陇中半干旱区不同覆盖种植方式对土壤水热效应和玉米产量的影响

【目的】探讨黄土高原半干旱区不同覆盖种植方式对土壤水热效应及春玉米产量和水分利用效率的影响,为优化陇中旱作农业区春玉米农田土壤水热环境,提高作物产量提供依据。【方法】于2015—2016年在甘肃省榆中县石头沟省级旱作农业示范点开展田间定位试验,设平地全膜覆盖（WM）、平地半膜覆盖（HM）、隔沟覆膜垄播（MRM）、全膜双垄沟播（WRF）、秸秆覆盖（SM）和露地平播（CK）6种种植方式,测定分析春玉米各生育时期土层剖面水热状况、物候特征、不同生长阶段耗水特性和水分利用效率,以及收获后春玉米产量与水分利用效率。【结果】与露地平作（CK）相比,地膜覆盖处理较CK具有增温效应,全生育期土壤平均增温2.42℃,而SM处理表现为降温效应,平均降温0.36℃,且该调节效应主要表现在苗期,随后温度调节效应逐渐减弱;MRM、WRF、HM和SM处理在春玉米整个生育期内保墒效果显著,而WM处理不利于降水收集,仅在春玉米生长前期具有保墒效果,而在中后期随作物耗水增加,土壤含水率低于CK;春玉米在生长中期（拔节至吐丝）耗水最多,生长后期（吐丝至成熟）次之,生长前期（出苗至拔节）耗水最少,其中地膜覆盖耗水量大于秸秆覆盖,全膜覆盖耗水量大于半膜覆盖;地膜覆盖能显著提高春玉米中前期水分利用效率,其中生育前期和中期分别以HM和WRF处理提高幅度最大,2年平均较CK分别提高250.68%和61.30%;地膜覆盖种植方式在增温、促进耗水作用下使春玉米各生育期提前并增加单株干重,最终表现为产量和水分利用效率的提高,其中以WRF和MRM处理增产和提高水分利用效率效果最为显著,产量较CK分别平均增加171.40%和155.05%,水分利用效率分别平均增加142.80%和125.44%。【结论】垄沟集雨种植方式可明显改善黄土高原半干旱地区土壤水热环境,增加玉米物质积累量,其中全膜双垄沟播种植方式的玉米产量和水分利用效率最佳。     

西北黄土高原旱地全膜双垄沟播种植对玉米 季节性耗水和产量的调节机制

【目的】从玉米季节性耗水调节产量和水分利用效率的角度,揭示旱地全膜双垄沟播的增产机制。【方法】通过测定土壤温度、含水量、玉米地上干物质和产量及其构成因子,以及计算土壤温度梯度等,探讨旱地全膜双垄沟播对玉米季节性耗水和产量的调节机制。【结果】全膜双垄沟播（PMF）和全沙覆盖平作（SM）对玉米生长期的水分环境有显著的调节作用。与裸地平作（CK）相比,PMF和SM能提高地温最低点玉米全生育期土壤温度梯度和地温最高点玉米拔节前土壤温度梯度,在显著高于CK和地温最高、最低点反方向温度梯度驱动下实现了对土壤水分的调节,使玉米在需水较少阶段保蓄更多的水分以供需水盛期利用;各处理玉米耗水高峰出现的时期与当年降雨分布密切相关,PMF和SM可以促进玉米拔节后耗水,其中灌浆期增加最为显著,该时期PMF和SM的耗水量分别较CK增加237.7%和83.1%,差异显著（P＜0.05）;其次是拔节-抽雄期,分别较CK增加31.8%和27.4%,差异显著（P＜0.05）;玉米收获指数分别提高132.5%和116.1%。【结论】PMF能够增大土壤温度梯度,减少前期地表蒸发为主的水分耗散,保蓄更多水分供后期使用;在后期雨季能够充分利用降水,促进籽粒形成和灌浆,表现较高的穗粒数和百粒重,显著提高产量和水分利用效率。     

