西北半干旱区全膜双垄沟播一膜多年用节本增效栽培技术

从播前准备、品种选择及处理、播种技术、田间管理、适时收获、收获后地膜保护等方面总结出西北半干旱区全膜双垄沟播玉米、玉米/马铃薯、玉米/马铃薯/冬油菜/胡麻一膜多年用节本增效栽培技术。     

柴胡旧膜穴播栽培技术

从选地整地、种子采集收藏、播前种子处理、适时播种、田间管理、收获与晾晒等方面介绍了柴胡旧膜穴播栽培技术。     

全膜双垄沟播玉米穗茎兼收对行联合收获机的研制

为适应中国西北旱区玉米全膜双垄沟播种植模式,解决传统玉米收获机械收割过程不对行、玉米籽粒损失率高的问题,设计了一种自走式穗茎兼收型旱区玉米全膜双垄沟联合收获机。该机采用对行式收割割台、立式摘穗辊装置、割台下方中间位置输送玉米果穗、立式摘辊后方设置茎秆切碎装置、机身侧面输送经切碎后的玉米茎秆,实现了旱区玉米全膜双垄沟播种植的对行收割以及穗茎兼收,降低了籽粒损失。田间试验表明,在机具作业速度为3~4.5 km/h、立式摘穗辊转速为1 100 r/min、茎秆切碎装置转速为1 584 r/min时,籽粒损失率为1.8%,果穗损失率2.4%,籽粒破碎率0.77%,茎秆切碎合格率92.6%,苞叶剥净率95.1%,能够满足玉米联合收获技术要求。     

全膜双垄沟播改善干旱冷凉区盐渍土水盐状况提高玉米产量

为探明全膜双垄沟播技术在内陆干旱冷凉地区盐渍土的水盐调控机制,在山西省大同市,采用大田试验的方法,以半膜覆盖垄播(LB)、半膜平铺穴播(CK)为对照,研究全膜双垄沟播(QM)技术对盐渍土水盐时空动态变化及其对玉米生长发育的影响。结果表明:在苗期QM处理0~30 cm土壤含水率比LB和CK高3.6%和2.9%,在大喇叭口期比LB和CK高27.8%和7.0%,能大幅优化耕层土壤水盐环境,提高玉米的出苗率和成苗率;QM处理各层土壤含盐量均显著降低(P0.05),在大喇叭口期比LB和CK低28.3%、36.3%,在收获前期比LB和CK低31.2%、30.5%;对比1 m土体脱盐率,QM处理脱盐作用最强,比LB和CK高16.9%、30.7%,能大幅降低耕层土壤含盐量;QM处理比LB、CK玉米提早成熟4 d,增产69.7%和125.3%。总之,采用QM处理可以优化土壤耕层水盐分布,提高出苗率,缩短玉米生育进程,大幅提高产量。研究可为内陆干旱冷凉地区盐碱地的高效利用提供最佳的技术模式。     

棉花双膜覆盖精量播种机的研制

为弥补传统精量播种模式存在的不足、减少作业环节和人工消耗,在分析膜上、膜下穴播优缺点的基础上,根据双膜覆盖精量播种技术的农艺要求,研制出一种棉花双膜覆盖精量播种机。通过田间对比试验,表明双膜覆盖精量播种较常规穴播出苗早2～3 d,出苗率≥94%,苗株齐壮。20万hm2的生产实践表明,研制的2BMSJ-12双膜覆盖精量播种机空穴率≤3%,穴粒数合格率≥85%;窄行最小行距为9 cm,能适应新疆棉花密植种植农艺要求,有助于推进新疆棉花生产全程机械化进程。     

