垄膜沟种不同沟垄比对春玉米水分利用和产量的影响

为进一步提高半干旱区春玉米水分利用效率和产量,设计3种垄膜沟种不同沟垄比带型,分别为60cm∶60cm,60cm∶45cm和60cm∶30cm,以传统种植为对照,研究不同处理对土壤水分和玉米产量的影响。结果表明:在2008—2009年的两年试验中,垄膜沟种不同带型处理的平均土壤贮水量在玉米整个观测期基本上比对照不同程度有所增加。由于两年间降雨量不同且降雨分布不均,使2008—2009年度沟垄集雨种植玉米产量差异很大。但不同带型增产趋势基本一致,两年间不同带型垄膜沟种的产量比对照分别增加9.85%~14.52%和24.88%~27.20%,水分利用效率分别比对照增加12.57%~14.75%和7.42%~18.03%。通过回归分析得出在辽西半干旱地区玉米垄膜沟种比较适宜的沟垄比为60cm∶40.5cm,此条件下可使玉米理论产量达到最高。垄膜沟种技术是适合于半干旱地区能较好提高水分利用效率和产量的一种种植方式。     

旱地玉米垄膜沟种微集水种植技术研究

为提高我国北方旱地玉米的水分利用效率和土壤温度,以达到进一步增产的目的,设计出一套旱地玉米的垄膜沟种微集水种植技术。通过对比试验发现:单向丁风垄(D 2)种植沟间的含水量,较对照和平铺膜提高2.87%和1.82%;水分利用效率也最高,达18.05 kg/hm2.mm,较对照和平铺膜提高48.70%和25.54%。整个生育期种植行间各层平均地温,垄膜沟种技术高出对照1.4℃,高出平铺膜0.1℃;总积温在2 901.0~2 984.7℃之间,平铺膜为2 908.7℃,对照仅为2 699.3℃。垄膜沟种平均产量为7 237.26 kg/hm2,其中单向顺风垄(D 1)的产量最高,达7 569.62 kg/hm2,较对照和平铺膜提高47.72%和21.46%。     

垄膜沟种条件下品种和密度对玉米生长的影响

为提高朝阳地区旱地玉米降雨利用效率,增加旱地玉米产量,选用3个玉米品种(中熟品种辽单33、中晚熟品种沈禾201和晚熟品种东单60),设计6种密度(37 500,45 000,52 500,60 000,67 500,75 000株/hm2),采用两因素裂区试验(品种为主区,密度为副区)研究了垄膜沟种微集雨种植条件下品种和密度对玉米生长的影响.结果表明,在微集雨种植条件下,随着密度的增加,株高先增加后降低,但茎粗和棒三叶叶面积逐渐降低,LAI逐渐增加,且LAI在品种或密度的单一作用下及在二者交互作用下均差异显著或极显著;随着密度的增加,产量构成因素(穗长、穗粒数、千粒重等)逐渐降低,但产量却逐渐增加.在各密度水平下,3个品种以中晚熟品种沈禾201平均产量(13 781.89 kg/hm2)最高,水分利用效率[28.73 kg/(mm· hm2)]最大.要想充分发挥该区微集雨种植技术的增产潜力,建议选用中晚熟株型紧凑品种进行合理密植.     

果树涌泉灌溉方式的技术应用

涌泉灌又称小管出流。涌泉灌溉技术是针对滴灌系统使用过程中灌水器容易堵塞，以及农业生产管理水平不高而设计的一种微灌技术。它具有节水、节能、灌水均匀、水肥同步、适应性强、管理方便等优点。经过试用，涌泉灌溉果树一般较传统的地面灌节水50%～70%，增产6%～10%，灌水均匀度在90%以上。该文介绍了涌泉灌溉技术及田间设计要点。     

果树涌泉灌溉方式的技术应用

涌泉灌又称小管出流.涌泉灌溉技术是针对滴灌系统使用过程中灌水器容易堵塞,以及农业生产管理水平不高而设计的一种微灌技术.它具有节水、节能、灌水均匀、水肥同步、适应性强、管理方便等优点.经过试用,涌泉灌溉果树一般较传统的地面灌节水50%～70%,增产6%～10%,灌水均匀度在90%以上.该文介绍了涌泉灌溉技术及田间设计要点.     

