垄沟种植对土壤水分变化及夏玉米生育的影响

为探讨华北地区夏玉米垄沟种植效果和适宜种植方式,在大田条件下研究了小麦收获后起垄沟播、垄作和平作3种种植方式对土壤含水量动态变化和玉米叶片水势、生育和产量的影响。结果表明,沟播处理土壤含水量明显高于垄作和平作,叶片水势、叶面积、干物质积累也高于垄作和平作,最终产量分别比垄作和平作高3.81%和11.62%。     

半干旱区沟垄集雨对玉米光合特性及产量的影响

在中国西北黄土高原半干旱区, 沟垄集雨种植(RFPRH)系统被逐步推行, 以改善农田水分状况, 提高作物水分利用效率(WUE), 达到高产稳产的目的。为了探索该种植方式的适宜降雨量, 在人工模拟不同降雨量下, 以传统平作为对照, 研究了沟垄集雨种植对夏玉米土壤水分含量、功能叶片的光合参数、荧光参数和叶绿素相对含量(SPAD)以及籽粒产量的影响。结果表明, 在230 mm和340 mm降雨量下, 集雨处理的净光合速率(P_n)、气孔导度(G_s)、最大荧光(F_m)、可变荧光(F_v)、PS II最大光化学量子产量(F_v/F_m)、PS II的潜在活性(F_v/F_o)和光化学猝灭系数(qP)均较对照显著增加; 叶绿素相对含量(SPAD)分别提高17.7%和13.9%, 叶片瞬时水分利用效率提高26.9%和10.1%, 籽粒产量增加75.4%和36.7%。在440 mm降雨量条件下, 集雨处理的F_m、F_v/F_m、F_v/F_o、qP和SPAD值在拔节期显著增加, G_s在抽雄期显著增加, P_n在抽雄期和孕穗期显著下降, 水分利用效率在全生育期比对照平均低13.2%, 其他各生育时期光合生理特性及籽粒产量与对照相比差异不明显。说明沟垄集雨种植在偏旱的年份, 可显著提高玉米光合效率和叶片水分利用效率, 其全生育期适宜雨量上限可能是440 mm。     

玉米不同种植模式下土壤表层温湿度变化研究

采用田间试验,研究了玉米不同覆膜方式(平作不盖膜、平作膜侧、平作全膜、垄作膜侧、垄作全膜、垄作全膜沟栽)对土壤水分、温度的影响。结果表明:从移苗到第1次测定,土壤水分含量为:垄作膜侧垄作全膜沟栽平作全膜垄作全膜平作膜侧平作不盖膜,到第2次测定时土壤水分含量变化为:垄作全膜垄作膜侧垄作全膜沟栽平作膜侧平作不盖膜平作膜侧,从第3次测定土壤水分含量开始,结果差异都不大,到最后一次测定时,土壤水分含量基本一致;在温度方面,在8:00时温度最高的为平作全膜,在14:00和18:00时平作膜侧温度最高,平作不盖膜在8:00、14:00和18:00时温度均最低。     

黄土高原北部垄膜沟植田间集雨高效栽培技术研究

在黄土高原北部,采用起垄覆膜(垄上覆膜种植马铃薯,垄沟种植谷子)的垄沟间作田间集雨补灌栽培并结合增施氮、磷、钾化肥,具有显著的增产、增收效果。该技术可大大提高化肥的增产效果和肥料利用率,有明显的集雨增墒效果,同时采用起垄覆膜种植马铃薯与垄沟种植谷子能够合理利用有限的工程集雨,有利于充分利用有限的降水资源,进行节约化农业经营。     

