟垄二元覆盖处理均略高于对照。各沟垄覆盖处理表层(0~20 cm)土壤脲酶、磷酸酶和蔗糖酶活性均较对照增加,且以垄覆地膜沟覆秸秆处理土壤酶活性最高,垄覆地膜沟覆生物降解膜和垄覆地膜沟覆地膜处理次之。垄覆地膜沟覆生物降解膜、垄覆地膜沟覆地膜和垄覆地膜沟覆秸秆处理较对照显著增产41.1%、42.1%、39.3%,水分利用效率显著提高38.0%、39.6%、37.0%。在渭北旱塬区进行沟垄二元覆盖对提高土壤肥力、酶活性及春玉米产量和水分利用效率有显著提高作用,以垄覆地膜沟覆秸秆处理最佳,垄覆地膜沟覆地膜和垄覆地膜沟覆生物降解膜次之。可见,垄覆地膜沟覆地膜、生物降解膜或秸秆的沟垄全覆盖种植在渭北旱塬雨养农业区春玉米生产栽培具有一定的可行性和应用价值。     

沟垄覆膜连作马铃薯根际土壤真菌多样性分析

采用Illumina MiSeq技术对CK(平畦不覆膜)、T1(平畦覆膜)、T2(全膜垄播)、T3(全膜沟播)、T4(半膜垄播)、T5(半膜沟播)6种种植模式下马铃薯连作田根际土壤真菌多样性和系统发育进行研究,探究了不同沟垄覆膜种植马铃薯3a连作根际土壤真菌群落多样性变化规律,揭示沟垄覆膜连作种植对土壤质量的影响。结果表明:6个处理的真菌多样性指数大小顺序为T2T3T1T4CKT5,且各处理间差异显著;连作土壤中真菌群落主要有子囊菌门(Ascomycota)、接合菌门(Zygomycota)、担子菌门(Basidiomycota)、壶菌门(Chytridiomycota)及其他未分类的真菌;子囊菌门为优势种群,其中T5处理子囊菌门的比例最高为88.7%,T2最低为67.2%;伞菌纲(Agaricomycetes)、子囊菌纲(Ascomycetes)、担子菌纲(Basidiomycetes)、壶菌纲(Chytridiomycetes)、座囊菌纲(Dothideomycetes)、散囊菌纲(Eurotiomycetes)、锤舌菌纲(Leotiomycetes)、圆盘菌纲(Orbiliomycetes)、粪壳菌纲(Sordariomycetes)和接合菌纲(Zygomycetes)等组成连作土壤真菌群落的真菌纲,粪壳菌纲为所有处理中的优势菌纲;另外,CK、T1、T2、T3、T5处理的优势菌为镰孢菌属(Fusarium),其中T1所占比例最高为26.1%,T4为8.9%,较CK低53.6%,且半膜处理T4、T5的镰孢菌所占比例分别比全膜处理T2、T3低54.6%和28.1%,T4处理的优势菌为被孢霉属(Mortierella);群落结构中还有盾盘菌属(Scutellinia)、丛赤壳属(Cryphonectria)、枝顶孢属(Acremonium)和链格孢属(Alternaria)等,但所占比例较低,均在1%~2%之间;全膜垄播种植的土壤真菌多样性最高,说明全膜垄播能够促进真菌的繁殖;但是半膜垄播土壤的镰刀菌含量最低且比全膜垄播低54.6%。因此,半膜垄播种植对镰孢菌引起的马铃薯病害具有一定的防治作用。     

旱作作物垄膜种植增温作用及增产效应研究

针对大部分旱作区气候条件恶劣、粮食低产不稳和抗旱减灾能力差等突出问题,在内蒙古阴山北麓典型旗县武川县与大兴安岭南麓典型旱作区兴安盟乌兰浩特市对全覆膜双垄沟种植方式的增温效应及产量形成关系进行了研究,设置传统半覆膜和平作不覆膜种植方式为对照,分别以播种面积逐年扩大的向日葵和传统大面积种植作物玉米为研究材料,总结分析了垄膜种植技术的增温增产作用机理:两种作物全覆膜双垄沟种植方式的全生育期在株间5 cm、15 cm、25 cm土层与行间5 cm、15 cm土层的土壤平均温度分别比平作不覆膜处理增加0.17~4.39℃与0.26~4.17℃;苗期行间日平均温度比平作不覆膜处理分别高1.71℃、2.43℃,株间日平均温度高3.41℃、3.59℃;全生育期土壤平均有效积温分别为2178.8℃、2621.4℃,较平作不覆膜处理增加174.7℃、217.6℃;全覆膜双垄沟种植方式收获时两种作物植株的各项生理指标在各处理中皆为最优;向日葵与玉米的平均产量分别为4165.5 kg hm~(-2)、13633.5 kg hm~(-2),与传统半覆膜和平作不覆膜处理对比增产率分别为29.1%、45.9%和29.1%、17.9%。     