不同灌水水平下一膜两年覆盖间作农田 耗水特征及经济效益研究

以河西走廊区主导间作模式玉米|豌豆间作系统为研究对象,在高(7 200 m3·hm-2)、中(6 450 m3·hm-2)、低(5 700 m3·hm-2)3种灌水水平下,研究了一膜两年覆盖、秋免耕春覆膜和传统耕作覆膜对间作群体耗水量和棵间蒸发的影响,以期为间作种植模式的优化耕作措施、地膜再利用、提高水分利用效率等提供理论依据。结果表明,不同灌水水平对间作群体生育期棵间蒸发量存在显著影响,随灌水水平的提高棵间蒸发量增大;但在相同灌水水平下不同覆膜方式间差异不明显,且互作效应不显著;不同处理豌豆收获前、后,间作农田棵间蒸发在玉米带和豌豆带存在显著差异,不同处理收获前、后豌豆带棵间蒸发量平均值较玉米带分别高68.51%和69.30%;豌豆带是造成间作农田系统蒸发耗水大的主要因素,占地60%的玉米带棵间蒸发量只占农田蒸发总量的44.47%,而占地仅为40%的豌豆带蒸发量却占55.53%;玉米间作豌豆农田棵间蒸发主要发生在豌豆收获以后,豌豆收获前的棵间蒸发仅占总蒸发量的26.98%。一膜两年覆盖可显著提高单方水效益,不同灌水处理平均值较秋免耕春覆膜和传统耕作覆膜方式分别提高7.39%和31.33%,且在中等灌水条件下一膜两年覆盖的单方水效益最高,达2.51元·m-3。研究结果表明相同灌水水平下一膜两年覆盖玉米带抑制农田棵间蒸发、减少水分无效损失的效果与传统覆膜方式相当;农田棵间蒸发量、耗水结构(E/ET)与灌水水平间呈正相关关系;在中等灌水水平下一膜两年覆盖可获得较高的经济效益。     

凉州区井灌区玉米-小麦一膜两用栽培技术

从品种选择，整地、施肥、覆膜，适时播种、合理密植，田间管理，病虫害防治，收获等环节对凉州区井水灌区玉米—小麦一膜两用种植技术进行了介绍。     

电驱式小区玉米膜上直插穴播机的研制与试验

为解决西北地区制种玉米机械化播种问题,针对制种玉米播种条件和农艺要求,设计了电驱式小区玉米膜上直插穴播机。重点对构成该机的核心部件前进速度补偿机构、限深机构、后轮高度调节机构等进行了设计、仿真。前进速度补偿机构是由转动导杆机构驱动平行四杆机构进行机具前进速度补偿来实现成穴器入土播种和出土期间水平位移差接近零;限深机构可保证穴播机播深合格率;后轮高度调节机构可根据平铺膜和垄作铺膜前轮与后轮的行走情况使机器保持水平,非作业时升高后轮可避免鸭嘴接触地表或撕裂地膜。并进行了大田试验,试验结果表明:前进速度补偿机构运行平稳可靠、振动较小,驱动的排种器鸭嘴插膜口小,穴孔和膜孔无错位,播深合格率较高;整机空穴率为1.1%,穴粒数合格率为93.2%,膜下播种深度合格率为90.1%,三项核心指标均达到了NY/T987—2006《铺膜穴播机作业质量》标准的指标;膜孔合格率为98.5%,可满足制种玉米播种的农艺技术要求和玉米播种机的基本作业质量标准要求。     

全膜覆土穴播种植冬小麦对旱地土壤微生物数量及生物量的影响

[目的]揭示全膜覆土穴播种植方式对土壤微生态环境的影响,为其进一步推广应用提供参考依据。[方法]采用田间试验,研究不同覆膜种植方式对冬小麦各生育期土壤微生物数量和微生物量的影响。[结果]全膜覆土穴播方式可明显增加冬小麦各生育期的土壤微生物数量(除自生固氮细菌)以及微生物量C和N。与传统栽培方式相比,全膜覆土穴播方式和全膜不覆土穴播方式土壤细菌、放线菌、真菌分别平均提高32.07%和10.23%,31.27%和10.57%,44.56%和26.51%;氨化细菌和硝化细菌分别平均提高32.54%和37.80%,79.20%和107.22%;微生物量C和N含量分别平均提高29.90%,20.68%%和29.41%,18.02%。各处理土壤微生物数量和微生物量整体从小麦返青期开始升高,到拔节期或抽穗期达到峰值,生长后期有所下降。[结论]全膜穴播方式下土壤微生物数量和微生物量土壤随土层的加深呈减少的趋势。全膜覆土穴播方式有利于冬小麦土壤微生物数量和微生物量的提高。     

