黄土高原东南部旱作农田一年二熟种植模式水分效应初探——以杨凌为例

为了揭示"一年二熟"种植模式的农田土壤水分动态及耗水规律,试验设置了4个不同的"一年二熟"种植模式,测定分析了不同种植模式的土壤水分动态变化、水分满足率、作物耗水强度及作物产量等指标。结果显示:在黄土高原东南部年降雨量达640 mm左右的旱作农田,发展"一年二熟"种植能较好地利用夏闲期的水热资源,不同程度地提高了全年的生物产量、经济产量、水分利用效率,加强了农田物质循环。"冬小麦—大豆"、"冬小麦—玉米"两个种植模式的平均耗水强度仅比"冬小麦—夏闲"(对照)处理高0.07、0.1 mm/d,而"冬小麦—谷子"的耗水量等同于对照。经济效益以"冬小麦—玉米"为最好,土壤水分资源的持续利用性以"冬小麦—谷子"最好,一年二熟在取得显著经济效益的前提下具有可持续性;综合考虑该区的自然资状况,在旱作农田下最优的"一年两熟"种植模式为"冬小麦—玉米","冬小麦—大豆"。     

黄土高原半湿润区旱地一年两熟复种模式土壤水分效应

以冬小麦—夏闲种植模式为对照,比较了不同作物种植模式的土壤水分动态、作物耗水量及作物产量等指标。研究了旱地"一年两熟"种植模式的农田土壤水分动态及耗水规律,揭示了不同种植模式对土壤水分的影响机理。结果表明:旱地一年两熟种植模式具有较好的水分利用效率和经济效益,4种一年两熟种植模式的水分利用效率和经济效益较对照分别高48.4%~107.5%和62.3%~119.2%;发展旱地复种对土壤水分的影响程度有限,各复种处理与对照相比,水分差异主要存在于1 m以下的深层土壤;冬小麦—芝麻、冬小麦—大豆、冬小麦—玉米3种作物模式的全季度耗水强度仅较对照分别高0.05、0.07和0.09 mm/d。综合经济效益及土壤水分可利用性分析,冬小麦—玉米模式的经济产量、收益最佳,冬小麦—大豆则为水分生产效益次佳,但显著降低了对土壤水分的消耗。     

玉米马铃薯间作群体的蒸腾量和蒸腾效率研究

以玉米(Zea mays L.)和马铃薯(Solanum tuberosum L.)间作为研究对象,结合大田和盆栽试验,通过观测土壤蒸发、土壤含水量和作物蒸腾量,分析作物的水分竞争能力和间作的产量优势,研究间作对作物水分利用的影响特征与机理。大田试验结果表明:1玉米与马铃薯在同一时期的蒸腾量差异导致了两作物种植区域之间的土壤含水量差异;2间作的蒸腾量4 424.07 t·hm-2显著大于单作玉米和单作马铃薯蒸腾量的加权平均值3612.27 t·hm-2(P0.01);3间作的土地当量比LER(land equivalent ratio)1(P0.01),说明间作表现了增产优势。盆栽试验结果表明:1玉米和马铃薯在同一时期的蒸腾量存在差异,这意味着两作物种植区域的土壤含水量也存在差异(盆栽试验已基本消除土壤蒸发,土壤含水量主要受作物蒸腾影响);2间作的蒸腾量51.79 kg·盆-1显著大于单作玉米和单作马铃薯蒸腾量的加权平均值48.36 kg·盆-1(P=0.011);3作物的种间相对竞争力RC(Relative competitive abilty)1(P0.001),说明玉米在种间水分竞争中占据优势地位;4玉米的蒸腾效率5.38 g·kg-1显著大于马铃薯的3.68 g·kg-1(P0.001);5间作的蒸腾效率4.82 g·kg-1显著大于单作玉米和单作马铃薯蒸腾效率的加权平均值4.53 g·kg-1(P0.001);6间作的土地当量比LER1(P=0.001),说明间作表现了增产优势。以上结果说明:玉米和马铃薯在同一时期的蒸腾量差异可以导致它们种植区域之间的土壤含水量差异,进而使得在间作中,一种作物可以利用另一种作物种植区域的较多土壤水分,所以间作可以提高作物群体蒸腾量;玉米既具有较高的蒸腾效率,又在种间水分竞争中占据优势地位,因此玉米马铃薯间作可以提高作物群体蒸腾效率;蒸腾量和蒸腾效率的协同提高是该间作表现增产优势的重要原因。     