旱作小麦地膜覆盖生态效应研究

旱作小麦实行地膜覆盖栽培保水效应明显,其中以膜侧沟播聚水保墒效果最佳,越冬期和拔节期可分别提高土壤含水量2.1％和1.6％。冬小麦地膜覆盖增温效应主要表现在冬前,尤以播后一段时间最为明显,可增加有效积温160℃,膜上穴播优于膜侧沟播,土壤微生物数量随地膜覆盖显著增多,其中膜侧沟播增加最多。地膜小麦生长好,产量高,可充分利用土壤养分,且膜侧沟播模式表现最佳,其全N累积量达166.5kg/hm~2,全P累积量达22.1kg/hm~2。     

干旱地区覆盖方式对土壤养分及马铃薯产量的影响

大田条件下,为研究不同覆盖方式对旱作区马铃薯土壤有机质、养分及产量的影响,试验设置白色半膜垄作(BB)、白色全膜垄作(BQ)、白色半膜垄作+垄沟秸秆覆盖(BJ)、黑色半膜垄作(HB)、黑色全膜垄作(HQ)、黑色半膜垄作+垄沟秸秆覆盖(HJ)、秸秆覆盖垄作(JL)及裸地垄作种植(CK)8个处理。结果表明:不同覆盖方式均能改变0～30 cm土层温度,与CK相比,地膜覆盖方式具有增温效果,白膜增温优于黑膜,全膜覆盖增温优于半膜与垄面覆膜垄沟秸秆处理,且随着马铃薯生育期的推进覆膜增温效果逐渐减弱,秸秆覆盖在生育前期具有降温作用,后期具有一定的保温性。较JK与CK处理,地膜覆盖处理促进了马铃薯的出苗并缩短了各生育期的时间;覆盖方式能影响马铃薯根际土壤有机质、养分含量,增加马铃薯根际土壤有机质含量,有机质含量大小依次为JLBJBQBBHQHJHB,其中JL处理下的有机质含量较CK增加了16.72%,同色膜处理下的不同覆盖方式对马铃薯根际土壤有机质影响不显著,地膜覆盖对土壤全量养分、速效氮磷钾含量的作用较秸秆覆盖小,垄面覆膜+垄沟秸秆覆盖(BJ、HJ)对土壤养分含量的促进效果更大,黑膜较白膜更能增加土壤速效钾的含量;覆膜与秸秆覆盖较CK处理均能提高马铃薯产量,以覆膜增产作用最为显著,达到87.87%。不同覆盖方式处理中以处理BJ产量最高,其次为HJ。因此,覆盖材料(秸秆、黑膜、白膜)对于马铃薯生长、土壤养分、产量影响作用明显,覆盖方式(半膜、全膜、半膜+秸秆)对于土壤温度、养分及马铃薯生长具有一定的调控作用,总体表现为覆盖材料覆盖方式,以垄面覆膜+垄沟秸秆覆盖(BJ、HJ)最有利于马铃薯生长与产量的增加,是适宜当地旱作区马铃薯种植的覆盖模式。     

不同覆盖时期和方式对旱地马铃薯土壤水热条件和产量的影响

在大田条件下,以不同覆盖种植方式为处理,通过测定土壤含水量、耕层土壤温度、马铃薯生长指标和经济产量等,研究不同覆盖种植方式对旱地马铃薯土壤水热状况和产量的影响。结果表明:与传统耕作和垄沟全膜覆盖处理相比,垄膜沟草覆盖能显著提高马铃薯苗期0~25cm土壤温度3℃左右,降低盛花期至收获期0~25cm土壤温度2℃左右;其次,垄膜沟草覆盖显著提高播前0~30cm土层含水量,增加收获后0~100cm土层土壤含水量。垄膜沟草覆盖的株高、单株薯块重、大薯率、产量显著高于其它处理,且秋季覆盖的产量优于春季覆膜,故垄膜沟草秋季覆盖是适宜半干旱区旱作马铃薯的高产种植方式。     