微咸水膜下滴灌不同灌水下限对盐碱地土壤水盐运移及玉米产量的影响

为了研究盐碱地上微咸水膜下滴灌不同灌水下限对土壤水盐运移和玉米产量的影响,在长胜试验站开展了微咸水膜下滴灌玉米的大田试验。试验采用负压计指导灌溉,控制滴头下20cm深处的土壤基质势下限分别为-10,-20,-30,-40kPa,每个处理重复3次,按随机区组布置。结果表明:膜下滴灌湿润体形状在垂直于滴灌带的滴头所在竖直剖面上近似为半椭圆形,随着灌水下限的增大,湿润层土体含水率增大;玉米根部附近均出现盐分低值区,膜外表层均出现盐分高值区;-20kPa和-30kPa灌水下限适中,既能较充分淋洗膜内表层土壤盐分,又不会造成微咸水中的盐分滞留累积;在玉米生育期内,膜内、膜外地下100cm土体均积盐;-10kPa和-20kPa下限处理对应的湿润体垂直深度约为60cm;玉米收获后,地下100cm土体均积盐,需要进行秋浇或春汇,大量淋洗土壤盐分,保证耕地盐分不逐年累积;试验条件下,玉米产量随着灌水下限的降低而减少。     

种植方式和施氮量对冬油菜产量与水氮利用效率的影响

为确定中国西北地区冬油菜适宜的种植方式及其施氮量,该文通过3 a田间试验,在垄沟集雨(ridge film mulching and furrow planting,RFMF)和传统平作(flat planting,FP)2种种植方式下设置6个施氮量:0、60、120、180、240和300 kg/hm~2(以N计,下同),分别记为N0、N60、N120、N180、N240和N300,研究不同种植方式和施氮量对冬油菜产量和水氮利用效率的影响。结果表明,与FP相比,RFMF能显著提高冬油菜收获时的地上部干物质量(aboveground dry matter,ADM)、氮素累积吸收量、籽粒产量、水分利用效率(water use efficiency,WUE)和氮肥偏生产力(nitrogen partial factor productivity,NPFP),并显著降低其耗水量(evapotranspiration,ET)。相同ET下,RFMF方式下冬油菜的籽粒产量和WUE均高于FP。RFMF方式下,在0~240 kg/hm~2施氮范围内,冬油菜的ADM、氮素累积吸收量、籽粒产量和WUE均随施氮量的增加而显著增加,超过240 kg/hm~2,ADM和氮素累积吸收量不再显著变化,而ET显著增加,籽粒产量和WUE显著降低。2种种植方式下,冬油菜的氮肥农学利用率(nitrogen agronomic efficiency,NAE)、生理利用率(nitrogen physiological efficiency,NPE)和吸收利用率(nitrogen recovery efficiency,NRE)均随施氮量的增加,先增后降,且基本在N180处理最大;冬油菜的NPFP随施氮量的增加而降低。RFMF方式下,N240处理冬油菜的NAE、NPE、NRE和NPFP与N180处理无显著差异;且N240处理冬油菜的籽粒产量和净效益最高,3a平均为3 002 kg/hm~2和9 538元/hm~2;FP方式下,N180处理冬油菜的籽粒产量和净效益最高,3 a平均为2 291 kg/hm~2和7 498元/hm~2;2种种植方式的最高产量和净效益相比,RFMF可分别提高31.0%和27.2%。综上,在西北地区RFMF可应用于冬油菜的栽培,且适宜施氮量为240 kg/hm~2。     

