地膜覆盖对河套灌区春玉米耗水结构及水分利用的影响

【目的】探究不同颜色地膜覆盖对春玉米农田蒸散量及蒸散结构的影响。【方法】在内蒙古河套灌区开展了黑色地膜覆盖(M2)、透明地膜覆盖(M1)和不覆膜(M0)春玉米试验,采用微型棵间蒸渗仪法、水量平衡法,在玉米生育期内测定并计算土壤含水率、农田蒸散量、棵间蒸发量及其占比,分析了不同覆盖处理下农田水量平衡、作物产量及水分利用效率。【结果】在土壤剖面0～120cm土层内,覆膜处理土壤含水率显著高于不覆膜处理,M1、M2处理的土壤贮水能力优于M0处理,同时覆膜处理显著降低了春玉米农田蒸散量,与M0处理相比分别降低了6.10%、8.18%;主要原因在于覆膜降低了土壤棵间蒸发,与M0处理相比,M1、M2处理分别降低了28.43%、33.20%的土壤蒸发量,改善了农田的耗水结构,从而导致更多的无效水分消耗转化为作物可利用的水分,进而提高春玉米产量与水分利用效率;与M0处理相比,M1、M2处理的产量分别增大22.83%、10.31%;水分利用效率分别增加了30.79%、20.12%。此外,在河套灌区常见透明地膜与黑色地膜覆盖条件下,透明地膜消耗了更多的水分,但同时透明地膜处理可以在后期利用更多的毛管上升水且具有更高的产量与水分利用效率。【结论】在河套灌区利用覆膜技术,可以有效地改善春玉米农田的耗水结构,提高春玉米产量与水分利用效率;相比于黑色地膜,透明地膜是最适宜河套灌区的农艺措施。     

不同地膜覆盖对夏玉米产量及水分利用效率的影响

为探求玉米地膜覆盖栽培技术中可降解地膜代替普通农用地膜的可行性,解决白色污染问题,本试验通过设置普通白色地膜(M1)、可降解白色地膜(M2)、可降解黑色地膜(M3)以及不覆盖地膜(CK)4种处理,分析比较不同地膜覆盖对夏玉米土壤体积含水率、贮水量、产量、耗水量及水分利用效率(WUE)的影响。结果表明,与不覆盖地膜相比,覆盖地膜能提高夏玉米0~30 cm土层土壤体积含水率和贮水量,2种可降解地膜的保水性无显著差异,但都低于普通白色地膜;覆盖可降解黑色地膜、可降解白色地膜和普通白色地膜后,夏玉米的耗水量分别减少了3.7%、1.0%和1.5%;覆盖可降解黑色地膜使夏玉米籽粒产量显著提高了14.8%,WUE显著提高了15.4%,而覆盖可降解白色地膜与普通白色地膜使夏玉米籽粒产量分别下降了9.5%和19.7%,WUE分别下降了11.5%和19.2%。虽然3种地膜都使0~30 cm土层土壤含水率上升,但是只有覆盖可降解黑色地膜起到增产的作用,因此在地膜覆盖栽培技术中选用地膜时一定要根据具体条件合理的选择和应用。     

不同类型薄膜覆盖对冀东地区玉米产量和水分利用效率的影响

为了探索不同颜色地膜覆盖对冀东地区玉米产量及水分利用效率的影响,于2014―2015年采用白色地膜、黑色地膜和裸地玉米栽培试验,分析了不同颜色地膜覆盖对玉米株高、叶面积指数、生物量、产量和水分利用效率的影响。结果表明,与裸地相比,覆膜处理能显著提高玉米株高(P0.01);覆膜处理的玉米叶面积指数显著大于裸地处理(P0.01),在玉米成熟期黑膜处理的叶面积指数最大;覆膜处理玉米干物质积累量在整个生育期均显著高于裸地(P0.01),玉米灌浆中后期至成熟期,黑膜覆盖的干物质积累量最大;黑膜处理的玉米产量和水分利用效率显著高于白膜和裸地处理(P0.01)。在冀东地区,用黑色地膜替代白色地膜,能够促进玉米增产和水分高效利用。     

