保护性耕作对黄土高原旱田春玉米生物学效应的影响

于2006-2010年,在黄土高原中部高原沟壑区,研究保护性耕作对黄土高原春玉米生物学效应的影响。结果表明,与传统耕作相比,保护性耕作处理下春玉米在各关键生育时期次生根条数、株高、茎粗、穗位叶面积和农田生物量积累均较高,保护性耕作+植保防治处理下春玉米各生育时期均以保护性耕作处理下的BJG处理(保护性耕作+先正达包衣种子+金都尔耕杰植保碎秆浅旋秸秆全程覆盖)最高。耕作模式和植保防护措施对春玉米穗长、行粒数、穗粒数和千粒质量等产量构成指标影响较大,BJG和CC处理(保护性耕作+市售包衣种子+常规植保)与BO处理(保护性耕作+市售包衣种子+无杂草防治)、CK处理(传统耕作+市售包衣种子+无杂草防治)穗长差异极显著(P<0.01),保护性耕作下各处理间穗粒数和千粒质量间差异达极显著水平。保护性耕作增产明显,平均春玉米单株和大田产量增产幅度均高达25.31%,BJG处理春玉米单株和大田产量较BO和CK处理增产幅度分别达36.17%和41.48%。     

保护性耕作对旱地春玉米产量及养分吸收的影响

为探索黄土旱作区保护性耕作对春玉米产量及养分吸收的影响,通过大田试验,以传统耕作和免耕两种耕作方式为基础,研究不覆盖、秸秆覆盖、地膜覆盖和秸秆地膜双覆盖4种覆盖方式对春玉米产量和养分吸收的影响。结果表明:两种耕作方式下秸秆地膜双覆盖增产效果明显,传统耕作增产98.9%,免耕增产78.8%;秸秆地膜双覆盖可以有效促进春玉米穗部性状的发育,显著增加百粒重和穗粒数,从而达到增产效果。免耕秸秆地膜双覆盖可提高籽粒中养分比例,氮素养分比例提高14.6%,磷素养分比例提高12.1%,钾素养分比例提高28.9%。     

保护性耕作及种植模式对蔬菜地耕层土壤CO2含量的影响

采用动态气室法分别对云南省通海县山地蔬菜地、长期连作蔬菜地及不同种植模式下的露地蔬菜地20cm耕层土壤CO2含量进行田间直接测定,分析了不同保护性耕作措施及种植模式对土壤CO2含量的影响,同时分析了保护性耕作措施对蔬菜产量的影响.结果表明,以秸秆还田及有机物质增施为代表的保护性耕作措施能显著提高土壤CO2含量;秸秆覆盖和免耕相结合既有利于土壤呼吸产生CO2,又有利于蔬菜产量、产值提高,但免耕、深耕土壤CO2产生量无显著差异;增施有机物质总体上有利于蔬菜产量、产值提高,增施不同有机物质对蔬菜生产的影响顺序为烟杆＞家禽、家畜粪便＞废弃蔬菜叶＞稻草,其中稻草对蔬菜具有较大的负面影响;土壤CO2含量与耕地利用情况密切相关,土壤CO2含量大小表现为水田＞旱坡地;蔬菜-蔬菜连作＞水稻/烤烟/玉米-蔬菜轮作;蔬菜-蔬菜连作地5年＞10年＞20年.     

基于Meta分析的4种保护性耕作措施对东北春玉米生长季农田土壤水热环境影响

为探究东北水热资源限制下春玉米农田保护性耕作的合理推广,本研究基于44篇已发表文献中的2 705对数据,应用Meta分析方法比较4种保护性耕作(秸秆覆盖SM、免耕NT、免耕+秸秆覆盖NM和深松SN)与传统耕作CK下东北春玉米农田土壤温度和土壤含水量的差异,并探讨不同因素对其影响程度。结果表明：保护性耕作对生长季内的玉米农田有增湿降温的效应,土壤含水量提升5.93%和土壤温度降低2.93%;土壤含水量增加效应由大到小依次为SM>NM>SN>NT;土壤温度在SM、NT下显著降温,NM、SN显著增温,但NM增温幅度仅为0.006%。保护性耕作下土壤含水量和土壤温度在各亚组间均无显著性差异;部分亚组内土壤含水量有显著性差异,显著性依次为：土壤质地>土层深度>生育期>年均气温>年降雨量>秸秆覆盖量,土壤温度仅在秸秆覆盖量亚组内有显著性差异。此外,覆盖(3 000,6 000]kg/hm²秸秆时,蓄水保墒效果最佳。综上,在年均气温[0,10]℃的东北春玉米可种植区实施4种保护性耕作均有显著的增湿降温效应。     

