半干旱区不同秋覆盖方式对农田土壤水温效应及玉米水分利用效率的影响

2013～2015年在黄土高原半干旱区以传统平作不覆盖为对照(CK)、地膜全覆盖(PA)、可降解膜全覆盖(BA)、玉米秸秆全覆盖(SA)和沟垄集雨半膜覆盖(RH)4种覆盖方式,研究不同秋季覆盖方式的土壤水分保蓄效果及对春玉米生长的影响。结果表明,在冬春休闲期,PA、BA、SA、RH处理均能有效提高播种前土壤水分,SA和RH处理在整个生育期土壤蓄水量显著高于CK,PA和BA处理仅在生育前期有较高的土壤水分;PA、BA和RH处理均有增温效果。不同处理中,PA处理产量最高,2年平均较CK提高58.17%,RH与BA处理分别较CK提高34.16%和27.05%,SA处理低于CK;水分利用效率与产量规律一致,PA、BA和RH处理分别较CK提高36.89%、14.34%和29.51%。     

秸秆带状覆盖对旱地冬小麦产量及土壤水分的影响

为探讨西北半干旱雨养条件下秸秆带状覆盖麦田水分利用特征和增产效果,通过田间试验,以露地条播为对照(CK),研究了3种不同覆盖处理[秸秆带状覆盖常规条播(SM1)、秸秆带状覆盖宽幅条播(SM2)和全膜覆土穴播(PM)]对旱地冬小麦田土壤含水量、小麦产量和水分利用效率的影响。结果表明,秸秆带状覆盖和全膜覆土穴播均可显著改善小麦全生育期0~20cm以及开花前20~90cm土壤墒情,但开花后20~90cm以及全生育期90~200cm土壤墒情普遍不如CK。3种覆盖处理均能促进冬小麦对土壤贮水的利用,显著提高开花至成熟阶段的耗水量及其占总耗水量的比例。秸秆带状覆盖和全膜覆土穴播生育期耗水量分别比CK增加4.6%和7.6%。秸秆带状覆盖在孕穗前0~200cm土壤墒情与全膜覆土穴播无显著差异,孕穗期开始则好于全膜覆土穴播;全膜覆土穴播0~200cm土壤贮水消耗量显著高于秸秆带状覆盖,而开花至成熟阶段的耗水量及其占总耗水量的比例则略低于秸秆带状覆盖。3种覆盖处理均显著提高产量和水分利用效率,PM、SM1和SM2较CK分别增产36.8%、29.7%和27.5%,水分利用效率分别提高27.3%、23.9%和22.7%。产量与生育期耗水量呈显著正相关(r=0.97*)。覆盖处理中,全膜覆土穴播产量虽最高,但从产量、水分利用效率和经济效益角度综合考虑,秸秆带状覆盖优于全膜覆土穴播。因此认为,秸秆带状覆盖是一种更加高产高效、适宜在西北半干旱雨养区推广的覆盖种植方式。     

不同功能地膜覆盖对旱地马铃薯土壤水热效应和产量的影响

为了研究旱地不同功能地膜覆盖栽培马铃薯的效果,在甘肃省定西市设置露地栽培(CK)、覆盖黑色膜、覆盖黑白双色膜、覆盖蓝色高光效膜和覆盖黑色液体降解地膜5个处理试验,研究不同地膜覆盖对土壤水热状况和产量的影响。结果表明,地膜覆盖可以提高马铃薯0～20 cm各土层的土壤温度1.0～6.0℃,覆盖黑白双色地膜和蓝色地膜的地温最高,其次为覆盖黑色地膜,液体可降解地膜的温度提高幅度最小,仅较露地栽培高1.0～2.0℃。覆盖黑白双色膜、蓝色膜和黑色膜3个处理0～100 cm土层的土壤含水量最高,其次为液体降解地膜,露地土壤含水量最低。各处理与露地(CK)相比,覆盖黑白双色地膜、黑色地膜和蓝色地膜处理水分利用效率分别较露地栽培提高32.00%、29.99%和25.22%,液体降解地膜较露地栽培高7.42%(不显著)。蓝色地膜、黑色地膜和黑白双色地膜块茎产量分别较露地栽培提高29.28%、28.73%和25.72%,液体降解地膜覆盖块茎产量较露地栽培高5.29%(不显著)。地膜覆盖能提高地温,有效提高土壤含水量、水分利用效率和马铃薯产量,蓝色高光效地膜、黑色地膜和黑白双色膜有极显著增产效果,宜在生产中推广。     