垄覆沟播及施肥位置优化对旱地小麦氮磷钾吸收利用的影响

【目的】 保水栽培与养分管理是旱地农业关注的焦点,其研究多集中于产量形成和水分利用,而对养分吸收利用的报道相对较少。本研究探讨了垄覆沟播及施肥位置优化对旱地小麦种植效益和养分利用效率的影响,为在增产的基础上增收增效提供理论依据。 【方法】 以冬小麦为研究对象,2013—2014年 (平水年)、2014—2015年 (丰水年) 和2015—2016 年(欠水年) ,连续3年在黄土高原中部的典型雨养旱地进行田间定位试验,设置了传统平作 (平作不覆膜 + 均匀施肥)、垄覆沟播 (垄上覆膜 + 沟内播种 + 均匀施肥) 和膜侧施肥 (垄上覆膜 + 沟内播种 + 定位施肥) 3种栽培模式。调查分析了冬小麦种植效益、不同生育时期的氮磷钾养分吸收量、养分收获指数、养分吸收效率、肥料偏生产力和养分生理效率及百公斤籽粒养分需求量。 【结果】 与传统平作相比,在平水年和欠水年,垄覆沟播的产量分别提高9.5%和6.3%,但经济效益和成本收益率在不同降水年型均无显著变化。膜侧施肥在平水年和欠水年显著提高种植效益,3年平均经济效益和成本收益率较传统平作分别提高23.4% 和9.1%,较垄覆沟播提高21.5%和14.6%。与传统平作相比,垄覆沟播不利于拔节后地上部氮磷钾吸收,从而使氮磷钾吸收效率无显著变化,但3年平均氮生理效率和氮磷钾肥偏生产力分别提高7.7%、7.1%、8.1%和6.7%,百公斤籽粒需氮量降低8.7%。膜侧施肥较传统平作能在保持氮磷钾收获指数、生理效率和百公斤籽粒氮磷钾需求量稳定的基础上,使3年平均氮磷钾吸收效率分别提高18.4%、22.1%和16.4%,氮磷钾肥偏生产力提高16.0%、16.8%和15.6%。与垄覆沟播相比,膜侧施肥提高了开花期和成熟期氮磷钾吸收量以及成熟期秸秆和籽粒的氮磷钾分配量,从而使3年平均氮磷钾吸收效率分别提高20.8%、18.0%和12.1%,氮磷钾肥偏生产力提高8.3%、8.1%和8.4%,百公斤籽粒氮磷需求量增加28.3%和10.0%,但氮磷收获指数降低3.9%和4.2%,氮磷生理效率降低9.5%和8.1%。 【结论】 垄覆沟播降低百公斤籽粒氮磷需求量,提高氮生理效率和氮磷钾肥偏生产力,但种植效益未增加。膜侧施肥促进了不同生育时期的氮磷钾吸收,协同提高了经济效益、养分吸收效率和肥料偏生产力,但也应注意其氮磷收获指数和生理效率降低,百公斤籽粒氮磷需求量增加的问题。      

微垄覆膜沟播对阴山丘陵旱作区马铃薯干物质积累及产量的影响

马铃薯产量的形成,是同化产物积累的结果。研究了微垄覆膜沟播条件下马铃薯干物质累积量的变化及产量。结果表明,微垄覆膜沟播可明显提高马铃薯地上部、块茎及全株干物质累积速度和积累量,且地上部干物质的累积量与马铃薯产量呈极显著正相关,因此,微垄覆膜沟播模式的马铃薯产量,比平地覆膜增加了14.6%,比露地平作增加了27.9%。基于微垄覆膜沟播模式可明显提高马铃薯干物质累积量及块茎产量,可以将其作为雨养区马铃薯栽培的重要技术加以推广。     

