覆膜滴灌棉田地膜残留量对棉花生长的影响

为了阐明覆膜滴灌棉田地膜残留对棉花生长的影响,结合绿洲覆膜滴灌棉田残膜累积特点,设计对应覆膜年限为5 a、10 a、15 a、20 a、25 a、30 a共6个不同残膜累积梯度,利用桶栽试验,分析了不同覆膜年限棉田中残膜累积对棉花生长和产量的影响.结果表明:残膜对棉花地上部株高和叶面积影响显著,随残膜量的增加株高和叶面...     

新疆石河子地区棉田地膜残留的时空分布特征

为了研究新疆棉田地膜残留的时空分布特征,在新疆短绒棉主要生产地区石河子,选择3个团场的连续覆膜1年、5年、10年、15年、20年、25年的棉田进行取样,测量其单位面积残膜数量、密度,残膜面积变化特征,预测未来棉田残膜的变化趋势。结果表明:随着覆膜年数的增加,单位面积片数和重量每年以40.02万片.hm-2、13.66 kg·hm-2的线性趋势递增。在土壤深度的空间分布上,连续覆膜5年后残膜大小、密度在0～40cm土壤中将均匀分布。连续覆膜10年,土壤中三种面积类型残膜之间(0～25cm2,25～100cm2和大于100cm2)在单位重量上将不再有差异。随着覆膜年数的增加,对作物产生危害的残膜类型(大于25cm2)一直占总残膜质量的60%以上。     

不同残膜量对土壤水分运移的影响及模拟

为解决绿洲区残膜污染,结合已有研究,根据农田残膜量与覆膜年限的关系,设计了9种残膜量处理(0、50、80、132、160、264、396、792、1 320 kg·hm~(-2)),利用室内土柱模拟试验,对不同处理的土壤水分湿润锋运移距离、运移速率、累积蒸发量、蒸发速率、土壤含水率进行监测分析并进行模型模拟,探究残膜量对土壤入渗和蒸发的影响以及模型模拟精度。结果表明:随着残膜量增加,湿润峰运移距离呈减小趋势,较CK减少2.76%～8.66%(P0.05),0～5 h内的平均运移速率较CK减少0.4%～19.5%(P0.05),总体呈幂函数降低趋势;随残膜量增加,累积蒸发量逐渐减小,较CK减少5.04%～38.92%(P0.05),蒸发速率呈降低趋势,而随着蒸发时间增长,蒸发速率也呈幂函数降低趋势;各残膜处理0～10 cm土层土壤平均含水率比10～20 cm土层降低1.51%～3.08%(P0.05),残膜破坏了土壤水分分布的均衡性。通过评价模型的结果显示,各处理拟合结果的决定系数R~2均大于0.988。随着残膜量的增加,RRMSE值出现差异,CRM值趋近0,CE值出现波动变化,模型拟合的结果呈现先变好后变差。     

长期膜下滴灌对根区土壤盐分及棉花生长影响研究

通过比较典型灌区内7个(试验设计两个研究区共14块棉田)不同膜下滴灌年限棉田盐分分布,尝试揭示长期膜下滴灌农田根区土壤中盐分演变趋势。两研究区均表现为,应用膜下滴灌技术棉田根区盐分随着该技术应用年限的延长而逐渐降低;且表现为滴灌<6a为迅速脱盐阶段,6~8a为平稳脱盐阶段,>8a为盐分稳定阶段。头年10月至翌年4月,膜下滴灌棉花根层盐分降低显著。滴灌棉田根层盐分的逐年降低,使得棉花根区生境得到改善,应用膜下滴灌技术5~7a内,其对棉花根层生境改良效果较明显,3~7a棉花成活率年均增幅大于26.75%、产量年均增幅超过19.57%。滴灌7~9a以上,棉花根层生境良好,成活率大于82%,产量超过5200.00kg/hm2。     