不同覆盖方式对土壤水肥热状况及玉米产量的影响

为评价和探讨玉米秸秆覆盖在河套灌区的适用性及应用效果,试验设置地膜覆盖、秸秆覆盖和不覆盖处理,研究了不同覆盖方式对玉米土壤水肥热状况及产量和水分利用效率的影响。结果表明:玉米生育前、中期,秸秆覆盖0~100 cm土壤含水率与地膜覆盖无显著性差异(P0.05),具有较好的保墒效果,且两者0~60 cm含水率均显著高于不覆盖处理(P0.05)。玉米生育后期,秸秆覆盖0~60 cm土壤含水率显著高于其他两个处理,说明秸秆覆盖更有利于土壤水分的贮蓄和持续利用。秸秆覆盖可有效提高表层0~20 cm土壤养分含量,且以提升速效钾和速效磷含量最为显著。秸秆覆盖可有效调节土壤温度,为玉米的正常生长提供了适宜的土壤温度条件。秸秆覆盖条件下玉米产量和水分利用效率与地膜覆盖无显著性差异(P0.05),但平均较不覆盖处理高24.18%和23.64%,差异性显著(P0.05)。综合分析,玉米秸秆覆盖的种植方式较适宜在河套灌区推广应用。     

不同地膜覆盖对夏玉米产量及水分利用效率的影响

为探求玉米地膜覆盖栽培技术中可降解地膜代替普通农用地膜的可行性,解决白色污染问题,本试验通过设置普通白色地膜（M1）、可降解白色地膜（M2）、可降解黑色地膜（M3）以及不覆盖地膜（CK）4种处理,分析比较不同地膜覆盖对夏玉米土壤体积含水率、贮水量、产量、耗水量及水分利用效率（WUE）的影响。结果表明,与不覆盖地膜相比,覆盖地膜能提高夏玉米0～30 cm土层土壤体积含水率和贮水量,2种可降解地膜的保水性无显著差异,但都低于普通白色地膜;覆盖可降解黑色地膜、可降解白色地膜和普通白色地膜后,夏玉米的耗水量分别减少了3.7%、1.0%和 1.5%;覆盖可降解黑色地膜使夏玉米籽粒产量显著提高了 14.8%,WUE 显著提高了 15.4%,而覆盖可降解白色地膜与普通白色地膜使夏玉米籽粒产量分别下降了9.5%和19.7%,WUE分别下降了11.5%和19.2%。虽然3种地膜都使0～30 cm土层土壤含水率上升,但是只有覆盖可降解黑色地膜起到增产的作用,因此在地膜覆盖栽培技术中选用地膜时一定要根据具体条件合理的选择和应用。     

地膜覆盖保墒灌溉的土壤水、热以及作物效应研究

通过小区试验研究了不同的地膜覆盖保墒灌溉措施对土壤水分动态变化、土壤微生物、土壤温度、玉米生长状况、生理生态指标以及产量等的影响。结果表明,地膜覆盖后0~50 cm土壤含水量覆膜的明显高于未覆膜处理,在玉米整个生育期内,未灌溉处理的地膜0~20 cm的含水量较对照平均提高6.1%,20~50 cm较对照平均提高3.38%,50~100 cm较对照平均提高1.57%。覆膜后耕层土壤细菌、放线菌、真菌平均分别是对照的4.1倍、2.08倍和2.41倍。覆膜后叶片光合和蒸腾速率均较对照有所增加,相同灌溉量条件下,地膜处理的玉米产量较对照平均增产14.24%、9.4%和11.15%,对于覆膜或不覆膜处理,其产量均随着灌溉水量的增加而增加。     