辽西北半干旱区垄膜沟种处理对土壤钾吸附/解吸特性的影响

为探明不同垄膜沟种处理(垄覆膜沟不覆盖T1和垄覆膜沟覆膜T2)对土壤钾吸附/解吸特性的影响,以农业部阜新农业环境与耕地保育科学观测实验站为平台,通过定位7年的田间试验(2007~2013年),以传统种植(T0)为对照,结合实验室内批量平衡法,对长期垄膜沟种条件下根际土壤对重要养分钾的吸附/解吸能力进行研究和分析。结果表明:垄膜沟种处理有助于降低土壤对钾素养分的吸附,通过拟合Langmuir方程和Freundlich方程所求得的最大缓冲容量(MBC)和Kf值等相关参数可知,垄覆膜沟不覆盖种植处理下土壤对钾的吸附容量和吸附强度最小,最有利于削弱土壤对钾的吸附作用,减少钾的固定,各处理MBC值表现为T1(6.62)T2(8.53)T0(16.31),且差异达显著水平(P0.05)。垄膜沟种处理土壤对钾的解吸量也大于传统种植处理。不同处理土壤对钾解吸能力(解吸率%)表现为T2(49.34)T1(47.48)T0(42.51),平均滞后系数表现为T0(0.57)T1(0.53)T2(0.51)。其中垄覆膜沟覆膜处理的解吸率和滞后系数总体表现为最大和最小,说明该处理土壤所吸附的钾最容易被释放。     

半干旱地区沟垄微型集雨种植马铃薯最优沟垄比的确定

采用沟垄微型集雨种植马铃薯,垄作为集水区,沟作为种植区,采用三种沟垄比和两种下垫面材料。在2001～2002年的试验中,膜垄种植马铃薯平均水分利用效率分别是对照的2.8倍(2001)和2.4倍(2002),土垄种植马铃薯水分利用效率和对照相差不大;由于降雨量和降雨高峰期出现时段的不同,虽然使2001～2002年度沟垄微型集雨种植马铃薯产量有所差异,但在两年试验中,马铃薯增产趋势基本一致,膜垄种植马铃薯产量分别比对照平均提高231%(2001)和153%(2002),土垄种植马铃薯产量分别比对照平均提高58%(2001)和23%(2002)。通过直线回归分析,在半干旱地区膜垄种植马铃薯最佳沟垄比为60 cm∶40 cm,当沟垄比为60 cm∶40 cm马铃薯产量的期望值可以达到最大,该技术是适合于半干旱地区的能较好提高降水利用率和产量的一种种植方式。     

追氮和垄膜沟播种植对晋南旱地冬小麦氮素利用的影响

在自然降水条件下,通过2年大田试验研究了追氮、垄膜沟播种植对晋南旱地冬小麦生育期地上部氮素吸收累积,02 m土层氮素残留、损失及氮肥利用率和氮素平衡的影响。结果表明: 追氮和垄膜沟播种植均可显著提高旱地冬小麦地上部氮素累积量和氮肥利用率,苗期和返青至抽穗期是冬小麦氮素吸收累积的两个高峰期,分别占到最大累积量的20%46%和29%57%。追施氮的利用率高于基施氮的利用率; 随施氮量增加,土壤残留无机氮（Nmin）增加,主要集中在060 cm土层,2040 cm土层为硝态氮积累的峰值区,垄膜沟播种植可以减少土壤残留无机氮（Nmin）,但增加了氮的表观损失量; 冬小麦生长季土壤氮输出以表观损失为主,氮肥表观损失率在4087%7629%之间,且主要发生在播前至返青期。本试验条件下,综合氮素吸收累积、土壤残留、氮肥利用率及氮素平衡等因素,旱地冬小麦应采取氮肥后移顶凌追施和垄膜沟播相配套的种植方式。     

旱作农田沟垄微型集雨结合覆盖玉米种植试验研究

田间沟垄微型集雨结合覆盖技术有效地利用了膜垄的集水和沟覆盖的蓄水保墒功能,改变了降雨的时空分布,使降雨集中富集在种植沟中,显著地提高了降水的利用效率,特别是小雨的利用率。研究结果表明:土垄的平均集水效率为7% ,而垄上覆膜后集水效率为87% ,膜垄能产生径流的最小降雨量为0 8mm。田间沟垄微型集雨结合覆盖技术能提高土壤贮水量,增加玉米的产量。垄上覆膜结合沟覆盖处理玉米产量比平地增加2 339～5 2 97kg/hm2 (44 %～14 3% ) ,水分利用效率基本都在2kg/m3 以上。     