作物高效用水生理生态调控机制研究

提高作物对水分的高效利用是解决我国农业水资源短缺的根本出路。本文从作物高效用水的品种差异、作物不同生育时期对水分的响应差异、气孔导度对作物叶片奢侈蒸腾的调控、不同抗旱类型作物在应对水分胁迫的生理生态策略差异等4个方面,主要对国内研究进展及发展趋势进行了综述。根据本研究组多年研究结果,提出了3项作物高效用水的配套栽培技术,主要包括:1)调整种植结构,提高作物周年用水效率技术。利用作物及品种的用水特性、产量差、效率差,根据地下水压采目标,构建合理的作物种植结构与轮作方式,提高作物周年对水资源的利用效率。以太行山前高产区为例,冬小麦-夏谷子/春甘薯两年3熟制是一种产量、水分经济利用效率均较高的种植结构。2)活化播期,拓宽播种阈值,提高作物雨水利用效率技术。通过选用合适品种拓宽播期、等墒、找墒、保墒拓展利用土壤水分的时空范围、播量变量调节等,提高作物雨水利用效率。通过技术组装与配套,冬小麦只要在11月底之前播种,产量与常规种植没有显著差异。3)覆盖保墒,提高旱地作物高效用水技术。其中,小麦-玉米土下覆膜一膜两用丰产节水模式通过调节土壤温度、水分、盐分、抑制杂草等多项调控,显著提高了雨养农田作物产量与水分利用效率。在环渤海低平原沧州地区,该技术模式在没有任何灌溉条件下的周年产量达15 910.20~16 965.90 kg·hm-2,比对照增产10.52%~41.44%。深入探讨作物高效用水的生理生态基础、进一步研发提高作物水分利用的新技术、统一作物高效用水的量化标准和充分利用非常规水将是今后相当长一段时期的重点研究方向。     

河北低平原区冬小麦夏玉米产量提升的理论与技术研究

作为渤海粮仓主要增粮区的河北东部低平原中低产农田,冬小麦夏玉米的产量主要受制于土壤肥力水平低、淡水资源短缺和气候异常造成产量的大幅波动。通过选择适宜的品种、播期与收获期的合理搭配、优化的种植方式和配套的耕作与田间管理技术,提高作物生育期内对地上光热资源和地下水肥资源的利用潜力和效率,平抑气候变化带来不利影响,有着巨大的增产空间。该研究通过田间小区试验,结合示范区试验示范,研究了冬小麦与夏玉米生育期的优化、夏玉米种植方式调整、夏玉米深松播种、夏玉米增施钾肥与冬小麦增施磷肥及有机肥等措施对冬小麦、夏玉米产量的影响。主要研究结果如下:冬小麦适期晚播(不迟于10月15日),同时适当增加播量,不影响生育期群体构建和产量水平。早熟品种‘小偃81’提早进入灌浆期,受后期干热风的危害小,在不降低品质的同时粒重与产量稳定。夏玉米提早播10 d(6月10日与6月20日相比)平均增产17.2%,晚收获8 d(10月2日与9月24日相比)粒重增加19.5%。根据冬小麦和夏玉米的品种特性,合理搭配生育期,在实现冬小麦稳产提质的同时,使充分发挥夏玉米的产量潜力成为可能。改变夏玉米的种植方式,适当增加种植密度,明显地改善和提高了夏玉米产量,更为适宜的种植方式是40 cm与80 cm大小行种植和38 cm等行距种植,不适宜的是20 cm与100 cm大小行种植,更为适宜的种植方式下产量提高15%以上。长期旋耕机械压实了犁底层,通过夏玉米深松播种种植,产量提高达31.3%,后茬小麦增产5.6%,但连续深松没有明显的增产效果。夏玉米播种时增施钾肥产量提高2.6%。冬小麦增施磷肥产量提高7.4%,增施有机底肥增产6.8%,增施有机底肥和施磷肥产量提高8.8%,但无明显的累加效果。因此,通过适宜的品种选择与适期的生育期搭配、种植方式调整、适时深松打破犁底层的耕作措施、速效肥与有机肥合理施用等栽培和管理技术,可实现冬小麦夏玉米产量的逐步提高和稳定,充分利用玉米生长季丰富且集中的降水与光热资源,挖掘夏玉米产量,稳夏增秋的粮食增产模式更符合该地区未来发展需求。     

