咸淡交替灌溉下生物炭对滨海盐渍土及玉米产量的影响

滨海滩涂地区蕴藏着丰富的微咸水资源,该研究提出咸淡交替灌溉和生物炭相结合的方法来促进这类次等水土资源的农业生产。于2017年和2018年进行了遮雨条件下滨海盐渍土玉米种植试验,并设置了不同咸淡交替灌溉(全淡水灌溉,分别在六叶至抽雄、抽雄至吐丝、吐丝至成熟期灌溉3 g/L微咸水而其余时期淡水)和生物炭(0、15、30 t/hm²)处理。结果表明,咸淡交替灌溉下盐渍土电导率和碱化度明显升高,盐渍化程度与微咸水比例和顺序有关。六叶至抽雄期微咸水灌溉可严重抑制叶片生长和干物质累积,并导致籽粒数量和重量下降,造成27.2%～32.8%减产;抽雄至吐丝期微咸水灌溉下作物受损降低,但减少了籽粒数量,造成11.4%～14.0%减产;吐丝至成熟期微咸水灌溉无明显影响。施用生物炭后,咸淡交替灌溉下盐渍土电导率和碱化度降低了3.7%～21.7%和9.2%～45.2%,总孔隙度和水稳性团聚体增加了3.1%～11.9%和40.0%～168.9%,有效氮、磷、钾含量提高了34.9%～104.0%、21.0%～58.1%和13.6%～57.8%。随着土壤条件改良,生物炭有助于增强玉米生长前中期...     

咸淡水交替沟灌对土壤盐分及玉米产量的影响

以玉米为试验材料,在内蒙古河套灌区进行大田试验,研究在灌水定额相同、咸淡水交替沟灌模式下,不同灌溉水质(淡水、低矿化度水、中矿化度水和高矿化度水)对沟顶和沟底土壤剖面盐分累积和玉米产量的影响。试验结果表明,无论是沟顶还是沟底,淡水灌溉下土壤剖面盐分收获前与沟灌前相比无明显差异,其他灌溉水质都引起土壤剖面盐分的累积,累积程度为高矿化度水＞中矿化度水＞低矿化度水。通过对生育期内不同时段沟顶土壤剖面盐分情况分析,同一处理土壤表层(0～5cm)盐分明显高于根系密集层(0～40cm)和土壤1m层(0～100cm);不同处理相同层次下,各个时段土壤盐分累积情况为高矿化度水＞中矿化度水＞低矿化度水＞淡水。与淡水相比,其他处理(低矿化度水、中矿化度水和高矿化度水)作物分别减产7．3％、30．3％和50．2％。     

咸淡水交替沟灌对土壤盐分及玉米产量的影响

以玉米为试验材料，在内蒙古河套灌区进行大田试验，研究在灌水定额相同、咸淡水交替沟灌模式下，不同灌溉水质(淡水、低矿化度水、中矿化度水和高矿化度水)对沟顶和沟底土壤剖面盐分累积和玉米产量的影响。试验结果表明，无论是沟顶还是沟底，淡水灌溉下土壤剖面盐分收获前与沟灌前相比无明显差异，其他灌溉水质都引起土壤剖面盐分的累积，累积程度为高矿化度水＞中矿化度水＞低矿化度水。通过对生育期内不同时段沟顶土壤剖面盐分情况分析，同一处理土壤表层(0～5cm)盐分明显高于根系密集层(0～40cm)和土壤1m层(0～100cm)；不同处理相同层次下，各个时段土壤盐分累积情况为高矿化度水＞中矿化度水＞低矿化度水＞淡水。与淡水相比，其他处理(低矿化度水、中矿化度水和高矿化度水)作物分别减产7.3%、30.3%和50.2%。     

