考虑水分再分布的沟灌入渗模拟与春小麦垄作沟灌合理垄宽

垄作沟灌技术具有显著的节水增产作用,但在春小麦种植中应用尚缺乏参数设计方面的理论支撑。本研究采用粉砂质粘壤土与粘土两种典型土壤实测水分运动参数和HYDRUS软件,模拟了梯形灌水沟不同垄宽情况下的土壤水分运动和停水后水分再分布,研究了不同灌水量时湿润锋推进过程和水分再分布后的湿润体变化,分析了设计灌水定额下适宜作物生长湿润体范围,提出了粉砂质粘壤土和粘土宜采用的合理垄宽为20～50 cm和20～35 cm,这一结果为干旱区春小麦垄作沟灌技术推广提供了技术支撑。     

起垄方式对垄膜沟灌玉米产量及水分利用效率的影响

在武威市凉州区河水灌区试验观察了不同起垄方式对垄膜沟灌玉米产量及水分利用效率的影响,结果表明:采用垄膜沟灌模式,在垄高15 cm的条件下,当垄面宽为60 cm、沟宽为30 cm时,玉米的折合产量13 272.2 kg/hm2,较当地常规微垄种植模式增产55.96%;水分利用效率为22.95 kg/(mm.hm)2,较当地常规微垄种植模式增加18.49%。     

沟垄集雨种植模式下灌溉量对关中地区冬小麦产量和水分利用效率的影响

为探讨在灌溉区沟垄集雨模式对冬小麦产量和水分利用效率及土壤水热特征的影响设置田间试验。试验设置沟垄集雨种植(R)和传统平作(F)2种种植方式,每种种植方式下设置0 m3/hm~2(N)、400m3/hm~2(L)、1 200m3/hm~2(M)和2 000m3/hm~2(H)4种灌水量。结果表明:同一灌溉量下沟垄集雨种植0~10cm土层的土壤温度在小麦生长前期较平作高,同时沟垄集雨种植模式0~100cm土层的平均含水量在拔节期、开花期较平作种植高,其具有较好的蓄水保墒作用。各处理的总耗水量随灌溉量增加而增加,表现为RHFHRMFMRLFLRNFN。沟垄集雨种植能促进小麦对土壤水分的利用,显著提高小麦产量,在小麦全生育季不灌溉、灌溉量为400、1 200和2 000m~3/hm~2的情况下,沟垄集雨种植处理产量分别较平作相同灌溉量处理高41.52%、70.00%、27.54%和14.35%。同时在8个处理中RM、RL处理的水分利用效率最高。因此,通过发挥沟垄集雨种植蓄水保墒以及改善水分分配的作用能够在灌溉农区小麦生产上达到节水增产增效的效果。     

不同沟垄种植模式对土壤理化性状及水分利用效率的影响

[目的]为探究晋中半干旱地区不同沟垄种植模式对春玉米产量和水分利用效率的影响。[方法]以垄上覆膜为前提,设置以下种植模式:垄植等沟垄A、沟植等沟垄B、垄植大垄小沟C、沟植小垄大沟D,平地不覆膜种植CK为对照。研究不同处理对土壤理化性状、水分利用率的影响。[结果](1)不同处理对土壤理化性质的改善效果不同,与CK相比,C处理土壤平均含水量增加1.39%,土壤孔隙度增加4%,蓄水保墒效果最好且有机质增幅最大,对土壤理化性状改善效果最为明显。(2)通过分析春玉米的耗水量和产量,得出不同处理的水分利用效率的排序为CABDCK,C处理的水分利用效率比CK提高了48.05%,且产量最高,比CK增产47.79%,得出春玉米最优的沟垄模式为垄植大垄小沟C。[结论]从春玉米产量、土壤理化性状和水分利用效率方面考虑,建议在晋中地区广泛采用垄植大垄小沟模式种植,沟宽50cm,垄宽70cm,行间距60cm,株间距30cm。     

水肥管理对土壤盐分、硝态氮分布及番茄产量和品质的影响

为探索盐碱地番茄一垄双行种植条件下的高效水肥管理模式,改善番茄品质,以当地习惯灌水施肥为对照,通过田间试验,开展不同灌溉方式下水肥减量对土壤盐氮分布、番茄产量和水分利用效率的影响。结果表明,土壤盐分含量随着施肥量的增加而增加,低水条件下的土壤盐分含量略高;土壤耕层硝态氮含量随着施肥量的增加而增加,随着灌水量的增加而降低。不同水量交替灌溉方式下,0～20 cm土层土壤硝态氮含量均高于常规灌溉,而40～60 cm土层土壤硝态氮含量则低于常规灌溉。与对照相比,常规沟灌方式下,中水高肥和中水中肥处理下的番茄产量最高,番茄产量分别增加了2.53%和2.02%,低灌水量下的番茄田灌溉水利用效率大于30%,但产量下降了9.60%以上;不同水量交替沟灌方式下,高水低水交替灌溉配施高肥处理下的番茄产量最高,番茄产量增加了1.58%,水分利用效率增加了23.97%,而中水低水交替灌溉配施中肥处理下的灌溉水利用效率最高,水分利用效率增加了36.80%,而产量并没有降低,该处理下番茄品质也有了明显改善。对一垄双行番茄田种植方式而言,采用中水低水交替灌溉配施中肥的水肥管理模式是一种可行的节水提质措施。     

