秸秆还田与氮肥配施对春玉米产量及水分利用效率的影响

为了探讨长期玉米秸秆还田与氮肥配施对辽西风沙半干旱区春玉米产量和水分利用效率的影响,在农业部阜新农业环境与耕地保育科学观测实验站利用长期定位试验,设置了4个秸秆还田量水平(0,3 000 kg·hm~(-2),6 000 kg·hm~(-2),9 000 kg·hm~(-2))与两个施氮肥水平(210 kg·hm~(-2),420 kg·hm~(-2)),共8个处理。结果表明,连续秸秆还田与氮肥配施可以显著增加玉米的群体生物产量(P0.05)和经济产量(P0.05),2013年(平水年)和2014年(枯水年)的产量均为C3N1处理最高,分别为14 719.95 kg·hm~(-2)和12 397.95 kg·hm~(-2),大小顺序为C3N1C3N2C2N1C2N2C1N2C1N1C0N2C0N1;秸秆还田可以充分利用作物生育期降水,提高降水利用效率和作物水分利用效率,2 a的研究结果显示,C3N1处理的水分利用效率最高,在生物产量和子粒产量水分利用效率方面,2013年与2014年分别比最低的C0N1处理高26.83%、43.15%和44.64%、70.55%,两年平均水分利用效率的大小顺序与生物产量相同。综合分析认为,秸秆量9 000 kg·hm~(-2)、氮肥量210 kg·hm~(-2)是提高该区域类型土地生产力和农田水分利用效率的较优方案。     

半干旱区秸秆覆盖量对土壤水分保蓄及作物水分利用效率的影响

2007～2008年在宁夏南部半干旱地区旱作春玉米播前设置了4种不同秸秆覆盖量(0、0.45、0.9、1.35万kg/hm2)处理,分析了该区秸秆覆盖量对土壤水分保蓄及水分利用效率的影响.两年定点试验表明,不同秸秆覆盖量对土壤含水量影响存在季节性、层次性差异;0.9 kg/hm2覆盖量处理,在玉米大喇叭口期以前,对保持0～40 cm土层的土壤含水量有显著效果(P< 0.05),较对照土壤水分含量提高了14.2%;秸秆覆盖量达到1.35万kg/hm 2时,土壤含水量不再显著增加.0.9～1.35万kg/hm2覆盖量处理较对照增产显著(P<0.01),幅度达16.9%;玉米水分利用效率较对照增加了4.3～5.6 kg/(mm*hm2),达到了极显著水平(P<0.01).     

渭北旱塬不同覆盖措施对小麦产量和水分利用效率的影响

为了揭示渭北旱塬覆盖对小麦产量和和水分利用效率的影响,通过田间试验研究了夏闲期和全年时期结合地膜全覆盖和地膜麦草双元覆盖下小麦产量、养分吸收和水分利用效率的差异。结果表明:全年覆盖和夏闲期覆盖均可提高小麦产量,其中全年地膜全覆盖处理小麦产量最高,达5 383 kg·hm~(-2),较传统耕作不覆盖增产15.4%;全年地膜全覆盖对小麦的农艺性状有显著改善作用,穗粒数和成穗数较传统耕作不覆盖增加16.3%和33.0%;全年地膜全覆盖小麦籽粒N、P、K养分吸收总量较不覆盖分别增加12.3%、21%、21.8%,茎叶N、P、K养分吸收总量较不覆盖分别增加55.1%、36.7%、29.3%;覆盖能显著提高小麦水分利用效率,以全年地膜覆盖处理水分利用效率为最高,较传统不覆盖提高了11.3%。总之,全年地膜全覆盖能够显著提高小麦产量和水分利用效率,改善小麦农艺性状,增加小麦籽粒和茎叶N、P、K养分吸收量。     

