寒旱区地膜覆盖与施肥对土壤作物的效应分析

为了明确寒旱区不同地膜覆盖与不同施肥量的土壤和作物效应特点以及地膜覆盖增温和保水作用的相对重要性,采用二因素完全组合随机区组设计大田试验,分析比较了寒旱区宽窄幅普膜和降解膜与施肥的土壤水分、温度与作物生长和产量效应的差异。结果表明,宽、窄降解膜和普膜覆盖均有明显的增温保水作用,施肥也具有一定的增温保水作用。宽、窄降解膜和普膜覆盖玉米各生育时期均比CK明显提前,而施肥处理对玉米生育期无影响,覆盖处理对玉米生长发育的促进作用主要表现在生育前期,而施肥处理主要表现在生育中后期。不同覆盖处理显著增加了玉米产量和水分利用效率,且宽幅膜效果又显著好于窄幅膜,增产的原因主要是百粒重的显著增加,而施肥显著增产的原因是穗粒数和百粒重共同增加的结果。寒旱区限制玉米生长发育的主要因子是低温,地膜覆盖增产作用相对大于施肥,二者互作效应不显著。     

秸秆带状覆盖对西北雨养区马铃薯农田土壤温度及产量的影响

为探明秸秆带状覆盖和地膜覆盖对马铃薯农田土壤热量传递和产量的影响,试验于2018-2019年进行,设置不同覆盖材料（地膜、秸秆）、覆盖时期（秋、春）、露地（CK）5个处理,研究不同覆盖对马铃薯农田土壤热量传递特性及产量的影响。结果表明,各处理在不同生育期和不同土层温度存在显著差异。与CK相比,2个生长季秸秆带状覆盖显著降低0~25cm土层土壤温度0.6℃~0.9℃,降温幅度为秋覆盖大于春覆盖,地膜覆盖提高土壤温度0.3℃~0.7℃。不同时期相比,地表覆盖存在增温和降温的双重效应,降温效应秸秆带状覆盖大于地膜覆盖,而增温效应地膜覆盖大于秸秆带状覆盖。地温日变化随气温的变化存在明显的滞后效应,覆盖显著抑制地温波动。覆盖具有“双抑制效应”,在低温时段抑制了土壤热量向大气的散失,高温时段抑制了地表对太阳辐射热量的吸收,且秸秆覆盖优于地膜覆盖,秋覆盖优于春覆盖,与CK相比,2个生长季秸秆覆盖温度梯度降低7.3~7.8℃/m,地膜覆盖降低3.4~6.3℃/m。秸秆带状覆盖增产14.7%,地膜覆盖增产25.3%,处理间单薯重的差异是引起产量差异的主要因素。因此,秸秆带状覆盖在西北雨养区马铃薯生产中具有应用推广价值。     

玉米穗期水分胁迫对产量和水分利用效率的影响

在盆栽条件下,以6个玉米杂交种为试验材料,研究了玉米穗期正常供水、轻度和中度水分胁迫下产量和水分利用效率(Water Use Efficiency,简称WUE)的变化.结果表明,6个玉米品种的产量和耗水量的水分胁迫效应均显著,随胁迫程度加大,产量和耗水量均明显降低,但不同品种对水分胁迫的反应存在差异.轻度水分胁迫下,供试品种中有两个品种表现出产量下降幅度不大、且比耗水量下降幅度小、WUE有所提高的优良特性;中度水分胁迫下,6个品种均表现为产量大幅度下降,且远高于耗水量的下降幅度,导致WUE明显降低.相关分析表明,3种供水条件下,WUE与产量均呈显著正相关,与耗水量的相关性均不显著.     

半干旱区玉米降解地膜覆盖栽培综合效应研究

针对吉林省西部半干旱区降水量少,特别是玉米生育期降水分布不均,玉米产量稳定性差等问题,采用降解地膜覆盖、不覆盖、普通地膜覆盖3种栽培模式,对土壤温度、水分、土壤理化性状、土壤微生物及玉米产量的影响进行研究。结果表明,降解地膜覆盖具有显著的增温保墒作用,可改善土壤物理性状,增加土壤速效养分,促进土壤微生物的活动,提高玉米的产量。降解地膜覆盖较不覆盖地膜增产14.51%;使用的降解地膜在7月下旬可分解至6级,重量减少66.35%,降低了地膜对土壤环境的污染程度。     

