旱地全膜双垄沟播玉米适宜覆膜时间研究

播前全膜双垄沟播技术未能最大限度保蓄土壤水分,实现秋雨春用.以秋季、顶凌、播前3个时间覆膜为处理,进行了为期3a的小区试验,探讨了甘肃省旱作区全膜双垄沟播技术的适宜覆盖时间.结果表明,秋季全覆膜、顶凌全覆膜较播前全覆膜在播前→出苗→拔节期0-100 Cm土壤平均含水量分别增加2.7%和1.5%;1 m土壤贮水量分别相当于增加245～501 m3/hm2,138～317 m~3/hm~2;降水利用率分别增加了8.5%和5.6%;水分利用效益分别增加了5.54和2.88 kg/(mm·hm~2).秋季和顶凌全膜双垄春季沟播技术是海拔2 300 m以下,年降雨350～500 mm的干旱、半干旱旱作农业区玉米降水高效利用的技术模式.以秋末土壤封冻前(一般10月中下旬至11月初)及早春土壤昼消夜冻时(一般3月上中旬)覆膜为宜.     

覆膜方式对山旱地油菜复种菜豆产量及水分利用效率的影响

研究了覆膜方式对山旱地油菜收后复种架豆王的产量和水分利用效率的影响。结果表明,全膜双垄沟播模式架豆王植株性状最优,生育期0～40 cm土壤含水量最高;水分利用效率为151.03 kg/(mm·hm2),较半膜平铺提高了34.26 kg/(mm·hm2);折合产量为23 125.0 kg/hm2,较半膜平铺增产21.92%。全膜双垄沟播可作为天水市山旱地油菜收后复种架豆王的主要栽培方式。     

玉米二元覆盖农田水分动态及水分利用效率研究

旱地玉米采用垄面覆膜、垄沟覆不同用量麦草的二元覆盖试验结果表明:随麦草覆盖量的增加土壤保墒效果明显;其中0~100cm土层土壤玉米全生育期累积贮水量5250kg/hm2和9750kg/hm2的麦草覆盖处理比垄面覆膜垄沟未覆麦草处理平均增加146.2mm,水分利用效率提高16.67%~28.65%,降水利用率提高12.39%~18.29%,玉米增产12.10%~18.15%。     

不同种植和施肥方式对旱地春玉米土壤水分含量及其水分利用效率的影响

缺水和缺肥影响着半干旱地区春玉米的发展,为了探讨不同种植和施肥方式下春玉米土壤水分的动态变化和利用效率,采用田间定位试验,设全膜双垄沟播(F)、半膜平作(H)和裸地平作(O)3种种植方式,配套优化施肥(OPT)、农民习惯施肥(FP)和不施肥(CK)3种施肥水平,测定了春玉米各生育时期的土壤含水量、产量和产量构成因子,分析了不同处理的土壤耗水量、贮水量、含水量垂直变化以及水分利用效率。结果表明:以F种植方式和OPT施肥耦合效应最优,产量、水分利用效率和耗水量均以F-OPT处理最高,分别为12 900kg/hm2,27.9kg/(hm2·mm)和246.2mm,与O-CK相比,产量和水分利用效率分别提高168.7%和106.2%;H和O种植方式下OPT施肥水分利用效率和产量并未提高(与FP相比);春玉米在灌浆期间耗水量最大,收获后F-OPT土壤水分相比播前出现亏缺,其他处理均得到补偿,其中FOPT在收获后140cm土层附近土壤含水量小于10%。因此,半干旱地区全膜双垄沟播下优化施肥可显著提高春玉米产量和水分利用效率,但长期种植不利于春玉米可持续生产。     

