起垄覆膜方式对旱地马铃薯产量和水分利用效率的影响

研究了不同起垄覆膜方式对旱地马铃薯产量和水分利用效率的影响。结果表明,全膜双垄侧播较露地垄作侧播增产297.2%,水分利用效率提高121.25%,全膜垄作种植,膜与膜的接茬在垄沟,膜侧播种的产量和水分利用效率较露地垄作侧播提高225.00%和87.82%。     

宁夏旱作农业区玉米全膜双垄沟播技术土壤水分、温度及产量效应研究

田间试验证实,全膜双垄沟播技术的水分效应、温度效应、经济效应显著。6种不同覆膜方式中,以秋季全膜双垄覆盖的效益最好,早春全膜双垄覆盖次之。玉米播种期0～20cm土壤含水量,秋季全膜双垄覆盖高于常规播期半膜平覆,尤其拔节期前最为显著,可提高2.4～2.6个百分点。1 m土壤贮水量从播种至大喇叭口期比播期半膜平覆平均提高44.0～63.2 mm,增幅达38.00%～39.47%,从而满足了玉米出苗及前期生长发育所需要的土壤水分,有效缓解了玉米＂卡脖子旱＂。3种全膜覆盖方式,即秋季全膜双垄覆盖、早春全膜双垄覆盖、播期全膜双垄覆盖降水利用率分别达75.9%、67.9%、66.1%,比常规播期半膜平覆分别提高16.9%、8.9%、7.1%。3种全膜双垄沟播覆盖方式中,秋季全膜双垄沟播覆盖方式产量最高,达9205.5 kg/hm2,比常规播期半膜平覆增产54%。3种全膜双垄沟播覆盖方式的水分利用效率平均达31.8 kg/（mm.hm2）,比播期半膜平覆提高5.25 kg/（mm.hm2）,其中秋季全膜双垄沟播覆盖方式最好。3种全膜双垄沟播覆盖方式的经济效益比常规播期半膜平覆提高了42.65%,其中秋季全膜双垄沟播覆盖方式最高,增幅达59.47%。在玉米生长的每一个时期,不同土壤深度的地温和有效积温均是：秋季全膜双垄覆盖〉早春全膜双垄覆盖〉播期全膜双垄覆盖〉秋季半膜平覆〉早春半膜平覆〉播期半膜平覆。全膜双垄覆盖增加了地积温,使宁夏南部山区玉米种植区域扩大,建议在宁夏南部山区和中部干旱带大力推广该项技术。     

黄土丘陵区（庄浪）旱作马铃薯全膜覆盖关键技术集成研究

以建立黄土丘陵区地膜覆盖栽培的最佳模式,高效利用降雨资源为目的,于2011—2013年在庄浪县旱地进行了不同降雨年份地膜覆盖盖度、垄型、覆膜时期、垄高4因素马铃薯产量、经济效益和水分利用效率试验。结果表明：覆 盖度、垄型、覆膜时期是全膜覆盖的关键因素,起垄高度在干旱年对产量影响明显。对产量和水分利用效率的影响次序为覆盖度>垄型>覆膜时期>起垄高度。覆盖度显著影响产量、效益和水分利用效率,全覆盖优于半覆盖,半覆盖优于露地栽培。全覆盖较露地增产鲜薯21.2%,大中薯重提高23.63%,水分利用效率增加26.19%,半覆盖较露地增产鲜薯16.1%,大中薯重增加10.91%,水分利用效率增加16.62%。垄型对马铃薯产量影响明显,“凹”型双垄优于“弓”型单垄,其垄内0～60 cm的土壤储水量比“弓”型垄提高3.46%,其中20～40 cm增加10.58 mm,提高4.48%,增产16.9%,大中薯增加26.47%,水分利用效率增加18.20%。“秋覆膜”、“顶凌覆膜”、“播前覆膜”3个覆盖时期,以秋覆膜最佳,比播前覆膜产量增加15.31%,水分利用率提高14.56%,顶凌覆膜次之,较播前覆膜增产9.54%,水分利用率提高8.98%。“低垄”、“中垄”、“高垄”3个起垄高度,在不同降雨年份表现不同,降雨偏多的年份高垄栽培利于增产,降雨较少的年份低垄栽培为佳,各年度平均显示,低垄型和中垄型分别比高垄型增产1.72%和1.79%,水分利用效率提高3.61%和2.76%。在黄土高原旱作区马铃薯地膜全覆盖栽培以中垄型双垄垄播秋覆全膜栽培为最佳模式,较露地栽培增产49.16%,纯收益增加78.06%,水分利用效率提高56.79%,较全膜垄作侧播增产23.07%,纯收益增加43.93%,水分利用效率提高24.25%,实现了降雨资源的高效利用。     

