旱地小麦全膜覆土穴播技术肥料效应研究

采用多点田间小区试验研究了不同旱作区小麦全膜覆土穴播技术的肥料效益。结果表明,全膜覆土穴播技术能显著提高小麦肥料利用率和肥料利用效率。全膜覆土穴播小麦氮、磷、钾肥利用率最高分别为44.3%、24.7%、37.9%,平均分别为38.7%、21.0%、29.1%,较露地条播分别增加8.6、5.1、6.6个百分点;全膜覆土穴播小麦氮、磷、钾肥料利用效率最高分别为14.8、25.0、13.1 kg·kg^-1,平均分别为12.9、21.2、12.3 kg·kg^-1,较露地条播分别增长29.0%、31.7%、23.0%。全膜覆土穴播技术能增强小麦对土壤养分的吸收利用能力,显著提高缺素区小麦的相对产量,从而降低氮、磷、钾施肥依从度。全膜覆土穴播小麦缺氮、缺磷、缺钾区相对产量最高分别为60.0%、54.7%、89.7%,平均为58.7%、52.7%、88.8%,较露地条播分别增加3.7、3.9、2.7个百分点;全膜覆土穴播小麦氮、磷、钾施肥依从度最高分别为42.6%、49.5%、11.9%,平均为41.3%、47.3%、11.2%,较露地条播分别减少3.7、3.9、2.7个百分点。     

旱地小麦全膜覆土穴播技术的土壤水分效应

采用田间小区试验研究了旱地小麦全膜覆土穴播技术的土壤水分效应。结果表明,小麦生长前期,不同层次土壤含水量均表现为全膜覆土穴播>膜侧沟播>露地条播;拔节—孕穗期0～20 cm土壤含水量全膜覆土穴播较露地条播提高4.6～5.2个百分点,而膜侧沟播较露地条播提高2.2～2.3个百分点;1 m土壤贮水量,全膜覆土穴播较露地条播增加29.0～48.0 mm,而膜侧沟播较露地条播增加12.9～20.4 mm。全膜覆土穴播技术大幅度提高了小麦农田降水利用率和水分利用效率,使降水利用率最高达到74.1%,平均降水利用率达到71.0%;使小麦水分利用效率最高达到19.58 kg·mm^-1·hm^-2,平均达到18.33 kg·mm^-1·hm^-2,在旱作小麦农田降水高效利用方面取得了重大突破。     

旱地小麦全膜覆土穴播技术高效施肥机理研究

采用多点田间小区试验研究了不同旱作区小麦全膜覆土穴播技术的高效施肥机理。结果得出,随年降雨量由350→600 mm增加,全膜覆土穴播小麦氮、磷、钾最佳施肥量分别由N 103.2 kg·hm-2→181.3 kg·hm-2、P2O570.3 kg·hm-2→134.1 kg·hm-2、K2O 32.4 kg·hm-2→73.0 kg·hm-2显著增加;最高施肥量分别由N113.2 kg·hm-2→214.4 kg·hm-2、P2O576.1 kg·hm-2→153.0 kg·hm-2、K2O 40.1 kg·hm-2→88.0 kg·hm-2显著增加。全膜覆土穴播小麦氮、磷、钾肥料利用率和利用效率随降雨量增加而明显提高。表现在:随降雨量由350→600 mm增加,全膜覆土穴播小麦平均氮、磷、钾肥利用率分别由26.4%、17.0%、20.2%增加到32.8%、22.6%、26.8%,氮、磷、钾肥料利用效率平均分别由8.8、17.2、7.0 kg·kg-1增加到10.9、22.9、9.3 kg·kg-1。结果还得出,全膜覆土穴播小麦氮、磷、钾肥料利用率和利用效率随施肥水平提高而明显降低。表现在:随施肥量增加,全膜覆土穴播小麦平均氮、磷、钾肥料利用率分别由37.1%、25.6%、31.4%降低到17.8%、13.2%、11.8%;平均氮、磷、钾肥料利用效率分别由12.4、25.9、10.7 kg·kg-1降低到5.9、13.4、4.1 kg·kg-1。在旱地全膜覆土穴播小麦肥料高效利用机理方面取得明显研究进展。     

旱地玉米双垄全膜覆盖“一膜用两年”免耕栽培模式研究

在推广应用旱地玉米双垄面集雨全膜覆盖沟播技术基础上,从减少投入、提高经济效益入手,进行了旱地玉米双垄全膜覆盖"一膜用两年"免耕栽培模式的试验研究.结果表明,该项技术玉米农艺性状明显优于常规覆膜栽培,玉米产量比常规栽培增产956.1 kg/hm2,增加16.31%;前期土壤含水量显著提高,玉米出苗率比双垄面集雨全膜覆盖沟播和常规覆膜栽培分别提高2.58%、14.5%;比双垄面集雨全膜覆盖沟播栽培和常规覆膜栽培分别减少投入1 350元/hm2、1 860元/hm2,纯收入分别增加703.9元/hm2、3 055.1元/hm2,经济效益显著.     