水稻垄畦栽培技术

水稻垄畦栽培又称半旱式垄畦耕作法,是一种把传统的淹水灌溉改为开沟作垄畦,畦面上种稻,沟中灌水,土壤保持湿润状态的稻作栽培技术.一般将畦面宽30cm、插2行稻的称垄式;宽60～120cm,插4～7行稻的称畦式.利用垄畦栽培水稻,能改善耕层土壤理化性状,使土表温度升高,有利于增强根系活力和分蘖发生能力.同时,可提高土壤养分的有效供给,促进水稻产量的提升.具体技术如下:     

垄宽对春小麦产量及土壤水分的影响研究

2003-2004年在张掖市进行的春小麦垄作试验结果表明,垄作栽培有明显的边行优势,各处理小穗数、穗粒数、穗粒重垄边均高于垄中;以75 cm垄宽处理产量最高,为7 000.0 kg/hm2.在0～120 cm土层灌三水后不同垄宽处理土壤水分均垂直分布在0～60 cm土层中,同一层次不同处理土壤含水量60 cm垄宽高于75、90 cm垄宽.在0～60 cm土层中,90 cm垄宽处理土壤含水量一直呈下降趋势,土壤水分发生侧渗,且不同垄宽处理在灌水后垄沟土壤含水量略高于垄面.     

局部灌水条件下玉米根系的时空分布研究

【目的】研究局部灌溉方式对玉米根系时空分布的影响。【方法】以"金穗四号"春玉米为供试材料,在大田条件下对玉米进行垄植沟灌,采用交替隔沟灌溉(灌水在沟南北两侧交替进行)、固定隔沟灌溉(灌水始终在沟南侧进行)和常规灌溉(沟两侧同时灌水且各占1/2)3种灌水方式,灌水量均为2 250m3/hm2,于抽雄期、灌浆期、成熟期对0～100cm土层分层(每20cm为1层)监测根部及根部南北两侧根系的生长状况,分析根系的空间分布规律。【结果】灌水方式对根系空间分布的影响在玉米生长的不同生育期表现不同。总体而言,0～100cm土层中各生育期玉米的根长密度平均值均以交替隔沟灌溉较大。玉米生育中后期,60～100cm土层中固定隔沟灌溉非灌水侧根长密度较常规灌溉增大。【结论】交替隔沟灌溉有利于根系的生长,交替隔沟灌溉和固定隔沟灌溉均可促进根系的下扎及延伸。     

交替隔沟灌溉土壤水分时空分布与灌水均匀性研究

 以春玉米为试验材料 ,在甘肃河西民勤沙漠绿洲区进行大田试验 ,研究控制性交替隔沟灌溉水分的时空分布特性和灌水均匀性。试验结果表明 ,在玉米生长期内 ,对灌水沟进行交替干燥和湿润 ,可以使作物根系经受一定程度的干旱锻炼 ,提高根系的吸收补偿效应 ;交替隔沟灌溉中 ,由于在灌水沟和非灌水沟之间没有形成零通量面 ,其水分的侧向入渗明显增强 ,从而可减少土壤水分发生深层渗漏的机率 ;同常规灌溉相比 ,虽然交替灌溉的用水量有所减少 ,但其灌水均匀性与常规灌溉没有显著差异     

旱地马铃薯起垄种植的适宜带型研究

田间试验证实：在起垄覆膜条件下,带型（垄宽：沟宽）60 cm：40 cm比60 cm：45 cm、60 cm：30 cm、60 cm：60 cm明显提高了集雨增墒保墒能力,可提高水分生产效率12%～19%,增产13.0%～23.7%;在不覆膜条件下,带型60 cm：45cm比60 cm：30 cm、60 cm：60 cm增产9.4%～50.0%。     

栽培方式与施肥水平对当归土壤水分和养分的影响

通过田间试验,比较分析当归全膜双垄沟栽、全膜单垄垄栽和全膜平栽3种栽培方式与施0(CK)、600、750、900 kg/hm2复合肥4种不同施肥水平下不同生育期0～40 cm土层土壤含水量和养分含量的变化及当归产量.结果 表明:除当归地上部分生长旺盛期0～20 cm土层土壤外,同时期同层土壤中全膜双垄沟栽+施肥750 ...     