免耕旧膜再利用对玉米产量及灌溉水生产力的影响

在河西走廊中段边缘绿洲安排田间试验,明确保护性耕作地膜再利用栽培对玉米产量及灌溉水生产力的影响,探讨降低农田残膜污染、节本增效和可持续土地利用的耕作栽培管理方式。试验涉及3种不同质地与肥力水平的土壤,设3个处理:(1)传统耕作与冬灌、覆新膜栽培(NM);(2)免耕少冬灌、旧膜直播(RM);(3)免耕少冬灌、旧膜直播行间秸秆覆盖(RMS)。结果表明,在玉米播种后至拔节期前,日平均土壤温度2个免耕旧膜直播处理较传统覆新膜处理仅低0.6~1.0℃(5 cm土层)和0.5~0.8℃(15 cm土层),表明旧膜直播仍具地膜覆盖提高地温的效应。玉米产量免耕旧膜直播较覆新膜降低4.4%~10.6%,但节省了耕作和地膜投入,收益增加。免耕旧膜直播结合秸秆覆盖栽培方式玉米产量与新覆膜栽培持平,净收入提高12.5%~17.1%。免耕旧膜直播栽培减少了冬灌量,灌溉水生产力提高。土壤质地与肥力水平对作物吸氮量、灌溉水生产力影响显著。在水资源紧缺的干旱区绿洲,适时进行保护性耕作地膜再利用栽培技术是节本增效、土地可持续利用的一种选择。     

宁南旱区谷子集水保水技术效应研究

在宁南半干旱偏旱区采取地膜覆盖与抗旱剂相结合的集水保水抗旱种植技术,可有效改善土壤耕层水温状况,提高农作物产量和水分利用效率。试验结果表明,平膜穴播方式较垄膜沟植方式和露地提前4d出苗,垄膜沟植方式与平膜穴播方式较露地分别增产131·92%、98·40%,抗旱剂拌种处理较不拌种处理平均增产10·42%,水分利用效率提高0·065~0·886kg/m3,并取得较好经济效益。     

旱作小麦地膜覆盖生态效应研究

旱作小麦实行地膜覆盖栽培保水效应明显,其中以膜侧沟播聚水保墒效果最佳,越冬期和拔节期可分别提高土壤含水量2.1％和1.6％。冬小麦地膜覆盖增温效应主要表现在冬前,尤以播后一段时间最为明显,可增加有效积温160℃,膜上穴播优于膜侧沟播,土壤微生物数量随地膜覆盖显著增多,其中膜侧沟播增加最多。地膜小麦生长好,产量高,可充分利用土壤养分,且膜侧沟播模式表现最佳,其全N累积量达166.5kg/hm~2,全P累积量达22.1kg/hm~2。     

黄土高原南部夏季不施肥种植玉米对旱地土壤残留养分的利用

夏季降水是造成我国西北黄土高原区旱地土壤硝态氮淋溶的主要原因。通过田间长期定位试验研究了冬小麦收获后,不施肥种植夏玉米而利用土壤残留养分阻止硝态氮淋溶的效应。结果表明,小麦播前施氮量增加,夏玉米收获期生物量和子粒产量增加,但磷肥用量增加对其影响不明显。小麦播前施氮量增加,夏玉米氮磷钾累积增加,施磷量增加,氮钾素累积降低,磷素累积无显著变化。土壤剖面含水量随小麦播前施氮量增加而降低,不同施磷量土壤剖面水分累积量的差异显著减少。不施肥种植夏玉米可以有效阻止和减少土壤剖面硝态氮淋溶,但在小麦播前施氮240和320kg·hm^-2时仍有较明显淋溶,其累积峰逐渐向深层土壤转移,造成氮素损失。施磷时,土壤剖面0-220cm硝态氮累积量下降,220cm以下土层变化不明显。     