旱地胡麻全膜大小垄侧穴播栽培技术研究

针对甘肃中部半干旱旱作区春季降水少、土壤墒情差、胡麻保全苗难等问题探讨旱地胡麻地膜栽培模式对胡麻产量的影响。试验结果表明,旱地胡麻全膜大小垄侧穴播栽培可防止胡麻出苗板结,有效提高胡麻出苗率,明显减少土壤水分的无效蒸发,增加土壤水分含量,胡麻生长的前期地温明显提高,胡麻的经济性状明显改善,增产效果明显,经济效益显著;旱地胡麻全膜大小垄侧穴播栽培水分生产率,比全膜平铺覆土穴播栽培、旱地胡麻半膜膜侧穴播和露地穴播栽培分别提高28.28%、40.33%和116.17%;比全膜平铺覆土穴播栽培、旱地胡麻半膜膜侧穴播和露地穴播栽培分别增产22.04%、28.74%和53.74%,是目前旱地胡麻增产稳产高产的最佳的栽培模式。     

旱地小麦全膜覆土穴播联合机覆土作业性能试验

为进一步提高旱地小麦全膜覆土穴播联合机覆土作业性能,以作业机前进速度、刮板式土壤升运器线速度和刮板式土壤升运器倾角为自变量,平均覆土合格率为响应值,依照Box-Behnken试验设计原理,采用三因素三水平响应面分析方法,建立各试验因素与平均覆土合格率之间的数学模型,并对各因素及其交互作用进行分析。试验结果表明:三个因素对平均覆土合格率影响的主次顺序为作业机前进速度、刮板式土壤升运器倾角和刮板式土壤升运器线速度,联合机最佳工作参数为:作业机前进速度0.55 m·s~(-1)、刮板式土壤升运器线速度1.00 m·s~(-1)、刮板式土壤升运器倾角40°。验证试验结果表明,联合机平均覆土合格率为98.6%,较优化前的覆土作业性能有明显提升。     

旱地组合型微垄全膜不同覆盖时期对土壤水分及胡麻生长的影响

春夏干旱是榆中县旱作区胡麻产量的主要限制因素。进一步减少旱地冬春季土壤水分的无效蒸发、提高土壤含水量,为胡麻前期生长创造良好的土壤条件是实现该区胡麻高产稳产的必须步骤。2011—2012年连续两年在地处甘肃省中部半干旱雨养农业区的榆中县石头沟旱作农业示范点进行了组合型微垄全膜覆盖不同覆膜时期对旱地胡麻生长影响的试验。本试验设组合型微垄全膜秋覆盖垄侧栽培、组合型微垄全膜播种前覆盖垄侧栽培和露地穴播三个处理,分别对其土壤水分、经济性状、生育期、产量结果进行分析。结果表明,旱地胡麻组合型微垄全膜秋覆盖垄侧栽培可明显减少冬春季土壤水分的无效蒸发,增加土壤水分含量,0~60 cm的土壤平均含水量,分别比旱地胡麻微垄全膜播种前覆盖垄侧栽培和旱地胡麻露地穴播栽培高31.9 g·kg-1和45.3 g·kg-1;胡麻的经济性状明显改善,株高分别比旱地胡麻微垄全膜播种前覆盖垄侧栽培和旱地胡麻露地穴播栽培高3.8 cm和14.7 cm、单株蒴果数分别增加8.5个和11.5个、蒴果粒数分别增加0.6个和1.65个、千粒重分别提高0.05 g和0.31g。旱地胡麻组合型微垄全膜秋季覆盖垄侧栽培比胡麻露地栽培增产1 471.2 kg·hm-2,增幅129.54%,比旱地胡麻微垄全膜播种前覆盖垄侧栽培增产378.22 kg·hm-2,增幅17.41%,增产效果十分明显。     