覆膜年限棉田土壤邻苯二甲酸酯含量分布及其对土壤细菌群落结构的影响——以准噶尔盆地荒漠-绿洲交错带为例

为探究长期覆膜棉田土壤邻苯二甲酸酯(Phthalic Acid Esters, PAEs)含量及其对土壤微生物群落多样性的影响，以新疆准噶尔盆地南缘荒漠-绿洲交错带五家渠蔡家湖垦区0、5、10、15、20、25、30年覆膜年限棉田土壤为研究对象，分别采用GC-MS和Illumina-MiSeq高通量测序技术，对不同覆膜年限棉田土壤PAEs含量分布和土壤细菌群落组成及多样性进行分析。结果表明，长期覆膜棉田土壤中PAEs的分布随着覆膜年限的增加呈现先增长后降低的趋势。不同覆膜年限棉田土壤中微生物群落多样性存在明显差异，其中，覆膜棉田土壤中微生物多样性明显高于未覆膜对照样本，覆膜棉田土壤中15年地块最低。各覆膜年限棉田土壤中优势菌门均为放线菌门(Actinobacteriota)、变形菌门(Proteobacteria)。目水平上，微球菌目(Micrococcales)、假诺卡氏菌目(Pseudonocardiales)、土壤红杆菌目(Solirubrobacterales)是各样品中的优势目，其结构形成主要驱动因子是DnOP和土壤有机质。各覆膜样本中优势属为Gitt-GS-137、鞘氨醇单...     

抛膜钉齿式残膜弧形起膜捡拾装置设计与田间模拟试验

现有残膜回收机起膜装置难以彻底刨出土壤耕层内残留的多年废弃地膜,致使地膜继续沉积,严重破坏土壤再生能力.针对现有起膜装置碎片回收率低、漏收率较高的问题,设计了一种弧形起膜捡拾装置配合抛膜弹齿式残膜回收机使用,该装置主要由输膜辊、喂入辊、U形喂入齿、起膜杆齿、弧形钉齿等组成.在阐述整体结构、具体工作原理及主要部件设计特点...     

不同残膜量对土壤水盐运移及棉花生长发育的影响

为了研究不同残膜量对棉田土壤水盐运移及棉花生长的影响,通过大田试验设置150 kg·hm^-2（T1）、230 kg·hm^-2（T2）、465 kg·hm^-2（T3）、857 kg·hm^-2（T4）、1 250 kg·hm^-2（T5）、1 640 kg·hm^-2（T6）以及原位土512 kg·hm^-2（CK1）和无残膜（CK2）等8个残膜量梯度,测定棉花全生育期土壤体积含水率、灌水后盐分变化动态、株高、茎粗、叶面积产量。结果表明：随着残膜量的增加,0～60 cm剖面土壤体积含水率逐渐减少,其中0～20 cm土壤体积含水率减少幅度最大;花铃期随灌水后天数的增加土壤含盐量逐渐增多,且残膜量越多盐分分布越不均匀;棉花各生育期株高、茎粗、叶面积以及产量均表现为随残膜量的增加逐渐减小,且在残膜量为150 kg·hm^-2时达到最大;当残膜量大于857 kg·hm^-2时,棉花株高、茎粗、叶面积和产量下降幅度...     

不同覆膜连作年限对玛纳斯县棉田土壤质量的影响

为研究不同覆膜连作年限对玛纳斯县棉田土壤质量的影响,以新疆玛纳斯县覆膜连作0、5、10、20、30 a的棉田为研究对象,分别采集0~10、10~20、20~30 cm土层土壤,测定其土壤理化性质、土壤酶活性、土壤微生物量碳、氮含量等指标,并对不同覆膜连作年限玛纳斯县棉田的土壤质量进行综合评价。结果表明：（1）随覆膜连作年限的增加,土壤含水率和有机质含量逐渐增加,以覆膜连作30 a时最高,分别为11.52%和21.60 g·kg^-1,土壤速效磷呈先升高后降低趋势,在覆膜连作10 a时含量最高（49.60 mg·kg^-1）,土壤电导率、总盐、速效钾和碱解氮总体呈降低趋势,在覆膜连作年限30 a时含量最低,分别为0.50 mS·cm^-1、0.69 g·kg^-1、148.28 mg·kg^-1和25.27 mg·kg^-1;同一覆膜连作年限下,随着土层深度的增加,土壤含水率、电导率和总盐逐渐增加,pH值、有机质、速效磷、速效钾和碱解氮含量逐渐降低。（2）在不同覆膜连作年限下,土壤蔗糖酶、脲酶、碱性磷酸酶活性随覆膜连作年限的增加呈先升高后降低趋势,在覆膜连作10 a时活性最高,分别为10.57 mg·g^-1·d^-1、0.86 mg·g^-1·d^-1、0.40 mg·g^-1·d^-1,土壤过氧化氢酶活性随不同覆膜连作年限并无显著变化,为1.80~2.20 mL·g^-1;在同一覆膜连作年限下,土壤脲酶、碱性磷酸酶活性均表现为表层>深层,且差异显著。随覆膜连作年限的增加,土壤微生物量碳含量呈现先增加后减少的趋势,最高为205.26 mg·kg^-1,微生物量氮含量逐渐降低,最低在覆膜连作30 a时为11.40 mg·kg^-1,且不同土层土壤微生物量碳、氮表现为表层>深层。（3）土壤速效磷与过氧化氢酶、脲酶、碱性磷酸酶活性和微生物量碳呈极显著正相关关系,与蔗糖酶活性呈显著正相关关系,表明土壤速效磷是影响土壤酶活性和微生物量碳、氮的主要因素。土壤质量综合评价表明,以覆膜连作10 a的土壤质量最佳,0 a和30 a的土壤质量相对较低。     