陇中半干旱区不同覆盖种植方式对土壤水热效应和玉米产量的影响

【目的】探讨黄土高原半干旱区不同覆盖种植方式对土壤水热效应及春玉米产量和水分利用效率的影响,为优化陇中旱作农业区春玉米农田土壤水热环境,提高作物产量提供依据。【方法】于2015—2016年在甘肃省榆中县石头沟省级旱作农业示范点开展田间定位试验,设平地全膜覆盖(WM)、平地半膜覆盖(HM)、隔沟覆膜垄播(MRM)、全膜双垄沟播(WRF)、秸秆覆盖(SM)和露地平播(CK)6种种植方式,测定分析春玉米各生育时期土层剖面水热状况、物候特征、不同生长阶段耗水特性和水分利用效率,以及收获后春玉米产量与水分利用效率。【结果】与露地平作(CK)相比,地膜覆盖处理较CK具有增温效应,全生育期土壤平均增温2.42℃,而SM处理表现为降温效应,平均降温0.36℃,且该调节效应主要表现在苗期,随后温度调节效应逐渐减弱;MRM、WRF、HM和SM处理在春玉米整个生育期内保墒效果显著,而WM处理不利于降水收集,仅在春玉米生长前期具有保墒效果,而在中后期随作物耗水增加,土壤含水率低于CK;春玉米在生长中期(拔节至吐丝)耗水最多,生长后期(吐丝至成熟)次之,生长前期(出苗至拔节)耗水最少,其中地膜覆盖耗水量大于秸秆覆盖,全膜覆盖耗水量大于半膜覆盖;地膜覆盖能显著提高春玉米中前期水分利用效率,其中生育前期和中期分别以HM和WRF处理提高幅度最大,2年平均较CK分别提高250.68%和61.30%;地膜覆盖种植方式在增温、促进耗水作用下使春玉米各生育期提前并增加单株干重,最终表现为产量和水分利用效率的提高,其中以WRF和MRM处理增产和提高水分利用效率效果最为显著,产量较CK分别平均增加171.40%和155.05%,水分利用效率分别平均增加142.80%和125.44%。【结论】垄沟集雨种植方式可明显改善黄土高原半干旱地区土壤水热环境,增加玉米物质积累量,其中全膜双垄沟播种植方式的玉米产量和水分利用效率最佳。     

全膜双垄沟播玉米秸秆膜下带状还田模式对土壤水分和玉米产量的影响

[目的]研究全膜双垄沟播玉米秸秆膜下带状还田模式对土壤水分和玉米产量的影响。[方法]在陇东旱塬区,设计6个处理,研究全膜双垄沟播玉米秸秆膜下还田对玉米农艺性状、产量和土壤水分利用效率的影响。[结果]地表覆盖2 cm还田后玉米农艺性状、生物产量和水分利用效率较全膜双垄沟播不还田显著降低。玉米秸秆膜下带状还田较不还田玉米农艺性状尤其是株高、茎粗有一定的降低,籽粒产量降低0.40%~7.42%,但差异不显著,生物产量显著降低,但经济系数差异不显著。全膜双垄沟播玉米秸秆膜下还田各处理对玉米生长期耗水量和土壤水分利用效率无显著影响。[结论]该研究为采用全膜双垄沟播技术进行秸秆还田提供理论依据。     

覆盖方式对旱地不同熟性马铃薯产量及土壤水分的影响

【目的】了解西北半干旱雨养条件下不同覆盖种植方式对马铃薯产量和水分的影响.【方法】以‘LK99’(早熟)、‘克新1号’(中熟)和‘青薯9号’(晚熟)为材料,设置秸秆带状覆盖(T_1)、地膜覆盖(T_2)和露地平作(CK)3种不同栽培方式,系统研究不同处理的土壤水分、产量和水分利用效率.【结果】与CK相比,T_1鲜薯产量增加13.7%～23.9%,干薯产量水分利用效率(WUE_D)提高34.3%～73.8%;T_2鲜薯产量增加24.7%～44.5%,WUE_D提高42.5%～63.8%.不同品种间鲜薯产量和WUE_D的最大增幅T_1处理均为早熟,T_2处理依次为早熟和中熟.覆盖显著提高单薯质量是增产的主要原因,早、中、晚熟马铃薯平均单薯质量比CK依次增加10.6、19.9和26.4 g.鲜薯产量与耗水量呈显著负相关(r=-0.671~*),与WUE_D呈极显著正相关(r=0.959~(**)).覆盖对各品种的不同时期和土层均具有增墒或降墒的双重效应,增墒作用更为显著,覆盖材料间增墒效果相似,但品种间差异较大,以晚熟品种覆盖土壤含水量较CK提高最显著(1.5%).【结论】秸秆带状覆盖和地膜覆盖均是半干旱雨养农区提高马铃薯产量和高效用水的技术,而秸秆带状覆盖栽培技术可减少污染,提高秸秆资源利用效率.     

