夏玉米田秸杆覆盖效果的试验研究

利用田测法对夏玉米在生长过程中的一系列生物量指标的对比试验结果进行了客观地统计和分析，所得数据直观地表明了秸秆覆盖较不覆盖，在相同的叶面蒸腾情况下，可减少土壤蒸发，改善表层土壤结构，抑制杂草生长，消除杂草蒸腾所产生的无效消耗，加快农作物植株生长，增加了作的的蒸腾系数，半蜚生产性的水分消髦转化为生产性水分消耗，从而生产更多的干物质，提高了作物产量。覆盖还可降低能耗，节水省工，降低生产成本。从一系列生     

基于改进投影寻踪模型的地表覆盖对作物水分利用的影响评价

水分不足是限制旱区作物生长的主要因素,覆盖耕作能够改善土壤的微环境,从而提高作物的产量和水分利用效率.为探讨不同地表覆盖对土壤物理性状及马铃薯生长、产量及水分利用效率的影响,本文提出了基于改进投影寻踪模型的综合评价方法.结果表明:与传统耕作相比,地表覆盖可有效改善土壤孔隙状况,作物株高、茎粗及地上部生物量均显著高于传统耕作,产量、商品率和水分利用效率较传统耕作明显提高.研究结果为实现作物增产和提高水分利用效率提供了重要参考.     

不同保墒措施对玉米生理指标日变化及产量的影响

通过田间试验,采用LCPro+光合仪,研究了不同保墒措施对夏玉米营养生长期生理指标日变化及产量的影响.结果表明,保墒灌溉措施能够有效促进作物生长,提高作物的叶片叶绿素含量、有效蒸腾和光合速率,对单叶片水平水分利用效率贡献甚微.全天平均光合速率和蒸腾速率和的大小顺序为:地膜覆盖>秸秆覆盖>PAM处理>CK,气孔导度的大小顺序为地膜覆盖>PAM处理>秸秆覆盖>CK,各处理胞间CO2浓度和WUE 差异不大.保墒措施可有效增加作物产量,其大小顺序为:地膜覆盖>秸秆覆盖>PAM处理>CK.     

不同水分胁迫情境下冬小麦生长发育的RZWQM2模拟

为提高水分胁迫条件下作物生长过程的模拟精度,根区水质模型(Root zone water quality model 2,RZWQM2)的开发者改进了原有的水分胁迫指标(Soil water index 1,WSI1)得到2种新的水分胁迫指标WSI2和WSI3。其中,WSI2用Nimah and Hanks方程修正影响光合作用的胁迫系数(Soil water factor,SWFAC)中的根系吸水项;WSI3则在WSI2的基础上加入了土壤蒸发项。为比较上述3种水分胁迫指标模拟水分胁迫条件下冬小麦生长发育的精度,并对其在关中地区的适用性进行评价,首先利用2012—2013年和2013—2014年两年度的冬小麦分段受旱试验对RZWQM2模型进行校准和验证,然后分别选取模型中3种不同的水分胁迫因子对2年(2012—2014年)分段受旱试验进行模拟,评价冬小麦的土壤水分动态、蒸腾总量、最终生物量和籽粒产量的模拟效果。结果表明:3种水分胁迫因子能较好地模拟生育后期轻度受旱条件下冬小麦的生长发育过程,但随着受旱程度的加深和受旱时段的提前,模型的模拟精度降低;相较原有水分胁迫因子WSI1,WSI2提高了各受旱处理的模拟精度,其中2年生物量的平均RRMSE降低了2.84个百分点,籽粒产量的平均ARE降低了1.43个百分点,且在越冬期和拔节期受旱处理的模拟精度提高最为明显。综上,现有RZWQM2模型对冬小麦受旱处理的模拟还存在一定局限性,可从改善物候期和ET模拟精度及加入旱后复水对冬小麦生长的补偿效应等方面进一步研究和改进。如需利用现有模型对水分胁迫条件下冬小麦生长发育过程进行模拟,建议选用WSI2。     