内蒙河套灌区咸淡水交替灌溉模拟及预测

为探索一种适合内蒙河套灌区特点、对区域土壤及地下水环境影响最小的咸淡水轮灌模式,预测长期微咸水灌溉条件下区域环境的变化,在田间试验及土壤水盐信息空间结构性分区的基础上,构建了描述非饱和—饱和水盐运动的耦合模型及其算法。通过对耦合模型的率定检验表明,模型计算值与实测值拟合较好,耦合模型能进行较好的循环计算,误差在允许范围以内,表明耦合模型具有较高的可靠性。基于耦合模型的咸淡水灌溉模式的数值模拟研究发现,“淡水-咸水-咸水”的咸淡水交替灌溉模式对区域土壤及地下水环境的影响在所有方案中最小;采用“淡咸咸”灌溉模式进行长期微咸水灌溉,整个研究区在非生育期的脱盐量大于生育期的积盐量,并且盐分主要通过排水沟系统排出区域外,土壤总体呈脱盐趋势;在模拟期内地下水位只有微小幅度的下降,地下水矿化度及含水层中的盐分呈下降趋势。在黄河水量逐年减少的形势下,“淡咸咸”灌溉模式为河套灌区提供了一条使区域环境可持续发展的开源途径,耦合模型的构建将为内蒙古河套灌区节水改造工程实施后及开发利用微咸水后的区域水土环境的预测预报提供参考及简便实用的途径。     

多水源交替灌溉模式对玉米生长特性及产量的影响

为了节约地表淡水资源,以玉米为指示作物,通过大田试验对井水(地下微咸水)、渠水(地表淡水)2种水源联合灌溉模式进行研究,试验设置8个多水源交替灌溉模式:井井井(JJJ)、井井渠(JJQ)、井渠井(JQJ)、渠井井(QJJ)、井渠渠(JQQ)、渠渠井(QQJ)、渠井渠(QJQ)、渠渠渠(QQQ)及空白对照的处理。研究较适宜的多水源交替灌溉模式对玉米生长特性、产量及水肥利用效率的影响。结果表明:灌溉井水次数的增加,对玉米的叶片生长及地上地下部生物量的积累有不同程度的抑制作用,其中QJQ处理与QQQ处理在地上部生物量积累上无显著差异。拔节期灌溉井水对玉米穗的外观形态及产量影响最大且土壤积盐程度较高,其次为灌浆期,抽雄期最小。QJQ处理的水肥利用效率均高于其他灌溉模式,且与QQQ无显著差异。综上所述,考虑玉米叶片生长、生物量积累、产量及水肥利用效率等因素的基础上,QJQ处理为当地较适宜的多水源交替灌溉模式,既有利于玉米作物生长和保证玉米产量,还可节约地表淡水资源。     

控制性交替灌溉对玉米根系层水分再分布与产量的影响

以玉米为试验材料,在蒸渗仪测坑中,对控制性交替灌溉水分再分布规律和产量进行了研究。结果表明,跟均匀灌溉相比,交替灌水方式有助于减少土壤水分的深层渗漏和蒸发,水分利用效率明显提高;因灌水量小,降低了盐害。与均匀灌溉相比,交替灌溉在适宜的灌水量水平下,产量构成因素显示出优势性,产量增加显著,说明交替灌溉在沈阳地区是一种经济可行的灌溉方式。     

春小麦秸秆还田对后茬玉米干物质积累及产量形成的调控效应

干物质是作物光合作用产物的最高形式,其积累动态特性与籽粒产量有密切关系,研究前茬作物不同秸秆还田方式对后茬地膜覆盖作物地上干物质积累特性与产量形成的影响,对优化作物高产高效栽培理论和技术具有重要意义。本研究通过田间试验,在干旱内陆灌区研究了前茬春小麦不同秸秆还田方式(免耕秸秆覆盖还田,NTM;免耕秸秆立茬还田,NTS;传统翻耕秸秆还田,CTS;传统翻耕无秸秆还田,CT,对照)对后茬玉米地上干物质积累规律及产量形成的调控效应。结果表明:前茬春小麦免耕秸秆还田(NTM,NTS)提高了后茬玉米地上干物质最大增长速率和干物质平均增长速率,延迟了干物质最大增长速率出现的时间,以NTM处理作用效果最明显,较CT玉米地上干物质最大增长速率和干物质平均增长速率分别提高5.7%、11.2%,玉米地上干物质最大增长速率出现时间延迟3.4d,差异达显著水平(P0.05)。NTM、NTS处理可长时间保持后茬玉米相对较高的地上干物质积累速率,有效延缓吐丝至灌浆期后茬玉米地上干物质积累速率的降低,维持较长的地上干物质积累期,提高完熟期地上干物质积累量,NTM和NTS较CT处理玉米收获期地上干物质积累量分别提高11.3%和9.9%(P0.05)。NTM、NTS和CTS比CT处理分别增产15.6%、13.0%和7.8%,以NTM处理增产幅度较大,较CTS增产7.3%(P0.05),增产的主要原因为穗数、穗粒数及粒重的协同提高。通过关联矩阵分析表明,通过优化前茬春小麦秸秆还田方式影响后茬玉米穗数来调控群体大小,进而协调穗粒数与粒重,通过三者相互协调发展可实现增产。因此,前茬春小麦免耕25～30cm覆盖秸秆还田(NTM)是典型干旱内陆灌区优化后茬玉米干物质积累特性及获得高产的理想耕作措施。     