渭北旱塬保护性耕作对春玉米产量及水分利用效率的影响

【目的】研究渭北旱塬免耕和传统耕作条件下不同覆盖方式对春玉米产量和水分利用效率的影响,为渭北旱塬春玉米的高产栽培提供参考。【方法】在渭北旱塬以春玉米"沈单10号"为供试材料,以传统耕作不覆盖为对照,研究了传统耕作+秸秆覆盖、传统耕作+地膜覆盖、传统耕作+秸秆地膜双覆盖、免耕不覆盖、免耕+秸秆覆盖、免耕+地膜覆盖、免耕+秸秆地膜双覆盖时春玉米产量和水分利用效率的变化。【结果】免耕秸秆地膜双覆盖对春玉米的农艺性状有明显改善作用,与传统耕作不覆盖相比,其株高增长19.82%,穗位高增长47.55%;免耕和覆盖均可提高春玉米的产量,其中免耕秸秆地膜双覆盖的产量最高,达9 219kg/hm2,比传统耕作不覆盖增产28.89%;秸秆地膜双覆盖可以显著提高春玉米的水分利用效率,与传统耕作不覆盖相比,免耕秸秆地膜双覆盖的水分利用效率提高了40.28%,传统耕作秸秆地膜双覆盖的水分利用效率提高了46.81%。【结论】免耕秸秆地膜双覆盖可以明显提高春玉米的产量和水分利用效率,且对春玉米的农艺性状有一定改善作用。     

不同秸秆还田方式对宁夏扬黄灌区土壤性质及玉米生长的影响

【目的】为探明不同秸秆还田方式对宁夏扬黄灌区土壤理化性质及玉米生长的影响,【方法】试验设置6种秸秆还田方式:秸秆粉碎翻压全量还田(QR),秸秆粉碎翻压全量种还分离还田(QG),全量覆盖还田(QM),秸秆粉碎翻压半量还田(HR),秸秆粉碎翻压半量种还分离还田(HG),半量覆盖还田(HM),以秸秆不还田作为对照(CK),研究其对土壤容重、水分、养分、玉米生长及产量的影响。【结果】不同秸秆还田方式处理下0～40 cm层土壤容重较对照有所降低,总孔隙度明显增加,其中以QR处理效果最佳。不同处理下各生育期0～100 cm层土壤贮水量均以QM处理效果最优,较CK显著增加18.7%,其它处理在生育期后期均高于对照,但差异不显著。在玉米生长后期,各处理0～40 cm层土壤有机碳、全氮、碱解氮、速效磷和速效钾含量较对照均有不同程度增加,以QR表现效果最优,分别较CK增加13.1%、9.4%、15.7%、40.9%、21.4%。QR处理能显著促进玉米生长,其平均株高、茎粗和地上部生物量分别较CK显著增加16.4%、17.5%和15.9%。玉米籽粒产量以QR处理最高,较CK显著增加21.3%,其次为QG、HR、HG处理,分别较CK显著增加19.9%、15.7%和11.8%,而QM、HM处理与CK差异不显著。【结论】通过一年初步研究发现,在宁夏扬黄灌区采用秸秆粉碎翻压全量还田(QR)可有效培肥土壤,促进玉米生长,提高玉米产量。     