可降解地膜覆盖对土壤水热及春玉米产量的影响

为探讨可降解地膜在晋东南地区玉米生产中的实际意义,从土壤保温性、土壤保水性、玉米生育进程与产量、田间降解等方面对3种地膜进行分析比较。结果显示：与不覆膜裸地相比,两种降解地膜能显著提高土壤温度和土壤水分,但效果稍逊于普通地膜,两种降解地膜之间差异不显著;地膜覆盖可显著加快玉米生育进程和增加玉米产量,降解地膜使生育期缩短4天,普通地膜使生育期缩短了9天,分别增产9.06%、9.72%、14.54%,普通地膜优于可降解地膜的促进效果,但普通地膜与降解地膜产量之间差异未达显著水平。在地膜降解方面,2种可降解地膜破裂启动期较为一致,发生于覆膜后约40～50天,可基本满足玉米苗期对温度、水分的需要; 覆膜 90～100天后可降解地膜从土壤表面基本消失。以上结果显示,供试的2种可降解地膜不仅具有显著的生物学效应和经济学效果,其降解特性也基本符合玉米生长对环境条件的要求,且较普通地膜既省工省时,并可降低环境污染,所以降解地膜替代普通地膜应用于晋东南玉米生产具有可行性。     

聚丙烯酰胺型保水剂对土壤水分及秋糯玉米生长的效应

通过探讨PAM保水剂在伏秋干旱条件下对糯玉米土壤的保水效应,可为玉米高产优质栽培管理提供理论依据。以‘沪玉糯3号’鲜食糯玉米为试验材料,采用拌种、沟施与穴施PAM方式,研究了PAM保水剂不同施用量及施用方式对土壤水分及鲜食糯玉米生长、产量的效应。结果表明：0~40 cm土层PAM保水剂处理的土壤含水量总体高于对照并随保水剂用量的增加而增加,5个处理中,以沟施60 kg/hm2 PAM保水剂处理的保水、增产效果最好;30 kg/hm2 PAM保水剂不同施用方式条件下,穴施好于沟施,但两者产量差异性不显著。由此得出,施用PAM保水剂可以提高土壤的含水率和促进作物生长,并改善玉米的产量构成因子,从而提高鲜棒产量和地上鲜生物量。     

Rainfall Harvesting and Mulches Combination for Corn Production in the Subhumid Areas Prone to Drought of China

A field study was conducted to determine the effect of a combination of the plastic‐covered ridge and furrow rainwater harvesting (PRFRH) with different mulching materials, namely, 0.08‐mm‐thick plastic film (T₁), 10‐cm‐thick corn straw (T₂), 8 % biodegradable film (T₃), liquid film (T₄), bare furrow (T₅) and conventional flat (CF), on corn production, soil water storage and water use efficiency (WUE) in the subhumid areas prone to drought of China (SAPDC). The T₁–T₅ plots at 0–100 cm depth had higher (P < 0.05) soil water storage than CF, while at 100–200 cm soil layer there was no difference (P > 0.05) among treatments. The T₁–T₄ plots produced 209–1 107 kg ha^?1 more grain yields than the T₅ plots. Meanwhile, almost all treatments had WUE over 2 kg m^?3. The order of WUE increase among different mulch treatments was as follows: T₃ > T₁ > T₂ > T₄. In the case of environmental and economic feasibility, a combination of the PRFRH system with biodegradable film and straw mulches would be an option with high potential to increase crop sustainability in dry land farming systems and can be adopted in many areas without irrigation capability.     

晋西北沙区玉米不同耕作方式对土壤水分及效益的影响

旨在通过试验研究,为晋西北半干旱区适宜的农田耕作管理方式提出建议。通过对土壤容重、土壤田间持水量、饱和含水量、剖面土壤含水量以及玉米产量的测定分析,研究不同耕作方式对土壤物理性状及玉米经济效益的影响。结果表明：相对于传统耕作不覆盖(CT),在0~5 cm土层深度,免耕秸秆覆盖(NTS)可以显著降低土壤容重,传统耕作喷洒固沙保水剂(CTA)和传统耕作塑料地膜覆盖(CTF)对降低土壤容重也有一定效果;NTS处理可以提高0~10 cm土层的田间持水量,CTA处理对田间持水量的变化有一定的稳定作用,CTF处理对田间持水量的影响较为不利;不同耕作处理的饱和含水量变化与田间持水量变化相似,NTS处理具有较好的饱和含水能力,而CTF处理饱和含水能力最弱;在10~50 cm土层,CTF处理的土壤含水量最高,CTA处理较高,生长期内NTS处理土壤含水量变化较稳定;经济效益为CTF>CTA>CT>NTS。该研究表明,CTA处理可以作为晋西北半干旱区较适宜的耕作方式来长期研究。     