大豆不同种植模式试验

以齐黄34为材料,研究了不同种植模式对大豆产量的影响。结果表明,全膜等距微垄沟播种植模式下的大豆折合产量最高,为2 845.57 kg/hm2,较露地点播增产75.6%;全膜覆土穴播次之,为2 678.97 kg/hm2,较露地点播增产65.3%;全膜双垄沟侧播排第3,为2 548.40 kg/hm2,较露地点播增产57.2%。全膜等距微垄沟播种植模式下的大豆产量优于全膜覆土穴播种植模式和全膜双垄沟侧播种植模式,推荐为大豆种植的最佳模式。     

3种不同起垄种植模式对大豆产量的影响

以齐黄34为指示品种,在2015年相同密度试验的基础上,2016年再度在环县进行了全膜双垄沟播、全膜覆土穴播和全膜等距微垄沟播等3种不同大豆起垄种植模式试验。结果表明,全膜等距微垄沟播种植模式下的大豆折合产量最高,为3 277.8 kg/hm2,较对照增产80.2%;全膜覆土穴播次之,为2 976.1 kg/hm2,较对照增产63.6%;全膜双垄沟侧播排第3,为2 800.5 kg/hm2,较对照增产54.0%。全膜等距微垄沟测播种植模式下的大豆产量仍优于全膜覆土穴播和全膜双垄沟侧播,推荐为大豆种植的最佳模式。     

减穴增株在半干旱区全膜双垄沟播玉米上的应用研究

为进一步优化全膜双垄沟播玉米生产技术,2020 — 2022年在甘肃省中部半干旱雨养农业区研究了玉米减穴增株高产高效栽培技术。试验采用全膜双垄沟播技术,设每穴留苗1株(对照)、留苗2 株、留苗3 株、留苗4株4个处理,观察各处理下玉米经济性状、生育期和产量。结果表明,在密度相同的情况下,全膜双垄沟播玉米每穴留苗3株、4株主要性状明显优于每穴留苗1株。每穴苗4株玉米折合产量为7 723.48 kg/hm2,较每穴留苗1株增产723.48 kg/hm2,增产率10.34%;每穴留苗3株为7 549.24 kg/hm2,较每穴留苗1株增产549.24 kg/hm2,增产率7.85%,增产效果明显。该种植模式适宜在海拔2 000 m以下、年降水量350～500 mm的半干旱雨养农业区应用。     

不同覆膜方式对玉米产量和节水保墒的影响

为验证在控制灌水量的前提下不同覆膜方式玉米增产效果,试验研究探讨了不同覆膜方式对灌水量、土壤温度、土壤湿度和玉米性状及产量影响。结果表明,在相同灌溉约束条件下,全膜平铺覆土全生育期灌水总量最少,但其土壤含水量、水分利用效率、产量均高于全膜双垄沟灌和半膜平作畦灌处理,节水保墒效果及增产效果明显;不同覆膜方式对土壤温度影响无差异,不会对玉米生长产生影响;全膜平铺覆土玉米产量最高为14 763 kg/hm~2,分别比全膜双垄沟灌、半膜平作畦灌处理增产4.18%、31.3%。     

黄土高原沟谷地春玉米不同耕作覆膜方式水温效应的研究

试验研究黄土高原沟谷地春玉米不同耕作覆膜的水温效应结果表明,秋耕起垄顶凌覆膜(秋垄顶盖)比对照(秋耕播盖)播前0~200cm土层土壤多贮水56.35mm,生育前期(出苗~抽雄吐丝期)多贮水64.63~104.42mm,0~10cm土温提高1.1~1.5℃,旱年玉米产量达5652.0kg/hm2,增产37.12%,水分利用效率达19.57kg/m3,提高1.93kg/m3。     

