不同施肥组合对垄沟集雨栽培马铃薯土壤养分及产量影响研究

试验以马铃薯为研究对象,设置了裸地种植+单一化肥(T1)、裸地种植+单一生物有机肥(T2)、裸地种植+化肥+生物有机肥(T3)、全膜双垄沟播+单一化肥(T4)、全膜双垄沟播+生物有机肥(T5)、全膜双垄沟播+化肥+生物有机肥(T6)6个不同处理,研究了垄沟集雨和不同施肥方式对马铃薯土壤养分、生长发育、产量和水分利用效率的影响。结果表明,T6处理较T1、T2、T3、T4和T5处理产量分别提高了21.28%、38.88%、33.89%、5.60%、和11.98%;水分利用效率分别提高了15.03%、28.32%、25.42%、5.88%和9.36%。全膜双垄沟播+化肥+生物有机肥种植模式能够显著提高马铃薯产量、水分利用效率。     

沟垄集雨系统垄宽对玉米水分和养分利用效率的影响

为探索沟垄集雨模式下不同垄宽对玉米产量及水分和养分利用效率的影响,2019-2020年采用垄沟集雨种植方式,以传统平作(垄宽60 cm)为对照,研究3种沟垄比对玉米叶面积指数、地上生物量、水分利用效率、养分利用效率和产量的影响.研究结果表明垄沟集雨种植方式下,采用60 cm:60 cm沟垄比,两年平均叶面积指数最大,为2.9,较对照增加42.16％;产量最高,为13.13 t/hm2,较对照增加26.37％;水分利用效率最高,为27.15 kg/(hm2·mm),较对照增加42.37％;养分利用效率最高,为N:7.55 kg/kg;P:48.49 kg/kg;K:4.66 kg/kg,分别较对照增加177.57％,142.69％,59.58％.在华北地区,垄沟集雨种植方式下,垄沟比60 cm:60 cm,能够促进玉米增产和水肥高效利用.     

垄沟集雨补灌对冬油菜根系、产量与水分利用效率的影响

为确定垄沟集雨栽培条件下冬油菜蕾薹期的适宜补灌量,设置垄沟集雨雨养(T1)、垄沟集雨补灌60 mm(T2)和120 mm(T3)3个处理,并设平作补灌120 mm作为对照(CK),通过2年田间试验,系统地对比分析了不同补灌处理对冬油菜0~30 cm和30~100 cm土层的平均土壤含水率、地上部干物质量、主根性状和侧根密度、产量构成及水分利用效率的影响。结果表明,T2和T3处理不同时期0~30 cm土层的平均土壤含水率、花期和角果期地上部干物质量均明显高于T1和CK处理,T2和T3处理角果期的主根直径和干质量、0~10 cm和10~20 cm侧根密度显著增加,且T2和T3处理间不存在显著差异。T2和T3处理能显著增加油菜籽粒产量和水分利用效率,T2和T3处理2年平均分别比T1增产50.99%和58.15%,比CK增产53.89%和61.19%;T2和T3处理2年平均水分利用效率比T1分别提高37.28%和25.98%,比CK分别提高92.77%和76.90%。2年中T3处理均能获得最高的籽粒产量,但T3与T2处理间产量不存在显著差异,T3较T2仅增产4.74%,但T2比T3能够减少灌水量60 mm,减少耗水量45.5 mm,水分利用效率提高8.97%。从节水和农业可持续发展的角度来看,垄沟集雨种植并在蕾薹期补灌60 mm(T2)为较优的冬油菜栽培灌溉措施。     

垄沟集雨种植的研究进展

在降雨量少且分配不均的干旱、半干旱地区,垄沟集雨种植技术的广泛应用有目共睹。在众多学者和农民共同努力下,该技术从最初简单的垄沟不覆盖技术已经衍生出各种应用模式。采用文献分析法,从垄沟结构、覆盖材料、土壤属性、作物产量、水分利用效率和温室气体排放等方面归纳了垄沟集雨种植技术的发展进程,客观地阐释了其对生产和环境的正负效应及发展前景。结果表明,垄沟集雨种植技术通过微地形改变和覆盖方式汇集雨水、减少蒸发面积,平衡不同覆盖材料的增温和降温效应,从而对土壤水热条件、肥力和农田生产力具有调控作用,促进作物生长,提高水分利用效率和产量,目前该技术的研究不仅局限于干旱、半干旱地区的单季作物,也延伸至两熟地区的周年生产中。然而,考虑到该技术未来发展可持续性,认为垄沟集雨种植技术结合环保型覆盖材料和模型模拟等方式将有利于缓解塑料地膜对环境的负效应,改善生产中难于机械化的问题。     