秸秆还田方式对农田土壤结构及冬小麦产量的影响

为探索一种能够充分发挥秸秆改良土壤结构和提高作物产量作用的秸秆还田措施, 通过2 a小区试验, 以传统的秸秆还田方式[长秸秆(50 mm)覆盖或翻压还田, CK1、CK2]作为对照, 对比研究了粉碎、氨化秸秆以及与无机土壤改良剂(硫酸钙)混合翻压施用措施对农田土壤结构及冬小麦产量的影响。结果表明, 粉碎并氨化秸秆施入土壤后, 能显著(P<0.05)降低耕层(0~15 cm)土壤的容重, 增加土壤孔隙度, 但对耕层以下土壤容重及孔隙度改善效果不明显; 氨化秸秆施入土壤后较未氨化秸秆能显著(P<0.05)增加0~15 cm土壤中>0.25 mm土壤团聚体含量, 粉碎并氨化秸秆能显著(P<0.05)降低土壤团聚体分形维数, 提高0~15 cm土壤平均重量直径和几何平均直径各项评价指标。此外, 冬小麦穗粒数、1 m2有效穗数、千粒重和地上部总干物质量与籽粒产量的相关系数分别为0.30(P>0.05)、0.76(P<0.01)、 0.89(P<0.01)和0.88(P<0.01), 提高冬小麦有效穗数或地上部总干物质量可能是增加作物产量的主要途径。粉碎并氨化秸秆还田较秸秆覆盖能显著(P<0.05)提高冬小麦有效穗数; 粉碎并氨化秸秆与无机土壤改良剂(硫酸钙)混合施用措施提高冬小麦产量效果最为显著, 在冬小麦2个生长季比长秸秆覆盖还田(CK1)分别增产11.12%和17.84%, 比长秸秆翻压还田(CK2)分别增产7.39%和16.58%, 是本试验最佳秸秆还田方式。该研究成果可为干旱、半干旱地区改良秸秆还田措施、提高作物产量提供理论依据。     

秸秆不同还田模式下磷钾释放特征及其对玉米产量的影响

连续两年(2021—2022年)在吉林省四平市设置田间定位试验,采用尼龙网袋法测定覆盖(SM)和翻压(SB)两种秸秆还田方式和不施氮肥(N0)、180 kg·hm^-2(N180)两种施氮水平下秸秆磷、钾释放率,旨在明确黑土区玉米秸秆磷、钾释放规律对还田方式和氮肥管理的响应及其对玉米产量的影响。结果表明,还田方式与施氮显著影响秸秆磷、钾释放,SB处理秸秆磷两年累积释放率平均为69.7%,显著高于SM处理的54.5%;与N0处理相比,施氮处理秸秆磷释放率提高了12.3%。SB处理秸秆钾两年累积释放率平均为95.6%,显著高于SM处理的94.2%;而施氮对秸秆钾累积释放影响同样显著,肥料氮素投入使秸秆钾累积释放率提高1.1%。通过对秸秆磷、钾替代潜力的估算,认为秸秆磷对磷肥(P₂O₅)替代潜力较低,为9.1 kg·hm^-2;但秸秆钾对钾肥(K₂O)替代潜力较高,为141.0 kg·hm^-2。两年间还田方式对玉米产量无明显影响,但玉米穗粒数存在一定差异。SB处理玉...     