涌泉根灌节水灌溉技术特点、应用及展望

涌泉根灌是一种可以直接将水肥输送到作物根区进行局部灌溉的地下微灌技术,由于克服了其他微灌技术灌水器易堵塞、毛管易老化、对果林树灌水效率低等缺点,是一种节水、省工且水肥利用效率高的灌溉技术,在中国果树节水灌溉领域具有广阔的发展前景。该研究从涌泉根灌技术在节水灌溉技术应用中的特色出发,介绍了涌泉灌溉技术结构特点、工作原理、灌溉方式、布置形式、水力性能以及投入成本与运行管理等方面的特点,分析了涌泉根灌与传统微灌相比表现出的优势,探讨了该技术在田间水分利用、土壤水氮运移以及对作物生长发育和产量影响等方面的应用效果和研究进展,在总结对比前期研究取得进展基础上,提出了涌泉根灌技术存在田间试验单一、研究周期不连续、施肥条件下相关研究不足以及灌水器性能需改善等方面的问题,同时针对涌泉根灌技术存在的问题,明确了涌泉根灌灌水技术在灌水器性能改进、典型果树灌溉制度优化、土壤水氮运移与利用以及信息化与自动化管理等方面需进一步研究的方向,对于进一步完善涌泉根灌节水灌溉技术利用具有一定借鉴意义。     

密度与氮肥配合对垄沟覆膜栽培冬小麦干物质累积及产量的影响

为协调冬小麦个-群体间关系,建立适宜的群体结构,充分发挥旱作条件下垄沟栽培优势,以小偃22为材料,采用二元二次旋转组合设计,通过2年田间试验研究了垄沟覆膜、垄下集中施肥模式下种植密度与施氮量对冬小麦个-群体间干物质累积及产量的影响。结果表明,个体干物质累积量随种植密度的增加呈降低趋势。2008～2009年群体干物质累积量随种植密度的增加而减小;2009～2010年群体干物质累积量随种植密度的增加而增加。花期单茎干物质累积量不受施氮量的影响;而成熟期个体干物质累积量随施氮量的增加而增加。冬小麦群体干物质累积量均随施氮量的增加而增加。冬小麦能够通过分蘖调节自身的群体结构,不能盲目的通过增加播种量增加小麦群体密度;适量的增施氮肥有利于个体与群体发育。本试验条件下,冬小麦品种小偃22在中等密度（112 kg/hm2）与较高施氮量（N 201～214 kg/hm2）配置时,个群体关系比较协调,个体发育健壮,群体干物质累积量和产量较高。     

垄沟覆膜栽培下密度和氮肥对冬小麦个体与群体关系的调控效应

采用二元二次正交旋转组合设计,通过田间小区试验研究了垄上覆膜垄沟栽培下播种量和施氮量对冬小麦品种"小偃22"个体与群体关系的影响。结果表明,垄沟覆膜栽培下,适当提高播种量可以增加冬小麦基本苗数、冬前分蘖数、总分蘖数及群体大小。高密度低肥有利于冬前分蘖,反之则有利于春季分蘖;适当增加施肥量可以提高单位面积穗数和分蘖成穗率。低密度处理有利于小麦单株子粒产量形成;适量种植密度下的个体优势可以弥补群体不足的缺陷。播种量与施氮量对冬小麦群体子粒产量有明显的调节作用,氮肥对冬小麦群体产量的影响大于种植密度。常规栽培的小麦群体大小及成穗数均高于垄沟栽培;但单株产量低于垄沟栽培。只有协调好个体与群体子粒产量的关系,才能更好地发挥肥料和密度的增产效应。在供试条件下,适宜的播种量为98～127 kg/hm2,施氮量为N 202～227kg/hm2;当施肥量为N 223 kg/hm2,播种密度为102 kg/hm2时,最高产量可达3851.68 kg/hm2。     

沟垄覆膜聚水改土耕作措施对小南瓜耗水特性和产量的影响

针对冀西北高原砂质栗钙土干旱、粗骨、土层薄等限制农业稳产和高产的障碍因子,该文通过田间试验,以稀植经济作物小南瓜为试材,研究了沟、垄不同覆膜方式和积聚不同厚度熟土(聚土)措施的聚水保墒与增产作用。结果表明：沟覆膜方式聚集降水和保蓄土壤水分的作用好于垄膜处理,收获后1 m土体贮水量比播前盈余56.79 mm。与垄膜处理相比,沟膜平均少耗水51.61 mm,水分利用效率平均高16.42 kg·mm^-1·hm^-2。垄膜条件下,聚土处理的产量差异达显著水平;沟膜条件下,聚土40 cm与60 cm处理产量差异不显著,以沟膜＋积聚40 cm厚度熟土＋N₆₀P₄₅处理产量最高,达到9812.5 kg/hm²。该技术可作为冀西北高原旱砂地农田提高作物产量和水分利用效率的一种种植模式。     