土壤水分与覆盖对夏玉米生长及水分利用效率的影响

在防雨棚下的测坑中,采用裂区试验设计,研究土壤高水分(75%田间持水量,下同)、中水分(65%)和低水分(55%)条件下地膜覆盖、秸秆覆盖和不覆盖对夏玉米生长发育、产量性状和水分利用效率的影响。结果表明,在不同土壤水分条件下,地膜覆盖、秸秆覆盖处理的株高和叶面积指数均高于不覆盖的处理;在玉米生长前期地膜覆盖处理的株高和叶面积指数最高,在玉米生长的中后期秸秆覆盖处理的株高和叶面积指数最高。地膜和秸秆覆盖均具有显著的增产作用,与不覆盖相比,平均分别增产8.89%和22.26%。水分利用效率(WUE)随着土壤水分的降低而增加;在相同的土壤水分条件下,秸秆覆盖处理的WUE最高,地膜覆盖的次之,不覆盖的最低;当土壤水分控制下限为田间持水量的65%时,覆盖处理的节水增产效果最好,其中地膜和秸秆覆盖处理产量比不覆盖处理分别增加12.69%和28.47%,WUE分别提高21.78%和34.65%。     

河西绿洲灌区制种玉米生长特征及产量对不同抗旱措施的响应

为探寻河西绿洲灌区制种玉米最佳抗旱措施,本研究以制种玉米 NC242为供试材料,分别于 2018和2019年开展 5个不同处理大田试验,包括施用保水剂(SA)、白色地膜覆盖(WF)、黑色地膜覆盖(BF)、秸秆覆盖(SM)和露地平种(CK),测定制种玉米不同生育阶段生长特性、收获后产量、水分利用效率(WUE)及品质等指标。结果表明,较露地平作(CK), BF和 WF处理年均产量和 WUE分别提高了 3 107.02、 2 693.12 kg/hm²和 0.88、 0.78 kg/m³,以黑色地膜覆盖方式增幅最显著。利用抗旱措施可显著改善制种玉米子粒品质,淀粉、粗蛋白、粗脂肪和可溶性糖含量分别较 CK提高 3.33%～10.32%、 8.06%～24.48%、 16.03%～43.04%、 11.59%～32.76%,其中 BF处理综合品质最高。综合制种玉米的产量、水分利用效率和品质,河西绿洲灌区制种玉米覆盖黑色地膜较其他抗旱措施更能促进产量和水分利用效率的提高,并显著改善子粒品质。     

不同种植模式对冬小麦产量及水分利用特性的影响

为探讨适宜河北山前平原高产限水区冬小麦节水稳产的种植模式,于2014-2015年研究了不同种植模式对最大叶面积指数、群体变化、表层土壤水分含量、耗水特性、产量及水分利用效率的影响。试验设秸秆覆盖(微喷灌)、全膜覆土穴播(不灌水)、垄上覆膜(膜侧条播,淋灌)、免耕沟播(每沟淋灌)、免耕沟播(隔沟淋灌)、微喷灌对照、畦灌对照共7个处理,畦灌对照灌水量为150mm(越冬水和拔节水各75mm),各微灌处理灌水量均为30mm(拔节水)。结果表明,秸秆覆盖处理较微喷灌对照增产2.1%,差异不显著,水分利用效率二者相同;秸秆覆盖处理冬前、返青期、拔节期表层土壤水分含量均高于微喷灌对照。秸秆覆盖处理、微喷灌对照较畦灌对照分别减产0.6%和2.6%,差异不显著,而水分利用效率同为31.7kg·hm-2·mm-1,较畦灌对照增加32.1%,差异极显著。秸秆覆盖处理成穗率显著高于微喷灌对照,微喷灌对照成穗率显著高于畦灌对照;秸秆覆盖处理冬前0~20cm土层含水量较微喷灌对照、畦灌对照分别增加6.36%和5.92%,差异均显著。秸秆覆盖处理下冬小麦生育期土壤水消耗量略低于膜侧条播处理,而高于其他微灌处理,说明秸秆覆盖模式在降水量偏少的年份有利于冬小麦利用0~2m土壤贮水。     