仲灵·乙草胺膜上除草新技术

棉花播种覆膜后,在膜上喷施仲灵·乙草胺,仲灵·乙草胺能很快透过薄膜,在土壤表面形成药层,起到土壤封闭效果,以有效防除棉田单、双子叶杂草。     

残膜积累对土壤理化性状与后茬作物产量影响的研究

本文主要阐述通过小区与中间试验,研究了现推广的覆膜栽培技术。由于残膜积累,土壤理化性状低劣,使后茬作物产量下降。为减少地膜污染,建议采用膜外侧栽培。     

北疆常年膜下滴灌棉田土壤盐分年内及年际变化特征研究

针对膜下滴灌棉田土壤次生盐渍化问题,从年内变化与年际变化两个方面,分析新疆典型绿洲区膜下滴灌棉田土壤盐分演变特征。研究结果表明:在年内,土壤盐分整体随生育期的顺延而呈下降趋势,其中5月上旬(苗期)、7月中旬(花铃期)、9月中旬(收获期)土壤盐分呈现积盐趋势;膜下滴灌4~12 a的棉田土壤存在稳定积盐层,其深度大约在60~150 cm范围内,其盐分值基本保持在0.6%上下;60 cm以上土层基本处于脱盐状态,其盐分值保持在0.2%~0.4%左右,属于非盐化土壤;膜下滴灌15 a的棉田,土壤盐分随生育阶段变化幅度较大,呈现中度盐化土特征。在年际间,膜下滴灌最初1~6 a,土壤盐分呈现持续脱盐趋势,尤其20 cm以下土层脱盐效果较为明显;实施膜下滴灌6~7 a,土壤盐分变化趋于稳定状态,各棉田出现稳定积盐层,其深度大约在80~100 cm土层,积盐层盐分值大部分保持在0.25%上下,属于非盐化土。     

膜下滴灌风沙土盐分变化及分布特点

通过对已进行膜下滴灌2a和5a的改良风沙土电导率和总盐分的测定,探讨不同滴灌年限土壤盐分变化及分布特点。研究表明,在膜下滴灌与冬灌和春灌相结合的条件下,土壤表层0～30cm盐分逐年下降,但脱盐效率也不断降低;盐分在土壤中分层明显,在水平方向,距离滴头越远,盐分越重;垂直方向,土壤盐分最低值位于表层20～40cm处。在表层0～40cm的土层中,靠近薄膜边缘盐分差异较大;随着滴灌年限的增加,脱盐区范围增大,特别是水平脱盐距离增加明显。不同滴灌年限的深层压盐区变化不大,膜间聚盐区位于膜间裸地并延伸到薄膜内,位于土壤表层0～40cm。     

膜下滴灌布置方式对土壤水盐运移和产量的影响

以棉花主要根系层各生育期保持适宜土壤含水率为灌水目标,设置一膜单管四行和一膜双管四行两种毛管布置方式,以TRIME-T3管式TDR测定土壤含水率指示灌水,开展膜下滴灌大田试验,研究了干旱区膜下滴灌棉田土壤水盐运移规律及分布特征,并对不同滴灌模式下的棉花产量和灌溉水生产效率进行评价。结果表明:膜下滴灌单、双管布置棉花生育期内灌溉定额分别为390、550 mm;双管布置在10~40 cm棉花主要根系层形成适宜作物生长的淡化脱盐区,生育期内棉花主要根系层土壤含水率处于适宜的范围,灌水均匀度高,控盐效果好,棉花生长不受水盐胁迫;单管布置盐分随水分运移至湿润锋边缘至外行,棉花主要根系层有积盐的趋势,加上滴头流量大,不利于淡化脱盐区的形成。膜下滴灌毛管布置方式决定土壤水盐分布特征,进而影响植株对水分和养分的吸收,单、双管布置棉花产量分别为5 355、6 075 kg·hm~(-2),灌溉水生产效率分别为1.38、1.11 kg·m~(-3),单管布置灌溉水生产效率较高。     

