黄土丘陵区大垄沟优化措施对玉米生理特性的影响

使用间作套种、普通地膜和液态地膜等措施对黄土丘陵地区的大垄沟种植方式进行了改良和优化。结果表明,普通地膜、液态地膜和间套优化措施能够提高玉米各个生育期的光合速率,提高干物质积累量。叶片生理日变化结果表明,优化措施可以明显提高玉米田间各时段光合速率、蒸腾速率,在一定程度上提高了水分利用效率。     

化学覆盖与干湿变化对玉米生长及水分利用效率的影响

采用干旱防雨棚下盆栽的方法,研究不同土壤含水量下土壤表面化学覆盖对玉米抗旱成苗及水分利用效率(WUE)的影响。结果表明,利用保水剂和土壤改良剂PAM进行土壤表面覆盖能够提高玉米出苗率,有效降低土表蒸发,同时土壤干湿变化对玉米的生长更为有利,它可以引起强烈的生长补偿效应。     

农艺措施和保水剂对土壤蒸发和夏玉米 水分利用效率的影响

为进一步研究黄淮海地区免耕夏玉米栽培节水问题,于2011年进行大田试验,研究了农艺措施(播后镇压、秸秆覆盖)和保水剂对土壤蒸发和夏玉米水分利用效率的影响.结果表明,夏玉米整个生育期平均,处理A(播后镇压)、B(播后镇压+秸秆覆盖)、C(播后镇压+保水剂)和处理D(播后镇压结合秸秆平茬覆盖和保水剂)比处理E(播种后覆土)在0～40 cm土层,土壤含水量增加了4.78％、7.96％、5.50％和11.08％,水分蒸发减少了16.33％、103.78％、28.37％和128.77％,产量提高了9.68％、17.60％、11.78％和24.01％,水分利用效率也增加了9.64％、17.55％、11.71％、23.96％,效益增加了1 536.34、2 516.42、801.74、2 553.10元/hm2.这种作用在夏玉米的生长前期更明显,拔节前的土壤水分比较,处理A、B、C、D比E增加了8.74％、15.81％、10.48％和20.28％,水分蒸发减少了17.81％、164.68％、40.35％和209.43％.处理D集成了镇压、秸秆覆盖、保水剂的作用,能够充分提高土壤水分含量和抑制水分蒸发.建议在黄淮海区夏玉米实行播后镇压结合秸秆覆盖等农艺措施,有条件的地方可以再结合增加保水剂的应用.     

密肥互作对全膜双垄沟播玉米产量及水分利用效率的影响

为进一步完善全膜双垄沟播玉米栽培技术体系,采用大田随机区组试验法,研究了不同密度和施肥水平对全膜双垄沟播玉米产量和水分利用效率的影响。结果表明：6.75×10⁴株·hm^-2种植密度下玉米产量和水分利用效率显著高于4.50×10⁴株·hm^-2密度处理。不同施肥处理条件下,玉米穗 行数和产量均以施纯氮180 kg·hm^-2,施过磷酸钙144 kg·hm^-2处理最高;玉米百粒重和 水分利用效率均以施纯氮210 kg·hm^-2,施过磷酸钙168 kg·hm^-2最高;6.75×10⁴株·hm^-2密度下施纯氮210 kg·hm^-2,施过磷酸钙168 kg·hm^-2处理互作效应显著,玉米百粒重、产量和水分利用效率均高于其他处理。说明6.75×10⁴株·hm^-2密度下施纯氮210 kg·hm^-2,施过磷酸钙168 kg·hm^-2是当地全膜双垄沟播玉米生产中比较理想的种植密度和施肥水平。     

水泥硬壳覆盖对春玉米蒸腾与水分利用效率的影响

水泥硬壳覆盖对春玉米蒸腾，棵间土壤蒸发，作物生长发育状况，产量有水分利用效率的影响研究结果表明，水泥硬壳覆盖农田能减少土壤无效蒸发，提高玉米蒸腾效率，促进春播作物苗全苗壮，提高作物产量和水分利用效率。     