不同沟垄覆盖下土壤水热效应对旱作马铃薯生长及产量的影响

针对宁南山区春季降雨少、低温不利于马铃薯出苗,而作物生育中后期高温胁迫限制马铃薯块茎形成导致减产等问题,于2016年设置垄覆地膜沟内覆盖塑料地膜(DM)、玉米秸秆(JG)、生物降解膜(SM)、麻纤维地膜(MM)、液态地膜(YM)及沟不覆盖(BM),以传统平作为对照(CK),研究沟垄覆盖模式对土壤温度、土壤水分、旱作马铃薯生长及块茎产量的影响.结果表明:处理DM,SM,MM和YM马铃薯生育期耕层土壤温度表现出增温效应,而处理JG和BM表现为降温效应,其中处理DM增温效果和处理JG降温效果最佳.处理YM,JG对马铃薯生长前期保水效果较好,分别较CK显著提高13.3%,27.0%,而处理JG,DM对生育中后期的保墒效果较佳,分别较CK显著提高22.4%,13.2%.处理JG可显著促进马铃薯生长,其增产效果最为显著,DM次之,分别较CK增产47.8%,44.8%,其他处理较CK差异不具有统计学意义.可见,在宁南山区实施垄覆地膜沟覆秸秆模式可调控土壤水热环境,对旱作马铃薯生长及增产效果最佳.     

垄沟集雨条件下不同生育期调亏灌溉对青椒气孔特征、生长过程及生物量的影响

探究垄沟集雨条件下不同生育期水分亏缺对青椒生长发育过程的影响不仅有利于深入理解干旱区农作物高效节水增产的生理机制,而且还有助于制定科学的调亏灌溉模式.以青椒品种'中椒107'为试材,设置5个调亏灌溉模式(充分灌溉FI、苗期轻度调亏SSMD、苗期重度调亏SSSD、花期轻度调亏FSMD、花期重度调亏FSSD),探讨了垄沟集雨条件下不同生育期水分亏缺对青椒气孔特征、生长过程和生物量的影响.研究结果显示:①对青椒苗期进行调亏处理可以显著增加近轴面气孔长度与气孔周长,但显著减小了远轴面的气孔密度和气孔宽度,而青椒花期水分亏缺却明显增加了气孔长度、宽度与周长.②青椒在整个生长期内,充分灌溉条件下的株高长势较好,而各调亏处理下青椒的茎粗与叶面积指数显著高于充分灌溉.③花期轻度调亏灌溉条件下青椒的总生物量最大,且花期轻度调亏处理下植物组织的含水量最高.研究结果表明,花期轻度调亏对青椒的生长发育过程和生物量累积尤为重要.将为华北平原地区青椒种植精准调亏灌溉模式的制定提供理论依据和数据支撑.     

沟垄集雨对旱地燕麦前期水热状况及发育期的影响

通过4个沟垄集雨处理对旱地燕麦前期水热状况及发育期的影响进行了试验研究。结果表明,处理T3可以显著的提高作物耕作层的水分,显著高于处理T1。处理T1地温的日变幅最大(8.8℃),处理T3最小(5.8℃)。处理T3与T4的出苗率最高,分别为67.88%和65.85%,显著高于处理T1(49.51%)。处理T3到达苗期的发育期最短(22d),显著小于处理T1(29d)。可见,处理T3可以显著地提高作物生育前期的土壤水温条件,提高出苗率及缩短作物的发育期。     

不同沟垄规格对土壤湿润峰运移规律的影响

针对内陆干旱区滴灌条件下沟垄栽培措施设计不完善等问题,通过研究不同沟垄规格对土壤湿润峰运移变化规律的影响,旨在为大田沟垄滴灌系统的合理设计提供理论参考价值。采用室内土箱模拟试验,以沟底宽度和沟底坡度为变量,以计划湿润层为约束条件,分析湿润峰的运移变化规律。在沟底坡度一定的条件下,沟底宽度越大灌水到达计划湿润层所用时间越长,形成的湿润体体积越大;在沟底宽度一定的条件下,沟底坡度越大灌水到达计划湿润层所用时间越短,形成的湿润体体积越小;水平、垂直湿润峰运移距离与灌水历时存在幂函数关系。幂函数指数b随沟底宽度及沟底坡度变化差异性较小。水平湿润峰幂函数系数a随沟底宽度增加而增加,随沟底坡度增加而减小。垂直湿润峰幂函数系数a随沟底宽度增加而减小,随沟底坡度增加而增加。     