Plastic film mulching on soil water and maize (Zea mays L.) yield in a ridge cultivation system on Loess Plateau of China

Plastic film mulching has commonly been used for adaptation to water scarcity and for increasing agricultural productivity on the semiarid Loess Plateau of China. However, the effect of plastic film mulching on cropland soil water and thermal regimes on the semiarid Loess Plateau of China is not well understood. This study simultaneously monitored the dynamics of the soil water content and the soil temperature with high resolution in a ridge cultivation system with plastic film mulching (RS) and a flat cultivation system without plastic film mulching (FS) during the maize (Zea mays L.)-growing season. We found that, in general, the soil temperature and soil water content were significantly different among the ridge under RS (RS-ridge), the furrow under RS (RS-furrow) and FS throughout the maize-growing season (P < 0.05). Plastic film mulching increased the near-surface soil temperature by approximately 1°C throughout the study period. RS significantly increased the soil water content during the dry period (May to June), especially within the middle soil layer (30–60 cm), compared to FS. The lowest monthly average soil water content was found at a depth of 30–60 cm layer in FS during the dry period (May and June). The water depletion was found within deeper (100–160 cm) soil layers in May but the water storage in the same layer of FS in June increased although it was the dry period, which differed from RS. The RS practices showed a longer period of water supply from the deeper soil layer (100–160 cm) in May and June for meeting maize water demands during the early growing stage rather than in only May for FS. During June (dry period), the water storage at a depth of 0–60 cm was greater in RS than in FS, and the reverse was true at a depth of 60–160 cm. The results indicate that the dry soil layer at a depth of 30–60 cm formed during June in FS likely reduced water movement from deeper layers to the topsoil layer, and hence constrained the availability of surface soil water for meeting maize water requirements during the early growing stage (dry period). Our study suggests that RS tends to significantly increase surface soil water availability by restraining the formation of a dry soil layer during the early maize-growth stage primarily under dry conditions, and thus enhances maize productivity in the semiarid Loess Plateau of China.     

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。     

垄沟覆膜集雨系统垄宽和密度效应对玉米产量的影响

通过大田试验研究了垄沟覆膜集雨系统中,垄宽和密度效应对玉米产量和水分利用效率的影响。垄沟覆膜集雨系统有30、60 cm 2种垄宽,低、中、高3种玉米种植密度。结果表明,垄沟覆膜集雨能提高土壤含水率和土壤微生物量碳质量分数。随着玉米密度的增加,同一垄宽的垄沟集雨系统中,玉米株高和单株生物量逐渐下降,玉米单位面积生物量逐渐增加。降雨量较少的情况下,60 cm垄宽的垄沟覆膜集雨能显著提高玉米的叶绿素质量分数,但其在高密度条件下却显著降低玉米叶绿素质量分数。高密度条件下,30 cm垄宽的垄沟覆膜集雨处理,由于玉米种内竞争较激烈而导致有机物质向籽粒输入减少,从而引起产量降低。在所有的处理中,高密度、60 cm垄宽的垄沟覆膜集雨种植的玉米产量和水分利用效率最高。     

秸秆覆盖和滴灌制度对冬小麦光合特性和产量的影响

确定不同滴灌和秸秆覆盖模式下的光合参数是理解其节水增产内因的基础.该研究通过4 a连续试验测定了覆盖和滴灌结合的6种处理(T1~T6分别表示低水覆盖、低水不覆盖、中水覆盖、中水不覆盖、高水覆盖和高水不覆盖处理)冬小麦旗叶的关键光合参数,并分析了光合参数处理间差异来源及其与作物产量的关系.结果表明:提高滴灌水量和覆盖处理能显著提高光合能力和最大羧化速率(P<0.05),而二者交互作用对光合参数影响不显著(P>0.1).多重比较结果显示T5的光合参数最大(P<0.05);除2016年第一次测定外,T6和T3的相应值略低但与T5差异不显著(P>0.1);而T2的相应值则均显著低于T5(P<0.05),即高水处理下,覆盖与否对光合参数的影响不大,中水结合覆盖处理可使光合参数不显著降低,而低水处理下不覆盖则会使光合参数显著降低.处理间光合能力和最大羧化速率的差异能用叶片氮含量来解释,而所有年份的产量又均与光合能力和最大羧化速率分别线性相关(R2>0.80).因此,通过测定叶片氮含量,可以推算光合能力和最大羧化速率,研究结果可为产量估算提供参考.     

