砾石覆盖对小麦玉米轮作农田碳排放强度的影响

为研究砾石覆盖对农田土壤水热条件及温室气体排放的影响,探讨小麦-玉米轮作农田碳排放强度对砾石覆盖的响应,开展了基于静态暗箱-气象色谱法的小麦-玉米轮作田间试验,测定了土壤CO2、CH4和N2O3种温室气体的排放,结合产量、全球增温潜势和碳排放强度等指标评估砾石覆盖的农田生态效应及固碳减排作用.试验在作物关键需水期设置0和50mm2个灌溉水平,土壤表面设置无覆盖和100%覆盖2个砾石覆盖度水平,形成无覆盖对照(W0M0)、灌溉对照(W1M0)、砾石覆盖(W0M1)和灌溉砾石覆盖(W1M1)4个处理.结果表明:1)砾石覆盖能有效改善土壤水热状况,显著增加作物产量.与对照处理W0M0相比,W1M0,W0M1和W1M13个处理的作物年际总产量分别增加了18.1%、32.6%和51.8%;2)各处理对3种温室气体排放的影响具体表现为,相比W0M0处理,W1M0,W0M1和W1M13个处理的CO2年际排放总量分别降低了7.8%、12.1%和18.0%,CH4年际吸收总量分别增加了32.5%、80.2%和124.3%,而各处理N2O年际排放总量差异不显著;3)砾石覆盖显著降低了农田温室气体碳排放强度,W1M0,W0M1和W1M13个处理的碳排放强度相比W0M0处理分别降低了14.9%、20.7%和33.6%.比较产量和碳排放强度,经济产量越高,固碳潜力越大,碳排放强度越小.双因素方差分析表明砾石覆盖结合农田灌溉使得作物产量达到最高,碳排放强度最小.综合考虑,砾石覆盖结合农田灌溉能有效改善土壤水热状况,有利于增加作物产量和降低农田温室气体碳排放强度,该研究为干旱半干旱地区实现稳定增产和固碳减排提供一种可行途径.     

冬小麦期覆盖秸秆对夏玉米土壤水分动态变化及产量的影响

以不覆盖的处理为对照，研究了冬小麦期覆盖秸秆对夏玉米土壤水分动态变化及产量的影响。结果表明，秸秆覆盖有明显的增产效果。受充足的降雨影响，秸秆覆盖的保墒效果不太明显，但夏玉米的水分利用效率(WUE)有较大的提高。秸秆覆盖对表土层(0～30cm)具有明显的保墒效果，尤其是夏玉米生长前期。在深土层(100～110cm)秸秆覆盖处理的土壤含水率低于不覆盖处理，形成一个缺水带。一年两熟条件下，夏玉米可以充分利用夏季多雨的特性，结合秸秆覆盖措施，可提高对降雨的利用效率。     

不同可降解地膜对土壤水热变化和玉米产量的影响

为解决长期地膜覆盖造成的"白色污染"问题,进行了生物降解地膜、液体地膜和普通地膜膜下滴灌种植试验,探讨不同地膜覆盖降解情况及对土壤水热变化及玉米产量的影响。结果表明,不同降解地膜间以EBP(氧化-生物双降解生态塑料)为主要成分的生物降解地膜增温保墒效果较好,虽低于普通地膜处理,但明显高于裸地处理。不同地膜覆盖处理间以EBP为主要成分的生物降解地膜产量最高,其次是液体地膜,以聚已酸丁二酯(PBSA)为主要成分的生物降解地膜产量最低。膜下滴灌玉米田使用以EBP为主要成分的生物降解地膜,可有效减少"白色污染",而且产量显著高于普通地膜覆盖处理,可在辽西地区推广应用。     

不同类型地膜覆盖对土壤水热及春玉米产量的影响

由于传统普通农用地膜覆盖造成的农田残留污染问题日益加重,因此发展使用可降解新型地膜势在必行。为进一步验证和筛选出适宜河套灌区玉米种植的地膜覆盖类型,试验设置普通地膜、生物地膜、液态地膜和不覆膜4个处理,对比研究了不同地膜覆盖类型对土壤水热状况以及春玉米产量和水分利用效率的影响。结果表明:春玉米生育前期,生物地膜与普通地膜覆盖处理的土壤温度无显著性差异,但5~15 cm深度土壤温度显著高于液态地膜和不覆膜处理,起到了良好的增温、保温效果。生育中后期,生物地膜出现破损,保温效果减弱,但一定的降温效应避免了春玉米遭受高温的危害。整个生育期内,生物地膜与普通地膜覆盖处理的土壤水分含量无显著性差异,但0~40cm土层土壤水分含量显著高于液态地膜和不覆膜处理,为春玉米的生长提供了良好的水分条件。生物地膜和普通地膜覆盖处理显著提高了春玉米的产量和水分利用效率,且两者差异性不显著,但均显著高于液态地膜和不覆膜处理。综合分析,在河套灌区玉米种植过程中较适宜采用生物地膜来逐步替代普通地膜覆盖。     