栽培方式对玉米根系生长及水分利用效率的影响

为进一步明确我国西北地区全膜双垄沟播玉米栽培技术的增产机理,为干旱半干旱地区玉米高产栽培提供理论与技术支持,2008—2009年采用田间试验方法,研究了7种不同栽培方式对陇东地区旱地玉米根系时空分布、产量及水分利用效率的影响。结果表明:不同栽培方式下玉米根系长度和根干重均随生育期的推进逐渐增加,且随土层的加深呈逐渐下降趋势。其中,全膜双垄沟播等行距种植模式0~150 cm土层玉米根系长度显著大于半膜双垄沟播、常规地膜覆盖和露地种植模式(P<0.05);120~150 cm土层根长百分比表现为全膜双垄沟播撮苗种植模式最大,全膜双垄沟播等行距种植模式次之,露地种植模式最小;根干重主要集中在0~30 cm土层,且垄沟>垄中,全膜双垄沟播>常规覆膜>半膜双垄沟播,等行距种植>撮苗种植;与半膜双垄沟播、常规地膜覆盖和露地种植模式相比,全膜双垄沟播等行距种植玉米籽粒产量分别提高17.72%、22.01%和47.00%,水分利用效率分别提高6.41%、18.54%和43.57%,是陇东地区旱作玉米的最佳栽培方式。     

旱地玉米抗旱覆膜方式研究

针对陇东旱作农业区年降水量少、季节分布不均,特别是玉米生产中春旱严重等问题,研究了6种不同覆膜方式对旱作玉米水分利用效率、土壤水分变化、生育时期、出苗率、产量及经济效益的影响。结果表明,双垄面全膜覆盖沟播种植技术能够把小于5mm的无效降水蓄积起来,最大限度地减少了玉米棵间蒸发,提高自然降雨的利用效率,提高出苗率和出苗速度,提早成熟,增产效果明显,经济效益显著,是陇东旱地玉米有效的抗旱覆膜方式。     

覆盖方式对旱地马铃薯阶段耗水量特征和产量的影响

为明确不同覆盖方式对旱地马铃薯田土壤耗水、耗水规律、水分利用效率、产量及产量形成的影响,在陇中半干旱农区设置了玉米秸秆带状双行覆盖(SSM2)、玉米秸秆带状单行覆盖(SSM1)、玉米秸秆全覆盖(SFM)、地膜春覆盖(PMS)和地膜秋覆盖(PMA)5种覆盖方式,以传统露地平作为对照(CK)。结果表明:2年试验中,玉米秸秆带状覆盖和地膜覆盖处理土壤贮水消耗量较CK分别增加13.5,14.8 mm。玉米秸秆带状覆盖能显著提高降水对马铃薯耗水贡献率,不同降雨年型内均以SSM2处理贡献率最高,2年分别为95.6%和94.3%。于CK相比,覆盖处理均降低了生育前期(播种-块茎形成期)耗水量,地膜覆盖显著增加了生育中期(块茎形成期-淀粉积累期)耗水量,玉米秸秆带状覆盖显著增加了生育后期(淀粉积累期-收获期)的耗水量。玉米秸秆带状覆盖和地膜覆盖分别能使马铃薯干薯产量增加27.9%和24.2%,干薯水分利用效率提高23.1%和19.3%。综上可知,玉米秸秆带状覆盖处理能显著增加马铃薯生育时期内农田土壤贮水消耗量,并改善马铃薯生育前期和生育后期耗水,减少旱地马铃薯农田无效耗水,能显著提高马铃薯干薯产量和水分利用效率。     