不同覆膜栽培方式对天水旱地冬油菜生长、产量和水分利用效率的影响

以全膜双垄沟播、全膜覆土、全膜平铺、起垄膜侧和露地栽培5种处理方式,研究了不同覆膜栽培方式对冬油菜生育期、越冬率、产量和经济性状、水分利用效率的影响。结果表明：全膜双垄沟播、全膜覆土、全膜平铺、起垄膜侧 栽培冬油菜,均能不同程度影响冬油菜单株经济性状,提高水分利用效率和越冬率,增加产量,缩短生育期;其中全膜双垄沟播栽培效果最好,水分利用效率比露地栽培（对照）提高3.4 kg·mm^-1·hm^-2,生育期缩短7 d,越冬率提高24.5%,产量达3 194.46 kg·hm^-2,增产42.8%;全膜平铺栽培增产33.9%,全膜覆土栽培增产26.0%,起垄膜侧栽培增产24.8%。     

不同覆膜方式对马铃薯集雨保墒效果及产量的影响

通过对不同覆膜方式下马铃薯产量及集雨保墒效果的研究,以期为旱作马铃薯生产中合理应用和推广覆膜栽培技术提供理论依据。结果表明,地膜全覆盖种植马铃薯耕层含水量、产量都优于不覆膜种植,产量高低依次为全膜垄上微沟覆盖侧播、通用全膜垄沟栽培、全膜双垄侧播、全膜单垄侧播,较露地栽培产量明显增高,在以后的种植中,应大力推广地膜种植,尤其是全膜垄上微沟覆盖侧播。     

旱地马铃薯全膜双垄沟播技术水分及增产效应研究

田间试验证实：旱地马铃薯不同覆膜方式中,秋季全膜双垄覆膜方式效果最好,早春全膜双垄覆膜次之。马铃薯播种至块茎膨大期,0～20 cm土壤含水量,秋季全膜双垄较常规播期半膜平覆提高2.60%～5.30%;早春全膜双垄覆膜较常规播期半膜平覆提高2.06%～4.62%;播期全膜双垄覆膜比播期常规半膜平覆提高1.70%～3.25%。播种至块茎膨大期,1 m土壤贮水量,秋季全膜双垄覆膜较常规播期半膜平覆增加22.62～49.70 mm;早春全膜双垄覆膜较常规播期半膜平覆增加16.70～32.85mm;播期全膜双垄覆膜比播期常规半膜平覆增加11.83～19.57 mm。由于3种全膜双垄覆膜比常规播期半膜平覆显著提高了土壤抑蒸保墒能力,有效地解决了因干旱无法播种出苗的困难,增加了马铃薯块茎形成期、膨大期对水分需求的保证率,从而大幅度地提高了农田降水利用率、水分生产效率和经济效益。秋季全膜双垄覆膜、早春全膜双垄覆膜、播期全膜双垄覆膜的降水利用率分别达88.17%、84.44%、83.06%,比常规播期半膜平覆分别提高16.23%、12.50%、9.31%;产量比常规播期半膜平覆分别增加55.90%、45.17%、32.65%;水分生产效率分别比常规播期半膜平覆提高27.38%、23.78%、14.90%;经济效益比常规播期半膜平覆分别提高137.30%、118.20%、64.99%。     