不同膜上遮挡措施对旱地玉米土壤理化性状及产量的影响

针对西北雨养旱作地区玉米长期地膜覆盖下出现的植株早衰现象,从不改变地膜保水功能的角度出发,采取地膜玉米膜上遮挡降温覆盖措施,研究不同膜上遮挡措施下土壤温度变化及对玉米产量形成的影响,分析不同膜上遮挡措施下玉米耕层土壤物理化学性状变化,为解析普通地膜玉米生育后期早衰提供理论参考。试验以陕单609为材料,基于2年田间试验,对比分析普通地膜覆盖+膜上覆黑色遮阳网(A)、普通地膜覆盖+膜上覆盖秸秆(B)与普通地膜覆盖(C) 3种模式对农田土壤温度、土壤养分及玉米干物质量积累、产量和水肥利用效率的影响。结果表明:(1)在普通地膜覆盖的基础上添加遮挡物(黑色遮阳网、秸秆)可以有效降低土壤温度和紧实度,其中玉米生育前期降温效果最为明显。(2)与对照处理C相比,膜上遮挡降温处理A和处理B玉米生长后期土壤的有机质和全氮、全钾含量均增加,玉米肥料偏生产力分别提高7.24%和6.97%。(3)降温处理能够延缓玉米生长后期绿叶面积的衰减速率,提高植株干物质量的积累,增加玉米粒重。与处理C相比,降温处理A和处理B的2年平均玉米产量分别较普通地膜覆盖处理提高6.39%和5.93%,平均水分利用效率分别提高8.17%和7.67%。在西北雨养旱作区,适当降低普通地膜玉米的膜下温度有助于改善土壤理化性状,促进玉米籽粒干物质积累和产量形成,提高肥水利用效率。     

不同覆盖措施对土壤水热状况及春玉米产量和水分利用效率的影响

为提高黄土高原东部河谷平原春玉米水分利用效率,探究最适宜该地区春玉米种植的地表覆盖措施,基于连续7年长期定位试验,于2021—2022年开展田间试验,共选取无覆盖(CK)、地膜覆盖(plastic film mulching,FM)以及秸秆覆盖(straw mulching,SM)3个处理,研究不同覆盖措施对土壤水热状况及春玉米产量和水分利用效率的影响,系统分析了2年试验期土壤水分与温度动态变化及春玉米各阶段水分生产力,为该地区春玉米水肥高效提供利于农业可持续发展的科学管理措施。结果表明:与无覆盖处理相比,地膜覆盖具有增温效应,2年内土壤温度提高0.72～2.63℃;秸秆覆盖具有降温效应, 2年内土壤温度降低0.20～1.51℃。与无覆盖处理相比,地膜与秸秆覆盖处理均可改善春玉米生长前期土壤含水量,并驱动土壤“湿干交替”现象促进水分吸收,提高水分利用效率,实现增产。虽然地膜覆盖处理改善了前期土壤含水量,促进春玉米前期生长发育,但会导致根系生长过浅,不利于生长后期水分利用,甚至植株存在倒伏风险(2021年倒伏率高达72.14%),影响产量形成。与地膜覆盖处理相比,秸秆覆盖处理驱动土壤“湿...     

不同生物降解地膜对花生光合特性和产量的影响

为探讨生物降解地膜的控温控水效应及对花生生长发育和产量的影响, 进行了 4种全生物降解地膜、 普通地膜与不覆盖地膜的对比试验。结果表明： 地膜覆盖均优于不覆膜处理。生物降解地膜 Q2降解速度过快, 其他生物降解地膜降解期适宜。生物降解地膜 Q3更利于花生的光合特性和产量的形成, 效果优于普通地膜; Q4 与普通地膜相近, 效果略差于普通地膜; Q1、 Q2 2 种地膜效果差于普通地膜。生物降解地膜降解期适中, 能达到与普通地膜相似的保温保墒效果, 在提高叶绿素含量, 叶片净光合速率, 延缓叶片衰老方面优于普通地膜处理。Q3、 Q4 2种生物降解地膜能满足花生不同生育期对土壤温度、 水分的需要, 前期增温保水, 后期降温增渗, 促进光合作用, 并且可以减少白色污染, 减轻对土壤性质的破坏, 生态效益和经济效益良好, 具有广阔的应用前景。     