不同比例有机肥替代化肥对玉米生长及水分利用效率的影响

为了探索黄土高原半干旱区全膜双垄沟播玉米适宜的有机氮替代无机氮水平,于2018—2019年通过大田试验研究了单施化肥(F100M0)、有机肥50%替代(F50M50)、有机肥37.5%替代(F62.5M37.5)、有机肥25%替代(F75M25)以及有机肥12.5%替代(F87.5M12.5)化肥和不施肥(CK)对玉米耗水特性、籽粒产量及水分利用效率的影响。结果表明：两个丰水年,玉米耗水差异主要表现在播种期50~110 cm土层和成熟期10~30 cm土层;与对照相比,F62.5M37.5和F87.5M12.5处理的籽粒产量和生物产量分别较对照增加100.6%、122.0%和132.7%、156.8%,水分利用效率和降水利用效率分别增加了73.1%、165.1%和93.6%、179.8%,水分利用效率和降水利用效率增加的原因主要是F62.5M37.5和F87.5M12.5处理协调了籽粒产量与耗水量之间的关系,使玉米水分利用效率和降水利用效率较对照分别增加。所有处理中,F87.5M12.5处理表现出与单施化肥相当的经济效益。因此,在200 kg·hm^-2施氮水平下,适度降低有机肥替代比例能提高玉米的水分利用效率和经济效益,本研究推荐有机肥替代化肥的水平为12.5%~37.5%。     

不同覆盖种植方式与平衡施肥对旱地春玉米产量及水分利用效率的影响

采用田间试验方法,研究了不同覆盖种植方式与平衡施肥对旱地春玉米产量及其水分利用效率的影响。结果表明, 三种覆盖种植方式中,全膜双垄沟播种植方式有利于玉米碳水化合物的合成,增加玉米干物质积累量,N、P、K平衡施肥干物质积累量增加效果明显;与全膜双垄沟播相比,半膜覆盖和裸地种植玉米籽粒产量分别减产8.5%～17.6%和61.1%～95.3%,水分利用效率分别降低3.5%～15.1%和52.8%～60.2%;N、P₂O₅和K₂O的用量分别为225、120、60 kg·hm^-2时,F₁N₁处理玉米籽粒产量和水分利用效率最高。研究表明,在玉米全膜双垄沟播栽培技术条件下,平衡施肥可显著提高玉米籽粒产量和水分利用效率。     

集雨节灌对地膜春小麦的产量和水分利用效率的影响

Limited supplementary irrigation with catchment of rainfall was made for spring wheat mulched with plastic film in dry mountainous areas of South Ningxia. The results showed that it could increase the yield and water use efficiency remarkably, providing 90mm supplementary irrigation required by achieving the highest grain yield and water use efficiency, and 60mm by gaining the best irrigation effect.     

灌水量对全膜垄作沟灌玉米产量及水分利用效率的影响

针对河西灌区水资源紧缺的问题,探索玉米合理的灌溉量,以期指导区域玉米合理灌溉。通过在石羊河流域设置不同的灌水量梯度,研究不同灌水量对全膜垄作沟灌玉米产量及水分利用效率,以及土壤含水率、产量要素的影响。结果表明:全膜垄作沟灌玉米灌水量从4 500 m~3·hm~(-2)增加到4 725 m~3·hm~(-2)、4 950 m~3·hm~(-2)时,产量并没有随着灌水量的增加而增加,灌水量增加到5 175 m~3·hm~(-2)时,在水分利用效率没有降低的情况下,产量相对于4 500、4 725 m~3·hm~(-2)和4 950 m~3·hm~(-2)处理明显增加11.46%、8.39%和8.54%,其中果穗长度、穗粒数和百粒重平均增加4.88%、3.27%和4.31%是其产量增加的主要原因。对于土壤含水率,玉米需水盛期的7月16日至8月3日,5 175 m~3·hm~(-2)处理显著高于其他三个处理,而灌浆期各处理间则差异不显著。与播前期相比,收获期土壤含水率降低层主要集中在20~80 cm土层,土层贮水量平均降低6.72 mm,且各处理0~110 cm土层贮水量差异并不明显。因此,本研究表明5 175 m~3·hm~(-2)为石羊河流域全膜垄作沟灌条件下的适宜灌溉量,但灌浆中后期的最后一次灌水应考虑适当降低灌水量。     