微垄膜侧沟播对夏播谷子根系及产量的影响

针对夏播谷子80%以上种植于旱地、产量低而不稳的问题,采用随机区组设计,研究了微垄膜侧沟播对谷子根系生长发育和产量的影响,结果表明:微垄膜侧沟播对谷子根系的生长发育和产量具有显著的促进作用,微垄膜侧沟播的总根长、总表面积、总体积、根尖数、根直径均显著高于对照,分别较对照增加了14.63%、21.59%、31.59%、11.44%、12.39%。产量增加44.59%,产量与根长、总表面积、总体积、根尖数、根干物重、根直径具有显著的正相关关系,发达的根系是微垄膜侧沟播技术增产的根源。     

垄沟覆膜集雨边行玉米与中行玉米竞争对产量的影响

为了给旱地玉米水分利用和产量提高提供理论依据和科学指导,此研究从植物种内竞争的角度出发,来探讨垄沟覆膜集雨玉米如何高效利用水分和提高产量。试验设有2种类型的垄沟覆膜集雨,它们的沟宽均为60 cm,而垄宽分别为30 cm和60 cm。设有高、低2种种植密度,高密度每沟种植三行,低密度每沟种植两行。裸地为对照,同样设有高低2个种植密度。结果表明,垄沟覆膜集雨具有聚雨保墒的作用。整个生育期间的玉米单株和单位面积生物量,以及收获时的生物产量、籽粒产量和水分利用效率,垄沟覆膜集雨都显著高于裸地。相同垄宽的垄沟覆膜集雨,当密度较高时能明显提高玉米的生物量、籽粒产量及水分利用效率。受密度效应的影响,8月15后60 cm和30 cm垄宽的高密度垄沟覆膜集雨,它们中行玉米的单株生物量都显著低于它们边行玉米的单株生物量;收获时30 cm垄宽的垄沟覆膜集雨中行玉米的收获指数较低,导致该处理较低的收获指数和较低的产量。在所有的处理里,60 cm垄宽的高密度垄沟覆膜集雨处理的单位面积产量最高。总之,高密度、宽垄垄沟覆膜集雨的种植模式是提高玉米产量和水分利用的一个重要方面。     

胶园大通沟施用有机肥对土壤肥力的影响

为改善胶园土壤肥力状况,通过胶园行间挖大通沟(宽×深为100×80cm)施用有机肥(处理Ⅰ)、施用有机肥 薄膜覆盖(处理Ⅱ),以胶园常规管理为对照(CK)。分析5年全量养分、速效养分以及有机质的变化,处理Ⅰ和处理Ⅱ土壤养分含量显著高于CK,每年的养分含量显著高于基础含量;处理Ⅰ和处理Ⅱ中20-40cm土层的养分含量高于0-20cm土层的含量;经过薄膜覆盖的处理Ⅱ土壤养分含量高于处理Ⅰ。施用有机肥明显提高了土壤肥力,土壤养分含量趋势为施用有机肥 薄膜覆盖>施用有机肥>常规管理。     

砂田降雨入渗过程的模拟实验研究

砂田是一种具有综合效能的旱作技术,在干旱半干旱地区得到了不同程度的应用。为了研究砂石覆盖下降雨入渗的规律,笔者进行了室内模拟实验,对土壤水分的动态变化过程进行了研究。结果表明：在模拟降雨过程中,砂石覆盖下土壤的累计产流量一直低于裸土,说明砂石覆盖有利于减少土表降雨产流。砂石覆盖的土壤的各个深度土壤含水率均比裸土对照组要高,表明砂石覆盖有降雨入渗到土壤中。在经过一定时间的降雨后,砂石覆盖土柱中不同深度的土壤含水率变化会趋于稳定,且数值接近,表明砂石覆盖的土壤比裸土更快地进入稳渗阶段。     

围场地区紫花苜蓿土壤水分动态变化与根系分布状况研究

(中国农业大学水利与土木工程学院,北京 100083)     