渭北旱塬春玉米田保护性耕作蓄水保墒效果与增产增收效应

【目的】探索渭北旱塬春玉米田不同保护性耕作措施对土壤蓄水保墒效果及其与不同施肥处理组合的增产增收效应。【方法】在2007—2009年通过大田试验,测定冬闲期和玉米生育期秸秆还田免耕、深松和翻耕处理土壤湿度,分析各耕作处理在平衡施肥、无肥和常规施肥处理下春玉米产量和经济收益。【结果】2年冬闲期免耕和深松处理0—200cm土层平均土壤贮水量分别较翻耕处理高33.4和31.1mm,2年玉米生育期免耕和深松处理平均土壤贮水量分别较翻耕处理高36.3和37.3mm;平衡施肥深松处理组合春玉米产量和水分利用效率最高,2年平均产量和水分利用效率分别达到10341.0kg.hm-2和24.89kg.hm-2.mm-1,平衡施肥免耕次之,平衡施肥翻耕处理位居第三位。【结论】无论在何种施肥处理下,土壤蓄水保墒能力和增产增收效应均为深松免耕传统翻耕处理。平衡施肥深松处理组合效益最好,为渭北旱塬较适宜的春玉米保护性耕作种植模式。     

玉米深松改土保护性耕作技术及其效应试验研究

进行玉米深松改土保护性耕作技术及其效应试验,结果表明:深松改土保护性耕作技术能够促进玉米的生长发育,使其提早成熟;提高了土壤蓄水能力,有效地改变土壤物理性状;促进玉米百粒重增加,增产效果明显,适宜在肇东市推广。     

保护性耕作对冬小麦土壤理化性状及生理特性的影响

在永登县偏干旱区研究了保护性耕作对冬小麦土壤理化性质和生理特性的影响。结果表明,实施保护性耕作后,土壤容重和土壤温度明显改善,土壤含水率显著增加。冬小麦秸秆覆盖后深松处理的折合产量为 6 680.0 kg/hm2,较传统耕作增加736.7 kg/hm2,增产率12.4%;秸秆覆盖后免耕处理的折合产量6 533.3 kg/hm2,较传统耕作增产9.9%。两个处理均较传统耕作极显著增产。     

辽西地区垄作和平作保护性耕作方式比较研究

比较了平作和垄作下不同保护性耕作方式对土壤水分、温度和作物生长发育和产量的影响。结果表明,几种耕作方式中平作的平均产量都要高于垄作,其增产率在11.38%￣15.20%之间。在相同的垄作或平作方式下,不同的保护性耕作方式的增产幅度不同,其中秸秆还田增产幅度最大。平作方式的出苗率、叶面积指数、根干重和干物重都高于垄作,但不同的保护性耕作方式其各项指标变化有所不同。平作下保护性耕作方式的土壤含水量高于垄作;垄作方式有一定的增温效应,尤其在苗期的土壤表层。     

不同耕作模式对土壤肥力和小麦产量的影响

采用一种小麦田保护性耕作模式(免耕覆盖)与两种传统耕作模式(深松覆盖、传统耕作)长期定位试验,对山东省济南市小麦玉米连作栽培模式小麦季的土壤水分和产量进行研究。结果表明:小麦全生育期,免耕覆盖处理的土壤含水量明显高于深松覆盖和传统耕作处理,传统耕作不覆盖土壤含水量最低;小麦田土壤养分,免耕覆盖栽培模式下土壤表层中有机质、全氮、速效氮、有效磷和速效钾含量均高于深松覆盖和传统耕作处理,与传统耕作差异显著;免耕覆盖处理的土壤酶活性,与传统耕作、深耕覆盖没有明显提高;小麦产量,免耕覆盖处理增产效果明显,比传统耕作和深耕覆盖分别增产14.63%和5.07%,与传统耕作相比差异显著。     

中国玉米保护性耕作研究进展

玉米植株高大、适应性强、分布广,是保护性耕作研究的主要作物之一.根据前人对中国玉米保护性耕作的研究,总结和分析了中国玉米保护性耕作的技术模式、分布特点、不同保护性耕作对玉米生长环境和生长发育的影响以及保护性耕作条件下玉米的产量效应和经济效应,对中国玉米保护性耕作的研究现状作了归纳和分析,为中国玉米保护性耕作研究提供参考.     