少免耕及秸秆还田小麦间作玉米的碳排放与水分利用特征

【目的】利用间作和保护性耕作对土壤碳减排及水分高效利用的潜力,将二者集成于同一系统中以发挥各自的优势并催生彼此间的协同效应,从而建立减排与节水双赢的间作高效种植模式。【方法】以河西绿洲灌区长期规模化种植的小麦间作玉米为研究对象,集成应用保护性耕作的理论与技术,利用带状耕作和秸秆覆盖建立免耕立茬（NTSSI）、免耕秸秆覆盖（NTSI）、少耕秸秆翻压（TISI）和传统收割（CTI）4种处理,并以传统收割单作小麦（SW）和单作玉米（SM）作为对照,系统研究了不同处理土壤呼吸与作物耗水状况。应用土壤呼吸测定系统EGM-4（environmental gas monitor-4,UK,PP system）测定土壤呼吸速率,以此计算不同处理生育期内土壤碳排放总量。用产量与耗水和土壤碳排放量与耗水两种方法计算水分利用效率,客观评价间作系统的水分利用状况。【结果】不同种植模式中,单作玉米土壤呼吸速率最大（1.57 μmol CO₂·m^-2·s^-1）,间作次之（0.83 μmol CO₂·m^-2·s^-1）,单作小麦最小（0.72 μmol CO₂·m^-2·s^-1）;4种秸秆还田方式中,NTSI处理土壤呼吸速率最低,2011与2012年分别较CTI降低了20.4%和11.9%,由此减少碳排放量12.4%。在间作中集成应用带状耕作和秸秆覆盖能有效降低系统耗水总量、增加产量、提高水分利用效率（WUE_GY）,与CTI处理相比,NTSI处理平均减少耗水量达4.1%,增产29.7%,水分利用效率提高15.6%。同时,间作系统的单位耗水碳排放平均降低了5.9%,碳排放效率提高了28.2%。【结论】小麦间作玉米与保护性耕作结合,并集成应用带状耕作及秸秆覆盖技术可使系统的产量、碳排放和耗水得到有效协调,能促进耗水更多转化为作物产量并降低在该转化过程中产生的碳排放,实现碳减排与水分高效利用的协同促进。     

不同方式周年覆盖对黄土高原玉米农田土壤水热的调控效应

【目的】探究黄土高原半干旱区不同覆盖方式调控土壤水、热与持续增产、增效的协同效应,为该区确立高效、环保覆盖方式提供理论依据。【方法】设置塑料地膜全膜覆盖(PM)、降解膜全膜覆盖(BM)、膜垄种植(RH)和秸秆覆盖(SM)4种不同周年覆盖(休闲期+生育期)方式,以裸地不覆盖为对照(CT),通过3年大田定位试验,研究不同覆盖方式对土壤水、热时空动态变化规律及其利用特征的影响。【结果】周年覆盖能有效抑制休闲期土壤水分无效蒸发,提高降水潜在利用效率,PM、BM、RH和SM处理休闲期分别较CT多储水53、51、32和36 mm,降水潜在利用效率分别提高了14%、12%、11%和10%。地膜覆盖增温显著,有效提高了玉米干物质累积速度,缩短了其生育进程,其中PM、BM和RH处理拔节期分别较CT提前了15、8和7 d,成熟期分别提前了17、7和7 d。与CT处理相比,PM、BM和RH处理产量增幅分别为52%、32%和27%,积温生产效率分别提高了57%、15%和58%,水分利用效率分别提高了31%、14%和26%,降水利用效率分别提高了53%、27%和29%,耗水系数则分别降低了33%、21%和22%。SM处理能有效增加玉米生育期土壤储水量,但土壤温度的降低导致其生长发育迟缓,其拔节期和成熟期分别较CT推迟了4 d和5 d,最终产量、水分生产效率和积温生产效率分别降低了21%、18%和9%。PM处理增加了农田耗水量,其季末供水能力分别较BM、RH和SM降低了19、56和86 mm。但PM处理土壤水分平衡受生育中后期降水量影响较大,2015年7—9月降水量较多年平均值减少71 mm,PM处理收获期100—200 cm土层土壤储水量较CT处理减少28 mm,并较土壤稳定度降低5.4 mm,造成深层土壤水分亏缺。【结论】塑料地膜全膜覆盖是黄土高原半干旱区协同提高土壤水、热资源利用效率,增加玉米产量的有效措施,然而在玉米生育中后期遭遇干旱容易引起深层土壤水分亏缺和产量波动;降解膜全膜覆盖和膜垄种植处理的增温和增产效果均弱于塑料地膜全膜覆盖,但更有利于维持土壤水分平衡;秸秆覆盖降温、减产效果明显,不推荐在气温较低的半干旱区应用。     