栽培模式及施氮对冬小麦-夏玉米体系产量与水分利用效率的影响

通过位于陕西杨凌的为期6年的田间定位试验,研究了长期覆盖栽培(常规、垄沟、覆草及控水)及施氮量(N0、120、240 kg/hm2)对小麦-玉米轮作体系作物产量及水分利用效率的影响。结果表明,与常规模式相比,垄沟和覆草模式均显著增加了玉米子粒产量,对小麦子粒产量的影响未达显著水平,控水模式降低了玉米和小麦的产量。4种不同栽培模式对玉米-小麦6年总产量的贡献大小顺序为:垄沟覆草常规控水,差异达显著水平。垄沟模式显著提高了玉米和小麦的水分利用效率;覆草和控水模式显著提高了玉米的水分利用效率,对小麦水分利用效率的提高未达显著水平。不同栽培模式下,玉米和小麦的总水分利用效率的大小顺序为:垄沟覆草控水常规,差异达显著水平。与未施氮肥相比,施氮N 120和240 kg/hm2显著提高了玉米、小麦的产量和水分利用效率,但两施肥处理间产量和水分利用效率差异不显著。     

不同机械直播方式对水稻分蘖特性及产量的影响

为研究不同机械直播方式对水稻分蘖特性的影响,以常规稻常农粳7号、超级稻南粳44与杂交粳稻甬优2638、甬优7号为材料,在江苏稻麦两熟制条件下研究了水(湿润)点播和条播2种机械直播方式水稻分蘖发生和成穗特性及其对群体产量的贡献。结果表明,不同直播方式对水稻分蘖发生与成穗特性有显著影响。点播和条播方式一次分蘖发生叶位均为5个,即主茎第1叶位到第5叶位;二次分蘖发生叶位以主茎第1分蘖的第1、2叶位和主茎第2分蘖的第1叶位为主。一次分蘖发生率点播方式低于条播方式,主茎第3、4叶位分蘖发生率为100%;二次分蘖发生率点播方式高于条播方式。4个品种均未见三次及三次以上分蘖发生。点播方式产量显著高于条播方式(p0.05),且不同直播方式对水稻茎蘖成穗与高产利用存在差异(p0.05)。一次分蘖的第1~5叶位是可成穗叶位,以第1~3叶位成穗为主,成穗率50%以上,条播方式成穗率高于点播方式。主茎第1分蘖的第1叶位和主茎第2分蘖的第1叶位是二次分蘖成穗的主要叶位,但成穗率较低;点播方式成穗率低于条播方式,不同品种间存在差异。一次分蘖穗对产量贡献率在不同蘖位间存在显著差异(p0.05),主茎第3分蘖生产力最高,对产量的贡献率最高,其中点播方式大于条播方式。二次分蘖穗对产量贡献率较小,点播方式高于条播方式。进一步对分蘖的穗粒构成分析表明,主茎第3分蘖穗单位面积穗数和每穗粒数较高,每穗粒数表现为主茎第3分蘖穗点播方式高于条播方式。该文明确了不同机械直播方式水稻分蘖成穗规律,为直播稻大面积高产提供了技术依据。     

优化施肥对陇东旱塬宽幅沟播冬小麦产量、氮肥及水分利用的影响

为探索陇东旱塬冬小麦高产高效绿色栽培新模式，以冬小麦品种陇鉴111为指示品种，采用裂区设计，以宽幅沟播和平作条播为主区，优化施肥和不施氮肥为副区，研究了宽幅沟播对陇东旱塬冬小麦产量、氮肥及水分利用效率的影响。结果表明，宽幅沟播显著影响旱地冬小麦籽粒穗粒数、千粒重、穗粒重等产量构成因子，较传统平作条播平均增产10.3%~24.3%，且以推荐优化施肥(N 150 kg/hm2、P2O5 180 kg/hm2)增产效果明显。与传统平作条播相比，可促进冬小麦植株氮素养分吸收，氮肥偏生产力和氮肥农学效率分别显著增加6.81、4.30 kg/kg，氮肥利用率明显提高了9.6百分点，水分利用效率提高了9.5%~19.6宜种植模式，以推荐优化施肥N 150 kg/hm2、P2O5 180 kg/hm2效果明显。