生物炭施用量对冬小麦产量及水分利用效率的影响研究

通过田间定位试验研究不同用量生物炭施用及传统秸秆还田对黄土高原旱地冬小麦生育期内土壤水分、养分及产量和水分利用效率的影响。试验设置5个处理,分别为对照(CK)、生物炭施用量为15 t·hm-2(BC1)、30 t·hm-2(BC2)、45 t·hm-2(BC3)及秸秆还田(SR)。试验结果表明,土壤硝态氮、铵态氮及速效钾、有机质含量在小麦整个生育期内均随生物炭施用量的增加而增加;土壤储水量(0～200 cm)及速效磷含量随生物炭施用量的增加先增加后减少;产量及水分利用效率随生物炭施用量的增加先增加后减少,当生物炭用量为30 t·hm-2时,产量及水分利用效率最大,分别为6 640 kg·hm-2、18.1 kg·hm-2·mm-1,比对照(CK)分别显著增加17.2%、17.8%;秸秆还田(SR)使作物增产10.5%,但对水分利用效率影响并不显著。因此,施用适量生物炭在改善土壤水肥特性的同时,能够显著提高作物产量及水分利用效率。     

不同地膜覆盖对渭北旱塬冬小麦生长及水分利用效率的影响

对陕西渭北旱塬区2种不同可降解膜和普通地膜覆盖种植冬小麦连续2年生长状况、水分利用效率及增产效果进行了研究。结果表明:渭北旱塬区生物降解膜和普通地膜覆盖栽培冬小麦株高、干物质积累量、产量及水分利用效率均显著(P0.05)高于常规露地栽培,并显著增加了冬小麦的成穗数,使穗粒数有一定的增加;连续2年增产幅度分别为6.45%和28.95%、7.52%和22.44%,2种覆盖间无显著差异;水分利用效率分别提高11.39%和35.02%、14.40%和12.96%,各覆膜处理0~200 cm土层贮水量较对照增加17.9~64.2 mm。普通地膜覆盖对冬小麦各生育阶段株高及干物质积累量促进作用较大,液体地膜由于易受到环境影响,其生理生态效应不能充分体现。覆盖生物降解膜蓄水保墒效果较好,水分利用效率提高到17.73 kg/(mm.hm2),而且能有效解决"白色污染"问题,表现出良好的经济效益和生态效益。     

沟垄二元覆盖对旱地土壤水分及作物水分利用效率的影响

于2007年9月~2009年6月在渭北旱塬进行了冬小麦沟垄二元覆盖栽培模式的田间试验,研究了沟垄二元覆盖对旱地土壤水分及作物水分利用效率的影响。结果表明:垄覆地膜沟覆秸秆能显著提高产量,较对照(沟垄均不覆盖)产量最高增幅达39.62%(P0.05),垄覆地膜沟覆液膜处理两年平均产量较对照高32.16%,垄覆地膜沟不覆较对照高29.99%。垄覆地膜沟覆秸秆对小麦全生育时期0~40 cm土层的保墒作用明显,能有效提高土壤含水量,抽穗期0~40 cm土层含水量较对照高15.81%,沟覆液膜在小麦生育前期有良好的保水效果,返青期0~40 cm土层含水量较对照高11.01%。沟覆秸秆和沟覆液膜的水分利用效率较对照分别高31.11%(P0.05)和26.20%(P0.05)。     