水分与玉米秸秆还田对小麦根系生长和水分利用效率的影响

【目的】通过两年的防雨棚微区控水试验,探索秸秆还田和水分调控对小麦根系生长、产量及水分利用效率的影响,为提高秸秆还田效果及推广应用秸秆还田技术提供参考。【方法】试验设玉米秸秆粉碎翻压还田（RS）和秸秆不还田（CK）处理;3种土壤水分处理,分别为田间持水量的50%—55%（干旱处理,D）、60%—65%（轻旱处理,SD）和70%—75%（适宜水分处理,N）。测量土壤水分含量、根干重、根干重密度、根系活力、籽粒产量和水分利用效率等指标。【结果】干旱条件下小麦成熟期的次生根数显著降低,与轻旱和适宜水分处理相比,不同生育时期小麦根系活力均显著降低,0—25 cm土层中的根干重密度在不同的生育时期也基本表现为降低趋势,产量下降幅度分别为4.34%—38.30%和14.30%—36.63%,但土壤贮水消耗量分别显著增加7.92%—25.56%和31.34%—90.72%,水分利用效率分别显著增加12.69%—30.09%和11.83%—32.88%。干旱条件下,与CK处理相比,RS处理在返青期和成熟期的单株次生根数分别提高了17.17%—29.41%和5.60%—27.86%,不同生育时期0—25 cm土层中根干重密度降低,花后根系活力及25—50 cm土层中根干重密度的下降幅度增大,产量和水分利用效率分别显著降低了15.02%—19.52%和7.51%—14.56%。轻旱和适宜水分条件下,与CK处理相比,RS处理提高了不同生育时期的单株次生根数,减缓了小麦花后的根系活力及25—50 cm土层中的根干重密度下降幅度,并且增加土壤贮水消耗量,降低灌溉量及总耗水量,除2013—2014年小麦生长季适宜水分条件下不同还田方式间产量和水分利用效率差异未达显著水平外,秸秆还田处理的产量和水分利用效率分别显著提高了6.09%—9.18%和6.77%—11.13%。另外,秸秆还田方式与水分调控的交互作用显著影响小麦产量和水分利用效率。【结论】在较好的土壤水分条件下（轻旱和适宜水分）,秸秆还田对小麦根系生长具有正效应,有利于延缓根系衰老,增加土壤贮水消耗量、产量及水分利用效率,减少灌溉量;而在土壤水分条件较差时进行秸秆还田,小麦产量和水分利用效率显著降低。     

秸秆覆盖对广西甘蔗地土壤水分与结构变化的影响

【目的】探讨秸秆覆盖对广西甘蔗地土壤孔隙结构、孔隙数量、连通性等性质的影响,分析土壤孔隙结构特点及水分运移通道特征,为广西地区甘蔗生产中的科学合理种植提供理论依据。【方法】设秸秆覆盖（SM）与无秸秆覆盖对照（CK）2种处理,利用CT扫描成像技术和ImageJ软件获取土壤孔隙结构数据并测定土壤有机质,结合原位监测获得的5、20、40 cm深度的土壤含水量数据,对比分析不同处理的孔隙结构特点及土壤水分运移通道特征。【结果】SM处理0~10 cm土层的有机质含量显著高于CK （P<0.05,下同）;相同深度下SM处理的土壤含水量均高于CK。0~40 cm土层中,SM处理的土壤孔隙面密度显著大于CK,而CK的土壤孔隙复杂度显著高于SM处理。SM处理的孔隙数量（19190个）、直径≥1 mm孔隙数量（952个）、孔隙度（0.07%）及比表面积（1.64 mm-1）均显著大于CK对应值（9415个,690个,0.06%,1.43 mm-1）。土壤孔隙三维结构显示,CK的总孔隙数量少且多分散在0~20 cm土层,空间分布呈明显的分层现象;而SM处理的总土壤孔隙数量多且均匀分布在整个空间,无明显孔隙分布分层现象,且其连通性孔隙发育较完善。【结论】秸秆覆盖处理可有效提高广西甘蔗地的土壤含水量,增加土壤孔隙数量,从而整体提高土壤孔隙连通性,对土壤孔隙结构改善有一定积极影响,有利于促进甘蔗根系的生长发育。     