增施有机肥对全膜覆土穴播春小麦水分利用和产量的影响

为探究增施有机肥对全膜覆土穴播春小麦水分利用和产量的影响,于2016-2017年在甘肃陇中半干旱区设置田间定位试验,研究全膜覆土平作穴播(PMS)、全膜覆土平作穴播+有机肥(PMO)和裸地平作穴播(CK)3个处理下春小麦田的土壤水分、作物产量及水分利用效率。结果表明,在全生育期,PMO处理0～300 cm土壤贮水量分别较PMS和CK处理高1.30%～13.55%和6.95%～15.39%,SPAD值分别高1.61%～4.33%和6.43%～13.95%,单株生物量分别增加4.98%～16.11%和117.13%～200.00%;与CK相比,PMO和PMS处理均能显著提高春小麦的穗数、穗粒数、千粒重、籽粒产量和水分利用效率,PMO处理提高的幅度更大;PMO处理的籽粒产量分别较PMS和CK处理提高9.11%和53.74%,水分利用效率分别较PMS和CK处理提高26.50%和59.22%。     

陇中旱塬不同覆盖集雨种植方式对春玉米生长特性和产量的影响

以春玉米"金凯3号"为供试材料,2015年和2016年开展两年6个不同处理大田试验,设置平地全膜覆盖(WM)、平地半膜覆盖(HM)、隔沟覆膜垄播(MRM)、全膜双垄沟播(WRF)、垄沟秸秆覆盖(SM)和露地平播(CK)6个处理,测定春玉米不同生育阶段生长特性、收获后产量、水分利用效率(WUE)及经济效益等指标。结果表明,覆盖集雨种植方式均能显著促进春玉米生长和干物质积累,提高产量、水分利用效率和经济效益。较露地平作(CK),WRF和MRM处理玉米产量和WUE分别提高了4 561.34、4 126.31 kg/hm2和14.48、12.72 kg/(hm2·mm),以全膜双垄沟播种植方式增幅最显著。试验结果表明,WRF处理纯收益最高,达5 878.26元/hm2,WM处理次之,为4 599.18元/hm2,分别较CK处理增加5 113.3 1和3 834.23元/hm2,可显著提高投入产出比。全膜双垄沟播春玉米种植由于其良好耕作生产特性,是陇中旱塬春玉米高产、稳产的优势选择。     

全生物降解地膜对南疆花生产量及土壤理化性质的影响

为研究全生物降解地膜覆盖对南疆花生产量及土壤理化性质的影响,采用PBAT(聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯)型聚酯全生物降解地膜(简称:降解膜)覆盖为处理、普通聚乙烯PE地膜覆盖为对照(CK),分析降解膜覆盖对花生试验区土壤温度、水分、养分及产量等相关指标的影响.结果 显示:①降解膜的破损率随花生生育进程表现为6-8月较小(3%~14%),到10月收获期显著增大(29%).②降解膜处理的花生产量与CK无显著差异.③花生生育期内,降解膜覆盖0~30 cm平均土壤温度较CK高0.35℃,其中,膜下5cm、15cm和25cm分别较CK高0.38℃、0.39℃和0.27℃,但两处理间的平均土壤温度差异均不显著.降解膜覆盖0~30 cm平均土壤含水率较CK高2.08%,其中,膜下5 cm和25 cm分别较CK高3.39%和4.74%(p<0.05),而膜下15 cm的较CK低1.89%(p<0.05).④降解膜覆盖对花生不同生育时期(6月和10月)、不同土层(0~20 cm和20~40cm)的土壤速效氮磷钾养分、盐分、土壤容重以及土壤pH均无显著影响.因此,本研究认为,全生物降解地膜替代普通PE地膜应用于南疆花生栽培生产是可行的.     

地膜玉米不同处理土壤水分和温度变化规律对产量的影响

地膜玉米不同种植方式集水、保水作用差异显著,膜上栽培与膜侧栽培二元处理分别较一元处理生育期集水效率提高9.8%和6.2%,膜上二元、膜侧二元分别较对照增产14.3%和7.5%,水分生产效率提高16.1%和9.7%;同时对耕层土壤温度产生不同影响,膜上种植二元处理土壤温度因覆草而较一元处理降低,而膜侧栽培二元处理较一元处理土壤温度增高,从而影响了玉米的产量。     