储水灌溉结合留茬覆盖免耕的农田生态效应研究

在河西内陆河灌区采用储水灌溉结合留茬覆盖免耕技术的试验研究表明:留茬覆盖免耕在夏季和冬季休闲期可以减少土壤水分蒸发和储水定额;留茬覆盖免耕依据气温和春小麦生育期的不同,表现出不同的调温效应,留茬覆盖免耕产生的“增温效应”和“降温效应”在土壤表层表现突出;对春小麦条锈病、白粉病和散黑穗病调查发现,留茬覆盖免耕和秸秆还田处理对这3种病害的发生几乎没有影响;随储水定额的增加,条锈病发病减轻,散黑穗病发病加重,对春小麦白粉病影响不大;不同处理对春小麦产量影响不显著。     

旱地冬小麦覆盖黑色液膜生态效应研究

1998～2000年在山西临汾、万荣、屯留就黑色液膜覆盖冬小麦的增产效应及机理进行了研究。结果表明：在枯水年型条件下，黑色液膜覆盖冬小麦具有较好的产量效应、生物学效应、增温效应和储水供水效应。较好地协调了旱地小麦的穗数、穗粒数、千粒重问的关系，使每公顷产量达2188．5kg，较对照增产17．95％；水分利用效率达到0．78kg／m^3，较对照提高22．26％。该项研究为旱地小麦覆盖材料开辟了新的领域     

不同类型地膜覆盖对马铃薯产量及品质的影响

在青海省互助县曹家堡进行不同类型地膜覆盖马铃薯单因素试验,以白膜覆盖、黑膜覆盖、降解膜覆盖为处理,以起垄露地种植和平地种植为对照。试验结果表明,在土壤深度0~10cm处,增温效果为白膜起垄>起垄降解膜>起垄黑膜>起垄露地>露地平种,10cm深处的增温效果>土壤表面。各种地膜覆盖后均可缩短马铃薯的生育期,提前收获,白膜覆盖和降解膜覆盖缩短生育期的作用大,黑膜覆盖作用小。白膜、黑膜和降解膜起垄覆盖马铃薯后,均可增加马铃薯株高、茎粗,提高马铃薯的结薯数和大薯率,提高马铃薯块茎产量和块茎淀粉产量,但干物质含量和淀粉含量下降,黑膜覆盖后干物质含量、淀粉含量下降的少,白膜覆盖和降解膜覆盖下降的多。普通白膜和黑膜的残留量大,降解膜到收获时基本腐烂。采用白膜或降解膜进行马铃薯覆盖最好。     

玉米不同种植模式下土壤表层温湿度变化研究

采用田间试验,研究了玉米不同覆膜方式(平作不盖膜、平作膜侧、平作全膜、垄作膜侧、垄作全膜、垄作全膜沟栽)对土壤水分、温度的影响。结果表明:从移苗到第1次测定,土壤水分含量为:垄作膜侧垄作全膜沟栽平作全膜垄作全膜平作膜侧平作不盖膜,到第2次测定时土壤水分含量变化为:垄作全膜垄作膜侧垄作全膜沟栽平作膜侧平作不盖膜平作膜侧,从第3次测定土壤水分含量开始,结果差异都不大,到最后一次测定时,土壤水分含量基本一致;在温度方面,在8:00时温度最高的为平作全膜,在14:00和18:00时平作膜侧温度最高,平作不盖膜在8:00、14:00和18:00时温度均最低。     

覆膜方式对坡耕地春玉米产量、土壤水分和养分的影响

为了探讨覆膜对宁南山区坡耕地春玉米栽培的可行性,寻求合适的覆膜方式。在宁南山区坡耕地条件下,通过田间小区试验研究了裸地平作(CK)、垄沟不覆膜(NM)、垄沟全覆膜(WM)和垄沟半覆膜(HM)4个不同覆膜方式对春玉米产量、土壤水分和养分含量的影响。结果表明,相对于CK处理,WM和HM处理能显著提高春玉米产量,分别提高了65.4%和62.5%。WM和HM处理也能增加0~80 cm土壤含水量和储水能力,提高土壤氮磷钾速效养分含量,较好地维持土地生产力。综合考虑春玉米产量、土壤储水保水能力和土壤肥力维持等因素,在宁南山区坡耕地春玉米植种中,垄沟全覆膜和垄沟半覆膜都是较好的覆膜栽培措施。     