不同颜色地膜对土壤水热和冬小麦生长的影响

为探索雨养条件下不同颜色地膜覆盖对土壤水热动态及冬小麦生长的影响,设置黑、白2种不同颜色地膜覆盖和露地处理,使用TRIME-TDR及温度计对土壤水、热进行了全动态监测。结果表明,整个生育期内,覆膜处理增温效果显著,尤其在越冬期,黑、白覆膜处理土壤有效积温较对照分别增加130.5℃和69.8℃。全生育期内,黑色覆膜处理耕层土壤含水率较白色覆膜处理提高5.3%,且冬小麦越冬—返青期,黑色覆膜0~100cm土壤蓄水量较白色覆膜处理和对照分别提高40.1mm和23.2mm。冬小麦生殖生长阶段,黑色覆膜处理生长速率和地上部干物质量均高于白色覆膜处理,黑、白覆膜处理冬小麦产量较对照分别提高11.7%和6.5%;黑、白覆膜处理土壤水分利用效率较对照分别提高15.8%和7.3%。黑色覆膜处理有效减少越冬期低温对冬小麦生长的影响,同时能在早春干旱时节为冬小麦生长提供更为充足的水分供应。     

秸秆覆盖对沟灌水盐迁移与玉米水分利用效率的影响

为研究河套灌区盐渍化土壤垄背地膜和秸秆覆盖下的沟灌土壤水盐迁移特征,明晰沟灌作物产量及水分利用效率的变化规律,设置垄背秸秆覆盖量分别为0.3（P0.3）、0.6（P0.6）、0.9（P0.9）、1.2kg/m 2 （P1.2）和常规覆膜（DM）、裸地不覆盖（CK）6种处理,于2019年进行沟灌灌水试验,对比分析了不同秸秆覆盖量下玉米生育期前后沟断面土壤水盐分布、作物产量及水分利用效率的变化情况。结果表明：玉米苗期,覆膜和秸秆覆盖处理能显著降低作物无效耗水,保证生育后期对水分的需求;抽雄灌浆期,覆膜增温效应促进了作物生长,DM处理玉米耗水强烈,土壤储水量最低;玉米成熟期,垂直方向土壤水分运动较前期减弱。整体来看,P1.2、P0.9处理蓄水保墒效果较好（P<0.05）。沟灌灌水定额较小、盐分淋洗效果较差,且受土壤蒸发及地下水补给作用,因此造成根系层盐分累积。覆膜和秸秆覆盖处理均能有效抑制盐分聚集,P1.2和P0.9处理生育末期的土壤含盐量较初始含盐量增幅较小,分别为14.10%和24.74%。P0.9和DM处理产量和水分利用效率较CK分别提高20.01%、25.46%和11.32%、15.29%,增幅较大;过量秸秆覆盖造成播期土壤温度偏低,会影响玉米出苗,P1.2处理玉米产量和水分利用效率较DM处理略有降低,但差异不显著（P>0.05）。采用主成分分析法对沟灌秸秆覆盖下土壤保墒抑盐效果、玉米出苗、产量以及水分利用效率等因素进行综合评价,初步确定适宜的沟灌秸秆覆盖模式,建议采用0.9~1.2kg/m 2 的垄背秸秆覆盖量代替常规地膜覆盖,以减小地膜残留带来的环境污染。本研究可为灌区农业栽培提供一定借鉴。     