秸秆覆盖对全膜双垄沟留膜复种马铃薯产量、水分利用效率及氮肥效应的影响

采用田间试验研究秸秆覆盖对全膜双垄沟留膜免耕复种马铃薯产量及水分利用效率、氮肥效应的影响。结果表明, 在全膜双垄沟留膜免耕复种栽培模式下,秸秆覆盖有利于促进马铃薯生长和显著提高马铃薯产量及水分利用效率,且马铃薯产量及水分利用效率均随着前茬施N量的增加呈明显增加趋势,N肥的后效增产作用非常明显;秸秆覆盖条件下,相同施肥处理马铃薯产量及水分利用效率、N肥农学效率分别比无秸秆覆盖提高25.5%~59.5%、30.8%~67.3%、8.8%~155.6%,前茬N、P₂O5和K₂O的用量分别为300、120、60 kg/hm时（F1N5处理）,马铃薯产量最高,可达16 737 kg/hm,明显高于其他处理,表明马铃薯在全膜双垄沟留膜复种模式下,秸秆覆盖可显著提高马铃薯产量及水分利用效率、氮肥效应更加明显。     

起垄覆膜方式对旱作马铃薯栽培土壤酶活性的影响

在大田条件下,以当地主栽马铃薯品种新大坪为试验材料,以平畦不覆膜为对照,研究了平畦覆膜、全膜双垄垄播、全膜双垄沟播、半膜沟垄垄播、半膜沟垄沟播等5种起垄覆膜方式对旱作马铃薯栽培土壤酶活性的影响。结果表明,覆膜处理土壤过氧化氢酶和碱性磷酸酶活性随马铃薯的生长先降低后升高,而脲酶活性先升高后降低。不同覆膜栽培方式下,半膜沟垄沟播和半膜沟垄垄播土壤的碱性磷酸酶活性和过氧化氢活性均高于对照平畦不覆膜和其他处理,而全膜双垄沟播方式下土壤脲活性在播种期显著高于对照平畦不覆膜和其他处理,但随着马铃薯的生长,半膜沟垄沟播和半膜沟垄垄播的土壤脲酶活性高于对照平畦不覆膜和其他处理。表明不同沟垄覆膜栽培模式下,半膜沟垄沟播和半膜沟垄垄播栽培的土壤酶活性优于其他栽培方式。     

旱地玉米不同覆膜方式的水温及增产效应

【目的】探求不同覆膜方式对旱地农田土壤水温变化规律、降水高效利用和玉米产量的影响,以期高效利用和开发有限的自然降水资源。【方法】对6种覆膜方式下玉米关键生育期耕层土壤昼夜24h温度变化、0—2m土壤水分动态进行定位监测,结合作物产量分析农田水分利用效率。【结果】玉米苗期,垄膜沟播(包括全膜双垄沟和半膜双垄沟)能防止白天耕层土壤温度过度上升和晚上温度过度下降;灌浆期,耕层平均温度最低;整个生育期,耕层平均地温比露地高2.4℃;垄膜沟播能把小于5mm的无效降水转化为有效水分贮存于土壤中,提高降水利用率。在平水年份,全膜双垄沟玉米的产量和水分利用效率最高,较露地分别提高91%和85%;干旱年份,半膜双垄沟玉米的产量和水分利用效率最高,较露地分别提高34%和33%。【结论】垄膜沟播能调控土壤的水温条件,提高玉米水分利用效率。平水年全膜双垄沟增产效应最佳,干旱年半膜双垄沟增产效应较好,是旱作区进一步挖掘降水潜力和高产田创建的有效途径。     

不同覆膜方式对玉米产量和水分利用效率的影响

干旱缺水影响玉米产量,提高燕山丘陵区春玉米子粒产量及水分利用效率具有重要意义。覆膜可减少土壤水分蒸发、改善水分条件。于2017—2018年开展玉米田间试验,设置不覆膜（CK）、行上覆膜、行间覆膜和全膜双垄沟播4个处理,测定土壤含水率、玉米生育期、土壤容重、玉米产量及产量影响因素,计算土壤贮水量、耗水量和水分利用效率。结果表明,各处理间0～20 cm和20～40 cm土层土壤含水率变化趋势一致,最高均为全膜双垄沟播处理。全膜双垄沟播的玉米子粒产量和穗长、穗粗、穗粒数和千粒重等产量构成因素最高。全膜双垄沟播种植模式可延长玉米生育期,提高水分利用效率,显著增加玉米子粒产量,适宜在干旱少雨地区应用。     