砾石覆盖对土壤水蚀过程影响的研究进展

 土壤中砾石的存在对水蚀过程有着重要的影响,有关砾石特别是表土砾石覆盖对土壤水蚀影响的研究结果表明,表土砾石对溅蚀分散、细沟间及细沟侵蚀等坡面侵蚀过程有重要影响:1)泥沙溅蚀分散量与砾石覆盖度呈负相关关系;2)砾石覆盖与细沟间侵蚀的关系较为复杂,这取决于表土的结构、砾石的位置和大小以及坡度等因素,当砾石嵌入结皮表土时,二者呈负相关关系,当砾石置于表土之上或嵌入具有结构孔隙的表土时,二者呈正相关关系;3)砾石覆盖对细沟间侵蚀产沙的作用效率与砾石粒径呈负相关关系,砾石置于表土之上的表土产沙量总低于砾石嵌入表土的产沙量;4)表土砾石覆盖能抑制细沟的形成,增加细沟糙度,降低细沟径流速率以及径流的侵蚀速率。鉴于砾石对水蚀过程的重要影响,RUSLE、WEPP和EUORSEM等土壤侵蚀模型预报含砾石土壤流失量时对相关参数做了修正。     

保护性耕作对旱作夏玉米苗期土壤水热及作物产量的影响

以传统耕作为对照(CK)、设置深松还田(DS)、免耕还田(NS)和翻耕还田(MS)3种保护性耕作措施,研究保护性耕作对夏玉米苗期土壤水热及玉米产量构成因素的影响。结果表明,与CK相比,DS、NS和MS三种保护性耕作措施均能不同程度的抑制土壤蒸发和增加耕层土壤含水量,而以NS处理效果最好,较CK依次减少和增加50.00%和11.48%(P<0.05)。5²0 cm土层地温大小顺序为MS>CK>DS>NS。与CK相比,DS处理显著地增加了(P<0.05)玉米穗数、穗粒数和百粒重,并且显著地提高了产量33.30%(P<0.05)。     

旱地玉米覆盖栽培的土壤水热及产量效应

采用单因素随机区组设计,以春玉米沈单16号品种为试验材料,全膜双垄沟播(FMRFC)、沙膜二元覆盖沟种(FSMC)、全沙覆盖平作(SMC)和露地平作(CK)为处理,研究旱地玉米覆盖栽培的土壤水热及产量效应。结果表明:各覆盖处理玉米苗期-抽雄期0~25cm土层的平均地温均有所提高,对0~100cm土层的土壤水分的消耗增大,且都以FMRFC居首,比CK增温3.1~3.3℃、多耗水9.8%。收获后,各覆盖处理0~20cm土层的土壤水分得到了恢复,但20~100cm土层的水分没有恢复到播前状态。覆盖处理显著改善了穗粒数、穗粒重和百粒重等经济性状,增加了玉米产量,提高了作物水分利用效率(WUE),优先次序为FMRFCFSMCSMCCK。FMRFC是半干旱区玉米种植优先选择的覆盖方式,但对0~100cm土层土壤水分消耗较多,对年际水分平衡不利,需深化匹配水分高效调控技术的研究。     

耕作方式对东北春玉米农田土壤水热特征的影响

针对东北春玉米农田春季低温冷害和季节性干旱发生频率高的问题,于2009年-2010年设置3种耕作处理,即传统垄作(LL)、平作播种中耕起垄(PL)和全生育期平作(PP),研究大田条件下耕作方式对土壤水分、土壤温度和玉米产量的影响。2a试验结果表明,耕作方式对0～40cm土层储水量有显著影响,其中PL和PP处理播种时的初始储水量比LL处理高8.7和6.0mm,而苗期则分别高4.1和3.4mm;玉米生育中后期PL和LL处理储水量则呈高于PP处理的趋势。3种耕作方式下土壤温度的差异以苗期为主,即5cm土层的平均温度PL和PP处理显著低于LL处理,但最低温度则以PL和PP处理显著高于LL处理,分别高1.6和1.2℃。总体来看,PL处理不仅可提高玉米苗期土壤的最低温度和耕层土壤储水量,而且可增加中后期土壤积蓄雨水量,促进作物生长发育,因而籽粒产量比LL和PP处理分别高7.6%和6.4%。     