垄膜沟播与秸秆还田对内蒙古黄土高原玉米农田土壤水分、酶活性及产量的影响

为明确全覆膜垄膜沟播种植和秸秆还田措施下玉米农田土壤保水改土效果及增产效应,在内蒙古黄土高原旱作区对比分析了全覆膜垄膜沟播结合秸秆还田（S+M）、秸秆还田（S）、全覆膜垄膜沟播（M）、秸秆不还田不覆膜（CK）4种不同耕作方式下土壤水分、酶活性变化规律及玉米产量形成特性。结果表明：全覆膜垄膜沟播种植和秸秆还田均能提高玉米各生育阶段0—100 cm土层土壤含水量,尤以0—20 cm土层土壤含水量差异最为显著,且全覆膜垄膜沟播种植提升效果优于秸秆还田,两者耦合后土壤含水量表现为最大;垄膜沟播和秸秆还田均可显著提高土壤过氧化氢酶、脲酶、蔗糖酶和碱性磷酸酶活性,且随玉米生育期推移,土壤酶活性呈先增加后降低趋势,在大喇叭口期达到峰值;同时,垄膜沟播和秸秆还田均能提高玉米干物质量和产量,由高到低次序为S+M＞M＞S＞CK,与CK相比,S、M、S+M处理玉米产量分别提高11.84%、37.83%、45.13%,全覆膜垄膜沟播结合秸秆还田明显优于其他处理,可作为内蒙古黄土高原旱作区玉米节水增效增产栽培模式。     

不同覆膜方式对陇东春玉米土壤水分和产量性状的影响

为明确不同覆膜方式对陇东春玉米的土壤水分时空变化及春玉米的农艺及产量性状的影响。设置Aa全膜双垄沟播冬前覆膜、Ab全膜双垄沟播顶凌覆膜、Ac全膜双垄沟播播期覆膜、Ba半膜冬前覆膜、Bb半膜顶凌覆膜5个处理,通过测定0~200 cm土壤水分,探明不同覆膜方式在玉米不同生育期土壤水分时空变化规律。研究表明：5个处理播种期耕层土壤含水量最高,15.99%～21.26%,平均18.81%,Aa、Ab土壤含水量分别达到21.26%、20.33%,较Ac 15.99%增加33%和27.2%,Ba、Bb土壤含水量分别为18.41%和18.04%,低于同时期全膜覆盖,比Ac分别增加15.1%和12.8%。影响土壤水分的因素依次为,覆膜时期＞覆膜方式。冬前、顶凌覆膜是旱作玉米蓄水保墒的有效措施且效果显著。苗期各处理耕层土壤含水量最低,土壤含水量处于10.42%~13.95%之间。5个不同覆膜方式与覆膜时期下,播期土壤含水量＞苗期土壤含水量＞孕穗扬花期土壤含水量＞乳熟蜡熟期土壤含水量,5个处理中20~40 cm土层含水量最低,土壤水分递减率表现为：半膜顶凌覆膜＞半膜冬前覆膜＞播种全覆膜＞顶凌全覆膜＞冬前全覆膜。Aa 667m产量969.02 kg,667m产值1 807.2元, 667 m纯收益1 129元,较Bb增产22.43%,667 m增收307.3元,产投比2.17。综上,通过分析不同覆膜方式对陇东春玉米土壤水分和产量性状的影响,揭示了干旱地区全膜双垄沟播技术增产机理。     

氮肥调控与地表覆盖对旱地冬小麦氮素吸收 及残留淋失的影响

【目的】针对西北旱区水分缺乏和氮肥施用不合理的问题,探索作物增产与水肥高效的施肥与栽培模式,以指导旱地农业生产。【方法】通过在黄土高原旱地进行的长期田间定位试验,研究早春追肥、氮肥调控、垄覆沟播、播种密度、夏闲期秸秆覆盖等措施对作物产量与氮素利用,以及收获后土壤硝态氮残留,夏闲期残留硝态氮淋溶和土壤氮素矿化的影响。【结果】旱地早春追肥、氮肥调控+早春追肥、氮肥调控+垄覆沟播、氮肥调控+垄覆沟播增密处理小麦产量比农户常规施肥分别提高15.7%、22.2%、38.6%和24.8%,作物氮吸收增加25.0%、32.0%、36.4%和6.4%,氮素收获指数提高3.8%、3.3%、5.7%和6.8%,当季硝态氮残留减少30.9%、20.0%、59.5%和68.2%,夏闲期硝态氮向60 cm以下土层的淋溶减少27.5%、24.6%、42.3%和24.3%。【结论】渭北旱区早春追肥、氮肥调控+早春追肥、氮肥调控+垄覆沟播和氮肥调控+垄覆沟播增密在提高冬小麦产量的同时,促进作物氮的吸收,减少肥料氮的残留,其中氮肥调控+垄覆沟播结合夏闲期秸秆覆盖,在增加土壤保水蓄水的同时,避免硝态氮向深层淋失,效果更好。     

