晋北旱地玉米微集水种植技术的土壤水分动态研究

在晋北旱地农业区,水是影响作物生长发育的主要限制因子,如何充分合理地开发利用有限的降水资源成为本区农业生产发展的关键所在。为此,2004年在左云县进行了起垄覆膜微集水栽培玉米试验研究。该技术采用沟垄相间、垄上覆膜、沟内种植,垄面产流、沟内集水的微集水种植方式,以期改善土壤供水能力,增加局部水分供给,提高作物产量和水分利用率。试验结果表明,微集水种植的水分利用率较平铺膜和无膜常规种植法分别提高69.77%、104.8%。在不同微集水处理中,顺风斜坡单向垄的效果最好,达到了18.76kg/hm2·mm。该项研究为进一步研究提高降水资源利用率的途径提供了一定的科学依据。     

旱地玉米垄膜沟种微集水种植技术探析

正由于我国的水资源不是很充足,所以在我国一部分地区存在旱地,旱地农业在我国的经济中占有很大比重。为了改善我国旱地玉米水分不充足、提高旱地玉米总产量,设计了一个旱地玉米垄膜沟种微集水种植技术。我国作为一个农业大国,玉米是一种重要的粮食作物,干旱的自然条件会导致玉米产量较少,影响农民的生活,所以旱地玉米垄膜沟种微集水种植技术十分重要。玉米的种植环境要求并不高,一般气候都可以收获粮食,如果缺水严重,     

沟谷地玉米垄作覆膜效应研究

1996～ 1997年在山西省隰县的黄土高原沟谷地进行了旱地玉米 5种垄作覆膜方式的比较研究。结果表明 ,秋耕起垄地膜顶凌覆盖效果最明显 ,与秋耕地膜播时覆盖 (CK)相比 ,播前 0～2 0 0cm土体贮水量增加 56 .35mm ,玉米生育期集水率为 53.0 % ,土壤温度平稳适中 ,改善了土壤环境 ,促进了玉米生长发育 ,使玉米产量增加了 37.12 % ,水分利用率提高了 1.93kg/mm。     

宁南旱区马铃薯不同种植方式产量及水分利用效应研究

对马铃薯起垄覆膜微集流膜际、起垄未覆膜垄侧和双行靠3种种植方式进行试验研究。结果表明：起垄覆膜微集流膜际种植技术有较好的集水、保墒作用。增产显著，与双行靠种植相比增产22．67％～54．08％．水分利用效率提高53．67％。     

旱作农田黑豆微集水技术效应研究

在长城沿线风沙区,设置带型150cm(DX1)、带型120cm(DX2)、带型80cm(DX3)、双沟覆膜(DX4)、平膜穴播(DX5)、露地平作(CK)6种微集水种植模式,研究各模式对黑豆产量及水分利用效率的影响。结果表明,与露地平作相比,微集水种植模式条件下土壤表层含水量高,黑豆生育期提前,叶面积、生物量和叶绿素含量均显著增加;不同微集水模式中,双沟覆膜集水效果最为明显,黑豆籽粒产量及水分利用效率分别较露地平作提高19.6%和31.4%,其他栽培模式差异均达到显著水平。表明,微集水技术具有较好的聚雨保墒效果,能明显提高黑豆籽粒产量及水分利用效率。     