玉米秸秆还田时间和还田方式对土壤肥力和作物产量的影响

采用微区和田间两种长期定位试验(12年),探讨了玉米秸秆不同还田时间和还田方式对土壤的培肥作用和对作物产量的影响。研究结果表明,玉米秸秆的还田时间以秋天直接还田并配以适量的微生物快腐剂为好,春天施用腐熟的玉米秸秆不但费工费力,而且对土壤肥力和作物产量没有明显的提高作用;玉米秸秆不同还田方式对土壤肥力和作物产量的影响程度不明显,因此生产上应根据因地制宜的原则,确定适合的还田方式。     

麦草与地膜覆盖对玉米田间生态环境及产量的影响

通过田间试验研究了麦草与地膜覆盖栽培措施对玉米田间生态环境及产量的影响。结果表明,麦草与地膜二元覆盖可降低作物冠层温度1～2℃,显著减少玉米田间土壤水分蒸发,对土壤具有一定的保温作用,并能明显提高玉米产量和水分利用效率。     

地膜覆盖与秸秆深埋对河套灌区盐渍土水盐运动的影响

为探索不同耕作措施的控抑盐效果,采用大田试验方法,以耕翻(CKT)、地膜覆盖(CKP)、秸秆深埋(CKS)为对照,研究了地膜覆盖与秸秆深埋(P+S)措施对河套灌区盐碱葵花田土壤水盐时空动态变化的影响。结果表明:1)P+S措施可稳定蓄水保墒,尤其针对20～40cm土层具有持续保墒效果,收获期P+S处理>20～40cm土层含水率为20.69%,比CKP高5.62%,比CKS高38.03%,比CKT高39.80%;2)P+S措施可显著抑制积盐。播前到收获期,P+S处理积盐量为0.06g/kg,分别比CKS、CKP和CKT处理低35.11%、133.78%和276.89%;3)P+S措施可建立"高水低盐"的土壤溶液系统,显著提升并延续灌溉淋洗在>20～60cm土层形成的淡化效果,形成"苗期根域淡化层";4)P+S措施可降低土壤体积质量,增加土壤有机质和含水率,从而抑制矿化度较高的潜水蒸发,防止"盐随水来",提高产量。研究成果可为内蒙古河套灌区盐渍土实施地膜覆盖与秸秆深埋改良措施提供参考。     

不同降水年型地膜覆盖及秸秆覆盖提高小麦产量和氮素利用的效应

  【目的】  地膜和秸秆覆盖是提高西北旱地小麦产量和氮素利用率的有效措施,本研究比较了两种覆盖方式在不同降雨年型的效果,为小麦高产、氮素高效利用和可持续发展提供技术支撑。  【方法】  于2012—2020年在陕西省咸阳市永寿县御驾宫村旱地进行8年大田试验,试验期间有3个丰水年、1个平水年和4个干旱年。试验设无氮对照、常规播种、全膜穴播和秸秆覆盖共4个处理,其中3个施氮肥处理为施纯氮150 kg/hm2。调查了小麦产量、产量三要素、生物量、氮含量、吸氮量,计算了氮肥表观利用率和氮肥农学利用率。  【结果】  与常规播种相比,在丰水年、平水年、干旱年和8年平均值中,全膜穴播和秸秆覆盖产量分别提高9.9%和6.8%、15.0%和12.8%、16.3%和15.2%、13.0%和10.9%;穗数分别提高15.1%和10.9%、4.4%和13.2%、3.3%和8.7%、9.0%和10.4%;地上部吸氮量分别提高14.2%和15.4%、2.1%和5.8%、6.4%和8.5%、9.6%和11.5%;籽粒吸氮量分别提高7.0%和9.8%、4.0%和5.4%、6.5%和9.2%、6.4%和9.1%;氮肥表观利用率分别提高23.0%和24.9%、3.0%和8.1%、10.4%和14.0%、15.3%和18.2%;氮肥农学利用率分别提高20.4%和13.8%、25.1%和21.5%、34.5%和31.8%、26.2%和21.9%。与秸秆覆盖相比,8年试验期间全膜穴播产量提高0.9%～2.9%,氮肥农学利用率提高2.1%～5.9%;与全膜穴播相比,秸秆覆盖地上部吸氮量提高1.0%～3.6%,籽粒吸氮量提高1.4%～2.7%,氮肥表观利用率提高1.5%～4.9%;在丰水年,全膜穴播穗数比秸秆覆盖提高3.9%,在其它年型,全膜穴播穗数降低1.2%～7.8%。  【结论】  无论降雨多寡,全膜穴播和秸秆覆盖均有蓄水保墒,提高小麦产量和氮素利用率的效果;且全膜穴播与秸秆覆盖的效果相当。综合考虑经济和环境效益,建议尽可能使用秸秆覆盖。     

