辽西易旱区雨水资源跨时空调控技术的研究

辽宁西部易早区地域辽阔，旱灾频繁，雨水资源时空分布与作物生产需要不吻合；多年来，并未把着眼点放在拦蓄与科学利用雨水资源上。本文总结了近年来这一地区雨水资源跨时空调控技术，包括空间上对降雨拦、蓄和时间上的夏深松、秋覆膜、春增墒技术，讨论了这一技术所收到的效果及其原理，对今后这一技术体系的形成、完善和推广应用做出了展望。     

辽西半干旱地区雨水资源的调节与开发利用

辽西地区较干旱 ,自然环境条件较差 ,但光热资源充足 ,土地资源丰富。水资源具有分布地匀时差、耕地占有雨水资源较丰富、雨热同季、降雨集中、降雨期与作物生育期吻合较好、非耕地涵养水源能力差等特点。结合辽西地区的具体情况 ,建议增强非耕地雨水的涵养能力 ;完善现有蓄水工程 ,充分发挥工程的经济效益 ;以小工程为主加快雨水集聚工程的建设 ;发展节水农业 ,经济利用雨水资源 ,提高旱地农业生产力。     

半干旱区影响春小麦产量的关键因素及其调控措施

春小麦是干旱半干旱区的主要粮食作物之一，大力引进推广优良春麦品种，提高播种量，增加成穗数，充分利用自然降水，保水保墒，是取得春麦高产的重要措施，同时应增加肥料的投入量，特别是磷肥的投入，改当前的施肥方式秋季基肥的施肥方法为“施足底肥适当追肥”的方法，追肥要以叶面喷施液肥为最好，仍是提高春麦产量的突破口。     

干旱半干旱区地表覆盖对土壤风蚀的影响

为了探究地表覆盖对干旱半干旱地区土壤侵蚀及表层特性的影响,探寻农业发展的新机遇,使用Meta分析的方法,通过搜集国内外干旱半干旱地区土壤覆盖已发表的研究数据,分析了3种地表覆盖方式：覆盖植物、秸秆覆盖和高留茬对土壤风蚀模数及表层干容重、含水量和有机碳含量的影响。结果表明：(1)地表覆盖使土壤年风蚀量降低77.96%,地表风蚀量与覆盖度密切相关,秸秆覆盖度最高,减轻风蚀效果最佳。(2)地表覆盖平均降低2.94%表层(0—20 cm)土壤干容重,从而提高孔隙度保水保肥,抑制土壤侵蚀;其中覆盖植物效果最好,能够降低5.26%。(3)地表覆盖能够增加6.26%年均表层土壤含水量,从而有效增大土壤颗粒间的黏聚力;在降水量≤450 mm的半干旱地区该值能达到10.62%。(4)地表覆盖能够提高23.54%表层土壤有机碳含量,增加土壤颗粒间的黏结性,从而提高土体的抗风蚀能力;高留茬的提升效果最好,为34.42%;覆盖植物中豆科作物的效果最好,平均提高30.76%。总之,3种地表覆盖措施均能不同程度地减轻风蚀,能够实现保土、保水和固碳的多重收益,是未来双碳背景下实现农业可持续发展的有效解决方案。     