旱区集雨种植方式对土壤水分、温度的时空变化及春玉米产量的影响

【目的】探索不同集雨种植方式春玉米旱作田土壤水分转运、分配、土壤温度的时空变化特征及其对玉米产量和水分利用效率的影响,为试区玉米高产、水分高效持续利用型种植模式提供理论依据。【方法】2013-2014年在宁夏彭阳区设置传统露地平作（CK）为对照,分析4种不同集雨覆膜种植方式下春玉米各生育期的土壤水分、土壤温度、水分利用效率及产量变化。4种集雨覆膜种植方式分别为双垄沟全覆膜种植（D）、半膜平铺种植（F）、沟播垄膜双行种植（R1）、沟播垄膜单行种植（R2）。沟播垄膜双行处理和半膜平铺处理覆膜宽度均为60 cm,沟播垄膜单行处理垄宽50 cm、沟宽10 cm,双垄沟全覆膜大垄宽70 cm,垄高15 cm、小垄宽50 cm,垄高10 cm。播种密度均为75 000株/hm²。播前基施化肥102 kg N·hm^-2和90 kg P₂O₅·hm^-2,拔节期追施153 kg N·hm^-2,试验为随机区组设计,3次重复。【结果】各覆膜处理较CK可明显改善土壤水温条件,在玉米苗期（0-30 d）,D、F、R1、R2处理0-200 cm土层的贮水量比CK分别增加了10%、8.9%、10.9%和14.4%。在玉米生长中后期（90-120 d）,受降雨量与不同覆膜种植方式下玉米耗水量不同,各覆膜处理0-200 cm土层贮水量表现出差异,2013年（前期降水为309.4 mm）各覆膜处理显著低于CK,覆膜处理间无显著差异,2014年（前期降水为104.9 mm）R1、R2处理贮水量均显著高于其他覆膜处理。2年试验中,R1处理0-40 cm土层贮水量显著高于其他处理,平均增加了5%;D、F、R1、R2 处理0-25 cm土层土壤温度在玉米苗期较CK分别增加了3.5、2.3、0.9和1.1 ℃;玉米全生育期总干物质积累量呈“S”型曲线,在0-60 d,积累量较小,各处理仅占整个生育期的4.3%-15.4%,各处理大小顺序为：D＞R2＞F＞R1＞CK;在60-120 d（大喇叭口期至灌浆期）,积累了玉米干物质的74.5%,此期D、R2的干物质积累速率达309.3和324.1 kg·hm^-2·d^-1;2013年（玉米全生育期降雨量为594.1 mm）D、F、R2的水分利用效率和玉米产量较CK分别提高13.4%、21.2%、13.3%和18.0%、11.2%、20.3%;2014年D、R1、R2（玉米全生育期降雨量为341.9 mm）的水分利用效率和玉米产量比CK分别显著提高了31.1%、33.8%、35.1%和42.5%、39.9%、40.8%,D、R1、R2处理间产量无明显差异。各覆膜处理在降水较少的年份水分利用效率和产量增加幅度较大,且R1效果明显。【结论】沟垄集雨种植方式可明显改善宁南半干旱地区土壤浅层水分状况,提高土壤温度,增加物质积累量;沟播垄膜种植在降水较少的年份集雨优势明显,双垄沟全覆膜、沟播垄膜单行种植的水分利用效率和产量最佳。该项研究丰富了宁南半干旱地区旱作集水种植模式,对进一步完善和筛选适合半干旱地区玉米高产稳产的可持续发展种植模式提供了理论依据。     

喷灌条件下不同节水措施对玉米的影响

在宁夏中部干旱带采用起垄覆膜、无垄覆膜、起垄无膜、秸秆覆盖和对照(常规种植)进行玉米生育期、产量、叶绿素含量、光合速率、蒸腾速率、水分利用效率以及土壤水分含量等进行调查研究,结果表明:覆膜可使玉米提早成熟10 d以上,并可提高玉米的产量、保苗率,成穗率,使玉米的产量比对照提高25.7%～30.7%.影响叶绿素含量的主要是玉米各生育时期与玉米叶片的不同部位,影响最大的是叶片中部,其次是叶片基部.起垄可提高水分利用效率,起垄覆膜可促进玉米的光合速率.     

不同微集水方式在不同降水年型对玉米产量的影响

针对辽西半干旱地区玉米产量低而不稳的问题,以传统种植模式为对照,研究了垄覆膜沟种植(T1)、垄覆膜沟覆膜种植(T2)和垄覆膜沟覆秸秆种植(T3)3种一元或二元覆盖微集水模式在不同降水年型对玉米产量的影响.试验条件下,T2和T1均能缩短玉米出苗时间,提高玉米出苗率,T3能够延长玉米出苗时间,平水或干旱年型能够提高玉米出苗...     