旱地全膜双垄沟播玉米适宜覆膜时间研究

播前全膜双垄沟播技术未能最大限度保蓄土壤水分,实现秋雨春用.以秋季、顶凌、播前3个时间覆膜为处理,进行了为期3a的小区试验,探讨了甘肃省旱作区全膜双垄沟播技术的适宜覆盖时间.结果表明,秋季全覆膜、顶凌全覆膜较播前全覆膜在播前→出苗→拔节期0-100 Cm土壤平均含水量分别增加2.7%和1.5%;1 m土壤贮水量分别相当于增加245～501 m3/hm2,138～317 m~3/hm~2;降水利用率分别增加了8.5%和5.6%;水分利用效益分别增加了5.54和2.88 kg/(mm·hm~2).秋季和顶凌全膜双垄春季沟播技术是海拔2 300 m以下,年降雨350～500 mm的干旱、半干旱旱作农业区玉米降水高效利用的技术模式.以秋末土壤封冻前(一般10月中下旬至11月初)及早春土壤昼消夜冻时(一般3月上中旬)覆膜为宜.     

旱区集雨种植方式对春小麦产量和水分利用效率的影响

水分是限制西北黄土高原旱区春小麦增产的一大瓶颈,如何最大限度地挖掘有限降水的生产潜力,实现土壤水分的有效利用,是该区春小麦高产高效种植的关键所在。试验在黄土高原半干旱雨养条件下,以露地穴播为对照,分析了3种不同集雨覆膜种植方式(全膜平作覆土穴播、全膜垄沟覆土穴播和全膜平作无土穴播)对麦田耗水量、籽粒产量和水分利用效率的影响,旨在为促进春小麦增产和提高降水利用效率提供理论依据。结果表明,在春小麦全生育期,覆膜处理0~200 cm土壤贮水消耗量明显高于露地穴播处理53.35 mm,以全膜垄沟覆土穴播处理的土壤贮水消耗量最多,较对照处理显著增加了49.78%,而其他两种覆膜处理之间不存在显著差异。不同覆膜处理的春小麦总耗水量差别不明显,但显著高于对照处理5.23%。覆膜种植增加了春小麦抽穗至灌浆期阶段的耗水,此阶段的耗水量和耗水比例均最大,平均分别为124.49 mm和46.25%,而全膜垄沟覆土穴播处理在此阶段的耗水量最高,显著高于露地穴播处理21.33%。全膜平作覆土穴播、全膜垄沟覆土穴播和全膜平作无土穴播处理分别可使春小麦增产21.08%、21.92%和9.64%。3种覆膜栽培方式下以全膜平作覆土穴播处理的水分利用效率最高,其次为全膜垄沟覆土穴播处理,二者显著高于对照处理15.36%和13.24%,而全膜平作无土穴播处理的最低,与对照处理之间差异不显著。可见,全膜覆土穴播平作和垄作两种集雨覆膜栽培模式均可以实现旱地春小麦生产的高产高效,但还需要进一步筛选适合西北黄土高原旱区春小麦高产稳产的最佳种植模式。     

覆膜耕作方式对河套灌区土壤水热效应及玉米产量的影响

通过设置垄作全膜、垄作半膜、平作全膜以及平作半膜4个覆膜耕作处理,探究不同覆膜耕作方式对河套灌区土壤水热及春玉米产量的影响。结果表明:1)2个生长季内垄作全膜处理各阶段土壤含水率和温度均最高,保水保温效果明显。2)耕层土壤温度的变化规律和含水率的变化规律相反,随着土壤温度升高,土壤含水率逐渐降低。3)玉米生育期内随着温度升高和作物耗水量增大,全膜覆盖和垄作耕作方式的蓄水保墒效果愈加明显;干旱条件下,耕作措施较覆膜方式对地温的影响更为明显;而在水量充沛条件下,覆膜方式则表现出对地温更显著的影响。田间起垄耕作结合全膜覆盖的种植方式,可以获得较高的穗行数和穗粒数,有利于干物质的积累,促进滴灌条件下玉米产量的形成,同时提高水分利用效率,为河套灌区农业节水和玉米高产提供了技术依据。     