渭北旱塬区不同沟垄覆盖模式对春玉米土壤温度、水分及产量的影响

为提高旱作区降水利用率,改善作物的水分有效性,于2007-2010年在陕西合阳县旱农试验站,设置了垄上覆地膜,沟内分别覆普通地膜、生物降解膜、玉米秸秆、液体地膜和沟不覆盖5个不同沟垄覆盖栽培模式。以传统平作为对照,研究了不同沟垄覆盖栽培模式对春玉米田土壤温度、水分及产量的影响,并对其经济效益进行了比较分析。4a结果表明,沟覆普通地膜和沟覆生物降解膜处理玉米苗期5～25cm平均土壤温度分别较对照增高2.4和2.1℃;沟覆玉米秸秆处理较对照降低1.7℃。不同集雨处理均能显著改善玉米前期土壤水分,而后期沟覆玉米秸秆、沟覆液体地膜和和沟不覆盖处理0～200cm土层土壤贮水量与对照无差异,沟覆普通地膜和沟覆生物降解膜处理下层土壤贮水量低于其他处理。沟覆生物降解膜、沟覆普通地膜和沟覆玉米秸秆处理增产效果显著,4a平均产量分别较对照增产35.2%、34.7%和33.6%,平均水分利用效率提高30.6%、30.2%和28.6%。沟覆玉米秸秆处理净收入最高,生物降解膜次之,4a平均净收入分别较对照增加3299和2752元/hm2。因此,垄覆普通地膜沟覆秸秆和垄覆普通地膜沟覆生物降解膜处理在改善土壤水温效应的同时能显著增产增收,是渭北旱塬区春玉米的高效栽培模式。     

覆膜时期与施氮量对旱地玉米土壤耗水特征及产量的影响

为了研究覆膜时期与施氮量对陇东旱地春玉米田土壤耗水特征、产量及籽粒品质的影响,达到高产高效优质生产的目的。采用大田试验方式,运用裂区设计,主处理为覆膜时期,设秋季覆膜(休闲期覆膜)和春季覆膜(播前覆膜)2个水平,副处理为施氮量,分别为施纯N 0(CK),75(N75),150(N150),225(N225),300(N300),375(N375),450(N450)kg/hm2 7个施氮水平。测定了春玉米休闲期与各生育时期0—300cm土壤含水量、产量性状、干物质积累及籽粒品质。结果表明:(1)秋季覆膜能显著提高0—200,0—300cm土壤贮水量,较春季覆膜增幅分别为54.0～97.7,53.9～108.8mm。(2)无论何时覆膜,长期施氮较CK极显著降低了各生育时期0—300cm土壤贮水量。(3)休闲期覆膜较不覆膜极显著降低了土壤耗水量,减少幅度为47.2～55.7mm。(4)全生育期各处理玉米耗水量基本呈前期少、中期多、后期少的趋势,秋季覆膜较春季覆膜增幅为38.6～86.7mm,与播前底墒密切相关。(5)无论何时覆膜,施氮225kg/hm2春玉米产量和水分利用效率均较高,超过225kg/hm2时,产量下降。各施氮处理平均产量秋季覆膜较春季覆膜增加5.2%。各生育时期干物质积累量和收获指数以施N 225kg/hm2较高。另外,施氮极显著影响粗蛋白、粗脂肪和灰分含量。因此,覆膜尤其是秋季覆膜垄沟种植结合施氮225kg/hm2能明显提高春玉米产量和水分利用效率,优化产量构成,改善籽粒品质,是陇东旱塬区玉米高效优质生产的适宜种植模式。     

秋闲期秸秆覆盖与氮肥减施对旱地冬小麦干物质积累、结实特性和产量的影响

[目的]研究秋闲期秸秆覆盖对旱地小麦播前土壤墒情和小麦生产特性的影响以及减少氮肥用量的可行性,为四川旱地小麦高产高效管理提供理论依据.[方法]于2016―2018年在四川省仁寿县四川农业大学试验基地开展冬小麦–夏玉米轮作田间定位试验,供试作物为冬小麦.试验采用裂区设计,主区为夏玉米秸秆粉碎覆盖(SM)和不覆盖(NM);...     