渭北旱塬区秸秆覆盖还田对土壤团聚体特征的影响

为了研究不同秸秆覆盖还田量对半湿润易旱区土壤团聚体分布状况和稳定性特征的影响,在渭北旱塬设置三种覆盖还田量(SM1:13 500 kg/hm2、SM2:9 000 kg/hm2、SM3:4 500 kg/hm2),以不覆盖为对照进行定位试验,研究了秸秆覆盖还田对土壤容重、土壤有机碳、土壤团聚体数量、大小及分形维数的影响。结果表明,秸秆覆盖还田后,土壤容重随秸秆覆盖还田量的增加而减小,0~20 cm土层土壤容重较对照降低了2.00%~5.28%(P>0.05);土壤总有机碳含量随着土层深度的增加而递减,在0~20 cm土层,土壤总有机碳含量较对照显著提高10.82%~23.93%。10~30 cm土层,SM2处理下>0.25mm机械稳定性团聚体含量、平均重量直径(MWD)和几何平均直径(GMD)均高于SM1、SM3,各处理间差异不显著;在0~40 cm土层,各处理>0.25 mm土壤水稳性团聚体、MWD和GMD较CK均有不同程度提高,但差异不显著。各处理均可提高0~30 cm土层土壤团聚体稳定性,其中SM2团聚体分形维数D最小,其次为SM1、SM3。可见,秸秆覆盖还田可促进土壤团聚体的形成,提高团聚体的稳定性,以SM2覆盖还田的效果最佳。     

不同灌溉方式对渭北果园土壤水分及水分利用的影响

为了筛选适合渭北黄土高原苹果园的节水灌溉方式,以陕富6号苹果为试材,研究了不同灌溉方式下0～1 m土壤含水率的动态变化规律、土壤储水量和水分利用效率.结果表明:(1)3～10月份,不同层次土壤含水率由高到低为:膜下滴灌＞膜下沟溉≈滴灌＞沟灌＞不灌溉,覆膜与不覆膜之间比较,膜下沟灌＞沟灌,膜下滴灌＞滴灌.(2)6月15日...     

秸秆深还田对东北半干旱区土壤结构及水分特征影响

采用定位田间小区试验方法,研究秸秆深还田对东北半干旱区农田土壤结构和土壤水分特征的影响。结果表明,秸秆深还田能够有效地改良土壤结构和土壤水分分布状况。秸秆深还田第3年土壤0～50 cm层对照处理容重为1.45 g·cm^-3,各处理的平均容重为1.34 g·cm^-3,土壤容重显著减小;干筛团聚体以＞5 mm团聚体增加为主占18.69%～27.20%,抵抗外力破坏而保持原有形态的能力增强;平均重量直径及几何平均直径均较对照和深耕有所提高;施入秸秆量800 kg·667m^-2处理的水稳性团聚体稳定率和土壤结构体破碎率降低最为明显。不同处理之间表现出秸秆深还田处理的持水量要高于对照处理。     

秸秆覆盖和灌水量对枸杞生长和水分利用效率的影响

为确定适宜引黄灌区枸杞灌溉生产模式,在甘肃省景秦县玉杰枸杞种植园进行了秸秆覆盖和灌水试 验研究。试验以三年生宁杞1号为研究对象,设秸秆覆盖下灌溉定额7 840 m³·hm^-2(T1)、6 270 m³·hm^-2(T2)、4 705 m³·hm^-2(T3)处理,无覆盖措施、灌溉定额为7 840 m³·hm^-2(CK)处理为对照,测定和分析了新梢生长量、耗水量、产 量和水分利用效率等指标。结果表明：(1)新梢生长量随灌溉定额的增大而增大,T1处理的新梢生长量显著高于 (P<0.05)其余处理,T3和对照CK处理差异不显著(P>0.05);(2)灌溉定额与枸杞干果产量没有呈现出正相关, 产量大小依次为：T2>T1>CK>T3,其中T2处理达到2 598.32 kg·hm^-2;(3)水分利用效率以T2处理最高,为2.32 kg·mm^-1·hm^-2,依次较CK、T1和T3处理提高了52.6%、24.7%和25.4%,差异显著(P<0.05);(4)T2处理的耗水量(1 121.36 mm)显著低于(P<0.05)CK和T1处理。灌溉定额为6 270 m³·hm^-2且采取秸秆覆盖处理是一种最优的枸杞节水增产水分管理模式。     