不同地膜覆盖方式对土壤理化性状和木薯产量的影响

以木薯品种新选048为试材,进行不同地膜覆盖方式对土壤理化性状及木薯产量的影响试验,探讨木薯最佳的地膜覆盖方式。结果表明：地膜覆盖的土壤保水力、土壤孔隙度、土壤有机质、碱解氮、速效磷、速效钾含量木薯产都有比对照高,不同盖膜方式的增产效果不同。单行盖膜的效果最好,其次是双行盖膜。可见,木薯地膜覆盖栽培以单行盖膜方式,对改善土壤理化性状,促进木薯生长,提高木薯产量最有利。     

不同覆盖方式对土壤温湿度及烟草生长发育的影响

为明确不同覆盖方式的烟田生态效应,采用田间试验研究无覆盖、地膜覆盖、立体覆盖和稻草覆盖4种覆盖方式对垄体土壤温湿度及烟草生长发育的影响。结果表明,不同覆盖方式下各土层土壤温度具有相似的变化趋势,均随着土层深度的增加呈下降趋势,且同一覆盖方式不同土层温度变化具有一致性。地膜覆盖对土壤温度的提升效果最好,能促进烟苗早发快长,但团棵期膜内地表温度过高可能影响根系生长;稻草覆盖对生育期内土壤的保温效果较好;立体覆盖处理在烤烟生育内的土壤温度最低。地膜覆盖不利于根系土壤接纳降雨,土壤含水量最低;稻草覆盖对蓄积土壤水分的效果最优;立体覆盖次之。从团棵期烤烟生物量及农艺性状看,地膜覆盖在烤烟团棵期可明显提高烤烟的长势,稻草覆盖次之但烟叶根冠比最高,立体覆盖再次,无覆盖处理的烟叶长势最差。试验表明立体覆盖对烟田土壤温湿度及团棵期烤烟的生长发育的影响效果比地膜覆盖低,后续应对烤烟整个生长发育时期、产质量特征及其覆盖的成本效益和环境影响等进行进一步研究。     

垄作沟覆地膜对旱地马铃薯光合特性及产量形成的影响

为探讨垄作沟覆不同地膜对旱地马铃薯光合特性及产量形成的影响,于2018—2019年在宁夏南部山区设置垄上覆盖普通塑料地膜,沟内分别覆盖普通塑料地膜(DD)、可降解渗水地膜(DS)和麻纤维地膜(DM),以沟不覆盖为对照(CK),研究其对作物关键生育时期(播后60～120 d)土壤水分、马铃薯功能叶光合特性及产量形成的影响。结果表明,现蕾期(播后60 d)不同覆盖处理可显著提高0～100 cm层土壤贮水量, 2018年以DD处理最高, 2019年以DM处理最高,分别较CK显著提高11.2%和21.6%。马铃薯关键生育时期,除2019年DS处理叶面积指数较CK显著提高外,其他处理间差异均不显著;不同覆盖处理可有效提高净光合速率和蒸腾速率,其中在块茎膨大期(播后120 d) DM处理分别较CK显著提高30.0%和23.2%。2年块茎膨大期DD、DM和DS处理块茎干物质累积量平均分别较CK显著提高54.9%、50.0%和22.6%,马铃薯产量平均分别较CK增产13.2%、14.1%和5.2%,平均净收入分别增收16.3%、14.6%和4.0%,而DS处理马铃薯产量和净收益与CK相比差异均不显著。...     

不同材料覆盖的土壤水温效应及对玉米生长的影响

在渭北旱塬区采用随机区组试验,对比研究了生物降解膜(S)、塑料地膜(D)、秸秆(J)、液态膜(Y)覆盖和裸地平作种植玉米的土壤水温效应及玉米生长状况。结果表明,玉米进入抽雄期和灌浆期后,不同覆盖材料间土壤水分出现较大差异,40~160 cm J覆盖土壤平均含水量显著(P<0.05)高于对照和其他覆盖;S和D覆盖对较深土层(60~120 cm)的水分利用加强。J覆盖保墒效果好于其他处理,玉米生长前期主要提高0~100 cm土壤含水量,后期提高100~200 cm土壤含水量;S和D覆盖的保墒效果主要表现在玉米营养生长阶段的浅层土壤。玉米营养生长阶段5~25 cm平均地温,S和D覆盖分别提高1.4°C和2.6°C,J和Y覆盖分别降低3.0°C和0.8°C。S和D覆盖水温协同,延长了玉米营养生长时间,使玉米全生育期提前11 d,J覆盖由于降低地温使全生育期延长3 d,液态膜不影响生育进程。S和D覆盖显著(P<0.05)提高了玉米穗长、穗粗和行粒数及地上部干重,Y覆盖显著(P<0.05)增加玉米的百粒重,J覆盖显著(P<0.05)降低了玉米穗长、行粒数和百粒重。4种覆盖均不同程度降低了玉米的经济系数,S、D和Y覆盖玉米分别增产26.9%(P<0.05)、34.7%(P<0.05)和2.4%,J覆盖造成玉米减产10.5%。     