膜下长期滴灌土壤盐分的空间分布特征与累积效应

通过对不同土壤质地和不同滴灌年限两个方面对新疆棉田膜下滴灌盐分的运移与积累规律的研究,结果表明:对于不同土壤质地,壤土中的盐分分布大致呈抛物线型,在40～60 cm处盐分积累量达到最大值.粘土中盐分分布大致呈"S"型,在60～80 cm处土壤盐分积累达到最大值;不同滴灌年限中随着滴灌年限越长,棉田中地表盐分积累越少,而在40～60 cm的盐分积累则越多.分析认为棉田土壤仅通过膜下滴灌淋洗盐分是不够的,必须与一定的灌排水技术相配合才能很好地防止棉田次生盐渍化.     

不同连作年限对棉花根系形态和产量的影响

以新疆典型棉区(玛纳斯县棉花种植地区)连作5、10 a和20 a的棉花为研究对象,利用田间根钻取样结合图像扫描分析方法,研究了不同连作年限棉田花铃期根系分布状况与形态特征。结果表明:根系集中分布于表层,即分布在0～10 cm土层的根质量约占总根质量的74.38%～87.08%;连作促使根干重增加,连作10 a和连作20 a处理的根干重较连作5 a处理分别提高了57.16%和50.80%;连作明显提高了棉花的根长密度和根表面积指数,连作10、20 a处理0～0.4 mm直径范围内的总根长较连作5 a处理的分别显著提高了约0.79～2.76倍和0.07～1.46倍;连作10 a处理的产量(平均产量为5 633.90 kg·hm~(-2))显著高于连作20 a处理和连作5 a处理(P0.05),较其平均分别提高了14.96%和26.53%。因此新疆棉花连作年限控制在一定时域内(连作10 a)并不会抑制棉花根系的生长,反而能够提高根长密度和根表面积指数,进而促使棉花产量提升,但棉花连作超过一定年限(10～20 a)后可能出现连作障碍,影响根系生长和产量的提高。     

不同种植方式和施肥对旱地春玉米土壤硝态氮残留的影响

覆膜种植技术已在旱作农区大面积推广,为了探明覆膜种植模式下科学合理的施肥水平,尽量减少土壤氮素残留与淋溶,采用田间定位试验,设全膜双垄沟播(F)、半膜平作(H)和裸地平作(O) 3种种植方式,配套优化施肥(OPT)、农民习惯施肥(FP)和不施肥(CK) 3种施肥水平,测定了春玉米各生育时期的土壤硝态氮含量,分析了不同处理的土壤硝态氮残留量、分布以及动态变化。结果表明:土壤中硝态氮残留累积量随着氮肥用量的增加而增加,0～200 cm土壤中硝态氮残留量最高可达428.3 kg·hm~(-2),OPT和FP处理的硝态氮平均累积量分别是CK的7.6和4.4倍;覆膜种植可以减少氮素残留,以全膜双垄沟播尤为明显;裸地平作下长期施氮容易出现硝态氮的残留,其主要残留在60～140 cm土层中,100 cm土层附近最高。两种覆膜种植方式下,随着玉米生育期的推进,0～200 cm土壤硝态氮含量逐渐降低,收获时土壤硝态氮残留量保持在较低水平,而在裸地平作下施氮后硝态氮含量始终维持在较高水平,收获期残留量高。因此,在OPT施肥水平下,配合全膜双垄沟播可以提高氮素利用效率,减少土壤硝态氮下层淋溶,降低因高施氮导致的土壤硝态氮累积。     

微咸水膜下滴灌对土壤水盐分布及加工番茄产量的影响

为探明微咸水膜下滴灌对土壤水盐分布及加工番茄生长和产量的影响,通过大田小区试验,设置灌水矿化度和灌水定额两个因素,其中3个灌溉水矿化度水平分别为S1:1 g·L~(-1)、S2:3 g·L~(-1)和S3:5 g·L~(-1),3个灌水定额分别为W1:305 m~3·hm~(-2)、W2:458 m~3·hm~(-2)和W3:611 m~3·hm~(-2),来进一步寻求适宜本地区加工番茄生长的微咸水膜下滴灌灌溉制度。结果表明:覆膜微咸水滴灌条件下土壤含水量垂直方向的变化趋势表现为0～20 cm土层随深度增加含水量逐渐降低、20～100 cm土层随深度增加含水量逐渐增大、60～100 cm范围内土层剖面含水量最大的分布规律;土壤含盐量随着灌水矿化度的增大而增加,且随着灌水量的增加土壤盐分逐渐向水平距滴灌带35 cm处聚集。灌水矿化度超过3 g·L~(-1)时加工番茄株高、茎粗均受到一定程度的抑制作用,但对产量影响不大。本文通过试验得出:灌水定额为611 m~3·hm~(-2)、矿化度为1 g·L~(-1)处理为本地区最佳微咸水膜下滴灌处理,加工番茄生长健壮且产量最高,达到127 613.2 kg·hm~(-2);同时认为,在我国淡水资源比较缺乏的新疆地区可以考虑采用灌水定额458 m~3·hm~(-2)和灌水矿化度3～5 g·L~(-1)的微咸水对盐分中等敏感的加工番茄进行灌溉。     