柠条秸秆和地膜覆盖对土壤水分和玉米产量的影响

为了探讨北方农牧交错带不同保墒措施下旱地玉米的土壤水分特征及其对产量的影响,以甘农118为试验材料,监测了单膜(SFP)、双膜(DFP)、柠条秸秆沟埋(CPDP)和裸地(CK)4种不同处理下0~100 cm土壤水分季节变化、垂直变化及年际变化,测定了玉米产量和水分利用效率。结果表明:SFP和DFP处理明显改善0~40 cm土层土壤体积含水率,较CK处理保墒效果提高35.65%~47.91%,但随着玉米生育期的推进,由于玉米生长耗水和土壤蒸发作用,建植后土壤体积含水率均接近或低于萎蔫系数(7.20%)。连续2 a种植玉米4种处理土壤贮水量均有不同程度的减少,CPDP和CK处理土壤贮水量分别减少了68.42和68.07 mm,其次为SFP(53.49 mm),DFP减少最小(48.98 mm),说明研究区内玉米生长需要消耗大量土壤水分。SFP和DFP能够增加玉米对降雨和土壤水的利用,不同年份产量水分利用效率较CK处理分别提高12.55%~35.71%和25.11%~54.70%。SFP和DFP耗水量、产量和水分利用效率均无显著差异(P0.05),因此建议在研究区种植玉米时可以采取SFP措施,而CPDP耗水量较高、产量和水分利用效率相对较低,不宜采取此种保墒措施。     

微咸水非充分灌溉对土壤水盐分布与冬小麦产量的影响

为了实现高效用水,缓解北方地区水资源紧缺的状况,根据河北省中科院南皮生态农业试验站2003－2005年的冬小麦微咸水非充分灌溉田间试验资料,研究了微咸水非充分灌溉对土壤含盐量、冬小麦产量和产量构成因素以及水分利用效率的影响。结果表明,从拔节前到麦收后的冬小麦主根区土壤含盐量随着生育期的发展呈明显升高趋势;随着缺水阶段的后移,0～100 cm深度土壤积盐程度逐渐增大;穗粒数对缺拔节水敏感程度最高,缺抽穗水对单位面积穗数的影响最大,缺灌浆水对千粒重的负效应最大;总的来说产量随着缺水阶段的后移,水分胁迫的负效应逐渐减小,水分利用效率随着缺水阶段的后移有所提高,微咸水非充分灌溉的灌水优先顺序应为拔节水、抽穗水和灌浆水。该研究为黄淮海地区冬小麦在微咸水非充分灌溉下的适宜灌溉次数和灌溉水量的确定提供了科学依据,有利于合理开发利用当地微咸水资源。     