辽西半干旱区玉米大豆间作对作物产量及水分利用的影响

为探明玉米大豆间作的作物增产、土地生产力提升和水分高效利用机理,优化辽西半干旱区适宜的玉米大豆间作模式,于2018−2019年在国家农业环境阜新观测实验站,采用田间定位试验方法,设置了玉米大豆间作2行﹕2行（M2S2）、4行﹕4行（M4S4）、6行﹕6行（M6S6）,玉米单作（M）和大豆单作（S）5种种植模式,研究玉米大豆间作对作物产量、土地生产力、土壤水分空间分布及水分利用效率的影响。结果表明,5种单、间作模式作物总产量表现为M＞M6S6＞M4S4＞M2S2＞S,间作模式中作物对总产量的贡献率表现为玉米＞大豆,玉米贡献率为79.0%～87.3%,大豆贡献率为12.7%～21.0%;M6S6和M4S4间作模式土地当量比（LER）分别为1.13～1.19和1.06～1.07,均具有间作产量优势,其中M6S6间作优势最强;M2S2间作模式土地当量比（LER）小于1,表现为间作劣势;土壤水分空间分布结果表明,0−50cm土层间作玉米与大豆存在水分竞争,60−100cm土层玉米和大豆存在水分互补;3种间作模式均提高了单位面积的玉米水分利用效率,除M6S6间作模式外,M4S4和M2S2间作模式均降低了大豆水分利用效率;M6S6和M4S4间作模式水分当量比（WER）分别为1.18～1.21和1.05～1.06,水分生产力提高5%～21%,均具有间作水分利用优势,其中M6S6间作优势最强,M2S2间作模式水分当量比（WER）为0.99～1.01,间作水分利用优势不显著。综合分析认为,玉米大豆间作模式中M6S6间作产量优势和水分利用优势最强,能够显著提高农田土地生产力和水分利用效率,在辽西半干旱区农业生产中具有更好的应用价值。     

半干旱地区土壤水分和养分对玉米生长和产量的耦合影响

Interaction between soil water and nutrients plays an important role in sustainable crop management in semi-arid environments.On the basis of a field experiment conducted from 2000 to 2003,this study examined the coupled effects of irrigation and fertilizers on maize growth and yield in a semi-arid region of northeastern China.In terms of plant productivity,nitrogen fertilizer had the most significant effect followed by irrigation and phosphate levels.The combined application of nutrients and irrigation exerted a synergistic effect on the grain yield of maize plants.Regression analysis indicated that optimal levels of nitrogen and phosphate,in addition to adequate irrigation,could greatly improve the efficiency of grain production.Similarly,optimization of soil nutrient availability substantially increased water use efficiency.These suggested that for the most efficient and sustainable crop production,irrigation and nutrient management should be based on a quantitative understanding of water/nutrients interaction,particularly in semi-arid and arid regions.     

微肥对玉米生长发育、养分吸收及产量的影响

通过田间小区试验,研究了覆膜滴灌条件下施用铁、锰、锌等微肥对玉米生长发育、养分吸收及产量的影响。结果表明:玉米干物质累积最快的时期是在播种后62～99 d,NPK+Fe、NPK+Mn和NPK+Zn处理的玉米单株干物质的积累量分别比NPK处理增加8.84、4.74、15.69 g。NPK+Zn处理的玉米吸N量比NPK处理提高了3.07%,达到了显著差异,而NPK+Fe和NPK+Mn处理的玉米吸N量与NPK处理没有显著差异。NPK+Fe、NPK+Mn和NPK+Zn处理的玉米吸P量和吸K量与NPK处理相比均没有显著差异。施用铁、锌肥可以显著提高玉米的产量,增加玉米的百粒重,增产率分别为6.61%和4.46%,但施用锰肥效果不显著。     

苗期喷施尿囊素对玉米后期生长及产量的影响

以尿囊素( Allantoin,以下缩写为All.) 3 0 0 mg/L和70 0 mg/L于1叶1心期和4叶1心期喷淋玉米(超甜2 0号)幼苗,以喷水作CK。结果表明:( 1 )抽雄后各组根系生长基本停止,地上生长仍在继续,故根/冠比都有下降,但是All.处理组一直高于CK组;( 2 ) All.组伤流液流量、电导率及氨基酸含量均高于CK组,同时+ 1叶叶绿素和可溶性糖含量亦高于CK;( 3 ) All.组青苞产量比CK增产1 6%左右。t分析显示,在两个All.组之间上述各项指标差异不显著,但与CK组相比差异则都达到0 .0 5的显著水平。从而证明,苗期喷施All.能促进根系生长,有利于壮苗的形成,使植株后期生长受益,并最终使产量提高。建议All.使用浓度以5 0 0±2 0 0 mg/L为宜     

控释氮肥减量配施对土壤氮素调控及夏玉米产量的影响

控释氮肥减量后移能够有效提高氮肥的利用率、降低成本,还能够减少对环境造成污染.因此,研究控释氮肥减量配施在小麦-玉米轮作体系中对土壤氮素调控及夏玉米的产量影响,对指导小麦-玉米轮作体系科学施肥具有重要的指导意义.本研究共设置不施氮肥(CK)、100％普通尿素(U)、100％控释尿素(CRU)、80％控释尿素(80％CR...     