不同覆盖方式对土壤水热与夏玉米生长的影响

为探求西北半湿润地区不同覆盖方式对农田土壤水热和作物生长的定量影响,试验对比研究了平作不覆盖(CK)、秸秆覆盖平作种植(SM)、地膜覆盖平作种植(PM)和垄覆地膜沟覆秸秆(SPM)4种覆盖方式对夏玉米土壤水分、温度、作物生长、产量和水分利用效率的影响。结果表明:覆盖处理在各生育期内0~260 cm土壤贮水量都显著高于对照(P0.05),夏玉米生育期0~30 cm土层内平均温度表现为:PMSPMCKSM(其中15 cm时土壤温度CKSPM),垄覆地膜沟覆秸秆能够有效地聚集降雨。夏玉米地上部生物量随生育进程的动态变化符合Logistic生长模型,SPM处理地上部生物量理论值最大,快速累积期提前,最快累积速率较大,持续时间较长。SM、PM和SPM处理2年夏玉米产量平均值分别较CK处理提高15.4%、23.3%和28.4%(P0.05)。水分利用效率分别较CK处理提高10.2%、31.2%和28.0%(P0.05),各覆盖处理间差异不显著。综合分析,垄覆地膜沟覆秸秆可明显改善农田土壤水热状况,增加干物质积累量,提高夏玉米产量和水分利用效率,是该研究中最适合本地的覆盖栽培方式。     

基于蒸腾估算的不同施肥量对夏玉米生长及产量的影响研究

利用作物蒸腾和土壤蒸发之间的定量分配占比确定最优施肥量,是指导合理灌溉、提高水肥利用效率的重要研究内容。该研究测定了夏玉米蒸腾量、土壤蒸发量、作物生长参数和产量,并用修正双作物系数法估算全生育期夏玉米蒸发蒸腾量,分析了雨养条件下,不同施肥量对夏玉米植株蒸腾(T_c)和土壤蒸发(E)及产量的影响。结果表明:夏玉米生长初期,施肥量对T_c的影响不明显,E对蒸散量(ET_c)的贡献大于T_c;生长中期,施肥量越大,T_c相对较大,0肥(N1)低肥(N2)中肥(N3)高肥(N4),T_c对夏玉米蒸散量ET_c的贡献大于E;生长后期,N2处理T_c最高,N4处理最低。不同施肥量下,T_c、E整体呈现下降趋势,T_c、E对ET_c相互影响。不同施肥量夏玉米产量N3N2N4N1,N3处理比N1处理产量高16.9%、N3处理比N4处理产量高9.6%。施肥量过多或太少,都会降低夏玉米产量。适当施肥可以提高T_c在ET_c中的所占比例(N3最高,T_c/ET_c=67.53%),降低E的消耗,从而使水分消耗向增加作物产量的方向分配。     

基于无人机遥感的玉米水分利用效率与生物量监测

玉米生物量及水分利用效率是反映作物长势和作物品质的重要指标。为实现农业精准管理,本文以不同水分处理的青贮玉米为研究对象,探讨无人机多光谱遥感平台结合作物生长模型估测青贮玉米生物量及水分利用效率的可行性。首先,将基于高时空分辨率无人机多光谱图像估测的关键作物参数蒸腾系数kt输入到简单的水分效率模型中,来拟合不同水分胁迫处理下玉米水分利用效率WUE和标准化水分利用效率WP*;然后,采用拟合的WUE、WP*估算相同水分和不同水分状况下的玉米生物量,并进行验证;基于高时空分辨的无人机多光谱遥感图像获取了大田尺度上的WUE、WP*和生物量的空间分布图。结果表明,基于无人机多光谱、气象和土壤水分数据计算的实际蒸腾量∑Tc,adj和∑ktkswkst（ksw、kst为环境胁迫因子）与玉米生物量具有极显著（P<0.001）的相关性,不同水分处理下WUE的决定系数R2均不小于0.92,WP*的R2均不小于0.93。在同一水分胁迫下,使用拟合的WUE和WP*对生物量的估测精度几乎相同,玉米V-R4生育期估测精度较高,WUE的RMSE为126g/m2,WP*的RMSE为91.7g/m2,一致性指数d均为0.98,但在R5-R6生育期内精度不高。在不同水分胁迫下,使用WUE和WP*估测生物量时,WUE容易受到水分胁迫影响,精度较低（RMSE为306g/m2,d=0.93）,而WP*的精度较高（RMSE为195g/m2,d=0.97）。研究表明,将无人机遥感平台与作物生长模型相结合能够很好地估测大田玉米生物量及水分利用效率。     

组培苗蒸腾速率和水分利用率动态检测

利用图像分析方法,根据质量守恒定律获得组培苗的生长信息和蒸腾失水信息.通过Logistic方程、线性方程和非线性双曲线方程拟合组培苗生物量与培养时间、水分损失与培养时间以及组培苗蒸腾失水量与生物量形成的关系,建立组培苗生长预测模型、组培苗蒸腾失水模型与组培苗水分利用率模型,并由此计算出组培苗蒸腾速率和水分利用率.通过测定不同氮素水平、继代次数差异下的茅苍术组培苗蒸腾速率和水分利用率,发现茅苍术组培苗的蒸腾速率和水分利用率随培养时间的增加而减少,继代次数少、培养基中氮素含量高的组培苗,蒸腾作用强.     