地膜对花生土壤水热环境和生长的影响

【目的】研究不同可降解地膜与普通地膜对花生土壤水热环境和生长的影响。【方法】设置农用白色地膜（WM）、黑色地膜（BM）、白色全生物可降解膜（WDM）、黑色全生物可降解膜（BDM）及不覆膜（CK）共5个处理,开展大田试验探究不同颜色可降解膜和普通地膜覆盖对花生土壤水热环境及其生长的影响机制。【结果】(1)WDM处理与BDM处理较WM、BM处理增温保墒效果更好,苗期WDM处理0～25 cm土层平均土壤温度较WM处理高0.8℃,BDM处理较BM处理高0.6℃;苗期WDM处理夜间5 cm土层土壤平均温度较WM处理提高0.8℃,BDM处理较BM处理高0.6℃;苗期WDM处理夜间有效土壤积温较WM处理高88℃,BDM处理较BM处理高60℃;WDM处理全生育期土壤含水率较WM处理提高11.7%,BDM处理较BM处理提高7.2%。(2)WDM处理花生产量较WM、BM、BDM处理分别增加5.3%、6.6%、17.3%,WDM处理水分利用效率较WM、BM、BDM处理分别提高7.8%、11.7%、22.8%。(3)白色可降解膜较黑色可降解膜降解程度提高14.6%。【结论】综上可知,山东花生种植中适宜选用白色...     

集雨模式对农田土壤水热状况与水分利用效率的影响

基于2 a田间试验数据,对比研究了不覆盖(CK)、垄覆白膜沟不覆盖(M1)、垄不覆盖沟覆秸秆(M2)、垄覆白膜沟覆秸秆(M3)和垄覆黑膜沟覆秸秆(M4)5种集雨模式对农田土壤水热状况及夏玉米产量和水分利用效率的影响。结果表明,垄沟覆盖集雨措施可显著提高土壤贮水量、土壤含水率及土壤储水亏缺补偿度(P0.05),其中全程覆盖处理(M3和M4)优于单一覆盖处理(M1和M2),垄覆黑膜处理(M4)优于垄覆白膜处理(M3)。黑色地膜较白色地膜可显著降低膜下(除表层)土壤温度(P0.05);沟内覆秸秆较沟内无覆盖可有效改善根层土壤温度。M4处理较优的水热条件可显著提高玉米经济产量和水分利用效率(P0.05),其2 a平均籽粒产量和水分利用效率分别较处理CK提高30.90%和57.49%,是陕西关中地区合理有效的集雨模式。     

滴灌条件下地膜覆盖对玉米田间土壤水热效应的影响

水热条件是影响作物生长和发育的重要因素之一,通过田间试验研究了有膜滴灌和无膜滴灌对玉米的土壤水分和温度的变化。结果表明:在玉米生长前期,有膜滴灌0~20cm土层的含水率较无膜滴灌高出6.4%,差异显著(p0.05),但在30~100cm土层,有膜滴灌土壤含水率却比无膜滴灌低6.1%~7.54%,差异显著(p0.05)。玉米生育期前期(5-6月),覆盖地膜比无膜措施平均温度高0.4~4.1℃;种植后30d,覆盖地膜处理在5~10cm土层的日较差显著高于无膜处理,但其他土层差异却不显著,可见地膜覆盖在玉米生育期前期可以增加土壤浅层温度,提高土壤表层含水率,为玉米的生长发育提供了良好的水热条件。     

亚表层有机培肥调控盐渍土孔隙结构与水盐运移机制

为探明亚表层有机培肥结合地膜覆盖对土壤孔隙结构及其水盐运移的调控机制,以内蒙古河套灌区典型盐渍土为研究对象,设置了地表不覆膜(CK)、地膜每年覆盖(PM)和亚表层单次有机培肥+地膜每年覆盖(OMP)3个处理,3年后采用X射线CT扫描和图像处理技术获取了部分亚表层(15 ～21 cm)与深层(35 ～41 cm)土壤孔隙...     