城市雨水对生菜产量品质与重金属含量的影响

作为都市农业灌溉用水,城市雨水对农产品食品安全和营养品质的影响深受关注。论文收集自然雨水(T1)、屋顶雨水(T2)和路面雨水(T3),静置沉淀后配置营养液进行水培生菜种植,测量生物产量、生理指标(叶绿素含量、净光合速率、根系活力)、营养指标(可溶性糖、可溶性蛋白、维生素C、硝酸盐)和元素含量(Ca、Fe、Mg、Zn、As、Cd、Pb),结果表明:城市雨水重金属含量低于国家标准,可以作为农业灌溉用水;雨水栽培生菜比自来水栽培生菜长势弱、产量低,路面雨水栽培生菜产量最低,单株干质量仅为3.57 g;雨水降低了生菜叶绿素含量和净光合速率,提高了生菜根系活力,屋顶雨水生菜和路面雨水生菜根系活力分别为3.17和4.08 mg/(g·h),雨水栽培生菜的根冠比大于自来水生菜;雨水栽培生菜蛋白质、糖类和Vc含量不比自来水栽培生菜低,自然雨水生菜蛋白质质量分数4.97 mg/g,路面雨水生菜可溶性糖含量1.00%,路面雨水生菜Vc含量1.52 mg/g,分别为各项指标的最高值;供试生菜硝酸盐含量分别为5.62、5.48、6.04和7.04 mg/g,都超过了国家标准3.00 mg/g,这与试验采用1倍剂量营养液和采用硝酸调节p H值有关;雨水生菜有益元素Ca、Mg含量高于自来水生菜,Fe含量低于自来水生菜,雨水生菜总体品质略好于自来水生菜;自来水、自然雨水、屋顶雨水和路面雨水栽培生菜含As量分别为5.83、4.10、4.53和4.60μg/kg,含Cd量分别为0.76、0.78、2.59和1.37μg/kg,含Pb量分别为102.37、118.63、151.53和123.37μg/kg,远小于国家限量值,满足食品安全要求。总之,利用城市雨水作为都市农业灌溉用水,作物长势弱,产量低,但营养品质略好,食品安全,将城市雨水作为都市农业灌溉用水是可行的。     

渗水地膜对土壤水分、温度及玉米产量的影响

田间试验表明 ,新型地膜—渗水地膜覆盖玉米可以提高土壤水分、调节地温、促进玉米发育进程 ,大幅度增加单位面积产量和提高水分利用率。渗水地膜覆盖技术是一项有前途的旱作农业技术。     

半干旱黄土丘陵区植物休眠期覆盖对土壤水热变化的影响

通过对半干旱黄土丘陵区植物休眠期内不同地膜覆盖下土壤水分与温度的野外试验观测,研究覆膜下土壤水分运移规律与温度变化差异。于2014年10月—2015年4月在西北农林科技大学米脂试验站远志山同一水平阶地上,观测裸地(CK)与透明薄膜覆盖(TF)2种处理下0—400cm深度内土壤水分与裸地(CK)与透明薄膜覆盖(TF)、黑色薄膜覆盖(BF)3种处理下0—50cm(15,30,50cm)深度内土壤温度。结果表明:在植物休眠期,0—400cm土壤储水量TF较CK高51.9%,差异显著(p0.05);0—20cm土壤储水量变幅最大,20—60cm的土壤储水量由上层54.9%降至26.3%;在典型晴天,非冻结阶段CK、TF与BF处理最值温差区间为2.25~2.7℃,3.45~3.5℃,1.5~1.8℃,而在冻结阶段为1.65,2.1,1.2℃,土壤冻结时覆膜保温效应不显著;覆膜保温深度可达15cm,BF处理保温效果优于TF处理。总体来看,在植物休眠期覆膜可以提高0—20cm深度范围的土壤含水量和土壤温度,减少土壤水分损失并促进水分向深层入渗,BF处理较TF处理更加有利于增温与稳定温度变化。     