旱地鲜食籽瓜起垄覆膜方式比较初报

在会宁县进行了旱地鲜食籽瓜7种起垄覆膜方式比较试验,结果表明,籽瓜折合产量以全膜垄上微沟栽培模式最高,为52 933.3 kg/hm~2,较半膜平铺(CK)增产26.03%。采用全膜垄上微沟栽培鲜食籽瓜,不但可缩短其生育期,及早上市,而且该栽培方式的集雨保墒效果最好。因此综合考虑认为全膜垄上微沟栽培方式是会宁县旱地鲜食籽瓜最佳的优化覆膜方式,应大力推广。     

山旱地苹果园覆膜穴贮沼肥技术试验

垄覆膜微集水结合穴贮沼肥技术提高旱作农业区降水资源利用率,改善旱地苹果的生长环境,与穴贮沼肥技术结合,提高了土壤有机质含量,土壤结构逐渐转良,团粒结构增多,改善果实品质,提高了果园单位面积产量、果实平均单果重、平均株产、优质果率显著提高。因此,垄覆膜微集水结合穴贮沼肥是干旱地区果园一项切实可行的土壤管理制度,可大力推广应用。     

辽西半干旱区垄膜沟种方式对春玉米水分利用和产量的影响

【目的】春玉米是辽西地区的主要作物,其整个生育期需水量较多,但该区降水资源短缺且降水变率大,时空分布不均,有限降水难以满足春玉米高产稳产所需。垄膜沟种可有效汇集天然降水,提高降水资源化程度,开展相关研究以充分有效地利用该区有限的自然降水,提高农田水分利用效率,促进玉米稳产高产。【方法】2007-2013年在辽宁朝阳地区进行玉米垄膜沟种微集雨种植试验,研究不同种植模式对土壤水分、玉米产量和农田水分利用效率的影响。试验设垄膜沟种（沟内不覆盖,T1）、垄膜沟覆秸秆（T2）、垄膜沟覆膜（T3）和传统种植（CK）4种处理,随机区组设计,3次重复。传统种植为垄沟种植,行距50 cm,垄膜沟种方式为沟垄相间排列,沟宽80 cm,垄宽40 cm,垄高15 cm,垄上覆膜为集雨区,沟为种植区,种植2行玉米。各处理种植密度为52 500株/hm2左右,种肥为磷酸二铵（375 kg•hm-2,N 18%,P2O5 46%）,拔节初期追施尿素（375 kg•hm-2,N 46%）。【结果】垄膜沟种微集雨种植可有效汇集天然降雨,2009年和2010年玉米出苗率分别提高13.0%和14.9%,出苗时间提前1-2 d。前期长时间无有效降雨的情况下,一场有效降雨过后,土壤贮水量增加幅度依次为T2＞T1＞CK＞T3,T1和T2种植区水分入渗深度至少达到60 cm,而CK水分入渗深度只有40 cm,产流效率为61%,T1和T2蓄墒增加率分别为72%和88%。各处理生育期间土壤水分平均值从大到小依次为T2＞T1＞T3＞CK,其值分别为140.93、135.27、127.85和118.98 mm,较对照分别增加18.45%、13.69%和7.46%。2007-2013年,T1-T3产量比对照分别增产24.31%-32.58%、9.95%-17.81%、32.12%-37.16%、16.58%-27.96%、2.50%-9.40%、10.85%-29.33%和4.14%-17.95%,T1、T2和T3较对照平均增产幅度分别为14.52%、20.01%和23.44%。2007-2012年,T1-T3水分利用效率较对照分别增加24.66%-36.07%、14.12%-23.73%、38.34%-53.89%、29.07%-35.68%、1.20%-19.60%和9.02%-32.55%,T1、T2和T3水分利用效率较对照平均增加幅度分别为20.39%、27.94%和28.02%。在相对干旱年份,产量和水分利用效率增加幅度较大。【结论】通过连续7年进行旱作农田垄膜沟种微集雨种植试验,明晰了该技术模式在辽西半干旱地区的集雨、蓄水和保墒效果,有效减轻春季干旱对春播保苗和幼苗生长造成的不利影响,丰富了辽西半干旱地区旱作集水农业的理论基础。通过该项技术的推广应用,可有效提高该区降水资源利用率和农田水分利用效率,使玉米稳产高产,从而促进该区旱作农业健康、可持续发展。该项研究对中国北方旱作集水农业的发展也具有重要的借鉴意义。     