柠条秸秆和地膜覆盖措施对玉米生长光合特性和水分利用效率的影响

以甘农118玉米为试验材料,于2013年和2014年在宁夏盐池进行了大田试验,设置单膜平作(single film mulching and flat planting,SFP)、双膜平作(double film mulching and flat planting,DFP)、柠条粉沟覆平作(Caragana intermedia powder ditch mulching and flat planting,CPDP)和裸地(Uncovered and flat planting,CK)4个处理,比较了其对旱地玉米生长、光合特性及水分利用效率的影响。结果表明,在降雨量较多和玉米生长末期,各处理玉米的株高、茎粗和叶面积间无显著差异(P0.05);在降雨量较少时,覆膜处理(SFP和DFP)各生长特性间显著高于CK和CPDP处理(P0.05),而CPDP和CK处理间则无显著差异(P0.05)。在玉米建植后的中后期,覆膜处理(SFP和DFP)光合速率和蒸腾速率高于CPDP和CK处理处理。总体看来,CPDP处理的水分利用效率(叶片水平和产量水平)均低于SFP和DFP处理。因此,不建议在研究区采取CPDP处理措施。     

黄土丘陵区县域尺度农业水资源高效利用探讨

以黄土丘陵区安塞县为例,通过系统分析该区域降水特征、作物需水与水资源供应之间的矛盾,并以4～6月水资源供需临界期为主分析了农业用水矛盾,探讨了农业水资源高效利用的潜力及相应的措施与途径。建议农业生产应以秋作物为主,采取避旱方式抵御干旱,与旱作农田雨水资源有效利用技术相配合,保证粮食安全;恢复、改善现有水利设施;发展并实施节水灌溉技术,适度发展灌溉地面积,集约经营灌区农业。这些都是目前黄土丘陵区农业水资源高效利用的有效途径。     

密度和品种对夏玉米产量及水分利用效率的影响

本试验旨在研究品种和密度对夏玉米产量及水分利用效率的影响,通过品种选择和密度优化为玉米节水高产提供依据。试验材料选择郑单958、屯玉808、先玉335、先玉1266、浚单29、陕单226、陕单609、延科288、西农211和华农138共10个玉米品种,设置6.75×104、7.5×104、8.25×104株·hm-2共3个种植密度,采用裂区设计进行田间试验,研究夏玉米产量、生物量、耗水量及水分利用效率随密度和品种的变化规律。结果表明:种植密度的增加会影响夏玉米的产量及水分利用效率,不同密度下以8.25×104株·hm-2的产量和水分利用效率最高,平均产量为7 954 kg·hm-2,水分利用效率为22.1 kg·hm-2·mm-1;不同品种夏玉米产量和水分利用效率对密度的响应存在差异,屯玉808的耐密性最好,西农211耐密性最差;产量越高的品种水分利用效率越高。因此在关中平原,适当提高种植密度,并选用耐密型高产品种是实现玉米种植节水高产的有效途径。本试验条件下,以8.25×104株·hm-2密度水平种植屯玉808、华农138、先玉1266和陕单609,以7.5×104株·hm-2密度种植郑单958,可同时获得产量和水分利用效率最高。     

种植密度与施氮量对旱地地膜玉米产量、水分利用效率和品质的影响

试验以旱地地膜玉米'先玉335'为材料,采用二因素随机区组设计,种植密度设3个水平,分别为:4.5×104株·hm-2(低密度:D4.5)、6.0×104株·hm-2(中密度:D6.0)和7.5×104株·hm-2(高密度:D7.5);施氮量(缓释氮肥)设4个水平:0 kg·hm-2(N0)、150 kg·hm-2(N...     