不同生育时期非充分灌溉对间作作物产量构成因子及收获指数的影响

针对内蒙古河套灌区干旱缺水的实际情况,以春小麦间作玉米、春小麦间作向日葵复合群体为研究对象,以不同生育期的非充分灌溉为试验处理,进行间作模式下的非充分灌溉试验。结果表明:间作下小麦分蘖期每多灌溉15 mm有效分蘖数提高5.4%~15.07%,而乳熟期随着水分胁迫加剧间作模式下的小麦穗粒数、千粒重、产量均呈现出先升高后降低的规律。对于间作下的玉米产量构成,适当减少小麦分蘖与拔节期的灌水量,相应增加小麦乳熟与玉米灌浆吐丝期的灌水量,有利于大幅提高缺水地区间作模式下的玉米产量,且随着灌水总量的升高,穗粒数以1.27~2.47粒·mm~(-1)的速度递增,产量以62.24,94.93,29.73 kg·hm~(-2)·mm~(-1)的"S"型曲线逐渐升高。而对于间作下的向日葵产量构成,其主要受小麦乳熟期与向日葵现蕾期水分处理的影响,且随灌水总量的提高间作向日葵的单株粒数呈先升后降的规律,而百粒重和产量则呈"N"型和"M"型规律变化。对于不同水分处理下各间作作物对水分的敏感指数表现为小麦的敏感指数最高,玉米次之,向日葵最低。不同水分处理对各间作作物收获指数的影响表现为间作模式下的小麦受水分胁迫后其收获指数普遍提高,间作模式下玉米的收获指数随灌水总量上升而逐渐上升,而间作模式下受水分胁迫处理的向日葵收获指数反而下降。     

策勒县农业气候资源及其利用效益提高途径

策勒光能资源十分充裕，光能生产潜力较大。热量资源比较丰富，利于玉米、棉花等喜温作物的种植。光照丰富，温差大有利于对作物和瓜果产量和质量的提高。水资源紧缺，资源浪费严重。提高资源利用效率的途径有调整种植结构，引进作物新品种，提高作物产量，发展节水灌溉，合理开发利用水分资源等。     

高寒半干旱区低产农田培肥改造技术研究

以冀西北坝上高寒半干旱中低产旱地农田为对象，研究了该区域主要农作物－春小麦，莜麦，马铃薯的高产方法，结果表明，有机无机培肥改造技术，客土培肥改造技术和聚垄集肥覆膜土壤改造技术，不仅能有效改善土壤物理性状，大大提高水分利用效率（WUE），而且能显著提高作物产量，其中，有机无机肥配施使坡梁栗钙土莜麦增产209．4％－390．3％，旱滩草甸栗钙土春小麦增产79％－98．5％，坡梁栗钙土客土120－240t/hm^2培肥使莜麦增产10．8－26．6％，与施用有机肥15－30t/hm^2效果相当，聚垄＋N120P90K90K60＋M22500＋覆膜使马铃薯产量实现翻番，经济效益得到较大程度的提高。     

基于VB的旱作作物种植结构决策支持系统开发

以Jensen水分生产函数为基础,运用多目标规划的方法,建立了旱作条件下小麦、玉米、大豆、马铃薯、高粱等作物种植结构优化系统,并编制了可视化应用程序。输入多年降雨资料、日照时数、每日最高最低温度、每日风速等基本气象资料以及相关的土壤、作物参数,就可优化出研究地区主要作物种植比例和结构,操作简单,具有实用性。以山西晋中地区为例进行应用,系统根据多年的降雨资料预测出不同水文年型下每种作物的单产,在此基础上对种植结构进行了优化,并与实际结果比较证明其可靠性,从而对作物种植结构进行优化和指导,使粮食产量、经济效益、水分利用达到协调统一。     