覆膜与接种微生物对半干旱区玉米生长特性和水分利用效率的影响

为了探索陕西省半干旱区春播玉米生长的适宜作物生境,促进作物生长和水分利用效率,通过野外田间裂区试验方法,设置3个覆膜方式(露地穴播(NM)、半膜平作(HM)与全膜垄上穴播(FM))为主处理,4个接种微生物水平(单接丛枝菌根(AM)真菌、单接解磷菌(Ps B)、联合接种AM+Ps B与对照(CK))为副处理,研究了覆膜与接种微生物及其互作对西北半干旱地区春播玉米的生长特性、产量和水分利用效率的影响。结果表明,不同处理的玉米根系侵染率在4.4%~32.2%之间,FM处理下单接AM真菌与联合接种AM+Ps B处理的土壤菌丝密度最高,分别为4.05、4.50 m/g。3种覆膜方式下,FM处理对玉米各项生长指标(株高、叶面积、叶片SPAD值、生物量),产量与水分利用效率要高于HM和NM处理,除叶片含水率外,FM处理下玉米的株高、叶面积、生物量、产量以及水分利用效率显著高于NM处理(P0.05);4个接种微生物处理下,相对于单接Ps B或联合接种AM+Ps B,总体上表现为单接AM真菌促进效果较好,其能明显增加玉米株高、叶面积、叶片SPAD值、生物量、提高玉米产量与及水分利用效率,尤其FM处理玉米叶面积、地上部生物量、叶片SPAD值、产量以及水分利用效率显著高于CK(P0.05)。可见,田间覆膜结合接种适宜的微生物可以提高春玉米水分利用效率,挖掘作物生产潜力。     

用叶绿素测值(SPAD)评估夏玉米氮素状况的实验研究

比较了 2 0 0 0年北京永乐店夏玉米生长过程中 ,不同水分、氮素处理条件下反映叶片叶绿素含量的SPAD值的变化过程 ,并且就生育期内平均 SPAD值与作物产量 ,水分生理利用效率之间的关系进行了分析。结果表明 ,采用叶绿素仪可以较好的对夏玉米生长过程中作物氮素状况对生长的影响进行评价和预测。     

不同覆盖方式对土壤水肥热状况以及玉米产量影响

【目的】阐明不同覆盖方式对调节土壤水肥热状况以及增加玉米产量的影响。【方法】设置地膜覆盖、玉米秸秆覆盖和不覆盖3种方式,研究了不同覆盖方式对土壤含水率、土壤养分、土壤温度与玉米产量的影响。【结果】在玉米的生长前、中期,秸秆覆盖与地膜覆盖处理的保墒效果均优于不覆盖处理,其中0~60 cm土层土壤含水率差异明显;玉米进入成熟期后,秸秆覆盖处理0~60 cm土层含水率显著高于地膜覆盖和不覆盖处理,平均高8.23%和22.41%。秸秆覆盖能够促进浅层土壤养分量的提高,相较于不覆盖,秸秆覆盖的速效钾与有效磷量分别增加了15.11%、85.13%;相比地膜覆盖和不覆盖,生长前期秸秆覆盖温度更高,生长期和成熟期秸秆覆盖温度更低。地膜覆盖、秸秆覆盖的玉米产量分别比不覆盖高24.02%、24.90%,差异显著(P<0.05)。【结论】玉米秸秆覆盖能够提高土壤养分与水分,调节土壤温度,增加玉米产量。     

秋耕覆盖对马铃薯生长及水分利用效率的影响

在宁南旱区,采用免耕、深松、翻耕结合秸秆、地膜等覆盖耕作措施,以翻耕不覆盖为对照,研究覆盖耕作模式下休闲期土壤的蓄水保墒效果、马铃薯生育期土壤水分的变化特征及对作物生长、产量及水分利用效率的影响.结果表明:在休闲末期,不同覆盖耕作处理下0~200 cm土层土壤蓄水量均比休闲初期明显提高.与翻耕不覆盖处理相比,免耕覆盖地膜、深松覆盖地膜和翻耕覆盖地膜处理0~200 cm土层土壤蓄水量分别比对照处理提高7.6%,9.3%和8.0%.马铃薯生育前期,覆盖地膜结合不同耕作措施下0~200 cm土层土壤蓄水量最高,生育中后期覆盖秸秆结合不同耕作处理对0~200 cm土层土壤保水效果最佳.覆盖地膜结合不同耕作处理能促进马铃薯生育前期的生长,生育中后期以覆盖秸秆结合不同耕作处理促进作用最为显著.不同覆盖耕作处理均能提高马铃薯的产量和水分利用效率,增产效果以免耕覆盖秸秆、深松覆盖秸秆和翻耕覆盖秸秆处理最为显著,分别较对照组增产51.2%,42.8%和35.3%,水分利用效率分别比对照组提高50.0%,42.3%和32.3%.可见,覆盖秸秆结合不同耕作处理的增产效果和提高水分利用效率最高.     