覆膜年限及灌水方法对河套灌区农膜残留的影响

为阐明内蒙古河套灌区农膜残留现状及覆膜年限、灌水方法对农膜残留的影响,该文采用查阅资料、问卷调研及田间取样等相结合的方法,分析了内蒙古河套灌区及典型研究区地膜覆盖现状,并在典型研究区考虑了覆膜年限(覆膜2、5、10、20 a)、灌水方法(膜下滴灌和地面灌溉覆膜)和作物种类(玉米和葵花)3个因子,探索其对农膜残留强度、破碎率、残膜分布及残膜碎片大小的影响。结果表明:内蒙古河套灌区2005—2014年地膜使用量和覆膜面积均呈跨越式增长,分别增长了125.81%和147.62%;而典型研究区更是增长了240%和265.81%,然而单位面积覆膜量却下降了8.82%和7.08%。不同覆膜年限和灌水方法显著影响农膜残留强度和破碎率(P0.05),其中覆膜5、10、20 a后的残留强度平均比覆膜2 a分别增长了80.14%、163.70%、273.64%,破碎率平均比覆膜2 a分别增长了20.97%、38.14%、60.20%;膜下滴灌与地面灌溉覆膜相比残留强度平均提高了42.92%,破碎率平均提高了20.01%。农膜残留主要集中在土壤0~10 cm土层内,占64.89%;典型研究区面积为0~4和4~20 cm2的残膜分别占残膜总片数的31.06%和27.81%,且随着覆膜年限增加,下层残膜片数占总残膜片数的比例逐渐增加,其中覆膜20 a农田与覆膜2 a农田相比0~10 cm土层残膜占总残膜片数由71.47%降低为54.61%,10~20 cm土层由23.37%升高为32.24%,而不同灌水方式对残膜在土壤中的分布影响不大。随着覆膜年限的增加土壤中不同面积残膜比例差异越显著且小面积残膜比例增加,覆膜2~20 a后,面积为20 cm2以下的残膜数量分别是面积为20 cm2以上的1.43~1.59倍(P0.05)。研究结果可为农膜残留防治提供参考。     

渭北旱塬区不同沟垄覆盖模式对春玉米土壤温度、水分及产量的影响

为提高旱作区降水利用率,改善作物的水分有效性,于2007-2010年在陕西合阳县旱农试验站,设置了垄上覆地膜,沟内分别覆普通地膜、生物降解膜、玉米秸秆、液体地膜和沟不覆盖5个不同沟垄覆盖栽培模式。以传统平作为对照,研究了不同沟垄覆盖栽培模式对春玉米田土壤温度、水分及产量的影响,并对其经济效益进行了比较分析。4a结果表明,沟覆普通地膜和沟覆生物降解膜处理玉米苗期5～25cm平均土壤温度分别较对照增高2.4和2.1℃;沟覆玉米秸秆处理较对照降低1.7℃。不同集雨处理均能显著改善玉米前期土壤水分,而后期沟覆玉米秸秆、沟覆液体地膜和和沟不覆盖处理0～200cm土层土壤贮水量与对照无差异,沟覆普通地膜和沟覆生物降解膜处理下层土壤贮水量低于其他处理。沟覆生物降解膜、沟覆普通地膜和沟覆玉米秸秆处理增产效果显著,4a平均产量分别较对照增产35.2%、34.7%和33.6%,平均水分利用效率提高30.6%、30.2%和28.6%。沟覆玉米秸秆处理净收入最高,生物降解膜次之,4a平均净收入分别较对照增加3299和2752元/hm2。因此,垄覆普通地膜沟覆秸秆和垄覆普通地膜沟覆生物降解膜处理在改善土壤水温效应的同时能显著增产增收,是渭北旱塬区春玉米的高效栽培模式。     

覆膜滴灌棉田蒸散量的模拟研究

通过综合考虑影响作物蒸散量的土壤、作物、大气3方面因子,结合新疆滴灌棉田覆膜栽培的生产实际,设计了不同覆盖度和品种试验,以Penman－Montieth方程估算参考作物蒸散量,确定了不同覆盖度及品种条件下的作物系数,并在此基础上实现了覆膜滴灌棉田蒸散量较为准确地估计。试验结果认为覆膜滴灌棉田全生育期蒸散量在540～620 mm之间,全生育期蒸散量和作物系数都随着覆盖度的增加而减小,叶面积指数与日蒸散量及作物系数关系密切,品种间由于品种特性的差异而引起的叶面积指数变化,最终导致了品种间作物系数K_c的不同。