黄土高原半干旱区不同覆膜连作玉米产量的水分承载时限研究

【目的】以黄土高原半干旱区有限降水持续高效利用为目标,研究不同覆膜方式下连作玉米（Zea May L.）的产量表现和水分利用特征,揭示其增产机理,明确不同覆膜方式下有利于土壤水分持续高效利用的连作年限,为试区高产、水分高效持续利用型玉米连作技术提供理论依据。【方法】以田间定位试验为基础,量化连作玉米农田土壤水分的年际平衡关系、产量稳定性;以持续高产和收获期不发生土壤干燥化为依据,确定适用于不同覆膜方式的玉米连作年限。【结果】3年试验结果表明,全膜双垄沟播具有良好的保墒、提高土壤水分有效性,利于协调关键生育时期土壤-作物的水分供需关系,提高产量和水分利用效率的作用。与半膜平作处理相比,全膜双垄沟播玉米的籽粒产量、水分利用效率分别提高了41.8%和33.4%,生物产量、单位耗水的干物质累积量、总产值、净产值、毫米水产值和产投比分别提高了21.8%、12.3%、31.2%、27.8%、21.1%和-3.2%;与露地栽培处理相比生物产量、单位耗水的干物质累积量、总产值、净产值、毫米水产值和产投比分别提高了24.9%、39.1%、225.5%、1 423.9%、212.4%和93.5%。地膜覆盖增大了玉米全生育时期的耗水量,全膜双垄沟播、全膜平作和半膜平作耗水量较露地栽培增幅分别为15.5%-29.2%、10.0%-20.8%和4.2%-12.6%。单季较高的耗水量导致3种覆盖处理在连作第二年收获期土壤贮水量较连作开始期分别降低了37.3%、33.5%和30.9%,第三年降低了29.6%、27.5%和23.9%,造成土壤水分亏缺;随着连作年限的延长,土壤水分亏缺累计,出现土壤干化现象,引起产量波动,不利于土壤水分的持续利用。【结论】黄土高原半干旱区,在同等降雨条件下,全膜双垄沟播具有明显的增产增效和提高水分利用效率的作用,是理想的玉米种植模式;当年降雨量在320 mm左右时,全膜双垄沟播玉米连作不宜超过2年,全膜平作、半膜平作玉米的连作时间不宜超过3年。     

旱地全膜双垄沟播种植对玉米光合生理特性的影响

通过田间试验研究了半干旱区旱地全膜双垄沟播栽培技术对玉米光合生理特性的影响.结果表明,全生育期日平均净光合速率全膜双垄沟播(T4)最高,较其他处理光合能力强,有利于光合物质的形成.说明在干旱半干旱地区玉米全膜双垄沟播(T4)种植能够有效解决光合缺水的问题.全膜双垄沟播(T4)、全膜平作(T3)、全膜双垄沟播+休闲期免耕秸秆覆盖(T6)的光合午休现象较其他处理弱;在玉米抽雄期前全膜双垄沟播(T4)较平作和休闲期免耕处理SPAD高,能够增加玉米功能叶片叶绿素含量,为玉米前期的生长发育及后期的丰产奠定了基础.     

旱作全膜双垄沟播对玉米苗期土壤水分的影响

通过田间试验研究了旱地秋季全膜双垄春季沟播栽培技术对玉米苗期土壤含水量、水分空间分布状况及对玉米苗期生长的影响.结果表明:全膜双垄沟播较露地平作能显著提高玉米出苗率,与半膜平作和露地平作相比较,能显著提高玉米单株干质量和单株株高(P＜0.05);全膜双垄沟播在播前0～5、5～10、10～30 cm土层的土壤平均含水量较...     

秸秆覆盖及播量对旱地冬小麦耗水特性及产量的影响

为探讨秸秆带状覆盖下种植密度对旱地冬小麦耗水特性和籽粒产量的影响,以露地平作为对照,秸秆带状覆盖下分窄幅条播和宽幅条播2种种植模式,不同带幅下分别设播量处理3个（270 kg/hm²、324 kg/hm²、405 kg/hm²）,结果表明, 秸秆带状覆盖处理均可显著增加0~200 cm土层的土壤贮水消耗量,较露地增加36.2个百分点。秸秆带状覆盖下,不同带幅种植下贮水消耗量均随播量增加而增加。与露地种植相比,秸秆覆盖处理均降低冬小麦返青前耗水比例,增加拔节至成熟阶段的耗水量,更加有利于冬小麦灌浆阶段对水分高效利用。秸秆带状覆盖下,拔节至开花阶段耗水量随播量增加逐渐增大,开花至成熟阶段耗水量随播量增加逐渐减少。秸秆覆盖处理冬小麦的产量均高于CK,差异达到显著水平,增幅达24.4个百分点。秸秆覆盖下,窄幅、宽幅种植均以270 kg/hm²播量处理最高,分别较其他播量处理增产2.9%~10.0%、23.5%~23.6%;窄幅较宽幅种植平均增产11.9%。秸秆覆盖窄幅、宽幅条播下,水分利用效率均以270 kg/hm²播量处理最高,分别比其他播量处理高4.1%~12.0%、25.0%~26.4%;窄幅较宽幅种植平均增加12.8%。     