长期间作及免耕对土壤物理性状及作物产量的影响

针对西北绿洲灌区长期传统覆膜耕作造成土壤结构的稳定性下降、地膜残留过多和土壤质量下降等问题,研究覆膜免耕与禾豆间作种植模式对土壤物理性质和作物产量的影响,以期为试区优化耕作方式和作物种植模式提供理论支撑。田间试验于2013—2020年在河西绿洲灌区进行,设置传统耕作覆膜(CT)、覆膜免耕(NT) 2种耕作措施;单作豌豆(P)、单作玉米(M)、玉米间作豌豆(M//P) 3种种植模式,2019年和2020年玉米收获后测定土壤物理性状和作物产量等相关指标。结果表明：（1）0～30 cm土层≥0.25 mm水稳性团聚体含量、平均重量直径(MWD)、土壤容重和土壤总孔隙度在NT与CT处理间存显著差异,NT较CT≥0.25 mm水稳性团聚体含量提高2.02%～7.76%、MWD提高19.4%～26.0%、土壤容重降低1.31%～1.57%、总孔隙度增加1.97%～2.28%;(2)NT处理下,不同种植模式间存在显著差异,M//P分别较P和M处理水稳性大团聚体含量增加12.60%～20.11%和7.05%～11.55%,MWD分别较P和M处理增加9.61%～12.44%和4.01%～8.01%,土壤...     

苗期调控对晚播小麦产量及氮素利用的影响

针对冬小麦因播期推迟造成产量损失的问题,以2个不同分蘖能力的冬小麦品种中麦8号和航麦501为供试材料,研究苗期覆膜和补施氮肥对晚播小麦产量及氮素利用的影响。试验设置3个播期：10月5日适期播种（S0,对照）、10月15日适当晚播（S1）和10月25日过晚播（S2）。结果表明：随着播期推迟,小麦产量逐渐降低。晚播条件下,苗期覆膜和补施氮肥可调控冬小麦产量构成因素、农艺性状、茎蘖生长、成穗率以及氮素的吸收利用。综合而言,晚播条件下,覆膜和补施氮肥有利于提高小麦穗长、总小穗数及冬前群体数量;同时,覆膜可显著提高2个品种晚播条件下的分蘖成穗率和过晚播条件下的植株氮素积累量（PNA）及氮肥偏生产力（PFP）,增幅分别为46.4%~89.1%、12.7%~26.5%和19.5%~20.1%;补施氮肥在过晚播条件下有利于成穗率的提高,增幅为18.5%~34.7%。2种调控措施均有利于增加晚播小麦产量,增幅达1.4%~19.5%。但不同分蘖力的小麦对2种调控措施的响应存在差异。综合考虑产量及氮素利用等各方面因素,在晚播条件下,相比于补施氮肥,苗期覆膜更有利于提高晚播小麦产量,弥补晚播造成的产量损失,但在实际操作和节约生产成本方面,前者优于后者。     

不同生物降解地膜对大蒜生长发育的影响及降解效果研究

以金乡白皮蒜为试验材料,研究了“降解1号”、“降解2号”、“降解3号”3种氧化-生物双降解地膜、普通地膜及不覆膜对大蒜生长发育和产量的影响,并研究了不同降解地膜的保温保墒和降解性能。结果表明：氧化-生物双降解地膜和普通地膜处理之间,株高、植株重量、假茎粗、单叶平均叶面积以及鳞茎亩产鲜重差异均不显著,3种降解地膜比较,“降解3号”鳞茎产量较高,为28932.75 kg/hm2不覆膜处理由于低温冻害,鳞茎产量为覆膜处理平均产量的17.53%。对比不覆膜处理,不同覆膜处理均能显著提高5 cm和15 cm的土层温度以及10 cm土层的土壤含水量,尤其能够显著提高深层土壤温度,生物降解地膜与普通地膜处理之间差异不显著。降解性能对比,“降解1号”降解效果最好,至大蒜成熟期,最大拉力和断裂伸长率为0,“降解2号”和“降解3号”断裂伸长率分别为102.83%和360.28%。