间作条件下秸秆覆盖对玉米叶片光合特性和产量的影响

为明确间作和秸秆覆盖结合在作物增产方面的效应,采用双因素大田试验,通过设置2种种植模式[玉米单作(M)、玉米大豆间作(I)]和4种秸秆覆盖水平[0(S0)、4 000 kg·hm-2(S1)、8 000 kg·hm-2(S2)和12 000 kg·hm-2(S3)],研究秸秆覆盖和间作对玉米叶片生理特性和产量的影响。结果表明,覆盖和间作有利于增加玉米叶片长、宽和单株绿叶面积,其中覆盖处理S2和S3与不覆盖处理S0的差异显著,且覆盖的效果大于间作。玉米叶片含水量基本不受间作影响,但受覆盖的显著影响。间作和覆盖可增加叶片含氮量,在单作下,S3比S0的叶片含氮量在灌浆期和成熟期分别增加25.6%和56.6%,在间作下分别增加30.0%和42.9%,且S3和S0间差异显著。覆盖和间作皆可增加叶片叶绿素含量,且覆盖的效果大于间作,但随覆盖水平提高覆盖的效果降低。覆盖和间作皆有利于改善玉米穗位叶的光合特性,在S0下,间作的光合速率、气孔导度和蒸腾速率在灌浆期和成熟期分别比单作增加13.1%、42.3%、39.3%和46.8%、31.2%、24.5%,而胞间CO2浓度分别下降20.8%和18.4%,且S0下单作、间作差异显著。玉米产量亦明显受到覆盖和间作的影响,且受覆盖的影响更为明显。研究得出,秸秆覆盖和间作在改善玉米叶片性状及生理特性和产量方面发挥着重要作用,但覆盖的效果会随覆盖水平的提高而降低,且间作的效果小于秸秆覆盖。     

地膜覆盖与常规灌溉对冬小麦耗水特征和产量的影响

为了进一步明确地膜覆盖的农业生产潜力,本研究在北京市昌平区小汤山镇国家精准农业示范基地(40°10′33.26″N,116°23′37.07″E)设计4个试验处理[T1:地膜覆盖(在传统地膜覆盖的基础上膜上覆盖1 cm土层)+不灌水;T2:无地膜+冻水;T3:无地膜+冻水+拔节水;T4:无地膜+冻水+拔节水+开花水],利用称重式蒸渗仪研究该种地膜覆盖下的冬小麦耗水特征和产量形成机制。结果表明,4种处理的累计蒸散量随着播种天数而呈现三次多项式动态方程,且4种处理的绝对系数R20.99,拟合性较高。T1、T4的土壤?作物系数(Kc)最大理论值与实际最大值均出现在抽穗期,而T2、T3出现在拔节期,且4种处理的Kc随播种天数呈二次方程,绝对系数R20.70(T2为0.69)。从阶段耗水量看,播种—拔节期,T1显著低于T2(T3/T4);拔节—成熟期,T1与T2差异不显著,但均显著低于T3和T4处理(P0.05);在孕穗—开花和开花—成熟期,T1比T2分别增加了3.10 mm和21.43 mm的耗水量(P0.05);生长后期,增加了对50~100 cm土层的水分消耗。从蒸散速率及Kc看,T1的蒸散高峰值高于T2,但低于T3和T4;T1的冬后蒸散高峰最大值出现时间(播后215 d)晚于T2、T3和T4(播后194 d);T1的Kc最大值出现时间与T4相同(播后214 d),但晚于T2、T3(分别为播后200 d、199 d)。与T2、T3相比,T1增加了旗叶叶片水势,延缓了叶片衰老,而且土壤表层(0~5 cm)的温度增加了0.5℃,但增加不显著,这利于降低棵间的土壤蒸发。从产量与产量构成及水分利用效率看,T1的穗粒数和千粒重高于T2和T3,低于T4,但差异不显著;T1产量与T2和T3差异不明显,但显著低于T4,水分利用效率显著提高了22.6%(P0.05)。上述结果表明,在底墒水充足的条件下,地膜覆盖可代替冻水、拔节水的作用,通过减少前期土壤蒸发,为冬小麦生长后期节省大量水分,在保证产量的前提下降低冬小麦全生育期耗水量,提高作物水分利用效率。     