旱地春小麦不同覆盖栽培水肥效应研究

2002年在宁夏西吉县对旱地春小麦膜侧栽培技术及其膜下加盖秸秆和单纯秸秆覆盖栽培技术进行了试验研究。结果表明：这些技术措施都具有明显的节水增效作用,以膜下加盖秸秆效果最为突出。它不仅能改善土壤物理化学性状,平抑地温,提高降水利用率,而且增强了植株活力和群体动态发育,抑制田间杂草,增加土壤有机质,保证了农田土壤肥力的可持续提高。     

旱地小麦全膜覆土播种一体机的研制

旱地小麦全膜覆土播种一体机是针对全膜覆土穴播技术而研制的,该机可一次性完成旋耕、镇压、铺膜、覆土、播种等工序。该机采取旋耕抛土与铲土板相配合的取土方式,保证了充足的土壤来源,设计了输送带链传动的输土装置、外槽轮式覆土装置,实现了膜上均匀覆土和覆土厚度的控制。设计了仿形机构,实现了穴播装置的地面仿形,并对仿形机构进行动力学仿真,分析了仿形机构的仿形效果。通过样机田间试验测定,覆土厚度的平均值为1.074 cm,覆土宽度的平均值为121.283 cm符合农艺要求,覆土的厚度、宽度的变异系数分别为23.37%和0.96%,符合设计要求。通过实验测定,旋耕镇压后的土壤容重和土壤孔隙度符合农艺要求。     

旱地冬小麦返青前秸秆覆盖的土壤温度效应

设置田间试验,研究旱地麦田秸秆覆盖的土壤温度效应,采用微型温度纪录仪连续24 h观测,获得了小麦返青前10 cm和20 cm深度土壤温度的系统数据.结果表明:秸秆覆盖使麦田冬前(11月21日～12月20日)和越冬前期(12月21日～1月20日)的昼夜平均温度显著升高;冬前和越冬前期,秸秆覆盖土壤10 cm温度在13∶00～17∶00之间低于无覆盖,其余时间高于无覆盖土壤,越冬后期,秸秆覆盖土壤10 cm温度在12∶00～23∶00之间低于无覆盖,其余时间则高于无覆盖;覆盖土壤20 cm温度在24 h内则始终高于无覆盖土壤(冬前和越冬前期);8∶00～10∶00覆盖与无覆盖温差最大.土壤20 cm昼夜平均温度均显著高于10 cm土壤;秸秆覆盖条件下20 cm与10 cm温差昼夜平均值在冬前显著低于无覆盖,在越冬期则稍高于无覆盖;秸秆覆盖显著降低土壤温度的变幅,土壤的升温速率和降温速率也显著低于无覆盖土壤.     

渭北旱地小麦留茬深松膜侧沟播耕作技术体系研究

试验结果表明,留茬、深松、膜侧沟播是融“深松储水效应”、“残茬覆盖保水增肥效应”和“起垄覆膜沟播聚水、保水、增温、透光效应”于一体的旱地小麦机械化保护性耕作技术体系,具有极好的生态效益、社会效益和经济效益;夏闲期留茬覆盖、深松耕可把占小麦全生产年度50％的夏闲期降水最大限度地蓄积并保存于土壤之中,较传统翻耕法多蓄水76.2mm,蓄水率达50％以上;在夏闲期多蓄水的基础上,种麦时再应用起垄覆膜沟播技术,既可以把夏闲期蓄积到土壤中的水分最大限度地保住,又可把小麦生育期的降水量最大限度地蓄住,加之地膜覆盖的增温效应,从而使旱地小麦的水、热条件明显改善,达到既增产增收,又保水保土的效果。     

覆膜对不同播期冬小麦根系生长和产量的影响

为探究覆膜对冬小麦根系生长和产量的影响,于2017—2018和2018—2019年度在冬小麦生育期设置2种栽培模式（CK: 裸地穴播,PM: 全膜穴播）和3个播种日期（0：传统播期,10：晚播10 d,20：晚播20 d）,分析了覆膜措施对不同播期冬小麦地上部和根系生长、产量及其构成,以及水分利用效率的影响。结果表明,覆膜处理有效增加了不同播期冬小麦返青期后的根长密度（RLD）、根表面积密度（RSD）、根系生物量、地上部生物量;各生育期PM0处理的RLD、RSD、根系生物量、地上部生物量均最大。覆膜对晚播冬小麦根系生长具有一定的加速作用,使得两季冬小麦PM10处理的RLD、RSD和根系生物量在返青期分别比CK0处理高2.90%、13.63%和23.04%。与CK0处理相比,两季冬小麦灌浆期 PM0、PM10、PM20处理的地上部生物量分别显著增加65.63%、75.57%和54.71%（P<0.05）。两季冬小麦覆膜处理的产量和水分利用效率均比同播期裸地处理高,其中,两季冬小麦PM0、PM10处理的产量分别比CK0处理提高28.92%、14.35%,水分利用效率分别比CK0处理提高17.87%、7.90%。此外,研究还发现,冬小麦返青期、开花期、灌浆期总RLD均与有效穗数、产量、水分利用效率呈极显著正相关关系（P<0.01）;冬小麦返青期总RSD、根系生物量均与有效穗数、产量及水分利用效率呈极显著正相关关系（P<0.01）。综上,覆膜措施通过改良土壤的水热环境,加速并促进了冬小麦根系的生长发育,进而改善了冬小麦根系对水分和养分的吸收,增加冬小麦植株的抗逆性。     