垄沟集雨对紫花苜蓿草地土壤水分、容重和孔隙度的影响

在旱作条件下, 将垄沟集雨措施应用于紫花苜蓿种植, 研究沟垄宽比和覆膜方式对2年龄紫花苜蓿草地土壤水分状况、土壤容重及孔隙度的影响。结果表明: 全越冬期, 膜垄和土垄处理0~120 cm土壤水分平均散失量分别低于CK(平作)28.43 mm和13.61 mm。膜垄处理整个集雨期的蓄墒增加率为59.03%~99.27%, 产流效率为53.43%~91.72%; 2009年集雨前期(4月上旬~6月上旬)土垄处理的蓄墒增加率、产流效率分别为1.92%~2.74%和1.71%~2.55%, 2009年集雨中后期(6月中旬~9月下旬)土垄处理的蓄墒增加率、产流效率较集雨前期显著升高, 分别为8.85%~36.77%和8.01%~35.82%; 膜垄和土垄处理的蓄墒增加率、产流效率均随垄面宽度增加而显著增加, 且膜垄的蓄墒增加率、产流效率显著高于土垄处理。垄沟集雨种植能够显著降低0~40 cm土壤层容重, 且0~20 cm土壤层容重降幅表现为膜垄大于土垄。垄沟集雨种植也能够显著增加0~40 cm土壤层孔隙度, 且0~20 cm土壤层孔隙度增幅表现为膜垄大于土垄。     

垄覆膜集雨对苜蓿草地土壤水分动态及利用效率的影响

我国西北黄土高原干旱半干旱区年降雨稀少和土壤水分周期性亏缺, 导致人工草地生产力低下、水分利用效率低。本试验在旱作条件下, 将垄覆膜集雨措施应用于紫花苜蓿种植, 研究了沟垄宽比和覆膜方式对2 年龄苜蓿草地土壤水分动态及水分利用效率的影响。结果表明: 垄覆膜集雨在集雨前期(4 月中旬至6 月上旬)显著提高0~20 cm 土层土壤含水量, 在集雨中后期(6 月中旬至9 月下旬)显著提高0~120 cm 土层平均含水量,越冬期增加土壤水分入渗能力, 提高20~120 cm 土层平均含水量; 且垄覆膜处理的集雨效率高于土垄处理。随着生育时期的延伸, 垄覆膜处理0~120 cm 土壤平均贮水量呈先降后升的趋势, 土垄处理0~120 cm 土壤平均贮水量呈由高到低的趋势; 在苜蓿生长后期垄覆膜处理的蓄墒能力显著高于土垄处理。垄覆膜处理的平均水分利用效率为34.91 kg·mm^-1·hm^-2, 为对照(平作, CK)的2.25 倍, 土垄处理的平均水分利用效率为28.47kg·mm^-1·hm^-2, 为CK 的1.83 倍, 垄覆膜相对土垄处理平均水分利用效率提高22.62%; 垄覆膜处理以沟垄宽比为60 cm∶60 cm 和60 cm∶75 cm 的水分利用效率最高。     

周年覆盖对黄土旱塬冬小麦产量及降水利用率的影响

针对黄土旱塬麦田降水资源少,降水季节与冬小麦需求错位,小麦产量低而不稳的问题,为探究适合当地旱作冬小麦高产高效的栽培措施,通过4年大田试验,研究了无覆盖条播(USL)、垄膜沟播(RFSF)和全膜覆土穴播(WFFHS)种植方式下,冬小麦夏休闲期残膜覆盖的蓄水保墒效果以及周年覆盖条件下冬小麦的产量效应和降水生产效率情况。结果表明:夏休闲期残膜覆盖可以提高土壤蓄水保墒能力,垄膜沟播和全膜覆土穴播处理2m土壤休闲蓄水量分别较露地条播处理高12%~22%(P0.05)和14%~30%(P0.05),相应休闲效率在29%~42%,亦显著高于无覆盖条播处理,且差异性随夏休闲期降水量增加而增加。全膜覆土穴播周年覆盖具有显著的增产效应,较传统无覆盖条播平均增产40%,覆膜种植促进了冬小麦千粒重和穗数的增加,籽粒产量与穗数呈极显著正相关(r=0.830**),覆膜和合理构建群体是提高旱塬冬小麦产量的重要措施。不同处理间水分生产效率、休闲期降水生产效率和周年降水生产效率以全膜覆土穴播处理最高,平均值分别为19.3,9.3,11.7kg/(hm2·mm)。黄土旱塬冬小麦生育期耗水深度达2m以下,覆膜种植处理的耗水量高于无覆盖条播处理,且覆膜加大对1m以下深层土壤水分的消耗。从作物高产和降水高效利用角度考虑,全膜覆土穴播周年覆盖是黄土旱塬冬小麦一种有效的栽培模式。