东北地区沟垄和地膜覆盖对土壤水分分布及利用的影响

定量化分析沟垄和地膜覆盖对玉米根区0～100 cm土壤水分分配、耗水量和玉米水分利用效率的影响。结果表明,与平作不覆膜(NRF)相比较,沟垄不覆膜(RF_0)没有提高出苗前玉米根区0～20 cm土壤含水量,沟垄覆膜(RF_(100)和RF_(58))提高玉米种子周围0～10 cm土壤水分含量。RF_0处理没有使玉米最大日耗水量提前,覆膜处理提前10 d。沟垄种植(RF_(100)、RF_(58)和RF_0)没有降低花期最大日平均耗水量,提高玉米产量水分利用效率和干物质水分利用效率,覆膜处理进一步提高。沟垄和覆膜处理对水分吸收和利用受降水年型的影响,这种提高效应在少雨年份尤为明显。沟垄覆膜处理可有效规避作物生长发育过程中由于降水分布不均引起的干旱风险,确保作物高产、稳产。     

半湿润区秸秆还田及耕作技术对土壤水分、玉米光合特性及产量的影响

研究土壤水分、玉米光合特性及产量对秸秆不同还田耕作技术的响应,为半湿润区水分、光能高效利用及玉米增产栽培模式提供理论依据。2018和2019年,采用秸秆还田和土壤耕作相结合的方法,设置秸秆离田旋耕起垄（CK）、秸秆深翻还田（SP）、免耕秸秆覆盖还田（SC）、秸秆覆盖深松（SS）4个处理。研究结果表明,2018和2019年各生育时期土壤含水率、叶面积指数、叶片的P_n、G_s、C_i和T_r,SS处理均显著高于CK处理。与CK相比,SS、SP、SC处理2018和2019年的玉米产量分别增加13.88%和14.82%、7.59%和9.12%、7.42%和8.5%。秸秆条带覆盖深松技术适合作为半湿润区水分、光能高效利用和玉米增产的一种优化栽培技术进行推广应用。     

Effect of different film color mulching on dry matter and grain yield of oil flax in dry-land

Mulching can effectively maintain soil moisture; color of mulching film affects soil water storage capacity and further promote crop growth to improve grain yield. Field experiment was conducted to study effects of different film colors on dry matter accumulation (DMA) and grain yield of oil flax. Results showed that white plastic film mulching could increase leaf area, chlorophyll content and DMA. DMA of white film mulching and micro-ridge with soil covering was 53.0% higher than that of CK, and 7.8% higher than that of black film mulching. Mulching method also influenced DMA. Micro-ridge alone increased it by 13.7% than flat cultivation and soil covering improved another 7.6% under white film mulching. Both white and black film mulching with micro-ridge could significantly improve grain yield. Black film mulching with micro-ridge and soil covering, white film mulching with micro-ridge and no soil covering significantly increased capsule number per plant, 1,000-grain weight and grain yield of oil flax, compared with CK. Grain yield increased 29.0% and 28.9% respectively. These results indicated that the above mulching methods were suitable for high yield cropping pattern in dry-farming regions.     

覆膜滴灌对玉米光合特性、物质积累及水分利用效率的影响

采用田间试验方法,以雨养条件为对照,研究3种灌溉处理(滴灌、覆膜滴灌、覆膜限量补灌)对玉米相对叶绿素质量浓度(SPAD值)、光合特性及产量和水分利用效率的影响,探讨不同膜下滴灌节水增产的效果及内在机制。结果表明,覆膜增加玉米苗期叶绿素质量浓度,在拔节期覆膜的作用减弱,抽雄期SPAD值依次为覆膜限量补灌覆膜滴灌滴灌雨养。与对照相比,覆膜滴灌、覆膜限量补灌玉米地上部干物质重分别增加22.8%~52.8%和20.3%~48.0%;玉米产量增加1 261 kg/hm2和1 300 kg/hm2,增产12.7%和13.1%;提高水分利用效率0.83 kg/m3和1.23 kg/m3,提高水分生产效率0.30 kg/m3和0.36 kg/m3。覆膜限量补灌在不影响光合产物积累的基础上,比覆膜滴灌节水60%。     