碎麦秸垫膜覆盖对土壤水热及食葵生长的影响

以西北旱区河西民勤灌区为研究区,2017年采取田间监测试验与室内机理试验相结合、田间小区控制试验和理论分析相结合的研究方法,对食葵进行不同方式覆盖种植,覆盖方式设有3个水平:无覆盖（CK）、秸秆覆盖（S）和碎麦秸垫膜覆盖（SF）,灌溉定额采用当地农户普遍采用定额900 m3/hm2,观测分析不同覆盖方式下0～120 cm土壤含水量、土壤温度和食葵产量,从而选择最优覆盖方式。试验结果表明:整个生育期内土壤贮水量在不同覆盖方式下均表现为SF＞S＞CK,秸秆覆盖（S）、碎麦秸垫膜覆盖（SF）较无覆盖（CK）提高了2.1%和12.9%;观测6个土层（0、5、10、15、20和25 cm）地温,不同覆盖方式下地温均随土层深度增加而下降,S和SF处理下的地温较CK散失更缓慢,有一定保温效果;不同覆盖方式下食葵的株高、茎粗和叶面积在各个生育期均表现为SF＞S＞CK,SF处理下湿基含水率也高于其他两种方式。从食葵生物产量和土壤贮水量结果分析,试验区食葵种植使用碎麦秸垫膜覆盖有较好的保墒增产效果。      

保护性耕作措施对豌豆和春小麦生长及产量的影响

通过不同覆盖方式(不覆盖,覆草,覆地膜)下保护性耕作试验,对套种春小麦和豌豆的生育期、基本苗数、干物质、土壤水分和产量进行调查和测定,研究春小麦和豌豆的产量及水分利用效率。结果表明,免耕覆膜、传统耕作覆膜条件下水分利用效率、产量明显高于传统耕作不覆盖、传统耕作并将秸秆翻入、免耕覆秸秆和免耕不覆秸秆的处理,而基本苗数和前期的干物质积累量却低于传统耕作不覆盖、传统耕作并将秸秆翻入、免耕覆秸秆和免耕不覆秸秆处理。因此,免耕覆膜、传统耕作覆膜种植是黄土高原西部半干旱区相对较好的保护性耕作措施。     

不同覆盖和水分处理对夏玉米生长发育和耗水特性的影响

在防雨棚下的测坑,研究了夏玉米在3种土壤水分下限控制条件下(占田间持水量的75%、65%和55%)不覆盖、地膜覆盖以及秸秆覆盖对作物生长发育、产量、耗水量以及水分利用效率(WUE)的影响.结果表明:地膜和秸秆覆盖的株高、叶面积指数、产量和水分利用效率均大于不覆盖;高水分秸秆覆盖的株高和叶面积指数高于地膜覆盖和无覆盖,中、低水分时地膜覆盖的株高和叶面积指数高于秸秆覆盖和无覆盖;中水分秸秆覆盖的增产效果最好,增产率为44.80%,高水分地膜覆盖的增产效果最差,增产率仅为9.32%;高、中水分条件下地膜覆盖的WUE提高率最大,分别为19.09%和50.64%,而低水分条件下秸秆覆盖的WUE提高率最大.由此可见,地膜和秸秆覆盖效应各有优势,土壤水分下限控制在田间持水量的65%时覆盖效果最佳.     

秸秆覆盖对沟灌夏玉米根系分布及产量影响

[目的]探究夏玉米根系分布、水分利用效率及产量对沟灌种植下不同秸秆覆盖方式的动态响应.[方法]在河套灌区开展不同耕作模式的小区试验,试验设常规垄覆膜沟灌(FM)、垄覆秸秆沟灌(FLJ)、沟覆秸秆沟灌(FGJ)、垄沟覆秸秆沟灌(FLGJ)4个处理.研究了夏玉米各土层的根长密度、作物耗水量、产量及其相关指标,[结果]沟灌种...     