玉米全膜双垄沟播效益与配套技术研究

经过3年不同覆膜方式效益试验研究,结果表明：0-20cm土壤温度为秋季全膜双垄沟播〉早春全膜双垄沟播〉播期全膜双垄沟播〉秋季半膜覆盖〉早春半膜覆盖〉播期半膜覆盖,0～20cm土壤含水量为秋季全膜双垄沟播〉早春全膜双垄沟播〉播期全膜双垄沟播〉秋季半膜覆盖〉早春半膜覆盖〉播期半膜覆盖,产量和效益为秋季全膜双垄沟播〉早春全膜双垄沟播〉播期全膜双垄沟播〉秋季半膜覆盖〉早春半膜覆盖〉播期半膜覆盖,秋季全膜双垄沟播比常规半膜覆盖增产25％-30％,优势十分明显。通过玉米不同补灌时期试验、不同海拔玉米品种试验、玉米密度试验、玉米大垄中间套种其他作物示范。初步完善了全膜双垄沟播栽培技术体系。     

留膜留茬免耕栽培对旱地春玉米耗水特性、产量及品质的影响

通过大田试验研究了全膜双垄沟播栽培（T1）、留膜留茬免耕栽培（T2）、露地沟播栽培（T3）、露地不施肥沟播栽培（CK）4种栽培模式对旱地春玉米耗水特征、产量、水分效应及籽粒品质的影响。结果表明：T2较T1、T3、CK播前0~2 m和0~3 m土层分别多贮水26.6 mm、63.3 mm、55.4 mm和27.4 mm、57.8 mm、59.4 mm;0~2 m土层耗水量分别增加了5.2%、17.9%、15.7%,且耗水量随播前底墒增加而增加。T1、T2产量和水分利用效率均与CK差异极显著,而T1、T2间产量和水分利用效率差异均不显著。产量构成中穗粒数及百粒重以T1最高,其次为T2。玉米收获期单株总干物质质量、茎鞘和叶片干物质输出率和贡献率、收获指数均为T1＞T2＞T3＞CK。不同栽培模式籽粒粗蛋白含量极显著高于CK,增幅为23.0%~27.4%,粗脂肪含量均低于CK,降低幅度为11.7%~13.9%。旱地留膜留茬免耕栽培休闲期蓄积的水分能保证特殊降雨年份玉米生长发育对水分的需求,实现旱地春玉米高产优质与水分高效,并在特殊降雨年份起到防灾减灾作用。     

不同覆膜方式对胡麻根系生长和产量的影响

为了系统探索覆膜对胡麻植株的全面影响,完善地膜胡麻生长发育规律。以常规露地条播为对照(CK),研究陇东旱塬区普遍应用的两种覆膜方式(全膜覆土穴播、膜侧条播)下胡麻根系生长情况和产量的变化。结果表明:全膜覆土穴播处理下0～100 cm土层土壤平均含水量(盛花期)和胡麻籽粒产量较CK分别显著提高21.71%和20.34%,膜侧条播与CK之间差异不显著;在胡麻现蕾期和盛花期,全膜覆土穴播和膜侧条播处理下胡麻0～10 cm主根直径较CK显著提高4.11%～103.39%,根干质量较CK提高21.76%～30.98%,根冠比较CK降低4.38%～29.46%,但在盛花期膜侧条播处理下胡麻主根直径、根干质量、根冠比与CK差异不显著;成熟期,覆膜处理对胡麻根系的影响效应逐渐减弱。综上所述,全膜覆土穴播和膜侧条播均能够促进胡麻根系生长,提高土壤水分含量和胡麻籽粒产量,且全膜覆土穴播效果更优。     

土壤保护耕作对怀来县玉米地沙化的阻滞效果

采用大区对比方法,研究了土壤保护耕作措施对怀来县玉米地沙化的阻滞效果。结果表明,玉米整秆留茬越冬,地表风速降低24%~71%,春播前保墒相当于增雨7·6mm;高度15~30cm的普通留茬玉米地,地表风速减小9%~16%,而耙擦灭茬的地块风阻仅2%。玉米整秆留茬越冬,地表土<0·1mm的土壤颗粒由585·9g/kg提高到691·3g/kg,降尘效果明显;普通留茬处理的地表土>0·1mm的颗粒比例增加了31%。玉米苗期土壤的保墒蓄水效果以整秆留茬粉碎还田覆盖结合深松方法最好;深松处理增产幅度最大。     