旱地冬小麦不同栽培模式、施氮量和种植密度土壤水分利用状况

通过3年田间试验,研究不同栽培模式、不同施氮量及种植密度对冬小麦田土壤水分特征的影响,结果表明:无论何种栽培模式,冬小麦生长期间水分动态变化具有相似的规律,播前贮存在土壤中的水分经过一个生长季后都会有大量消耗,消耗深度延伸到2 m及其以下土壤深层.小麦收获后,各种处理土壤在40～80 cm和120～160 cm深度均出现两个低水层.覆盖栽培措施对水分利用的影响表现出较大的年度变异性,原因可能主要与生育期降水量和播前土壤贮水量有关系:与无覆盖相比,秸秆覆盖在降水较少的年份可显著提高水分生产效率;地膜覆盖具有稳定的促进水分有效利用的作用;垄沟种植没有表现出预期的增产增效的效果.施用氮肥显著促进土壤水分的消耗,这种作用随着种植年限的增加而增大,这种作用在0～200 cm整个土壤深度都有反映,而且深层比表层更显著,低水土层(40～80 cm和120～160 cm)比其它深度土层更显著.施氮显著提高水分生产效率.适当增加小麦种植密度有利于提高旱地水分生产效率.     

民勤县沙漠边缘玉米覆膜穴播栽培试验研究

研究了沙漠边缘玉米覆膜穴播栽培效益,结果表明:覆膜要比当地不覆膜常规栽培增产1586.2kg/hm2,增产率为24.5%,净产值增长16.64%,节水1950～2925m3/hm2,可缓解当地水资源缺乏问题;覆膜栽培具有抑蒸保墒、膨软土壤等多种生态效应;在风大沙多的气候条件下,覆膜穴播栽培中要注意几项技术措施的应用。     

耕作模式和播种方式对旱地小麦产量形成的影响

于2015—2017年在山西省闻喜旱地小麦试验示范基地开展大田试验,以耕作模式为主区,设休闲期深翻和免耕两种模式,以播种方式为副区,设探墒沟播、膜际条播和常规条播3种方式,研究旱地小麦土壤水分、产量形成和经济效益的差异。结果表明：休闲期深翻显著提高旱地小麦播前0～300 cm土壤蓄水效益,达46.97%～240.44%;提高旱地小麦生育时期土壤耗水量,达6.48%～13.07%;提高穗数、穗粒数、千粒重和产量,分别达3.32%～7.22%、3.67%～6.53%、1.11%～3.61%、10.23%～13.16%。探墒沟播和膜际条播较常规条播显著提高了旱地小麦茎蘖成穗率,达5.99%～16.87%,显著提高穗长0.8～1.7 cm,提高可孕小穗数1～3个;提高了穗数、穗粒数,分别达5.28%～15.75%和1.51%～11.25%,此外,休闲期深翻后采用探墒沟播较膜际条播减少投入1 200元·hm^-2,主要是旋耕机械投入、地膜和回收地膜人工投入,增加经济效益622～754元·hm^-2。休闲期深翻后采用探墒沟播较常规条播减少投入300元·hm<...     

秸秆覆盖对旱地冬小麦灌浆动态及产量的影响

为了研究不同秸秆覆盖量处理下冬小麦籽粒灌浆的动态及产量变化,在渭北旱塬设置秸秆覆盖量9000 kg/hm2(SM9)6、000 kg/hm2(SM6)3、000 kg/hm2(SM3)及无覆盖(CK)4个处理进行旱地冬小麦栽培试验。结果表明,在灌浆渐增期,不同处理的灌浆速率表现为:CKSM3SM6SM9;速增期和缓增期灌浆速率大小为:SM3SM6CKSM9。SM9灌浆持续时间长,较CK多6 d,SM6、SM3与CK灌浆持续时间近乎一致。在灌浆速增期和缓增期,覆盖处理的灌浆贡献率均大于CK,在渐增期则均小于CK。相对于CK而言,覆盖一年后3 000 kg/hm2处理提高了冬小麦产量,较CK显著增产5.9%,且速增期和缓增期灌浆速率保持较高水平。     