不同覆膜处理对土壤水热效应及春玉米产量的影响

为探讨生物地膜在农业生产中的适用性,采用田间试验的方法,设置了普通地膜覆盖、生物地膜覆盖及不覆盖3个处理进行对比研究,对3种覆盖方式下土壤温度、土壤水分变化规律及玉米生产性状指标进行了对比研究。研究结果表明:玉米生育前期,生物地膜保温、保墒效果显著,且与普通地膜处理差异不显著(p0.05),但均显著高于不覆膜处理(p0.05);玉米进入生育中后期阶段,生物地膜降解破损,保温、保墒效果减弱,玉米生育中期3种覆盖方式下各土层土壤平均温度差异性显著(p0.05),生育末期,生物地膜保温保墒效果几乎丧失,土壤水热状况与不覆膜处理无显著性差异,且显著低于普通地膜覆盖(p0.05);生物地膜与普通地膜相比玉米产量及生产性状指标差异不显著(p0.05),但均显著优于不覆膜处理(p0.05),平均较不覆膜增产19.48%和20.41%,水分利用效率高22.18%和22.56%。研究结果可为河套灌区可降解生物地膜在农业生产中的应用提供理论基础。     

覆膜集雨渗灌系统在半干旱区土壤水分监测中的应用

[目的] 对半干旱区覆膜集雨渗灌系统下土壤水分空间分布状况及代表性样点的确定进行分析,为半干旱区果园水分管理提供了科学支撑。[方法] 以宁夏回族自治区固原市原州区彭堡镇覆膜集雨渗灌系统下的4 a生红梅杏树为研究对象,在分析土壤水分分布特征和时间稳定性的基础上,利用数学统计方法确定出可以代表果树周围土壤剖面含水量的测点,构建各监测点土壤水含量与代表样点间的关系并进行检验,在保证一定精度的条件下减少监测点数量和成本。[结果] ①土壤含水量的垂向和径向分布特征基本一致,水分含量随着土层深度和径距的增加先增大后减小;垂向土壤水分的变异系数由率先入渗点30 cm处往上逐渐减小,往下先增大后减小;径向土壤水分的变异系数离渗灌器越远越小;②通过时间稳定性选出湿润区的代表样点,再通过相关性分析和聚类分析代表样点所在垂向各测点之间的关系得出,其中3个监测点的土壤含水量可以代表整个0-60 cm深度剖面的含水量情况,并利用实测数据进行验证,其含水量误差在±5%。[结论] 土壤含水量在各方向的分布特征基本一致,可以确定3个代表性监测点为整个0-60 cm深度剖面的代表性样点。     

汉水地膜对土壤水分、温度及玉米产量的影响

田间试验表明，新型地膜－－渗水地膜覆盖玉米可以提高土壤水分、调节地温、促进玉米发育进程，大幅度增加单位面积产量和提高水分利用率。渗水地膜覆盖技术是一项有前途的旱作农业技术。     

关中地区播前土壤墒情对覆膜旱作夏玉米产量和水分利用的影响

基于3年连续冬小麦-夏玉米覆膜轮作试验,通过校验之后的AquaCrop模型设置不同水平的播前土壤墒情,模拟研究关中地区多年历史气候条件下旱作覆膜夏玉米生长和水分利用对播前土壤墒情的响应规律,拟基于播前土壤墒情初步建立覆膜与否的判断标准。结果表明,当土壤初始含水率≤70%田间持水量,关中地区夏玉米覆膜产量波动剧烈;覆膜增产率随着降水的增加呈增加趋势。随着土壤初始含水率的增加,覆膜增产效果越来越明显,且趋于稳定;然而覆膜措施的增产效果对降水量越来越不敏感,最终呈稳定趋势。当播前土壤底墒达到80%~85%田间持水量的水平时,覆膜夏玉米籽粒产量水分利用效率达到最高。综上,有水可保可用是覆膜增产增效的先决条件之一;当土壤初始含水率≤70%田间持水量,建议不采用覆膜措施;当土壤初始含水率≥80%田间持水量时,建议采用覆膜措施。     