秸秆覆盖及播量对旱地冬小麦耗水特性及产量的影响

为探讨秸秆带状覆盖下种植密度对旱地冬小麦耗水特性和籽粒产量的影响,以露地平作为对照,秸秆带状覆盖下分窄幅条播和宽幅条播2种种植模式,不同带幅下分别设播量处理3个（270 kg/hm²、324 kg/hm²、405 kg/hm²）,结果表明, 秸秆带状覆盖处理均可显著增加0~200 cm土层的土壤贮水消耗量,较露地增加36.2个百分点。秸秆带状覆盖下,不同带幅种植下贮水消耗量均随播量增加而增加。与露地种植相比,秸秆覆盖处理均降低冬小麦返青前耗水比例,增加拔节至成熟阶段的耗水量,更加有利于冬小麦灌浆阶段对水分高效利用。秸秆带状覆盖下,拔节至开花阶段耗水量随播量增加逐渐增大,开花至成熟阶段耗水量随播量增加逐渐减少。秸秆覆盖处理冬小麦的产量均高于CK,差异达到显著水平,增幅达24.4个百分点。秸秆覆盖下,窄幅、宽幅种植均以270 kg/hm²播量处理最高,分别较其他播量处理增产2.9%~10.0%、23.5%~23.6%;窄幅较宽幅种植平均增产11.9%。秸秆覆盖窄幅、宽幅条播下,水分利用效率均以270 kg/hm²播量处理最高,分别比其他播量处理高4.1%~12.0%、25.0%~26.4%;窄幅较宽幅种植平均增加12.8%。     

不同种植模式下施肥对马铃薯产量和水肥利用效率的影响

在覆膜栽培方式下,如何优化养分管理措施是目前旱作区马铃薯生产急需突破的瓶颈。为了实施水肥的高效管理,通过大田试验研究不同集雨种植模式(F0:露地垄作;F1:全膜覆盖双垄垄播;F2:全膜覆盖双垄沟播)下施肥(N0:不施肥;N1:配方施肥;N2:农民习惯施肥)对马铃薯干物质积累、块茎产量和水肥利用效率的影响,以期明确马铃薯增产增效的最佳种植模式及与之配套的施肥水平。结果表明:全膜覆盖双垄种植和施肥处理可以明显提高马铃薯全生育期的干物质积累量,其中F2N1处理对块茎膨大期的块茎干物质积累量影响最大,而在淀粉积累期和成熟期以F1N1处理的块茎干物质积累量最大,比F2N1处理增加了5.59%和2.88%,差异显著(P0.05)。可见,相比沟播种植而言,马铃薯垄上种植更有利于根系的生长和块茎的膨大。不同覆膜栽培方式下施肥处理的马铃薯块茎产量和水分利用效率均以F1N1处理的最高,F2N1处理的次之,分别比F0N1处理显著增加了40.26%和34.10%、16.33%和14.77%,但F1N1与F2N1处理之间差异不显著(P0.05)。不同处理的马铃薯肥料利用效率表现为氮素农学效率和氮素偏生产力以F1N2最高,而与其他处理相比,F1N1处理的磷、钾素农学效率显著增加了0.21~6.68倍和0.21~3.47倍,且磷、钾素偏生产力的增幅达0.05~0.91倍和0.05~0.40倍。这表明F1N1不仅可以协同增加马铃薯的块茎产量和水肥利用效率,还促进了磷、钾素农学效率和偏生产力的提高。综上所述,F1N1处理更有利于实现马铃薯增产和水肥高效利用,是半干旱区马铃薯增产增效的最佳覆膜种植模式和施肥水平。     