秸秆还田后覆膜镇压对旱地冬小麦土壤温度和产量的影响

在黄土高原雨养条件下,研究了玉米秸秆还田+全膜覆土穴播+播前镇压(T1),玉米秸秆还田+不覆膜+播前镇压(T2),玉米秸秆还田+不覆膜+播前不镇压(T3),小麦秸秆还田+全膜覆土+播前镇压(T4),小麦秸秆还田+不覆膜+播前镇压(T5),小麦秸秆还田+不覆膜+播前不镇压(T6),露地穴播(CK)对冬小麦土壤温度和产量的影响。结果表明:各处理全生育期0~25 cm土层均温依次为T4(15.26℃)>T1(14.94℃)>T5(14.80℃)>CK(14.66℃)>T3(14.64℃)>T2(14.57℃)>T6(14.47℃);还田方式间比较,秸秆还田+全膜覆土穴播+播前镇压、秸秆还田+不覆膜+播前镇压处理在整个生育期表现为增温效应,秸秆还田+不覆膜+播前不镇压表现为降温效应;小麦秸秆还田增温效果大于玉米秸秆还田;各还田处理均表现为增产效应,平均较CK增产69.36%、27.94%、19.38%、45.12%、13.30%、9.79%。     

秸秆带状覆盖对旱地冬小麦农田土壤特性及产量的影响

2019—2020年在黄土高原雨养条件下以不覆盖露地（CK）和地膜覆盖（PM）为对照,设置3种秸秆带状覆盖处理：SM3（覆盖带50 cm,种植带35 cm,播种3行）,SM4（覆盖带50 cm,种植带50 cm,播种4行）及SM5（覆盖带50 cm,种植带70 cm,播种5行）,研究了不同带幅秸秆带状覆盖对冬小麦农田土壤特性、籽粒产量和水分利用效率的影响。结果表明,秸秆带状覆盖较CK和PM显著降低土壤0~20 cm土层土壤容重4.49%~7.07%,增加土壤孔隙度4.41%~7.28%,且>0.25 mm机械稳定性团聚体含量增加5.30%~5.31%,水稳性团聚体含量增加4.55%~7.21%,平均重量直径(MWD)提高6.45%~60.31%,平均几何直径(GMD)提高8.73%~20.57%,土壤有机碳含量提高6.06%~6.15%。地膜覆盖对土壤各特征指标影响较小。秸秆带状覆盖处理较CK提高小麦籽粒产量5.07%,水分利用效率提高12.04%。3种秸秆带状覆盖处理中,SM3处理对土壤各特征指标影响最大,SM5处理在改善土壤理化性状的基础上,对小麦籽粒产量及水分利用效率的提升表现出较大优势。因此,SM5处理（覆盖带50 cm,种植带70 cm,播种5行）是适宜于西北半干旱区冬小麦种植的“绿色高效”措施。     

北疆超晚冬播小麦高产生育规律及干物质积累研究

为探明北疆超晚冬播小麦高产生育特性和干物质积累分配规律,2016—2018年采用裂区设计研究了3个超晚冬播处理(B_0、B_1、B_2)与春播处理(B_3)对新春6号、新春27号、新春29号、新春43号的生育特性、叶面积指数、干物质积累和产量的影响。结果表明:超晚播小麦比春小麦(B_3)早出苗13～24 d、早成熟7～9 d,延长生育期2～18 d,增加穗粒数1.6%～45.5%、增加千粒重9.4%～19.5%;降低基本苗数15.6%～60.0%、总茎数峰值5.4%～24.2%、成穗数21.3%～36.7%、叶面积指数峰值25.7%～37.7%,可增加干物质积累质量4.4%～44.1%,提高经济系数6.4%～21.5%,增加产量11.4%～21.2%。各品种超晚冬播处理以11月初播种(B_2)产量较高。其中,新春27号B_2获得产量7 852.8 kg·hm~(-2),生育期较春小麦延长13 d,早熟9 d;基本苗数270万株·hm~(-2)、成穗数441.7万穗·hm~(-2),最高叶面积指数4.6,干物质积累质量17 685.7 kg·hm~(-2),经济系数为0.47。新春27号在11月初播种,播量为1 000万粒·hm~(-2),可获得产量7 852.8 kg·hm~(-2)。