优化井渠轮灌下秸秆覆盖对夏玉米根系分布与产量影响

为探究夏玉米根系分布及产量对优化井渠轮灌模式下秸秆覆盖的动态响应,设置“渠井渠”灌溉模式下常规覆膜（FM）、秸秆表覆（BF）和秸秆深埋（SM）,全渠水灌溉的常规覆膜为对照（CK）4种处理,于2018年和2019年在河套灌区开展了不同耕作模式田间试验。结果表明,CK处理夏玉米根系分布呈浅宽型,根长密度随土层加深而降低,根长密度集中点在表层0~20cm;优化井渠轮灌模式下,常规覆膜（FM）根长密度集中点在10~30cm,提高深层根长密度不显著;秸秆覆盖显著提高根长密度（P<0.05）,BF处理根系呈宽浅型分布,根长密度集中点在0~20cm,较CK处理的0~20cm土层根长密度提高19.6%（P<0.05）;SM处理根系呈深扎型分布,根长密度集中点下移至20~40cm,显著提高大于40cm土层根长密度,较CK提高91.7%（P<0.05）;各处理水平方向根长密度近似呈以植株为中心的标准正态分布,分布半径约15cm;优化井渠轮灌模式显著降低夏玉米生育期耗水和提高水分利用效率（P<0.05）,但FM和BF较CK平均减产10.1%和1.3%;SM综合效果较佳,较CK平均增产8.9%,水分利用效率平均提高41.4%。该研究可为河套灌区合理安全利用地下微咸水资源、丰富井渠轮灌理论体系及节水增产提供借鉴。     

内蒙古河套灌区不同灌溉模式对土壤温度及盐分的影响

针对内蒙古河套灌区井渠结合膜下滴灌这一灌排发展趋势,分别选取了黄灌(H)、井灌(J)、滴灌(D)3种灌溉模式,研究了土壤温度时空变化规律和生育期盐分平衡状况。结果表明:玉米生育期内不同灌溉模式膜内膜外土壤温度月季下降明显,且膜内外土壤温度差异随着时间的推移越来越小;玉米需水旺季(6、7月)膜内5cm土壤日温度受灌水影响程度依次是滴灌井灌黄灌,平均温度黄灌较井灌高0.47℃,较滴灌高1.18℃;自6月下旬开始膜内5cm 10日平均土壤温度黄灌始终高于井灌0.35~1.53℃,滴灌基本小于井灌;30日平均温度黄灌较井灌温度始终高0.34~1.02℃,较滴灌高1.12~1.98℃。生育期黄灌、井灌、滴灌0~100、0~60cm土壤均积盐,膜外积盐率0~60cm远大于0~100cm。若地面灌溉一年一洗盐,滴灌0~100cm盐分累积至井灌土壤盐分水平需2年一次秋浇洗盐。     

不同秸秆隔层材料对河套灌区土壤水盐运移及玉米产量的影响

通过在内蒙古河套灌区设置秸秆隔层试验,研究小麦、玉米2种秸秆隔层材料对土壤水盐运移及玉米产量的影响。结果表明,秸秆隔层处理在整个玉米生育期0～40cm土层土壤含水率变化波动较大,且土壤含水率总体低于不设隔层的对照处理,不同秸秆隔层处理在玉米生长前期土壤含水率差异不明显,但后期玉米秸秆隔层处理土壤含水率低于小麦秸秆隔层。40～80cm土层不同处理土壤含水率变化趋势与0～40cm正好相反,含水率大小依次为玉米秸秆隔层、小麦秸秆隔层、对照。秸秆隔层处理抑制了土壤盐分随水分的向上运移,同时延缓了水分的下渗过程,增强了盐分淋洗效果,玉米秸秆隔层的控抑盐效果好于小麦秸秆隔层。秸秆隔层处理没有明显增产优势,玉米秸秆隔层处理较小麦秸秆隔层处理的玉米产量要略高。     

覆膜滴灌对玉米生长及苗期土壤温度的试验研究

为了探索河套灌区玉米不覆膜滴灌对其产量及土壤理化性质的影响,2015年在内蒙古河套灌区中游开展了玉米不覆膜滴灌试验研究。定株测试玉米不同生育期的株高、茎粗和产量对比分析,得出:在苗期和拔节期,覆膜滴灌玉米株高和茎粗显著优于不覆膜处理,抽雄期后对玉米植株生长性状影响差异不显著,但不覆膜处理玉米产量较覆膜处理下降了15.87%;在玉米苗期,0~40cm耕层土壤,覆膜处理较不覆膜处理土壤温度平均增加了5.62℃。土壤耕层温度的提高为玉米生长提高良好的土壤环境。     