不同覆膜处理对土壤水热效应及春玉米产量的影响

为探讨生物地膜在农业生产中的适用性,采用田间试验的方法,设置了普通地膜覆盖、生物地膜覆盖及不覆盖3个处理进行对比研究,对3种覆盖方式下土壤温度、土壤水分变化规律及玉米生产性状指标进行了对比研究。研究结果表明:玉米生育前期,生物地膜保温、保墒效果显著,且与普通地膜处理差异不显著(p0.05),但均显著高于不覆膜处理(p0.05);玉米进入生育中后期阶段,生物地膜降解破损,保温、保墒效果减弱,玉米生育中期3种覆盖方式下各土层土壤平均温度差异性显著(p0.05),生育末期,生物地膜保温保墒效果几乎丧失,土壤水热状况与不覆膜处理无显著性差异,且显著低于普通地膜覆盖(p0.05);生物地膜与普通地膜相比玉米产量及生产性状指标差异不显著(p0.05),但均显著优于不覆膜处理(p0.05),平均较不覆膜增产19.48%和20.41%,水分利用效率高22.18%和22.56%。研究结果可为河套灌区可降解生物地膜在农业生产中的应用提供理论基础。     

地表覆盖对大豆田土壤水热盐及产量的影响

[目的]研究不同覆盖措施对农田土壤水、热、盐及大豆产量的影响,为促进陕北安塞县山地梯田作物增产提供理论基础。[方法]以大豆(中黄35)为试验材料,设置地膜覆盖(M)、谷子秸秆覆盖量5 000 kg/hm~2(J_5)与2 500 kg/hm~2(J_2)和传统耕作(CK)4个处理进行了系统对比试验。[结果]①除20—40 cm土层的结荚期外,其他土层各时期M和J_5处理的土壤贮水量均高于CK处理。另外在0—60 cm各土层中,出苗期M处理的土壤贮水量均高于J_5处理;②在0—60 cm各土层中,全生育期M的土壤温度均高于CK处理,除结荚期外,J_5处理的土壤温度均低于CK处理;③在一定范围内,M处理可提高土壤电导率,且在0—20 cm土层中,M和CK处理的电导率差异达到极显著水平(p0.01);④M和J_5处理的大豆产量分别显著高于CK处理46.73%(p0.01)和34.61%(p0.05);⑤在一定范围内,大豆产量与其全生育期的平均土壤贮水量、土壤温度和土壤电导率呈正相关关系。且相较于其他生长阶段,出苗期土壤物理条件对大豆产量的影响更为明显。[结论]大豆产量与出苗期土壤贮水量和电导率极显著正相关,且地膜覆盖有利于提高出苗期土壤贮水量和电导率,可促进大豆增产。     

覆膜集雨与限量补灌对土壤水分及冬小麦产量的影响

依据北京昌平2005－2006年冬小麦田间试验,探讨覆膜集雨和限量补灌措施对土壤水分及产量影响。结果表明：限量补灌明显的增加了田间土壤水分和耗水量,1.6 m土层耗水量比对照增加45.8%,比覆膜增加29%～39%,产量是对照的1.63～1.95倍,比单纯覆膜增产32%～58%,结合覆膜比单纯补灌略增加上层土壤水分,但产量效应不明显;在覆膜面积占种植面积40%,降雨是常年水平一半的条件下,覆膜集雨提升上层土壤水分,降低深层土壤水分,1.6 m土层耗水量较对照增加3.68%～12.23%,且对深层水的利用是对照的1.55～1.69倍,小麦抗旱能力增强,增产63%～95%, 1 m土层水分生产效率提高55.8%～73.8%;在都有覆膜的前提下,追肥比早秋施肥和一次基肥更好地保持了苗期土层水分。总体来看,覆膜结合补灌追肥和限量补灌措施抗旱增产效果显著,值得在华北地区旱地农田推广应用。     