沈阳地区3种新型复种模式物质生产及资源利用效率分析

为探索适合沈阳地区的复种模式,采用灰色关联分析法,对三种新型种植模式(M1:覆膜鲜食玉米复种青贮玉米;M2:小麦复种青贮玉米;M3:马铃薯复种青贮玉米)的物质生产及资源利用效率等进行了分析评价.结果表明:三种复种模式的作物生产力、气候资源生产效率、能量效益、经济效益、综合效益等均明显高于一季春玉米(CK).其中,马铃薯复种青贮玉米纯效益最高,为25462元/hm2,较一季春玉米提高136％;覆膜鲜食玉米复种青贮玉米和小麦复种青贮玉米纯效益分别为22993元/hm2和14216元/hm2,较一季春玉米分别提高113％和32％.     

黄土高原一年生饲草作物产量与水分利用效率

一年生饲草作物是补充黄土高原地区冬春季家畜饲草供应的重要来源,而水分利用效率是评价饲草作物适应区域气候环境的重要表征。采用大田试验研究了甘肃陇东黄土高原雨养农业区9种春播一年生饲草作物〔玉米(Zea mays)、苏丹草(Sorghum sudanense)、大豆(Glycine max)、谷子(Setaria italica)、糜子(Panicum miliaceum)、箭筈豌豆(Vicia sativa)、豌豆(Pisum sativum)、燕麦(Avena sativa)和春小麦(Triticum aestivum)〕的饲草干物质产量土壤水分亏缺值和水分利用效率。结果表明:除苏丹草外,其余8种饲草作物的土壤水分亏缺值均呈现"V"型。出苗后6周,春小麦的水分利用效率最高;出苗后15周,玉米的水分利用效率高于其他饲草作物,而谷子和糜子的水分利用效率变幅比其他饲草作物小。在春播条件下,9种一年生饲草作物中,可优先选择玉米、春小麦、谷子和糜子。     

河西绿洲灌区玉米产量对生物可降解地膜保水增温作用的响应

通过连续2 a田间定位试验,研究不同覆盖处理(普通地膜覆盖、生物可降解地膜覆盖、秸秆覆盖和无覆盖)对玉米种植增温、保湿作用和产量的影响。结果表明:不同覆盖处理增温次序为普通地膜覆盖生物可降解地膜覆盖无覆盖秸秆覆盖;普通地膜覆盖、生物可降解地膜覆盖和秸秆覆盖的2 a玉米各生育时期土壤贮水量平均比无覆盖高24.7mm、19.9mm和13.1 mm;与无覆盖相比,普通地膜覆盖、生物可降解地膜覆盖和秸秆覆盖的2a平均玉米籽粒产量分别提高11.55%、9.53%和4.70%,WUE分别提高17.35%、14.11%和8.22%,经济效益分别提高11.81%、8.60%和5.05%。综合考虑产量和水分利用,生物可降解地膜的增温保湿和增产效果低于普通地膜,但是生物可降解地膜有利于农业生态系统的可持续发展,从长远生态效益考虑,今后应推广使用。     

河西走廊绿洲农业土地综合利用探析——以张掖市为例

以河西走廊中部的张掖市为例,进行了土地人口承载力的计算和农业内部产业效益分析。结果表明:种植粮食作物的人口承载力要远远大于畜牧业,而从农业内部不同产业综合效益分析来看,草畜业要大于种植业。考虑到土地对人口的承载力,将未来绿洲农业土地的利用模式调整为:耕地种植业和耕地草畜业的用地比例为1∶2左右;耕地种植业中,稳定口粮生产,压缩饲料粮生产,提高饲草种植比例;畜牧业中,压缩耗粮型猪禽养殖数量,发展节粮型草畜(牛、羊)的数量,提高食草性畜牧业比重;调整种植业、养殖业和农畜产品加工业结构,建立绿洲生态经济体系,实现经济、社会、生态效益的兼容。     

论黄土高原种植业三元结构的几个问题

粮料分流,建立种植业三元结构是解决黄土高原粮食问题的必要选择,因此,大力发展饲料粮生产是今后黄土高原种植业结构调整的必然主向,研究认为,黄土高原饲料作物播种面积占粮食作物总播种面积的比例应在25％以上;提出了分层次建立黄土高原种植业三元结构和加大宏观调控力度的构想,强调了在农户层次上建立粮食经饲结合种植模式和轮作制度的作用及意义;分析了本区可供开拓的饲料作物的潜在生态位资源以及粮饲结构调整的种植模式及其效益。     