秸秆条带还田对东北春玉米产量、土壤水氮及根系分布的影响

为探讨秸秆条带还田对东北春玉米产量的影响, 及其与土壤水氮及根系空间分布的关系, 2015年和2016年在辽宁铁岭开展田间试验, 设置垄间旋耕+秸秆还田(RR+S)、垄间旋耕(RR)、隔行垄间旋耕+秸秆还田(IR+S)和隔行垄间旋耕(IR) 4种处理方式。结果表明, 与不还田处理相比, RR+S和IR+S分别增产6.7%和8.2%, 其穗粒数、收获指数均显著增加, 但千粒重差异不显著; RR+S和IR+S处理较RR和IR处理, 30~60 cm土层土壤水分含量提高7.8%和6.1%, 0~30 cm土层土壤全氮含量平均增加6.9%和4.5%。秸秆还田处理较秸秆不还田处理玉米根长密度增加29.4%和22.7%, 其中30~60 cm土层达到显著水平, 根冠比降低21.0%和32.3%, 水分利用效率提高7.8%和7.0%。垄间与隔行垄间处理间水氮空间分布存在明显差异, 垄间处理(RR+S和RR)的土壤水、氮在空间上呈“植株中心两侧含量对称分布”状态, 而隔行垄间处理(IR+S和IR)则呈“植株中心两侧含量不对称分布”状态。说明秸秆条带还田(RR+S和IR+S)通过优化耕层土壤结构及土壤水氮分布, 显著提高了水分利用效率和籽粒产量, 但水氮空间分布对产量未产生直接影响。此外, 干旱年份(2015年)秸秆条带还田的增产效果更为显著, 为东北春玉米高产高效和秸秆综合利用提供有益的借鉴。     

不同覆盖方式对土壤温湿度及烟草生长发育的影响

为明确不同覆盖方式的烟田生态效应,采用田间试验研究无覆盖、地膜覆盖、立体覆盖和稻草覆盖4种覆盖方式对垄体土壤温湿度及烟草生长发育的影响。结果表明,不同覆盖方式下各土层土壤温度具有相似的变化趋势,均随着土层深度的增加呈下降趋势,且同一覆盖方式不同土层温度变化具有一致性。地膜覆盖对土壤温度的提升效果最好,能促进烟苗早发快长,但团棵期膜内地表温度过高可能影响根系生长;稻草覆盖对生育期内土壤的保温效果较好;立体覆盖处理在烤烟生育内的土壤温度最低。地膜覆盖不利于根系土壤接纳降雨,土壤含水量最低;稻草覆盖对蓄积土壤水分的效果最优;立体覆盖次之。从团棵期烤烟生物量及农艺性状看,地膜覆盖在烤烟团棵期可明显提高烤烟的长势,稻草覆盖次之但烟叶根冠比最高,立体覆盖再次,无覆盖处理的烟叶长势最差。试验表明立体覆盖对烟田土壤温湿度及团棵期烤烟的生长发育的影响效果比地膜覆盖低,后续应对烤烟整个生长发育时期、产质量特征及其覆盖的成本效益和环境影响等进行进一步研究。     

Root and Shoot Development of Phaseolus vulgaris L. (French Beans) as Affected by Soil Moisture and Fertilizer Potassium

The development of an extensive root system enables plants to overcome water stress. However, there is little information on the response of food legumes to soil moisture, especially during early growth, which determines crop establishment. Thus, an experiment was conducted under controlled conditions to identify the effect of soil moisture and fertilizer potassium on root and shoot growth of french beans ( Phaseolus vulgaris L.) seedlings. The seedlings were grown in a sand medium under a high and low soil moisture regime and with 0.1, 0.8 or 3.0 mM potassium.
Root lengths, dry weights and numbers of root hairs were greater under low soil moisture conditions. Potassium increased root growth irrespective of soil moisture regimes. The impact of potassium on root length was more pronounced under a high soil moisture regime. In contrast, potassium increased root dry weights and root hairs to a greater extent when plants were grown under dry conditions. The lack of adequate soil moisture increased specific leaf weights, and this phenomenon was reduced by the application of potassium. Shoot:root ratios also showed a similar phenomenon. The development of an extensive root system by french bean seedlings under dry conditions to extract a greater quantity of available soil moisture fur establishment and plant growth and the ability of potassium to promote this phenomenon is presented in this study.     