渭北旱塬不同施肥与覆盖栽培对冬小麦产量形成及土壤水分利用的影响

 【目的】研究不同施肥和覆盖栽培模式对渭北旱塬旱地冬小麦产量和水分利用的影响。【方法】通过田间试验,研究测土推荐施氮、顶凌追肥、垄覆沟播、秸秆还田覆盖等措施对冬小麦产量、生物量、收获指数、水分利用效率及土壤水分周年变化的影响。【结果】旱地早春追肥使冬小麦增产6%—14%,水分利用效率提高7%—10%,达到12.2—13.6 kg•hm-2•mm-1;“减氮+垄覆沟播”增产达15%—41%,水分利用率提高10%—30%,达到12.2—16.5 kg•hm-2•mm-1。主要原因是,通过测土优化氮肥用量,采用基肥﹕追肥（3﹕1）方式,并与起垄覆膜栽培措施相结合可促进冬小麦利用深层土壤水分,提高冬小麦抽穗开花期植株含水量和成熟期的生物量及收获指数;虽然生育期耗水增加,但水分利用效率也提高。而单纯减少氮肥用量,不利于水分利用效率的提高;夏季垄上覆膜沟内覆盖作物秸秆可提高休闲效率,利于土壤水分恢复,实现土壤水分周年平衡和旱地小麦可持续增产。【结论】优化施氮结合垄覆沟播是黄土高原渭北旱地小麦增产增效的栽培模式。     

不同覆膜方式对旱作冬小麦耗水特性及籽粒产量的影响

【目的】研究黄土高原雨养条件下,不同地膜覆盖方式对冬小麦耗水特性、产量和休闲期土壤水分补给的影响,为促进增产和提高水分利用效率提供理论依据。【方法】2008-2009和2009-2010年小麦生长季,设置全膜覆土穴播（A）、全膜覆盖穴播（B）、垄膜沟播（C）和露地条播（CK）4种不同栽培模式,测量不同处理的土壤贮水量、耗水量、产量和水分利用效率。【结果】全膜穴播可使冬小麦增产64.4%-79.1%,水分利用效率提高22.1%-24.0%,达到11.9-16.6 kg·hm^-2·mm^-1;全膜覆土穴播可增产43.4%-44.4%,水分利用效率提高8.8%-14.6%,达到11.0-14.8 kg·hm^-2·mm^-1;垄膜沟播可增产37.0%-39.3%,水分利用效率提高4.2%-4.4%,达到10.0-14.2 kg·hm^-2·mm^-1。主要原因是,地膜覆盖可增加冬小麦拔节前0-200 cm土层贮水量,提高拔节至成熟阶段的耗水量及其占总耗水量的比例,促进生育期对土壤贮水的利用,同时干旱年份可促进冬小麦利用深层土壤水分,最终提高冬小麦成熟期的生物量和籽粒产量;虽然生育期耗水增加,但水分利用效率也提高。冬小麦产量与生育期耗水量呈显著正相关（r=0.96*）。覆膜的高产建立在高耗水基础上,但通过休闲期水分补充,地膜茬0-200 cm土层水分在冬小麦秋播前可恢复到露地水平。覆膜处理间的耗水差异远小于覆膜与露地间的差异。综合考虑产量、经济效益和田间操作难易程度,全膜覆土穴播一次覆膜可多茬使用,节省地膜成本,田间操作简单,经济效益高,是本试验条件下的最优栽培方式。【结论】全膜覆土穴播是西北黄土高原旱地小麦兼顾高产高效的栽培模式。     