辽西地区坡耕地垄膜沟种对土壤侵蚀和作物产量的影响

【目的】为了充分有效地利用辽西地区有限的自然降雨,减少坡耕地水土流失,提高水土资源利用率,促进作物稳产高产,在辽西地区坡耕地进行了不同耕种模式研究。【方法】2012—2015年在辽宁省农业科学院阜新旱农试验区进行,试验采用径流小区定位观测的方法,研究天然降雨条件下坡耕地不同耕种模式对土壤侵蚀、土壤水分和作物产量的影响。径流小区长15 m,宽4 m。试验为双因素裂区设计,主区为坡度,设5°和10°两个坡度,副区为种植模式,分设传统种植(CK,等高土沟土垄)、等高垄膜沟秸秆种植(T1)、等高垄膜沟种(T2)3种处理,3次重复。垄膜沟种沟宽60 cm,垄宽40 cm,垄高10—12 cm。供试作物为谷子和玉米,轮作种植。【结果】垄膜沟秸秆和垄膜沟种可有效减少和防止水土流失。4年间,5°坡对照总径流量为512.7m3·hm~(-2),总侵蚀量为4 561.3 kg·hm-2,T1处理和T2处理未发生土壤侵蚀;10°坡T1处理总径流量和总侵蚀量较10°坡对照分别减少81.71%和96.17%,T2处理较对照分别减少56.92%和95.15%,10°坡T1处理总径流量和总侵蚀量较T2处理分别减少57.54%和21.05%。垄膜沟秸秆和垄膜沟种较对照减少侵蚀量的同时可明显减少侵蚀泥沙中的养分流失量。随着坡度的增大,径流量和侵蚀量都随之增加,同时垄膜沟秸秆和垄膜沟种防蚀效果相对减弱。4年平均土壤水分,坡度间由5°坡到10°坡呈降低的趋势,但差异不显著;种植方式间垄膜沟秸秆和垄膜沟种与对照差异极显著,较对照分别高出1.68和1.45个百分点。对谷子而言,无论丰水年(2012年)或干旱年(2014年),垄膜沟秸秆和垄膜沟种较对照都表现出极显著的增墒效果;对玉米而言,平水年(2013年)垄膜沟秸秆和垄膜沟种较对照未表现出显著的增墒效果,干旱年(2015年)增墒效果极显著。4年平均产量,坡度间由5°坡到10°坡呈降低的趋势,但差异不显著。种植方式间垄膜沟秸秆与对照及垄膜沟种差异极显著,分别增产25.59%和10.68%,同时垄膜沟种与对照产量差异极显著,比对照增产13.47%。其中2012年和2014年,谷子垄膜沟种较对照增产不显著,垄膜沟秸秆较对照增产显著,分别增产24.75%和74.58%;2013年和2015年,玉米垄膜沟秸秆和垄膜沟种较对照增产极显著,垄膜沟秸秆较对照分别增产11.29%和54.39%,垄膜沟种较对照分别增产5.05%和51.81%。干旱年份,垄膜沟秸秆(谷子,玉米)和垄膜沟种(玉米)增产效果尤为显著。【结论】通过连续4年的旱坡耕地垄膜沟种试验,明晰了该技术模式在辽西半干旱地区的防蚀、集雨、增墒、增产效果,有效减轻干旱缺水和水土流失对坡耕地作物生长所造成的不利影响,丰富了辽西半干旱地区旱作集水农业的理论基础。通过该项技术的推广应用,可有效提高该区水土资源利用率,保护坡耕地质量,提升坡耕地粮食综合生产能力,使作物高产,促进该区旱作农业健康、可持续发展。从防蚀、集水、增墒、增产等角度考虑,垄膜沟秸秆耕种模式比较适宜于辽西半干旱区坡耕地。     

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。     

不同覆膜穴播种植模式对谷子和糜子作物籽粒灌浆特征及水分利用效率的影响

研究作物生长特性、灌浆特征及水分利用效率,以期为宁南旱区谷子和糜子微膜覆盖穴播高效种植提供理论依据.本研究建立了5种覆膜穴播模式,包括渗水微膜、普通微膜、降解微膜、垄上覆膜+沟内穴播、不覆膜穴播(CK).采用田区定位试验与室内分析相结合的方法开展试验.不同覆膜穴播模式的增产效果排序为:渗水微膜覆盖＞普通微膜覆盖＞垄上覆...     