集雨限灌对旱作马铃薯产量及水分利用效率的影响

在大田条件下研究了集雨有限补偿灌溉对旱区马铃薯产量及水分利用效率的影响。结果表明,补灌能显著提高旱作马铃薯的产量、水分利用效率和经济系数。与对照相比,补灌处理产量增幅在3.99%~21.21%之间,苗期补灌产量高于薯块膨大期补灌,苗期补灌45 mm具有超补偿效应,补灌90 mm具有高补偿效应。低定额补灌有利于水分利用效率和灌水利用效率的提高,且苗期补灌高于薯块膨大期补灌。补灌明显降低了薯块小薯率而提高了大薯率和中薯率,另外单株薯重也提高了,单株薯重与大薯率对马铃薯的产量贡献最大。综合分析认为苗期补灌45 mm和90 mm是最优补灌方案和备选方案。     

旱地马铃薯双垄全膜覆盖集雨栽培技术及在青海省同仁县的应用

旱地马铃薯双垄全膜覆盖集雨栽培技术是旱作农业的一项突破性技术,是旱作农业区提高粮食产量的核心技术,抗旱增产效果十分显著。该技术在青海省同仁县已应用了6年,总结了其特点、推广应用情况、存在问题及实施成效,以使该技术更好地发挥增产潜力。      

覆膜集雨及行距配置对冬小麦灌浆特性的影响

为了探究覆膜集雨及行距配置对冬小麦灌浆特性的影响,在大田冬小麦起垄沟播模式下设置裸地(LD)、普通膜(PM)、降解膜(JM)处理,在沟内设置两种种植行距20 cm(L4)、30 cm(L3)。采集灌浆期籽粒粒重变化数据,运用logistic方程模拟,进而分析灌浆特性。试验结果表明:JM处理灌浆速率变化幅度小且具有较小的平均灌浆速率,但其明显延长灌浆持续时间。行距配置对灌浆速率影响较小,但整体显示为前期L3大,后期L4大。快增期对冬小麦籽粒积累干物质的贡献最大,其次为渐增期。达到最大灌浆速率的时间与粒重呈极显著正相关。灌浆时间参数较速率参数变异系数大,易受环境影响,覆膜集雨较行距配置对灌浆参数的影响大。覆盖降解膜行距20 cm是对提高籽粒粒重有益的种植模式。     

垄沟灌溉种植对玉米光合特性及产量的影响

通过田间试验,以传统种植模式平作为对照,研究了垄沟灌溉种植系统对玉米相对叶绿素质量浓度(SPAD)、光合特性和产量的影响。结果表明,垄沟种植系统能增加玉米的相对叶绿素质量浓度、光合速率和水分利用效率;垄沟系统种植玉米和对照组的光合速率日变化均呈"单峰型"曲线;60cm垄宽的垄沟种植系统的玉米叶片水分利用效率和产量最高。     

入渗水头及土壤体积质量对垄作沟灌土壤水分入渗和分布的影响

采用室内土箱模拟试验,对不同入渗水头高度、体积质量的垄沟内湿润锋运移特性、入渗速率、灌溉需水量及含水率分布进行了研究。结果表明,相同体积质量条件下,随着入渗水头高度的升高,相同入渗时间湿周长度,湿润锋水平侧渗距离,垂向入渗距离均逐渐增加;水平侧渗距离与垂向入渗距离比值逐渐增大,说明入渗水头越高,水平侧渗距离越远。入渗速率在入渗初期最快,随着时间延长,入渗速率逐渐减小,最后趋于稳定入渗;相同时刻,水头高度越高,入渗速率越快。相同水平侧渗距离条件下,低水头比高水头垂向入渗距离更深;入渗水头越高,土壤体积质量越大,灌溉需水量越少。     

垄膜沟种涌泉灌溉技术要素的试验研究

在垄膜沟种农田进行了涌泉灌灌水试验，通过对水流推进过程观测，分析了田面水流运动特性，研究了沟宽对田间灌水均匀度的影响，并对垄膜沟种涌泉灌溉技术要素进行了探讨。结果表明，涌泉灌田面水流推进曲线可用幂函数表示。随着沟宽的增大，灌水均匀度呈下降趋势。从灌水质量和管网成本两方面综合考虑，试验条件下灌水技术要素的入沟流量、沟宽和灌水器间距分别以80～100L/h、20-30cm和4～5m为宜。     