秸秆还田结合秋覆膜对半干旱区春玉米的影响*1

2013-2015年在农业部阜新农业环境与耕地保育科学观测实验站,设置秸秆还田(S)和秸秆还田结合秋覆膜（AM+S）两个春玉米种植处理,其中秸秆还田仅在2013年秋季进行,以裸地种植春玉米为对照(CK)。采用EcH2O土壤水温数据采集器实时观测不同处理的土壤水分和温度动态,结合玉米生长特性,研究秸秆还田结合秋覆膜对春玉米生长和水分利用效率的影响。结果表明,AM+S处理极显著增加了0-50cm土层的地积温和土壤体积含水量,增加了春玉米的耗水量,2014年和2015年春玉米播前1m土层分别较CK多贮水83.92mm和92.68mm。但2014年各处理籽粒产量差异不显著,AM+S处理春玉米水分利用效率显著低于CK和S处理;而在2015年,AM+S处理显著促进了玉米干物质积累,增加春玉米产量,春玉米产量和降水利用效率分别达到13560kg·hm-2、58.52kg·hm-2·mm-1,较CK和S处理分别同时提高97.96%和62.83%,籽粒产量水分利用效率(WUE)达到47.09kg·hm-2·mm-1,较CK和S处理处理分别提高90.34%和65.58%。本研究表明,在雨养农田较干旱的年份,采用秸秆一次性还田结合秋季覆膜技术,是解决半干旱区秸秆过剩,提高半干旱地区春玉米翌年产量和农田水分利用效率的较优方案。     

秸秆还田结合秋覆膜对半干旱区春玉米的影响

2013-2015年在农业部阜新农业环境与耕地保育科学观测实验站,设置秸秆还田(S)和秸秆还田结合秋覆膜（AM+S）两个春玉米种植处理,其中秸秆还田仅在2013年秋季进行,以裸地种植春玉米为对照(CK)。采用EcH2O土壤水温数据采集器实时观测不同处理的土壤水分和温度动态,结合玉米生长特性,研究秸秆还田结合秋覆膜对春玉米生长和水分利用效率的影响。结果表明,AM+S处理极显著增加了0-50cm土层的地积温和土壤体积含水量,增加了春玉米的耗水量,2014年和2015年春玉米播前1m土层分别较CK多贮水83.92mm和92.68mm。但2014年各处理籽粒产量差异不显著,AM+S处理春玉米水分利用效率显著低于CK和S处理;而在2015年,AM+S处理显著促进了玉米干物质积累,增加春玉米产量,春玉米产量和降水利用效率分别达到13560kg·hm-2、58.52kg·hm-2·mm-1,较CK和S处理分别同时提高97.96%和62.83%,籽粒产量水分利用效率(WUE)达到47.09kg·hm-2·mm-1,较CK和S处理处理分别提高90.34%和65.58%。本研究表明,在雨养农田较干旱的年份,采用秸秆一次性还田结合秋季覆膜技术,是解决半干旱区秸秆过剩,提高半干旱地区春玉米翌年产量和农田水分利用效率的较优方案。     

年际间周年覆盖保水对旱地小麦植株氮素利用的调控研究

为深入探索旱地小麦覆盖保水、增产、高效栽培技术途径,于2011—2014年在山西农业大学闻喜试验基地,以夏季覆盖渗水地膜与不覆盖为主区,以生育期膜际条播、常规条播为副区,研究年际间周年覆盖对麦田土壤水分运行和植株氮素积累、利用及氮效率的影响。结果表明:夏季覆盖提高播前3m内土壤水分,其保水效果可至孕穗期,且采用膜际条播效果更佳。夏季覆盖提高各生育时期植株氮素积累量,丰水年效果显著,提高27~31kg/hm~2,且采用膜际条播,夏季覆盖条件下欠水年提升空间较大,提高2~8kg/hm~2。夏季覆盖促进丰水年花前叶片和穗中氮素运转,促进平水年和欠水年茎秆+茎鞘中氮素运转,提高花前氮素运转量及对籽粒的贡献率,尤其欠水年;且采用膜际条播促进平水年茎秆+茎鞘和欠水年叶片中氮素运转,提高花后氮素积累量及对籽粒的贡献率。夏季覆盖提高氮素利用效率和氮素生产效率,欠水年采用膜际条播氮素吸收效率效果更佳;且采用膜际条播提高氮素吸收效率,欠水年夏季覆盖条件下氮素生产效率影响较大。结果还表明,夏季覆盖后,丰水年和平水年单位花后氮素积累量的增产效果较好,每增加1kg/hm~2可增产176~224kg/hm~2,而欠水年单位花前氮素运转量的增产效果较好,每增加1kg/hm~2可增产142~185kg/hm~2;采用膜际条播较常规条播,丰水年和平水年单位花前氮素运转、单位花后氮素积累的增产量均较大,欠水年夏季覆盖条件下采用膜际条播单位花后氮素积累量的增产量较大,每增加1kg/hm~2可增产234kg/hm~2。总之,周年覆盖有利于植株氮素吸收、运转,实现旱地小麦高产高效。     