不同秸秆覆盖量对春玉米田蓄水保墒及节水效益的影响

为了探明不同秸秆覆盖量对渭北旱原春玉米田蓄水保墒及节水效益的影响,2007—2009年度在合阳旱农试验站设置3个水平玉米秸秆覆盖量：4?500 (S1)、9?000 (S2)和13?500 kg/hm2 (S3),以不覆盖为对照(CK）。结果表明,S1、S2和S3处理2 m土层2年(2008和2009)平均土壤贮水量,与CK相比,冬闲末分别高13.9、22.6和33.5 mm;播种~拔节期分别高20.2、32.6和42.1mm;收获期分别高15.6、19.1和21.0 mm。不同覆盖处理延缓了春玉米前期的生长,但加快了中后期的生长速度。S1、S2和S3处理2008年籽粒产量,较CK分别增产7.65%、16.19%和17.84%,增幅均达显著水平(P<0.05）,2009年籽粒产量增长趋势和2008年相似,但前者整体低于后者。与CK相比,S1、S2和S3处理2年平均纯收益分别增加6.53%、16.89%和15.95%,同等产量节水率分别提高5.14%、8.35%和7.44%,节水效益分别增长50.07、81.31和72.30元/hm2。本研究表明,春玉米生育期降水量低于390 mm时,9?000 kg/hm2秸秆覆盖量综合表现较优,是渭北旱原及同类生态区适宜的覆盖量。     

翻耕和覆盖对我国黄土区麦田土壤水分的影响

Effects of different methods of tillage and mulch on soil moisture at fallow stage were studied in rainy and rain-deficient years.Soil moisture content per 20 cm was measured vertically within 0-300 cm soil layers in an experiment with five treatments:deep-loosening tillage(DLT),traditional tillage(TT),plastic mulch(PM),straw mulch(SM) and plastic plus straw mulch(PSM),All mulch treatments were under no tillage conditions.Total storage of precipitation in soil from 0 to 300cm was determined before sowing,Results showed that the new methods of tillage and mulch were the basic ways to improve water condition in dryland wheat fields.In a rainy year,PM with no tillage played a significant role in storing and conserving precipitation.while in a rain-deficient year,the role was not significant,Due to evaporation.DLT did not promote the storage of soil moisture,SM was the best way to store and conserve soil moisture,In SM treatment the wheat yields increased by more than 20%.     

土壤水变动对冬小麦生长产量及水分利用效率的影响

采用盆栽和管栽试验,研究土壤水变动对冬小麦地上部生长、产量及水分利用效率的影响。结果表明：株高对水分胁迫的发生时期较敏感,叶面积对水分胁迫的持续时间更敏感,与其他水分胁迫处理相比,分蘖至拔节阶段水分胁迫处理的株高最小,分蘖至孕穗阶段水分胁迫处理的叶面积最小。冠重主要受胁迫持续时间的影响,分蘖至孕穗阶段水分胁迫处理的冠重最小。水分胁迫对冬小麦穗数和WUE的影响基本上表现为正效应,而对每穗粒数、千粒重及产量的影响则全部为负效应。在各水分胁迫处理中,拔节至孕穗阶段经中度水分胁迫后抽穗期复水的处理,产量最高,达到充分供水对照的62%;分蘖至拔节阶段经中度水分胁迫后孕穗期复水的处理,WUE最大。试验结果表明,冬小麦株高、叶面积及各产量要素对土壤水变动的响应存在差异。     

低锌旱地土壤水分对小麦产量和锌利用的影响

【目的】西北旱地土壤有机质含量低,pH和碳酸钙含量高,导致土壤有效锌含量低,加之水分缺乏,不仅制约冬小麦生长和产量,还严重影响小麦锌的吸收利用。本研究选取西北旱地典型缺锌区,在土施锌肥的基础上,设置了2年的补充灌水田间试验,进一步研究水分对土壤锌有效性、 小麦生长、 产量以及锌和相关元素吸收利用的影响。【方法】田间试验于2010~2012年在陕西永寿县进行,采用裂区设计,锌肥为主处理,在不施锌与施锌(ZnSO4·7H2O)50 kg/hm2的基础上,设置在冬小麦关键生长期补充和不补充灌水2个副处理。在成熟期采集植株样品,测定了小麦产量、 生物量,各器官部位的锌及氮、 磷、 钾、 铁的含量; 采集0—40 cm土层土壤,测定了土壤有效性锌含量。【结果】在返青期、 孕穗期补灌20~30 mm水分对小麦产量、 土壤有效锌含量无显著影响,却有提高小麦各部位锌含量、 锌肥利用率的趋势,不施锌和施锌条件下,灌水比不灌水处理小麦籽粒锌含量分别提高3.8%~16.3%、 3.8%~13.1%,灌水使锌肥利用率提高21.2%~177.8%。灌水量和灌水时期的不同也影响锌在小麦各器官部位的分配与累积,第一季施锌和不施锌条件下,灌水比不灌水处理锌收获指数分别降低5.1%和2.0%,而第二季锌收获指数分别提高2.1%和2.7%。两季灌水对小麦籽粒中铁及大量元素氮磷钾含量的影响亦各不相同。【结论】在旱地缺锌土壤上,小麦生长关键期灌水对小麦产量、 土壤有效锌含量无显著影响,却有提高小麦各部分锌含量、 锌肥利用率的趋势,说明水肥结合对旱地石灰性土壤锌和锌肥有效性的影响应引起进一步重视,这对提高旱地缺锌地区作物和人体锌营养水平具有潜在意义。     