全膜双垄沟地膜捡拾机的设计

为了解决地膜污染问题,通过对国内外地膜捡拾机的研究和借鉴,研制出全膜双垄沟地膜捡拾机。运用SolidWorks motion功能仿真弹齿M点的运动轨迹和X方向线性速度,得出收膜滚筒的转速为80 r·min~(-1),通过设计计算和考虑其它因素得出入土角为25°;在此基础上增加反向推膜机构,对集膜滚筒机械进行改进优化并做出样机。实验表明,该样机作业生产率为0.4~0.6 hm~2·h~(-1),地膜捡拾率为90%,使用可靠性为98%,工作效率高,制造成本低,适应性强。     

塔里木绿洲种植制度对棉田土壤养分性状的影响

为了研究塔里木绿洲种植制度对棉田土壤养分特性的影响,以棉田轮作方式(水稻→棉花、水稻→冬麦→棉花、水稻→冬麦-绿肥→棉花)和连作年限(3、5、8、10、15 a)为试验因素,对0~100 cm土层土壤进行了调查与试验。结果表明:短期轮作对棉田土壤养分含量无影响,棉花连作年限是不同层次土壤养分含量变化的主要影响因素,连作3、8、10、15 a土壤0~20 cm速效氮平均为40.60、48.75、51.96、44.35 mg/kg;速效磷平均为10.16、26.72、27.00、23.37 mg/kg;速效钾平均为184.70、142.60、130.20、105.56 mg/kg;有机质含量分别为10.43 g/kg、12.10g/kg、12.93 g/kg、13.56 mg/kg;无论轮作类型、连作年限长短,从垂直分布上,连作15 a、3 a土壤速效氮F值分别为79.01、299.45;速效磷F值分别为88.99、17.54;有机质F值分别为77.27和171.6。表明长期连作降低了上下层土壤速效氮和有机质含量差异而增加了上下层土壤速效磷含量差异;有机质含量随着土层深度的增加而降低;速效钾含量有随着土层深度的增加而增加的趋势。棉花长期连作有利于增加各层次土壤速效氮、速效磷和有机质含量,同时降低深层土壤速效钾的含量;连作8~10 a耕作层土壤速效氮、有效磷含量达到最大值分别为52.35 mg/kg和27.45 mg/kg。     

栽培模式、施氮量对旱作春玉米农田矿质氮和产量的影响

研究了旱地不同栽培模式(全膜双垄沟和传统种植模式)和施氮量(0、170、200、230 kg·hm~(-2))对春玉米生长期间矿质氮和产量的影响。结果表明:不同处理条件下,硝态氮主要分布在0~40 cm土层,施氮量越高土壤中硝态氮的含量也就越高,随土层深度增加硝态氮含量降低;不同栽培模式对土壤中硝态氮的分布有明显影响,全膜双垄沟模式有助于玉米植株高效吸收利用土壤中的氮素,施氮量为0、170、200、230 kg·hm~(-2)处理的吸氮量分别提高了89.3%、51.1%、66.6%和102.8%,所有处理的吸氮量平均提高77.4%,从而减少土壤硝态氮的残留,而传统种植模式的玉米植株利用土壤氮素效率低,易造成硝态氮残留在土壤中,当遇到强降雨时硝态氮的淋洗现象严重,将硝态氮迁至作物无法吸收利用的土壤深度,造成资源浪费;而铵态氮在土壤中不易迁移,施氮量、栽培模式及玉米不同生育时期对铵态氮在土壤剖面中的分布几乎没有影响;玉米的植株吸氮量与玉米产量成正比,施氮处理植株吸氮量与产量显著高于不施氮处理,但是不同施氮处理间的差异不显著。全膜双垄沟模式下春玉米的最佳施氮量为200 kg·hm~(-2),而传统种植模式下的最佳施氮量为170 kg·hm~(-2),且在干旱地区宜采用全膜双垄沟栽培模式种植春玉米。