贵州岩溶易旱区不同耕作覆盖方式玉米产量及水分利用率的研究

以常规平作为对照,探讨了贵州岩溶易旱区玉米在不同耕作覆盖方式下的产量及水分利用效率。试验结果表明：无论哪种耕作覆盖方式,玉米不同生育期的耗水规律与平作不覆盖是基本一致的;秸秆、地膜覆盖可减少棵间土壤蒸发,总体耗水量有所减少;垄作覆膜、垄作秸秆覆盖可使玉米产量大幅度提高,水分利用率也相应提高;垄作比平作有较明显的增产节水效果。因此,垄作地膜覆盖,垄作秸秆覆盖及单纯垄作在贵州岩溶易旱区是提高作物降水利用率及水分利用效率的主要途径。     

Effects of different ridge-furrow mulching systems on yield and water use efficiency of summer maize in the Loess Plateau of China

Ridge-furrow film mulching has been proven to be an effective water-saving and yield-improving planting pattern in arid and semi-arid regions. Drought is the main factor limiting the local agricultural production in the Loess Plateau of China. In this study, we tried to select a suitable ridge-furrow mulching system to improve this situation. A two-year field experiment of summer maize (Zea mays L.) during the growing seasons of 2017 and 2018 was conducted to systematically analyze the effects of flat planting with no film mulching (CK), ridge-furrow with ridges mulching and furrows bare (RFM), and double ridges and furrows full mulching (DRFFM) on soil temperature, soil water storage (SWS), root growth, aboveground dry matter, water use efficiency (WUE), and grain yield. Both RFM and DRFFM significantly increased soil temperature in ridges, while soil temperature in furrows for RFM and DRFFM was similar to that for CK. The largest SWS was observed in DRFFM, followed by RFM and CK, with significant differences among them. SWS was lower in ridges than in furrows for RFM. DRFFM treatment kept soil water in ridges, resulting in higher SWS in ridges than in furrows after a period of no water input. Across the two growing seasons, compared with CK, RFM increased root mass by 10.2% and 19.3% at the jointing and filling stages, respectively, and DRFFM increased root mass by 7.9% at the jointing stage but decreased root mass by 6.0% at the filling stage. Over the two growing seasons, root length at the jointing and filling stages was respectively increased by 75.4% and 58.7% in DRFFM, and 20.6% and 30.2% in RFM. Relative to the jointing stage, the increased proportions of root mass and length at the filling stage were respectively 42.8% and 94.9% in DRFFM, 63.2% and 115.1% in CK, and 76.7% and 132.1% in RFM, over the two growing seasons, showing that DRFFM slowed down root growth while RFM promoted root growth at the later growth stages. DRFFM treatment increased root mass and root length in ridges and decreased them in 0-30 cm soil layer, while RFM increased them in 0-30 cm soil layer. Compared with CK, DRFFM decreased aboveground dry matter while RFM increased it. Evapotranspiration was reduced by 9.8% and 7.1% in DRFFM and RFM, respectively, across the two growing seasons. Grain yield was decreased by 14.3% in DRFFM and increased by 13.6% in RFM compared with CK over the two growing seasons. WUE in CK was non-significantly 6.8% higher than that in DRFFM and significantly 22.5% lower than that in RFM across the two growing seasons. Thus, RFM planting pattern is recommended as a viable water-saving option for summer maize in the Loess Plateau of China.     

灌溉施肥对河套灌区垄膜沟灌春玉米土壤水热运移的影响

为探究灌溉施肥对河套灌区垄膜沟灌条件下土壤水热时空分布规律及春玉米产量的影响,于2017年4-9月,以春玉米“西蒙6号”为材料,通过4次垄膜沟灌试验,分别对比研究了400 mm（I1）,300 mm(I2),200 mm(I3）灌水和600 kg·hm^-2磷酸二铵+300 kg·hm^-2尿素（F1）,300 kg·hm^-2磷酸二铵+150 kg·hm^-2尿素(F2)施肥组合,即高水高肥（I1F1）、高水低肥（I1F2）、中水高肥（I2F1）、中水低肥（I2F2）、低水高肥（I3F1）、低水低肥（I3F2）等6个处理对土壤水分、温度时空变化的影响,并分析了春玉米产量及其水分利用状况。结果表明：整个生育期内各处理土壤温度和含水率受灌溉影响较大,每次灌溉后土壤温度显著降低,而土壤含水率显著升高;整个生长季内300 mm灌水处理不同土层土壤温度均最高,比I3、I1处理分别高0.1℃、0.6℃;其中I2F2处理不同土层土壤含水率比I1F1、I1F2处理分别低8.3%、9.2%,比I2F1、I3F1、I3F2处理分别高1.6%、11.1%、14.1%,为作物生长发育提供了良好的水热环境。I2F2水肥处理亦显著提高了玉米产量,与低水处理I3F2和I3F1相比分别提高了33.80%和21.95%,与高水处理（I1)无显著差异。因此,中水低肥处理适于春玉米垄膜沟灌种植模式在河套灌区的推广。     