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。     

不同土壤消毒方法对日光温室土壤温度和土壤养分的影响

研究了垄沟式太阳能消毒、石灰氮结合太阳能消毒和垄鑫熏蒸土壤3种消毒方法对日光温室剖面温度和土壤营养特性的影响.结果表明:垄沟式太阳能消毒提高土壤剖面温度高,速度快,对土传病害有良好的防治效果,土壤速效P、土壤速效K含量分别比对照增加0.5%和31%,而土壤速效N、有机碳的含量分别比对照降低17%、12%;施用石灰氮土壤速效P和土壤速效N分别比对照增加94%和52%,土壤速效K变化不明显,有机碳比对照降低15.8%;施用垄鑫处理土壤速效钾和土壤速效N分别增加10.7%和22.5%,土壤速效P变化不显著.垄沟式太阳能消毒对更深层的土壤养分含量影响比石灰氮结合太阳能消毒和垄鑫熏蒸土壤更为明显.     

聚土集水措施下小南瓜耗水特征及产量效应

冀西北高原土壤主要为栗钙土,研究垄、沟覆膜和积聚熟土措施对稀植经济作物小南瓜产量及土壤水分的影响,旨在为栗钙土农田高效生产和农民增收提供科学指导。结果表明:沟覆膜方式能更好地聚集降水和保蓄土壤水分,收获后1 m土体贮水量比播前盈余30.07 mm,比垄膜处理少耗水87.53 mm,水分利用效率(WUE)比垄膜处理高10.20 kg/(mm.hm2)。垄覆膜条件下,聚土使小南瓜产量差异达显著水平(P<0.05)。沟膜条件下,40 cm与60 cm厚度处理产量差异不显著,比20 cm处理分别增产23.01%和25.49%。因此,沟膜+聚40 cm厚度熟土处理,可作为该区旱作高效种植模式,能获得8 277.8 kg/hm2的较高产量。     

冀西北高原聚土集水沟作的产量及水分效应研究

为给栗钙土农田的优质、高效生产和农民增收提供科学指导,以稀植经济作物小南瓜为材料,采用田间小区试验,研究了冀西北高原覆膜、聚土措施的集蓄水量、产量及作物耗水特征。结果表明:垄沟覆膜与聚土措施均可增加集蓄水量。垄膜处理耗水量最高,沟膜集水减蒸作用明显,耗水量较小。聚土处理中以聚60 cm熟土处理耗水量最大。不同覆膜方式下,小南瓜产量差异达到显著水平(P<0.05),以沟膜处理小南瓜产量均值最高,达到7 394.5 kg/hm2,平均比无膜和垄膜处理增产22.67%和10.55%。不同聚熟土深度处理间产量差异也达到显著水平(P<0.05),以聚40 cm处理产量均值最高,比聚土20 cm和60 cm处理平均增产17.17%和33.26%。小南瓜水分利用效率以沟膜+聚土40 cm处理(F2)最高,为20.69 kg/(mm.hm2)。沟内覆盖地膜并积聚40 cm熟土,可以明显集蓄降水,减弱无效蒸发,促进小南瓜根系发育,可作为本区旱作高效生产的一种主要技术措施。     

Application of Mulching Materials of Rainfall Harvesting System for Improving Soil Water and Corn Growth in Northwest of China

The ridge and furrow rainfall harvesting（RFRH） system is used for dryland crop production in northwest of China.To determine the effects of RFRH using different mulching materials on corn growth and water use efficiency（WUE）,a field experiment was conducted during 2008-2010 at the Heyang Dryland Experimental Station,China.Four treatments were used in the study.Furrows received uncovered mulching in all RFRH treatments whereas ridges were mulched with plastic film（PF）,biodegradable film（BF） or liquid film（LF）.A conventional flat field without mulching was used as the control（CK）.The results indicated that the average soil water storage at depths of 0-200 cm were 8.2 and 7.3%,respectively higher with PF and BF than with CK.However,LF improved soil water storage during the early growth stage of the crop.Compared with CK,the corn yields with PF and BF were increased by 20.4 and 19.4%,respectively,and WUE with each treatment increased by 23.3 and 21.7%,respectively.There were no significant differences in corn yield or WUE with the PF and BF treatments.The net income was the highest with PF,followed by BF,and the 3-yr average net incomes with these treatments were increased by 2 559 and 2 430 CNY ha-1,respectively,compared with CK.BF and PF had similar effects in enhancing the soil water content,crop yield and net income.Therefore,it can be concluded that biodegradable film may be a sustainable ecological alternative to plastic film for use in the RFRH system in northwest of China.