灌溉频率对滴灌小麦土壤水分分布及水分利用效率的影响

通过田间试验,研究了不同灌水频率对滴灌小麦农田土壤水分分布及小麦水分利用效率的影响。结果表明:从整个生育期来看,在灌水量375 mm条件下,高频灌溉(每4天1次)处理0～40 cm土层含水率和土壤贮水量较高,而深层（40～100 cm）土壤较低;低频灌溉(每10天1次)处理有利于水分的下渗和侧渗,深层土壤含水率和土壤贮水量较高,但水分补给不及时,表层土壤含水率和贮水量偏低;总体上中频灌溉(每7天1次)处理有利于水分在土壤剖面中的均匀分配,有利于作物生长。中频灌溉产量和水分利用效率都最高,分别比高频灌溉和低频灌溉产量增加7.6%和13.5%,水分利用效率增加2.6%和9.9%。在当地自然气候条件下,滴灌小麦采用375 mm灌溉量和每7 d 1次的灌溉频率是较适宜的灌溉模式。     

黄土源区施加磷肥对小麦光合性能、水分利用效率及茎流速率的影响

通过陕西长武黄土塬区的田间试验,对3个磷肥施用水平(0,90、180 kg/hm2,即F0、F1和F2)下小麦的光合性能、瞬时水分利用效率及开花期植株茎流速率的变化进行了研究,分析了不同施磷水平下小麦产量的差异,对叶片蒸腾速率和植株茎流速率做了回归分析.结果显示:不同磷肥处理下叶片净光合速率日变化均为双峰曲线,上午9时...     

渭北旱塬不同品种紫花苜蓿土壤水分状况与产量的关系

对国内外12个紫花苜蓿品种产量及土壤水分状况变化规律的研究结果表明：紫花苜蓿产量与土壤水分状况关系密切。不同品种、不同刈次产量其土壤水分状况存在差异,不同土层深度土壤水分状况也存在差异。不同刈次土壤含水量的变化趋势呈现出高-低-高的“V”字型变化,这种规律性变化与苜蓿生长发育特点、产草量、土壤水分运动及外界降水有关。西香、阿尔冈金、WL-323、WL-323M1等引进品种能吸收深层土壤的水分,具有较强的增产潜力和抗旱能力。     

黄土高原旱作麦田深层土壤水利用与小麦产量及产量稳定性的关系

黄土高原是我国重要旱作农业区,冬小麦是该地区重要的粮食作物之一,如何进一步提高旱作小麦产量并降低由干旱缺水引起的产量波动是该区域未来小麦生产亟待解决的重要问题。由于黄土高原地区冬小麦生育期和降水季节不匹配,土壤水的利用对该区域小麦生产至关重要。基于黄土高原地区以往研究数据,分析表明当前冬小麦产量水平下土壤水利用并不充分;进一步分析表明,1～2 m深层土壤水残留量和产量高度相关,即在冬小麦收获期,当1～2 m深层土壤中有效水残留量为100～130 mm时,冬小麦产量为2 640～4 920 kg·hm^-2,而当残留量减少至30～70 mm时,其产量可显著提高至5 250～6 576 kg·hm^-2;此外,加强深层土壤水利用亦可显著提高高产概率。统计结果表明,在可用水量为666～766 mm(播前0～2 m土层储水量与生育期降水量之和)条件下,收获时如果1～2 m深层土壤水残留量从270～210 mm降低至150～90 mm时,小麦产量高于4 000 kg·hm^-2和5 000 kg·hm^-2的概率可分...     