秸秆还田及地膜对间作农田环境效应的影响

合理的种间配置可以提高资源利用效率,降低作物生产的环境风险,达到资源节约及减排增效目的。该研究在绿洲灌区,以小麦间作玉米模式为基础,集成免耕、地膜减投、秸秆还田和节水灌溉技术,探讨复合生产模式的产量、水分利用和碳排放效应,量化其资源减投潜力及循环效率,以期为建立减投、低排放农田复合生产模式提供理论与实践依据。结果表明,间作模式具有明显的增产效应,与传统单作小麦、玉米相比,其籽粒产量分别高162.9%、10.4%,小麦秸秆立茬免耕还田结合一膜两年用(NTSSI2)和小麦秸秆覆盖免耕还田结合一膜两年用(NTSI2)间作生产模式的增产效应显著,比传统间作生产模式(CTI)分别高13.0%、13.8%。NTSSI2、NTSI2模式的水分利用效率较CTI分别高12.6%、14.8%。间作复合生产模式中,集成小麦秸秆免耕还田与地膜两年用覆盖措施可降低系统碳排放、提高光能利用率,与CTI相比,NTSSI2和NTSI2的碳排放分别降低了598 kg/hm2与670 kg/hm2,降幅分别为11.5%与12.9%;光能利用率分别提高了6.5%与7.1%。将25~30 cm小麦秸秆还田及地膜两年用技术应用于间作复合生产模式,秸秆再利用率较CTI提高了29.2%~32.6%,N、P、K循环效率分别提高了7.1%~8.0%、8.1%~9.1%、10.0%~11.5%。秸秆还田及地膜两年用间作生产模式具有明显的资源减投潜力,与地方习惯相比,NTSSI2、NTSI2模式可节水28.6%,减量240 mm;减投N、P肥分别为35.8%、16.0%,减量分别为190、40 kg/hm2;减投地膜38 kg/hm2,减量50%;降低总投入4423元/hm2,降幅为36.1%;提高纯收益10341元/hm2,提高幅度为40.4%。因此,在小麦玉米间作传统复合生产模式基础上,集成应用小麦高茬25~30 cm秸秆覆盖免耕技术和一膜两年覆盖技术是适用于绿洲灌区的资源减投及碳减排农作制模式。     

传统耕作结合秸秆地膜双元覆盖是提高渭北旱塬春玉米产量和养分吸收的有效措施

  【目的】  在干旱半干旱地区,实现雨养农业作物持续增产的关键因素是提高作物养分利用效率。研究黄土高原旱作农业区长期不同耕作、覆盖措施对春玉米产量和养分吸收的影响,为黄土塬区可持续的农田管理提供参考。  【方法】  保护性耕作定位试验位于中国科学院黄土高原农业生态试验站,始于2003年。设有4个传统耕作和4个免耕处理,具体为传统耕作 (CT)、传统耕作+地膜覆盖 (CP)、传统耕作+秸秆覆盖 (CS)、传统耕作+地膜+秸秆覆盖 (CPS)、免耕 (NT)、免耕+地膜覆盖 (NP)、免耕+秸秆覆盖 (NS)、免耕+地膜+秸秆覆盖 (NPS)。调查分析了2007—2016年玉米产量和玉米养分吸收特性。  【结果】  4个传统耕作处理中,CP处理玉米籽粒平均产量比CT处理提高了24.4%,氮素和钾素养分利用效率最高;CS处理玉米平均生物产量比CT处理提高了39.4%,玉米茎秆养分吸收量最高,特别是总吸钾量提高了101.7%;CPS处理籽粒平均产量最高 (9381.6 kg/hm2),总吸氮量和吸磷量分别比CT处理提高了63.2%和123.7%。4个免耕处理中,NP处理籽粒平均产量比NT处理提高了25.8%,NS处理比NT处理降低了3.9%;CPS处理平均籽粒产量、生物产量、植株总吸氮量和总吸磷量最高。相同覆盖处理下,传统耕作的平均籽粒产量、生物产量、氮磷总吸收量均高于免耕。平水年地膜覆盖增产效果最好 (27.0%～37.4%),干旱年秸秆覆盖增产效果最好 (3.5%～8.5%),丰水年则以地膜秸秆双元覆盖增产效果最大 (31.6%～38.1%)。  【结论】  黄土高原旱地条件下,传统耕作对玉米的增产效果好于免耕。采用传统耕作结合地膜秸秆双元覆盖提高了玉米籽粒产量,增加了玉米地上部养分吸收量,在不同气候年份下对玉米增产效果均较好,且年际间变异幅度较小,是渭北旱塬增加玉米养分吸收,提高籽粒产量的最佳田间管理措施。