Response of Root Branching and Shoot Water Potentials of French Beans (Phaseolus vulgaris L.) to Soil Moisture and Fertilizer Potassium

Extensive branching patterns of roots and the maintenance of adequate water within shoots enables plants to overcome water stress. However, information on the relationship between fertilizer potassium, root branching patterns and shoot water potentials of food legumes grown under different soil moisture regimes is scarce. Thus, an experiment was conducted in a phytotron to ascertain the effect of fertilizer potassium on root branching patterns and shoot water potentials of a popular tropical food legumes (Frenchbeans Phaseolus vulgaris L). The plants were grown in a sand medium with 0.1, 0.8 or 3.0 mM of potassium under a suboptimal and optima) soil moisture regime.
Root lengths and dry weights were enhanced by potassium, especially under a suboptimal soil moisture regime. The branching patterns changed due to potassium, where the numbers of second and third order roots increased under both soil moisture regimes, although the impact was greater in plants grown with low soil moisture. Plant water contents measured in terms of shoot water potential, relative water contents, rurgid weight: dry weight ratio and water uptake capacity were also increased by potassium. A positive relationship was observed between root branching patterns and water potentials with increasing potassium levels especially in plants grown under suboptimal soil moisture conditions. Shoot growth and nodulation was also promoted by potassium. The ability of plants to develop a more extensive branching pattern of roots by inducing a greater number of second and third order roots and changing the root branching habit from a herringbone to a dichotomous type to maintain a greater shoot water potential especially under low soil moisture regimes is presented.     

干旱胁迫对土壤水分动态及玉米水分利用效率影响研究

为研究干旱胁迫效应下土壤的水分动态及玉米水分利用效率,设置干旱胁迫处理和正常灌水处理2种模式,比较不同处理下土壤的水分特征、耗水规律和水分利用效率。结果表明：作物进入拔节期以后,干旱胁迫效应明显,土壤水分开始显著低于正常灌水处理;灌溉后的作物耗水量显著高于干旱胁迫处理,灌溉是影响研究区域玉米生长水分条件的主要因素,玉米进入生殖生长阶段后灌水较不灌水处理的日耗水量增长幅度达到了1.4~7.0倍;干旱胁迫对玉米产量造成严重影响,产量下降54.6%,但是水分利用效率较正常灌水处理高27.3%。     

不同底墒处理对夏玉米生长发育及产量的影响

研究不同底墒处理下夏玉米生长发育与产量特性,探讨不同品种的抗旱性。以8 个河南省主栽夏玉米品种为材料,比较池栽条件下底墒对玉米株高、干物质、根系及产量等指标的影响。结果表明,半量底墒处理条件下,‘郑单958’和‘洛玉8 号’的产量及植株生物学性状指标减小幅度较小,‘蠡玉16’、‘中科4 号’和‘伟科702’的减幅较大,而‘浚单20’、‘先玉335’和‘隆平206’的减幅处于中间水平。‘郑单958’和‘洛玉8号’抗旱性较强,‘蠡玉16’、‘中科4号’和‘伟科702’抗旱性较弱,而‘浚单20’、‘先玉335’ ‘隆平206’等品种抗旱性中等。     

秸秆覆盖对农田土壤水分及玉米生长的影响

秸秆覆盖的土壤剖面含水量与裸地显著不同,与前者相比,裸地土壤水分无明显的层次性变化,受降水及蒸发等因子影响明显。由于覆盖状况和土壤物理性质不同,土壤水分变化幅度也有明显差异,秸秆覆盖土壤水分含量较高,玉米拔节期0~40cm土层达到18%。苗期根长小并主要分布在0~30cm土层,孕穗期和灌浆期根长大大增加,主要分布在0~60cm和0~90cm土层。秸秆覆盖可以显著地增加土壤水分利用率和蓄水量,促进玉米根系生长,提高玉米单产32.1%。