我国马铃薯害虫防控现状与展望

马铃薯是我国主要粮食作物之一, 也是粮菜兼用的重要经济作物, 在种植业结构调整、保障粮食安全和推进乡村振兴中发挥极其重要的作用。马铃薯害虫是我国马铃薯产业可持续健康发展的严重威胁, 本文以马铃薯甲虫、茄二十八星瓢虫、马铃薯块茎蛾、蛴螬、蚜虫等我国马铃薯常发性重大害虫为对象, 简要概述了这几类害虫的防控现状, 并就马铃薯害虫综合治理未来应重点关注领域进行了讨论。     

西部旱区气候资源评估与区域农业可持续发展

气候资源是最重要的农业资源之一 ,它既是农业生产发展的基本条件 ,也是发展的制约因素。由于气候不断变化和市场经济的发展 ,针对农业需要动态地评估气候资源的有效性及其利用风险 ,对区域农业可持续发展有重要意义。本文论述传统的气候资源评价方法 ,基于遥感与地理信息系统 ( GIS)的评估方法和基于模型的评估方法 ,并从协调人地关系 ,协调经济、生态、社会效益的角度论述制定基于气候资源合理利用的区域农业持续发展规划方法。本文以西北干旱地区为重点 ,阐明在农业规划时要特别强调包括工业、生活、生态和农业生产在内的区域用水平衡 ;当热量条件允许时注重采用遗传和管理措施发展节水型农业 ,通过提高水分利用率充分利用辐射能 ;考虑与气候和市场相适应的农业种植结构与农业生物类型 ,重视眼前利益兼顾长远利益 ,重视局部利益兼顾整体利益 ,使区域经济生态效益持续较优。     

旱地燕麦间作对土壤酶活性、微生物含量及产量的影响

本文通过研究内蒙古旱作区禾本科、豆科及茄科间作对土壤生物性状的影响,旨在揭示燕麦（Avena sativa Linn）与不同作物间作及其单作在土壤酶活性、微生物量及土地当量比（LER）等方面的优势机理。本试验设置燕麦、黑豆（Glycinemax（L.）merr）、苜蓿（Medicago sativa）、马铃薯（Solanum tuberosum L）单作和黑豆间作燕麦、苜蓿间作燕麦、马铃薯间作燕麦共7个处理,探讨各处理对上述各指标的影响。结果表明：燕麦间作黑豆土地当量比最高,2015年和2016年分别为1.62和1.65。燕麦间作黑豆土壤脲酶活性和蔗糖酶活性较苜蓿间作燕麦、马铃薯间作燕麦显著提高了5.00%~51.61%和5.73%~52.29%。2015年和2016年播种后75 d苜蓿间作燕麦土壤过氧化氢酶活性显著高于黑豆间作燕麦,分别提高了29.47%和40.56%。黑豆间作燕麦对比其他两间作处理土壤微生物的生物量碳、氮含量分别显著提高了2.70%~17.89%和11.36%~26.47%,土壤脲酶活性提高了1.51%~55.22%,蔗糖酶活性提高了5.73%~52.29%,是该地区最优的间作模式。     

Manipulating inoculum densities of Verticillium dahliae and Pratylenchus penetrans with green manure amendments and solarization influence potato yield

We used cover crops with demonstrated efficacy against Verticillium dahliae and Pratylenchus penetrans in combination with the biocidal practice of solarization to determine the importance of targeting both organisms for managing potato early dying, an issue relevant to the search for alternatives to soil fumigation. Two experiments were conducted in commercial fields using a split-plot design with cover crop treatments of rapeseed, marigold, forage pearl millet, sorghum-sudangrass, and corn as the main plot factor and solarization as the subplot factor. Cover crops were grown and solarization applied in year one, followed by potato in year two. The main effect of solarization was significant for reduced inoculum levels of both organisms in year two and increased tuber yields. The main effect of cover crop was also significant with lower population densities of P. penetrans following the marigold and millet treatments and of V. dahliae following rape and sorghum-sudangrass. The cover crop treatments influenced yield in only one of the experiments in the absence of solarization. The combinatorial effect of cover crops and solarization resulted in a wide range of pathogen population densities. Mean soil inoculum levels were negatively related to yield for V. dahliae in experiment 1, and for P. penetrans and the P. penetrans × V. dahliae interaction in both experiments.     