行间覆膜对内蒙古河套灌区春玉米水分利用效率及土壤排盐量的影响

试验于2009～2010年在内蒙古河套灌区进行,设行上覆膜、行间覆膜和不覆膜(CK)3个处理,分析河套灌区盐渍化土壤覆膜对春玉米土壤水分运移及利用的影响,挖掘春玉米农艺节水机制。结果表明,行间覆膜显著减少土壤供水消耗,提高灌水利用率和降水利用率,总耗水量降低。行间覆膜通过改变春玉米阶段耗水量、日耗水量和耗水模系数,达到各时期土壤水分最适比例;行间覆膜处理水分利用效率较对照分别提高了20.05%和57.13%;覆膜能很好地抑制土壤返盐,行间覆膜处理0~80 cm土层可溶性盐分降低了1.30 g/kg,可有效预防土壤板结,显著提高灌水效率和灌水均匀度。     

秸秆还田与覆膜对土壤理化特性及玉米生长发育的影响

试验研究秸秆还田对不同覆膜时期的全膜双垄沟播玉米生长发育与土壤理化特性的影响。结果表明,经秸秆还田后全膜双垄沟播耕层土壤养分含量变化依次表现为整株还田>秸秆粉碎>免耕留茬,不同覆膜时间对土壤养分变化影响不明显;秸秆还田土壤容重明显降低但免耕留茬一膜两年用处理土壤容重增大。在玉米生育前期经秸秆还田后的土壤温度与水分均显著低于对照,其株高、茎粗与叶面积均小于对照;在玉米生育后期秸秆腐解后对土壤水分起到一个补偿效应。玉米产量表现为秋覆膜整株秸秆还田>顶凌覆膜整株秸秆还田>秋覆膜秸秆粉碎还田>顶凌覆膜秸秆粉碎还田>免耕留茬一膜两年用,秸秆还田后玉米产量较对照有增产趋势,而免耕留茬一膜两年用有减产倾向,但处理间差异不显著。     

玉米行间覆膜对低土壤水分的调节利用

通过玉米对低水分环境中土壤水分的分布、利用特点,揭示在低水环境中行间覆膜处理是一种节水途径。结果表明:干旱条件下,行间覆膜处理能较好的维持根系主要层次的土壤含水量在35 mm以上,以供应玉米生长需要。玉米根层水分分布与覆膜方式、土壤水分存有量、根系的调节作用有关。     

苗带重镇压对土壤环境、玉米生长及产量的影响

采用自主研制的1ZY-6六行可折叠式苗带重镇压器，单体幅宽20cm，滚动压力650g/cm²，对秸秆深翻还田平播和秸秆覆盖还田免耕播种两种耕作方式播后苗带进行重镇压处理，分析玉米播种后苗带重镇压对土壤温湿环境、土壤紧实度、出苗率和产量等影响。结果表明，秸秆深翻还田平播后苗带重镇压与未重镇压作业相比较，土壤含水率、土壤紧实度和玉米产量显著提高(P<0.05)，土壤含水率增加11.42%，土壤紧实度提高127.90%，玉米产量提高4.31%。秸秆覆盖还田免耕播种后苗带重镇压与未重镇压作业相比较，土壤含水率、土壤紧实度和玉米产量显著提高(P<0.05)，土壤含水率增加23.59%，土壤紧实度提高58.88%，玉米产量提高3.39%。苗带重镇压明显提高土壤紧实度、土壤含水率，为玉米生长创造有利的土壤环境，保墒增产作用显著。     

不同耕作方式对土壤物理性状及玉米产量的影响

通过对土壤容重、土壤坚实度、土壤含水量、土壤田间持水量及玉米产量的测定和分析,研究深松、常规旋耕、免耕不同耕作方式对土壤物理性状及玉米产量的影响。结果表明,不同耕作方式对土壤容重和土壤坚实度的影响效果为深松>常规旋耕>免耕。深松耕作能够打破犁底层,降低深层土壤紧实度。深松耕作后,0~35 cm耕层土壤容重较常规旋耕和免耕分别下降6.5%和8.8%,土壤紧实度分别下降25.6%和32.3%。深松可显著增强接纳灌溉和降水能力,扩大土壤水库容。在21~40、41~60、61~80 cm土层,深松处理土壤含水量比常规旋耕分别提高3.4%、4.5%、2.4%,比免耕分别提高5.6%、4.8%、2.4%。土壤耕层0~35 cm田间持水量,深松和免耕比常规施耕分别提高7.4%和8.1%。不同耕作方式生物产量和经济产量均以深松最高,常规旋耕次之,免耕最小;深松耕作较常规旋耕和免耕分别增产4.3%和5.7%,与免耕处理间差异显著。