地膜覆盖灌水对土壤水分变化及作物生长的影响

地膜覆盖具有增温和保墒的作用,是旱作农业的一项重要技术,在渠灌区应用地膜覆盖技术后,试验表明,地膜覆盖灌水技术不但能够提高区域内土壤温度,而且,具有节水、灌水均匀度高和增产等特点,研究得出,田间土壤水分利用率呈现出冬灌露地小麦＜无冬灌露地小麦＜旱地小麦＜覆盖小麦。     

西北半干旱区秸秆带状覆盖对土壤水分及马铃薯产量的影响

为了探明玉米秸秆带状覆盖对西北半干旱区马铃薯田土壤水分及产量的影响,设置地膜覆盖(M1)、秸秆带状平覆(M2)、垄沟覆杆(M3)和传统不覆盖(CK)4个处理,通过2年田间试验,对比分析了不同覆盖方式对生长指标、土层含水率、产量及水分利用效率的影响。结果表明:3种覆盖方式较CK显著增产11.68%~21.74%,提高水分利用效率22.82%~48.63%。覆盖种植较CK单株产量提高26.02%~48.37%,株高增加3.18%~12.82%,单株生物量增加0.59%~26.49%,全生育期作物耗水量降低55.29~66.21mm,以秸秆带状平覆(M2)最好或较好。全生育期0—200cm土层平均含水率平水年黑膜大垄(M1)较CK低0.89个百分点,偏旱年较CK高1.30个百分点;秸秆带状平覆(M2)无论平水年还是偏旱年分别较M1及CK高0.20~0.89及0~1.50个百分点。其中以秸秆带状平覆(M2)在作物生长、增产及水分利用效率等方面效果较好,适宜西北半干旱地区推广。     

辽西半干旱地区春播前土壤墒情变化的研究

试验监测了不同种植茬口和玉米地秋后不同处理下土壤含水量变化情况,监测结果表明,春播前玉米地表层土壤含水量分别比谷子和大豆地表层土壤含水量低55%,52%,其他土层深度的土壤含水量也均为玉米地最低,谷子和大豆地较高;秋后玉米地的4种处理方式中,土壤含水量高低依次为覆膜＞灭茬＞刨茬＞留茬,其覆膜处理的表层土壤含水量达到11.76%,覆膜和灭茬处理的土壤含水量随监测时间的延长变化不大,刨茬和留茬处理土壤含水量都随监测时间的延长而下降.     

春玉米覆膜垄作沟灌条件下土壤水热效应及对产量的影响

为探究河套灌区玉米覆膜垄作沟灌种植模式下土壤温度与含水率的变化规律、两者响应关系及对玉米产量的影响,以灌区玉米常规覆膜宽度(70cm)及当地常见农用宽膜(110cm)进行对比研究。结果表明:土壤温度变化主要受外界因素和含水率的影响,两种覆膜条件下土壤温度具有相同的日变化规律,且深层较表层土壤具有明显的滞后效应;玉米生育前期宽膜具有更好的保温效果,且表层5,10cm处地温变化具有显著或极显著性差异;全生育期内110cm较70cm膜具有明显的保墒效果,5—25cm土壤平均含水率高5.06%,6.83%,3.89%,5.28%和3.44%;各时刻不同土层与温度可以拟合为对数函数,但早晚相关性较差,说明此时段地温变化的机制更为复杂;玉米生育后期5cm处土壤平均含水率与土壤温度呈现反比关系,20cm处呈现正比关系,且低水分条件下土壤温度变幅更大;生育期内玉米生长性状及产量指标也达到显著性水平,且110cm较70cm膜平均产量高14.86%;研究成果可为灌区玉米覆膜垄作沟灌模式下适宜地膜宽度的选择提供科学依据。