斥水土的保水性在农业方面的研究

在砂土中加入十八胺使其具有斥水性,对斥水土在农业方面的应用展开研究,在室外采用铺盖斥水土、覆膜及不覆膜三种方式在相同的自然环境下进行辣椒的种植,对比分析各种植方式的累积浇水量、株高、径粗、同期采摘的辣椒质量等参数;同时采用温纳四极法在同等土壤环境条件下对铺盖斥水土的区域和不做保水措施的天然土壤区域的土壤电阻率分别进行雨前、雨后的对比分析。试验发现：在辣椒前期生长中,铺盖斥水土区域的辣椒浇水量在三者中最少,同期辣椒产量略少于覆膜区域且远超过未覆膜区域,株高偏低,径粗最小;在测量土壤电阻率时,铺盖斥水土区域的电阻率降雨前后均比自然土壤区域的电阻率小,降雨前后电阻率值的变化幅度也较小。试验表明,斥水土可以降低天然土壤内部的水分运动速率,对减少土壤内部水分蒸发具有明显的效果,有利于作物的生长,为干旱地区提供新的保水措施思路。     

斥水土保水性在农业中的应用

在砂土中加入十八胺使其具有斥水性,对斥水土在农业方面的应用展开研究,在室外采用铺盖斥水土、覆膜及不覆膜3种方式在相同的自然环境下进行辣椒的种植,对比分析各种植方式的累积浇水量、株高、径粗、同期采摘的辣椒质量等参数;同时采用温纳四极法在同等土壤环境条件下对铺盖斥水土的区域和不做保水措施的天然土壤区域的土壤电阻率分别进行雨前、雨后的对比分析。试验发现:在辣椒前期生长中,铺盖斥水土区域的辣椒浇水量在3者中最少,同期辣椒产量略少于覆膜区域但远超过未覆膜区域,株高偏低,径粗最小;在测量土壤电阻率时,铺盖斥水土区域的电阻率降雨前后均比自然土壤区域的电阻率小,降雨前后电阻率值的变化幅度也较小。试验表明,斥水土可以降低天然土壤内部的水分运动速率,对减少土壤内部水分蒸发具有明显的效果,有利于作物的生长,为干旱地区提供新的保水措施思路。      

砾石覆盖条件下土壤水热效应对冬小麦田CO2排放的影响

通过2年田间试验,采用静态暗箱-气象色谱法监测冬小麦田CO_2排放速率和通量,并计算了生态系统净交换和收获指数。试验设置无覆盖对照(CK)、无覆盖补灌对照(WCK)、砾石覆盖(GM)和砾石覆盖补灌(WGM)4个处理。结果表明:2个生长季内砾石覆盖补灌处理各阶段土壤含水率和温度平均最高,其次为砾石覆盖处理,说明砾石覆盖的保水保温效果明显;土壤温度的变化规律与CO_2排放规律相同,土壤含水率变化规律与CO_2排放规律相反,土壤温度和含水率变化对CO_2排放具有显著的交互作用(P0.05);对影响农田生态系统CO_2排放的冬小麦生长参数和土壤理化特性进行相关矩阵和主成分分析,CO_2排放的分布与CK和WCK对照处理分布相似度较高,与GM和WGM砾石覆盖处理则完全相反;产量、收获指数、生态系统净交换的分布与WGM处理最为接近,其次为GM处理,说明砾石覆盖处理提高了产量,促进了生态系统净交换,降低了CO_2排放量。砾石覆盖结合关键生育期补充灌水的田间管理方式能有效改善土壤水热状况,减少农田生态系统CO_2排放。     

Effects of tied ridges and mulch on barley (Hordeum vulgare) rainwater use efficiency and production in Northern Ethiopia

Two alternative in situ area rainwater conservation practices (tied ridging and mulching) were evaluated for four seasons (2004, 2007, 2008 and 2009) at an experimental station in Mekelle, Ethiopia. The objectives were to evaluate the performance of barley as influenced by mulch and tied ridge and to understand the relationships of rainfall and runoff on barley fields. About 16-30% of the seasonal rainfall resulted in runoff when barley was grown without water conservation, whereas the in situ conservation practices resulted in significantly low runoff. Tied ridging and mulching increased the soil water in the root zone by more than 13% when compared with the control. Consequently, grain yield and rainwater use efficiency increased significantly with tied ridging but not with mulching. Tied ridging increased the grain yield over the control at least by 44% during below average rainfall years. Neither mulching nor tied ridging were significantly different from the control when the seasonal rainfall was above average. Since rainfall is often unreliable, we recommend tied ridging as a water conservation technique for loams in the study area in order to mitigate the effect of drought stress in barley. However, tied ridges could be carefully opened when excess water is expected to cause waterlogging.