基于作物耗水特性的夹砂地膜下滴灌模式优选

在2个灌水水平下（I1：高水,I2：低水）以不同滴灌带间距（A1：1m,A2：0.5m）与覆膜方式（M1：全膜覆盖,M2：半膜覆盖）进行2a田间试验,结合作物产量、作物水分利用效率（WUE）以及产投比筛选适宜的膜下滴灌模式,并利用产量水分敏感系数（ky）确定最优的膜下滴灌模式。结果表明：在低频灌溉模式下,部分覆膜处理的蒸腾（ET）高于全覆膜处理,而产量和WUE低于全覆膜处理。尽管滴灌带间距对ET的影响不明显,然而在高水处理下,“一管单行”作物的产量与WUE高于“一管双行”。高频灌溉模式下,作物产量及WUE对灌溉量、覆膜方式、滴灌带间距的响应呈现耦合性。低频灌溉条件下,ky对灌溉量及滴灌带间距的响应均不显著,而部分覆盖处理WUE低,ky高,对水分胁迫的响应敏感。高频灌溉条件下,覆膜方式、灌溉量以及滴灌带间距均对ky 产生影响。高频灌溉条件下,ky能对经WUE筛选出的膜下滴灌处理进行进一步的优选。基于ky的结果,结合产量、水分利用效率与产投比,建议在高频灌溉条件下采取“全膜低水+一管双行”模式或“半膜高水+一管单行”模式,在低频灌溉条件下采取全膜高水模式。     

覆膜滴灌条件下灌水量对玉米根系分布特征的影响

根系生长决定了植物吸收养分和水分的能力,在作物生长中扮演了重要的角色。为了探讨水分差异对玉米根系分布规律的影响,在民勤试验站进行了不同灌水量对覆膜滴灌玉米0~100cm土层根系质量、根径及根长的影响研究,结果表明,灌水量对膜下滴灌玉米根系特征产生了重要影响:灌水量越大,其根系所占百分比和根径越大;同一生育时期,各处理不同土层根重变化较大,但其变化规律基本一致,均随着土层深度的增加,根重逐渐减小,0~40cm土层所占的重量百分比较大,同时0~40cm土层平均根径及根长也较大。试验为探索覆膜滴灌条件下玉米根系分布特征提供一定的参考,为完善覆膜滴灌灌溉制度提供一定的指导意义。     

基于ECH_2O的覆膜对土壤水热状况影响的试验研究

为研究覆膜对土壤水热运移的细微影响,利用土壤水热盐自动监测系统(ECH2O)对西北干旱区的玉米地进行了高分辨率的定点连续监测。发现覆膜对改善土壤表层水热状况有显著效果,覆膜处理下表层土壤含水量低于不覆膜处理,地温高于不覆膜处理对应值。在10cm深度,覆膜处理的土壤含水量较不覆膜处理低;而在20cm及40cm深度,覆膜处理的土壤含水量较不覆膜处理高。覆膜对不同深度地温均有提升作用,但在玉米不同生育阶段其影响程度不同:覆膜对地温的影响在生育末期最为显著;在10cm深度,覆膜处理的地温高于不覆膜处理,在40cm和60cm深度,差异较小。     

秸秆深埋下灌水量对土壤水盐分布与夏玉米产量的影响

为探究秸秆深埋下土壤水盐分布与夏玉米产量对灌水量的响应,于2017年和2018年在河套灌区进行了秸秆深埋下单次灌水定额60 mm(W1)、90mm(W2)、120mm(W3)3个处理及常规135 mm为对照(CK)处理的大田试验.结果表明:秸秆深埋下耕作层含水率随灌水量的增加先增后减,成熟期W1处理的两年平均含水率较C...