不同覆盖方式对小麦产量和土壤水热状况的影响

[目的]研究不同覆盖方式对土壤水热变化特征及春小麦产量的影响,为该地区选择蓄水保墒的覆盖材料及方法提供理论依据。[方法]试验以传统无覆盖平作为对照(CK),设置秸秆覆盖量SW1(1 500kg/hm2),SW2(3 000kg/hm2),SW3(4 500kg/hm2),全膜覆土穴播(FT),全膜垄作(RT),共6个处理。[结果]与CK相比,RT能提早小麦出苗时间,缩短生育期时间(103d),而SW3推迟小麦出苗,延缓了生殖生长(生育期124d);小麦苗期FT,RT处理对0—5cm土层增温效果显著,以RT处理增温显著,较CK增温3.97℃,拔节至成熟期FT,RT处理增温效果逐渐减弱,SW1,SW2及SW3处理在小麦苗期对0—5cm土层具有降温作用,拔节至成熟期表现为增温效应,SW3增温效果最好;小麦苗期FT,RT处理0—100cm土层土壤水分含量显著高于CK,SW1,SW2及SW3处理,小麦拔节至成熟期SW1,SW2及SW3处理0—100cm土层土壤含水分量高于其他处理,以SW3处理最高;FT,SW3处理增产效果最佳(FT,SW3SW2SW1RTCK),比CK增产46.23%,且SW3可以显著降低小麦生育期耗水量(18.53%),改善水分利用效率(67.67%)。[结论]秸秆覆盖SW3(4 500kg/hm2)可以改善土壤水热状况,减少小麦耗水量,增加水分利用效率,提高小麦产量,与全膜覆土穴播可能造成的白色污染相比,适宜在旱作小麦生产中应用和推广。     

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。     

麦棉套种共生期不同土壤水分对冬小麦生理特性及产量与品质的影响

冬小麦、棉花套种共生期包括小麦灌浆期和棉花的苗期,这一时期对冬小麦生长及产量和品质形成具有重要意义。该文在3-1式和4-2式两种麦棉套种配置方式条件下,研究了麦棉共生期土壤水分条件对小麦生理特性以及产量和品质的影响。试验结果表明,土壤水分显著影响了小麦的光合蒸腾日变化动态。共生期较高的土壤水分不利于干物质向籽粒的运输和分配,其产量以70%土壤含水率处理最高。较低的土壤水分有利于小麦籽粒蛋白质和湿面筋含量以及沉降值的提高。3-1式小麦更容易受到土壤水分亏缺的抑制。     

覆黑地膜对旱作玉米根区土壤温湿度和光合特性的影响

明确雨养旱地地膜覆盖春玉米高产与水分高效利用的土壤环境条件,及其对玉米光合特性的作用,对延缓玉米衰老、提高玉米光合能力和促进玉米增产具有重要意义。以陕单609为材料,2012和2013年开展黑色地膜覆盖、白色地膜覆盖和裸地栽培试验,研究黑色地膜对玉米根区土壤水温环境、玉米叶片光合特性、产量和水分利用效率的影响。结果表明,黑色地膜较普通白色地膜和裸地栽培,能显著改善玉米根区土壤温湿条件,提高玉米叶片光合能力。黑色地膜覆盖下,玉米叶片衰老时间明显推迟,衰老速度显著下降,成熟期叶片叶绿素含量较普通白色地膜提高11.7%(P0.05),较裸地提高45.5%(P0.05)。与普通白色地膜和裸地栽培相比,黑色地膜覆盖提高了吐丝后玉米叶片光合速率、蒸腾速率、叶片水分利用效率、PSII电子传递速率、量子产量(灌浆期除外)和光化学猝灭系数。黑色地膜覆盖下玉米千粒质量、产量和水分利用效率显著增加,千粒质量较普通白色地膜和裸地栽培分别增加5.0%和14.9%(P0.05);产量分别提高10.4%和22.1%(P0.05);水分利用效率分别提高10.4%和25.3%(P0.05)。在雨养旱作地区,玉米采用黑色地膜覆盖具有延缓后期叶片衰老和促进增产的效果。