Integrated crop management, the basis for environment friendly crop protection of potatoes

Relatively large amounts of pesticides are needed to control diseases and pests in modern, intensive potato production. Integrated crop management offers a way of reducing the need for pesticides. It aims to reduce costs and improve the quality of the product and of the production methods, while maintaining soil fertility and the quality of the environment. The components of integrated crop management are described. Prevention of diseases and pests has high priority. If diseases or pests are present, non-chemical control methods are preferred and chemical control is based on economic criteria and the monitoring of the soil and crops. The contribution of integrated crop management to the control of two important fungal diseases, late blight (Phytophthora infestans), and stem canker (Rhizoctonia solani) and of one pest, potato cyst nematode (Globodera spp..) is described. The prospects for further development of integrated crop protection are discussed.     

基于水足迹的民勤县农作物耗水当量与气候响应评估

在阐述水足迹、水资源压力指数的基础上,计算了1991—2013年民勤县8种主要农作物(玉米、小麦、棉花、葵花、苹果、瓜类、蔬菜)蓝水需水量、总耗水当量和单位作物耗水当量,研究了这些作物在23年内总耗水当量和单位耗水当量的时间序列变化规律,并对比三种经济技术耗水分离模型,分离出4种典型作物(小麦、玉米、棉花、瓜类)单位气候耗水当量,最后选择逐步回归分析法探讨了作物气候耗水当量与相关气候因子之间的关系。结果表明:(1)民勤总耗水当量逐年增加,粮食作物总耗水当量变化最大,蔬菜、油料作物(葵花)次之,单位作物耗水当量在震荡中逐年递减;(2)HP滤波法为最优气候耗水当量分离模型,单位作物气候耗水当量趋势性不明显,序列期内震荡显著,且不同作物差异较大;(3)显著影响单位作物气候耗水当量的主要气候因子为5、6月份总降水量和7月份相对湿度,与生长期内气温要素相关性不强。可见,不同作物耗水变化的气候响应模式差异较大,整体受降水和温度的影响显著,但对全球气候变暖大趋势的响应机制尚不明确。     

黄土丘陵区川道地种植业结构分析与效益评价

选取10个具有代表性的川道地村为研究对象,对种植业用地结构、系统生产力、产值结构、系统稳定性和种植业效益进行了动态分析,结果表明:研究区退耕还林还草效果显著,坡地明显减少,林草地明显增加,种植业用地结构由坡地与川道地为主转变为以川道地为主;种植业结构调整初见成效,由粮食与经济作物为主转变为粮食与蔬菜特别是保护地蔬菜为主的种植结构,蔬菜已成为种植业收入的最主要来源,产值结构趋于平衡,系统稳定性有所提高;种植业产投比较低,种植业已步入高投入、高产出的发展轨道,基本实现了农业增产与农民增收,种植业效益有待提高。     

内蒙古皇甫川流域作物生长期气候旬变异特征及其对作物产量效应分析

皇甫川流域地处我国北方半干旱区,作物生产对气候变化具有明显的脆弱性。利用该流域1961—2000年生长季(5~9月)的降水、气温数据、农作物播种面积和产量数据,深入分析作物生产对旬尺度降水、气温变异的响应。研究表明,排除社会经济因素影响,皇甫川流域农作物生产对旬尺度降水、气温变异有明显响应,但不同农作物的响应程度不同,同一种农作物对不同旬的响应亦不同;8月上旬降水量的丰缺对糜黍、玉米、薯类和谷子等农作物的气候产量有明显正效应,6月下旬和7月上旬降水量的多少对高粱的气候产量有决定性的影响;5月中旬最高气温和7、8月份各旬平均气温、最低气温和最高气温的升高,都可能使农作物的气候产量不同程度降低。因此,加强生态环境建设特别是生长季(尤其是7、8月份)旱作区的田间管理,降低农业生产对气候变化的敏感性,显得尤为重要和必要。