宽垄沟灌覆膜条件下土壤水分侧向入渗特性

在大棚内模拟宽垄沟灌垄上覆膜栽培条件以及灌水方案,采用中子仪进行水分观测,研究宽垄沟灌模式下灌水前后水分在垄沟间侧向入渗特性。试验结果表明,在本试验条件下,水平向及垄背垂直向含水量梯度的存在导致水分侧向及向垄背的补给明显,垄背剖面的2个观测点表层,灌水前其含水量不足田间持水量的70%,灌水后垄沟水分的侧向入渗,使该二测点表层土壤含水量呈上升趋势,17d后其平均含水量能达到田间持水量的75%~80%之间。     

集雨模式对农田土壤水热状况与水分利用效率的影响

基于2 a田间试验数据,对比研究了不覆盖(CK)、垄覆白膜沟不覆盖(M1)、垄不覆盖沟覆秸秆(M2)、垄覆白膜沟覆秸秆(M3)和垄覆黑膜沟覆秸秆(M4)5种集雨模式对农田土壤水热状况及夏玉米产量和水分利用效率的影响。结果表明,垄沟覆盖集雨措施可显著提高土壤贮水量、土壤含水率及土壤储水亏缺补偿度(P0.05),其中全程覆盖处理(M3和M4)优于单一覆盖处理(M1和M2),垄覆黑膜处理(M4)优于垄覆白膜处理(M3)。黑色地膜较白色地膜可显著降低膜下(除表层)土壤温度(P0.05);沟内覆秸秆较沟内无覆盖可有效改善根层土壤温度。M4处理较优的水热条件可显著提高玉米经济产量和水分利用效率(P0.05),其2 a平均籽粒产量和水分利用效率分别较处理CK提高30.90%和57.49%,是陕西关中地区合理有效的集雨模式。     

垄膜沟播垄沟宽对胡麻水分利用效率和产量的影响

【目的】探讨垄沟宽度对垄膜沟播胡麻水分利用效率和产量的影响,为提高垄膜沟播胡麻经济效益提供依据。【方法】对25 cm垄沟宽垄膜沟播(R25)、35 cm垄沟宽垄膜沟播(R35)、45 cm垄沟宽垄膜沟播(R45)和露地条播(CK)4个栽培条件下胡麻田土壤水分、胡麻生物量、水分利用效率、产量进行了比较分析。【结果】覆膜处理可缩短胡麻生育期2 d,不同处理间出苗率差异较大。胡麻种植区、覆膜区土壤水分垂直变化总体随土层增加呈增加趋势。R25、R35处理的生物量变化趋势一致,先上升后降低,鲜质量和干质量均在灌浆期达到最大值;R45处理和CK的生物量变化趋势一致,鲜质量在开花期最高,干质量在成熟期最高。R25处理的水分利用效率和产量均高于其他处理,R25处理水分利用效率较CK提高了32.81%,产量较CK提高了16.67%。【结论】垄沟宽度是影响垄膜沟播胡麻水分利用效率和产量的重要因素,较小的垄沟宽度(25 cm)有利于提高胡麻水分利用效率和产量。     

不同喷灌定额下垄作沟播油葵根系生长及分布特征

垄作沟播喷灌技术是集垄作沟播与喷灌技术为一体的节水栽培技术.以不同灌水定额各设4个处理(灌水定额分别为24 mm、30 mm、36 mm、42 mm,灌水5次),以常规覆膜喷灌为对照(灌水定额42 mm,灌水5次).通过测定不同灌水处理下垄作沟播油葵根系生长及分布特征等指标,分析了不同灌水处理对油葵根系纵向、横向生长及...     

垄作沟灌条件下不同灌溉制度对土壤水分及制种玉米产量的影响

为探求西北内陆干旱地区制种玉米合理的灌溉制度,在石羊河流域设置了灌水定额、灌水次数、次追肥量和追肥次数的L9(34)正交试验。结果表明,制种玉米生育期表层土壤水分变化大,随制种玉米播后天数的增加呈降低趋势。相同灌水定额条件下,随灌水次数增加深层土壤水分含量出现多次峰值。制种玉米经济产量介于2 704.14~4 877.57 kg/hm~2,水分利用效率介于0.737~1.053 kg/m~3。制种玉米产量与耗水量呈显著正相关关系(R2=0.84)。产量与穗粗、穗长、秃尖长、穗行数及行粒数各产量特征值呈显著正相关关系。垄膜沟灌条件下,制种玉米全生育期灌水6次(播后灌水定额500 m~3/hm~2,拔节期、大喇叭口期、抽穗期、灌浆前期、灌浆后期灌水定额均为400m~3/hm~2),总灌溉定额为2500 m~3/hm~2,拔节期、大喇叭口期分别追施N肥1次(追肥量150 kg/hm~2)的水肥调控措施作物产量和水分利用效率最优。