黄土丘陵固原上黄试区土地利用结构演变过程分析

利用1980~2004年土地资源变化调查数据,分析了上黄试区土地利用变化及演变过程。结果表明:耕地和林地变化最为显著,主要表现为耕地向林地、草地及园地的转变。引起这一转变的因素是多方面的,主要有人口增长、比较利益及国家宏观政策等因素。上黄试区今后应结合当地自然和社会经济条件,大力发展特色农业,提高政策因素对土地的宏观控制能力,使土地利用向高效型、生态型及集约型发展;进行人力资本投资,重新协调人地关系,保障退耕的成果及后续产业的培养和发展。     

黄土丘陵沟壑区人工农田土壤钾素特征研究

通过土样分析,利用统计分析法系统研究了黄土丘陵沟壑区人工农地——坝地和梯田的土壤钾素含量、相关性、垂直和时空分异特征。研究结果表明:坝地和梯田钾素分布严重失衡;表层速效钾平均含量坝地属"中等",梯田属"缺乏";表层全钾平均含量坝地属"较高",梯田为"中等";缓效钾平均是速效钾的7.58倍(坝地)和11.06倍(梯田),但转化率较低;矿物钾平均占全钾的95.71%(坝地)和95.16%(梯田),却难以被作物利用。土壤各形态钾素间都呈极显著正相关,并受土壤有机质、CEC、pH值和颗粒组成的影响。表层与下层间的速效钾、坝地和梯田间的缓效钾都有极显著差异,但黄土母质土壤钾素整体分布均一;坝地速效钾沿剖面向下含量增加,且整体高于梯田;坝地因高耗钾作物玉米而导致缓效钾含量低于梯田。土壤有效性钾、速效钾和缓效钾在时间动态上都表现为先增后降,分水岭年限坝地约在40 a,梯田约在30 a。     

小麦/玉米间作和氮肥对水分利用的影响

以甘肃河西灌区为试验地点,探讨了在两个氮水平下6个小麦品种与玉米间作对水分的利用情况,结果表明:不同品种小麦与玉米间作,小麦收获后,间作小麦土壤含水量都高于单作,间作玉米土壤含水量低于单作;玉米收获后,与6个小麦品种间作的玉米土壤含水量都高于单作;但不同小麦品种在土层深度上又有差异.不施氮条件下,6个小麦品种与玉米间作相对于单作水分消耗量(WU)减少4.82%～8.79%,小麦品种171与玉米间作相对于单作水分利用效率(WUE)增加9.25%,而其余5个品种与玉米间作较单作减少2.30%～15.06%.在300 kg/hm2氮水平下,6个小麦品种与玉米间作较单作WU减少1.09%～6.96%,WUE增加10.76%～29.56%.     

不同覆膜方式对旱地玉米生长发育、产量和水分利用效率的影响

针对甘肃陇东旱作区年降水量少、季节分布不均,特别是玉米生产春旱严重等问题,以露地平播为对照(CK),研究了双垄面全膜覆盖沟播,双垄面半膜覆盖沟播,宽膜覆盖平播,窄膜覆盖平播,全地面覆盖平播,膜侧播种等6种覆膜种植方式对旱作玉米出苗率、干物质积累量、株高、叶面积指数、生育时期、产量和水分利用效率的影响。结果表明,全膜双垄沟提高了玉米出苗率和出苗速度,提早成熟,整个生育期玉米株高、叶面积指数和干物质积累量始终大于其它处理,显著提高了产量和水分利用效率,是旱作区进一步挖掘降水潜力和高产田创建的有效途径。