氮肥施用和地膜覆盖对旱作春玉米氮素吸收及分配的影响

【目的】通过田间试验探究黄土旱塬氮肥施用和地膜覆盖对春玉米干物质累积、产量和氮素吸收利用的影响。【方法】田间试验于2016年和2017年在中国科学院水利部水土保持研究所长武黄土高原农业生态试验站进行。该站位于陕西省咸阳市长武县洪家镇,地貌为高原沟壑区,地带性土壤为黑垆土,供试作物为春玉米。试验采用裂区设计,主区为地膜覆盖和不覆盖,副区为4个施氮水平(0、100、250和400 kg/hm^2)。在玉米六叶期(V6)、十叶期(V10)、吐丝期(R1)、乳熟期(R3)及完熟期(R6) 5个时期采集植株样品,测定生物量并按照需要分为不同部位测定植株全氮含量。【结果】1)氮肥施用和地膜覆盖显著提高春玉米籽粒产量,地膜覆盖条件下氮肥提高春玉米籽粒产量效果更显著。地膜覆盖条件下施氮量250 kg/hm^2和400 kg/hm^2处理春玉米籽粒获得高产,产量达12.8～16.4 t/hm^2,两个施氮量间春玉米籽粒产量差异不显著;不覆盖条件下,施氮量400kg/hm^2处理春玉米籽粒产量显著低于250 kg/hm^2处理。2)氮肥施用和地膜覆盖及二因素互作显著提高春玉米花前和花后氮素累积量,二因素互作对春玉米花后氮素和干物质累积作用较花前更大,地膜覆盖条件下施氮处理花后氮素和干物质累积量比例分别为51.5%～54.9%和51.1%～59.9%,为春玉米籽粒产量提高奠定物质基础,地膜覆盖条件下施氮量250 kg/hm^2和400 kg/hm^2处理可获得高的花前和花后氮素和干物质累积量,但施氮量400 kg/hm^2处理的氮素和干物质累积量与施氮量250 kg/hm^2处理的均差异不显著。3)由于氮肥施用和地膜覆盖互作显著提高花前氮素累积和促进花后的生长发育,二因素协同促进春玉米营养器官氮素转移量,地膜覆盖条件下施氮量250 kg/hm^2和400 kg/hm^2处理均能有效促进花前储存更多的氮素向籽粒转运,提高花后期氮同化量,促进籽粒产量的提高。相同覆盖条件下,施氮量400 kg/hm^2处理营养器官氮素转移量与施氮量250 kg/hm^2差异不显著。4)地膜覆盖显著提高相同施氮量下氮肥农学效率和氮肥偏生产力;地膜覆盖和氮肥用量及二因素互作显著提高氮收获指数,地膜覆盖条件下,施氮量250 kg/hm^2和400 kg/hm^2处理可获得较高的氮收获指数,氮收获指数达65.1%～75.4%,但施氮量250 kg/hm^2和400 kg/hm^2处理氮收获指数差异不显著。【结论】在该试验条件下,氮肥施用和地膜覆盖互作显著提高春玉米花前和花后的氮素吸收和干物质累积,但二因素互作对春玉米花后氮素吸收和干物质累积影响更大,从而促进了营养器官氮素转移,提高了春玉米产量和氮收获指数。