免耕覆盖对玉米田土壤物理性状的影响

[目的]研究渭北旱塬免耕结合不同覆盖对春玉米产量和土壤物理性状的影响,以期对该区农业生产提供理论依据。[方法]选取先玉335为供试材料,以传统耕作不覆盖为对照,通过大田试验测定和分析了免耕不覆盖、免耕秸秆覆盖、免耕地膜覆盖和免耕地膜秸秆双元覆盖下土壤容重、孔隙度、含水量以及水分利用效率的变化。[结果]免耕覆盖处理能够不同程度降低20~40 cm土层土壤容重,显著提高春玉米播前0~80 cm土层土壤含水量;免耕地膜秸秆覆盖和免耕地膜覆盖较对照春玉米播前0~300 cm土层土壤贮水量增加63.7和62.5 mm,水分利用效率提高69.7%和22.4%。[结论]渭北旱塬地区春玉米种植适宜免耕地膜秸秆双元覆盖的方式。     

耕作措施和氮肥用量对陇中旱农区粮饲兼用玉米光合特性与水分利用效率的影响

全膜双垄沟播技术使玉米成为陇中旱农区主栽作物之一,但该技术下玉米的高产导致土壤养分和水分耗竭,影响玉米生产的可持续性,依托2012年布设在陇中旱农区的田间定位试验,研究4种耕作方式(CT:传统翻耕,RT:旋耕,SS:深松耕,NT:免耕)和4种施氮水平(N1:不施氮,N2:施纯氮100kg·hm~(-2),N3:施纯氮200kg·hm~(-2),N4:施纯氮300kg·hm~(-2))对粮饲兼用玉米光合特性、干物质积累量、产量及水分利用效率的影响。结果表明:深松耕和免耕显著增强玉米光合性能,且随着施氮量的增加玉米光合性能也增强;各生育时期干物质积累量均表为SSNTRTCT、N4N3N2N1,成熟期时SS较CT显著增加37.4%,N4较其他处理增加15.0%~85.0%;与传统耕作相比,深松耕和免耕可以提高玉米籽粒产量,2014年SS和NT较CT分别增加33.0%、18.8%,2015年分别增加19.7%、11.6%,且深松耕处理生物量显著高于传统耕作;施纯氮300kg·hm~(-2)和200kg·hm~(-2)均可以提高玉米籽粒产量、生物量和水分利用效率,但施纯氮200kg·hm~(-2)与300kg·hm~(-2)无显著差异,施纯氮200kg·hm~(-2)处理下籽粒产量、生物量和水分利用效率较不施肥处理分别增加68.4%、63.5%、52.2%,较施氮100kg·hm~(-2)分别增加40.2%、31.7%、30.5%。因此,在陇中旱农区应用全膜双垄沟播技术种植粮饲兼用玉米,覆膜前深松耕或免耕,施氮200kg·hm~(-2)左右比较适宜,既有利于粮饲兼用玉米籽粒产量、饲料产量的提高,也可以提高水氮利用效率,促进玉米生产的可持续发展。     

播种密度对秸秆覆盖旱地冬小麦产量和土壤水分的影响

为了解秸秆覆盖下作物群体对土壤水分和小麦产量的影响,于2012年6月至2013年6月在渭北旱塬研究秸秆覆盖与常规耕作模式下播种密度对土壤储水量、冬小麦群体动态变化、小麦产量及水分利用效率的影响。秸秆覆盖与常规耕作相比休闲期在0~3.6m土层多蓄水105mm,主要于小麦拔节后利用。不同播种密度主要影响小麦抽穗前的群体大小,抽穗后群体差异不显著。小麦籽粒产量为2 841~3 496kg/hm2,不同密度水平或覆盖均没有显著影响小麦产量,但是高密度处理较中、低密度显著降低小麦收获指数。另外,秸秆覆盖小麦较常规增加20%耗水量,小麦水分利用效率降低11%。因此,在休闲期降雨丰富,生育期特旱的气候条件下播种密度对秸秆覆盖小麦产量没有影响,显著增加耗水量,降低水分利用效率。播种密度、秸秆覆盖及其交互效应还有待于在其他气候年型下进一步研究观测以便综合评价这些因素的影响效应,进而建立旱地小麦高产高效用水的管理措施。