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。     

中置螺旋分土开沟装置的设计与试验

针对1GQ-1.6型中置铧式犁起垄机在高稻茬黏重土壤环境中作业壅泥缠草、沟边土壤堆积、厢面土块不细碎等问题,将原有中置铧式犁设置成双翼开沟犁,并在中置双翼开沟犁后部旋耕刀轴上左右对称设置分土螺旋,以最大土壤推送量为目标,设计了分土螺旋的螺旋叶片直径、螺距及螺旋升角;基于农艺要求的沟型,设计了双翼开沟犁犁体高度、宽度,研制出由机架、双翼开沟犁、可调深度机构、中间变速箱、分土螺旋和旋耕刀辊组成的螺旋分土开沟装置。室内土槽试验结果表明,中置螺旋分土装置工作性能的各项评价指标均符合国家标准和农艺要求,其中沟深稳定性系数和厢面平整度系数分别达到94.67%、97.53%。     

注灌施肥对全膜双垄沟播玉米产量及土壤水分的影响

在榆中县旱作区全膜双垄沟播栽培下,观察了不同注灌施肥处理对玉米产量及土壤水分含量的影响。结果表明,不同水肥条件对玉米产量均有一定的影响。基施N 180.00 kg/hm2、P2O5120.00 kg/hm2、ZnSO47.50 kg/hm2、K2O 30.00 kg/hm2,拔节期和大喇叭口期各注水30 m3/hm2处理下玉米折合产量最高,为14157.6 kg/hm2。玉米抽雄期0～60 cm土层含水量各处理变化趋势相同,均表现为0～20 cm土层含水量较高,20～60 cm土层含水量相对较低,且相互间无明显差异。注水对水分利用效率的影响不显著。     

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。     

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。     

垄作直播控制灌溉对水稻产量和温室气体排放的影响

【目的】稻田是温室气体的重要排放源之一,耕作方式和水分管理措施均能在一定程度上减少稻田温室气体排放。垄作直播方式是一种新型节本增效的水稻种植方式,探索稻田垄作直播下垄沟水分管理对水稻产量和温室气体排放的影响,为丰产减排稻作模式的创新提供理论依据和技术途径。【方法】以2019—2021年垄作直播方式下的水稻-萝卜轮作系统为研究对象,通过设置传统淹水沟灌(TFI：水分高于垄面约5 cm)、控制沟灌1(CFI1：水分低于垄面约5 cm)、控制沟灌2(CFI2：水分低于垄面约10 cm)、控制沟灌3(CFI3：水分低于垄面约15 cm)4个处理,采取密闭静态箱-气相色谱法研究水稻-萝卜生长季温室气体排放及其全球增温潜势,同时测定水稻产量、土壤还原性物质、铵态氮和硝态氮等指标,明确既能减少全球增温潜势(GWP)又能增加作物产量的最佳灌水模式。【结果】综合3年试验结果,与TFI处理相比,控制灌溉能显著降低水稻季CH₄累积排放量22.81%—78.47%,其中CFI3效果最显著;CFI2处理显著增加水稻季N₂O累积排放量20.45%—59.90%,CFI3...     

膜下滴灌与细流沟灌对玉米生长及产量的影响

【目的】明确等灌溉量膜下滴灌与细流沟灌对玉米生长、产量及水分利用效率的影响。【方法】以郑单958为研究对象,于2015—2021年进行田间试验,通过管式水分仪测定窄行、根区和宽行下0—50 cm土层水分含量,研究膜下滴灌与细流沟灌对土壤水分分布状况及其对玉米株高、叶面积指数、叶绿素含量、生物量、产量、水分利用效率等的影响。【结果】膜下滴灌优先补充窄行和根区的土壤水分,而细流沟灌优先补充宽行表层的土壤水分。而玉米耗水主要集中在0—30 cm土层范围内,膜下滴灌的窄行和根区0—30 cm土层水分含量均高于细流沟灌;随着土层深度增加灌溉对土壤含水量的影响减小,40—50 cm土层水分动态受灌溉方式影响较小。膜下滴灌较细流沟灌可显著促进玉米在开花期和成熟期的生长,提高叶面积指数。开花期膜下滴灌玉米的株高和叶面积指数较细流沟灌平均增加4.3%和8.3%,成熟期平均增加4.9%和15.1%。开花期和成熟期玉米总生物量均为膜下滴灌>细流沟灌处理,开花期增加12.2%,成熟期增加11.5%。膜下滴灌处理的玉米干物质转移量、干物质转移率和干物质转移量对籽粒贡献率均显著高于细流沟灌处理,分别增加17...     

马铃薯垄沟集雨栽培技术研究

[目的]为建立马铃薯(Solanum tuberosum L.)垄沟集雨栽培技术提供参考。[方法]通过马铃薯不同垄膜宽度集雨效率比较试验,在进行土壤水分检测的基础上,观察测定出苗保苗率及增产效果,研究垄膜沟植技术的综合生产效益。[结果]马铃薯垄膜沟植技术下出苗率较平作、平作覆膜技术高,出苗提前,其中,30～60 cm垄膜宽度处理下表现较明显。增产效果最好的处理为40～50 cm垄膜宽度,增产幅度为23.2%～33.0%。[结论]垄膜沟植技术能够有效地提高马铃薯对雨水的利用效率,增加土壤根层含水量,提高马铃薯抗旱性和产量。