半干旱区全覆膜双垄沟播技术对玉米产量和水分利用效率的影响

在黄土高原旱农耕作地上以春玉米为试验作物进行大田试验,研究不同覆膜模式即全膜双垄沟播(SL)、条膜起垄覆盖(TL)、条膜平铺覆盖(TP)全膜平铺覆盖(QP)和不覆膜的大田(CK)对土壤含水量、春玉米经济性状及产量和水分利用效率的影响.结果表明:地膜覆盖能够增加播种行的土壤含水量,改善作物的经济性状,提高水分利用效率,显著增加籽粒及地上部分的生物量,其中SL集雨保墒效果最好.地膜覆盖播种的玉米产量均高于不覆膜播种,其中SL产量最高,达6 129.0kg.hm-2,籽粒产量从高到低依次为SLQPTLTPCK.全膜双垄沟播技术大幅度提高了玉米的水分利用效率,使玉米的水分利用效率达到28.95kg.hm-2.mm-1(以籽粒计算)和135.00kg.hm-2.mm-1(以地上生物量计算),比CK各增加915.8%和156.4%,比QP各增加44.03%和42.41%,比TL各增加73.87%和24.48%,比TP各增加42.96%和22.45%.覆膜(尤其是SL)改变了作物生长中后期的能量分配情况,使其将更多的能量用于生殖生长,从而获得较高的籽粒产量,籽粒相对产量(Gn/Bs)从高到低依次是SLQPTPTLCK,其中SL比CK高288.2%.     

旱区集雨种植方式对土壤水分、温度的时空变化及春玉米产量的影响

【目的】探索不同集雨种植方式春玉米旱作田土壤水分转运、分配、土壤温度的时空变化特征及其对玉米产量和水分利用效率的影响,为试区玉米高产、水分高效持续利用型种植模式提供理论依据。【方法】2013-2014年在宁夏彭阳区设置传统露地平作（CK）为对照,分析4种不同集雨覆膜种植方式下春玉米各生育期的土壤水分、土壤温度、水分利用效率及产量变化。4种集雨覆膜种植方式分别为双垄沟全覆膜种植（D）、半膜平铺种植（F）、沟播垄膜双行种植（R1）、沟播垄膜单行种植（R2）。沟播垄膜双行处理和半膜平铺处理覆膜宽度均为60 cm,沟播垄膜单行处理垄宽50 cm、沟宽10 cm,双垄沟全覆膜大垄宽70 cm,垄高15 cm、小垄宽50 cm,垄高10 cm。播种密度均为75 000株/hm²。播前基施化肥102 kg N·hm^-2和90 kg P₂O₅·hm^-2,拔节期追施153 kg N·hm^-2,试验为随机区组设计,3次重复。【结果】各覆膜处理较CK可明显改善土壤水温条件,在玉米苗期（0-30 d）,D、F、R1、R2处理0-200 cm土层的贮水量比CK分别增加了10%、8.9%、10.9%和14.4%。在玉米生长中后期（90-120 d）,受降雨量与不同覆膜种植方式下玉米耗水量不同,各覆膜处理0-200 cm土层贮水量表现出差异,2013年（前期降水为309.4 mm）各覆膜处理显著低于CK,覆膜处理间无显著差异,2014年（前期降水为104.9 mm）R1、R2处理贮水量均显著高于其他覆膜处理。2年试验中,R1处理0-40 cm土层贮水量显著高于其他处理,平均增加了5%;D、F、R1、R2 处理0-25 cm土层土壤温度在玉米苗期较CK分别增加了3.5、2.3、0.9和1.1 ℃;玉米全生育期总干物质积累量呈“S”型曲线,在0-60 d,积累量较小,各处理仅占整个生育期的4.3%-15.4%,各处理大小顺序为：D＞R2＞F＞R1＞CK;在60-120 d（大喇叭口期至灌浆期）,积累了玉米干物质的74.5%,此期D、R2的干物质积累速率达309.3和324.1 kg·hm^-2·d^-1;2013年（玉米全生育期降雨量为594.1 mm）D、F、R2的水分利用效率和玉米产量较CK分别提高13.4%、21.2%、13.3%和18.0%、11.2%、20.3%;2014年D、R1、R2（玉米全生育期降雨量为341.9 mm）的水分利用效率和玉米产量比CK分别显著提高了31.1%、33.8%、35.1%和42.5%、39.9%、40.8%,D、R1、R2处理间产量无明显差异。各覆膜处理在降水较少的年份水分利用效率和产量增加幅度较大,且R1效果明显。【结论】沟垄集雨种植方式可明显改善宁南半干旱地区土壤浅层水分状况,提高土壤温度,增加物质积累量;沟播垄膜种植在降水较少的年份集雨优势明显,双垄沟全覆膜、沟播垄膜单行种植的水分利用效率和产量最佳。该项研究丰富了宁南半干旱地区旱作集水种植模式,对进一步完善和筛选适合半干旱地区玉米高产稳产的可持续发展种植模式提供了理论依据。