仪器测墒按需补灌对冬小麦产量和水分利用效率的影响

利用频域反射法(FDR)、时域反射法(TDR)和驻波率法(SWR)三种便携式土壤水分快速测试仪,在田间条件下测定土壤田间持水量(FCv)和体积含水量(WCv),于冬小麦越冬前、拔节期和开花期设补灌的目标土壤相对含水量分别为80%、70%和70%,每一补灌时期设20 cm、40 cm和60 cm三个测墒土层深度,研究不同仪器法在冬小麦生育期间对土壤水分测定的准确度和稳定性,探索用不同仪器测定数据计算灌水定额进行冬小麦补灌的效果及其差异原因。结果表明,FDR和SWR仪器测得的FCv换算为以水土质量百分比表示的田间持水量FCv-m,与传统方法测得的田间持水量FCm之间的相对误差为0.4%~2.6%;TDR仪器测定计算得出的WCv-m值与烘干法测得的WCm值的相对误差与相应土层土壤温度呈极显著正相关,在冬小麦播种期、开花期和成熟期较高,在越冬前和拔节期较低;SWR仪器测定计算得出的WCv-m值与WCm值的相对误差与相应土层土壤含水量呈极显著负相关,在土壤含水量较高的条件下测量的准确度较高。FDR仪器在冬小麦生育期内测量的准确性受土壤温度和水分的影响较小,准确度和稳定性均较高,直接利用其测定的FCv和WCv值计算灌水定额补灌,获得了与传统烘干法测墒补灌一致的效果。     

生育期水分调控对河西地区滴灌春小麦生长和水分利用的影响

为探索干旱地区有利于春小麦生长和提高产量的大田滴灌灌水模式,以春小麦永良4号为试验材料,在不同生育期(苗期~分蘖,拔节~孕穗,抽穗~开花,灌浆~成熟)设置5个土壤水分下限W1(55%、60%、55%、50%),W2(60%、65%、60%、55%),W3(65%、70%、65%、60%),W4(70%、75%、70%、65%)和充分灌溉(CK)(75%、80%、75%、70%),研究了不同生育期土壤水分调控对河西地区滴灌春小麦生长、产量和水分利用效率的影响。结果表明:一定施肥水平下,随着土壤水分下限的提高,各处理株高、叶面积指数均不断增大,在成熟期充分灌溉(CK)处理分别比W4处理高2.19%和7.93%;不同水分下限处理条件下,春小麦干物质的总积累量和成熟期干物质向籽粒的分配量均为W4处理最大,比CK分别显著高5.63%和17.14%;各处理春小麦产量和水分利用效率随着土壤水分下限的增加均呈先增加后减小的变化趋势,其中W4处理的水分利用效率比W3处理降低2.82%,但其产量分别比W3、CK处理增加7.53%和4.07%。从节水增产的角度考虑,W4处理可作为基于本试验条件下较适宜的水分处理。     

渭北旱塬区不同栽培模式对小麦产量与土壤水分及硝态氮累积的影响

渭北旱塬小麦生产中需要克服的主要限制因子是水分不足,寻求合理的栽培措施以提高天然降水的利用率对于产量提高具有重要意义.本试验通过2a大田试验,研究了不同栽培措施对冬小麦产量及0～200 cm土层水分与硝态氮累积的影响.结果表明:(1)推荐施肥+垄上覆膜+沟内覆草(NP+ PF+ S)与推荐施肥+垄上覆膜(NP+ PF)两种垄沟栽培模式,虽然单位面积穗数明显降低,但由于穗粒数、千粒重显著高于其它栽培模式,因此产量和水分利用效率在所有模式中为最高.(2) NP+ PF+S和NP+ PF模式在小麦生育期内明显增加了土壤储水量,尤其在冬小麦易遭水分胁迫的时期(3-5月),其土层中储水量要明显高于其他模式.(3)土壤中硝态氮的累积主要集中在60cm以上,随着土壤深度的增加,累积量逐渐减少.在第二季,塬面冬小麦NP+ PF+S处理的硝态氮累积显著高于其它处理.在梯田,NP+S处理出现明显累积.由此可见,推荐施肥+垄沟栽培模式虽然促进土壤中氮素的累积,但是显著提高降水的有效贮蓄,是渭北旱塬区雨养农业条件下维持冬小麦高产的合理栽培模式.