覆盖方式对旱地马铃薯产量和水分利用效率的影响

研究不同覆盖栽培方式对马铃薯产量和水分利用效率的影响,结果表明,全膜双垄沟播和垄上覆膜垄沟覆秸秆栽培能显著提高马铃薯的产量和水分利用效率,两处理的产量和水分利用效率较对照分别提高57.79%、36.31%和54.08%、31.42%。土壤贮水量受覆盖栽培方式的影响较大,全膜双垄沟播、垄上覆膜垄沟覆秸秆、麦秸覆盖平作栽培能有效的提高0～110 cm土层的贮水量。     

秸秆覆盖对旱地土壤水分及冬小麦水分利用效率的影响

【目的】研究秸秆覆盖方式与覆盖量对冬小麦田土壤水分及冬小麦产量和水分利用效率的影响。【方法】在陕西渭北旱塬,通过连续2年(2007-2009)的不同秸秆覆盖方式(全程覆盖、生育期覆盖、不覆盖(CK)与不同覆盖量(9000,6000,3000kg/hm2)的大田试验,研究秸秆覆盖对土壤水分及冬小麦产量和水分利用效率的影响。【结果】2年的定位试验结果表明,同一覆盖方式不同覆盖量处理的土壤含水量与覆盖量呈正相关;同一覆盖量不同覆盖方式下土壤含水量表现为全程覆盖优于生育期覆盖和CK;全程覆盖方式9000,6000和3000kg/hm2覆盖量处理0～200cm土层平均含水量较生育期覆盖分别提高了11.5%,10.0%和8.0%,较CK分别提高了19.2%,12.9%和8.8%;全程覆盖方式和生育期覆盖方式下,小麦的水分利用效率均以覆盖量为3000kg/hm2处理最大,其中全程覆盖方式的水分利用效率较CK增加了31.5%(P0.05),生育期覆盖方式下2年平均的水分利用效率较CK增加了12.8%(P0.05);不同覆盖量在全程覆盖方式下冬小麦产量较CK增加41.1%～65.7%(P0.05),在生育期覆盖方式下冬小麦产量较CK增加了27.1%～30.2%(P0.05)。【结论】同一秸秆覆盖方式不同覆盖量均可增加冬小麦产量,而同一覆盖量下以全程覆盖方式的增产效果较优;覆盖量为3000kg/hm2时,2种覆盖方式的冬小麦水分利用效率均最大。     

玉米秸秆还田对玉米生长发育及产量的影响

【目的】为研究不同玉米秸秆还田方式对玉米生长和产量的影响。【方法】以秸秆不还田为对照（CK）,设置4种秸秆还田方式,分别为秸秆粉碎翻压还田（T1）、秸秆粉碎行间覆盖还田（T2）、秸秆发酵翻压还田（T3）、秸秆炭化还田（T4）。研究了玉米叶面积指数、光合参数、干物质积累和转运、产量及产量构成因素的变化特征。【结果】秸秆还田对玉米生长和产量形成影响显著,不同秸秆还田方式间存在显著差异。各处理叶面积指数、干物质积累量、净光合速率、气孔导度和蒸腾速率表现为T3＞T4＞T1＞T2＞CK,玉米穗粒数、百粒重和产量均是T3处理最高。【结论】秸秆发酵翻压还田有利于提高玉米叶面积,增加光合速率和干物质积累和转运,从而提高玉米产量,是较好的秸秆还田模式。     

耕作覆盖对宁南旱区土壤团粒结构及马铃薯水分利用效率的影响

【目的】探讨耕作覆盖对旱作土壤团粒结构、马铃薯产量和水分利用效率的影响。【方法】于2013—2016年进行连续3个作物生长季定位试验,通过设置3种耕作方式（深松、免耕、翻耕）和3种覆盖措施（秸秆覆盖、地膜覆盖和不覆盖）,研究耕作结合覆盖对土壤团聚体数量、土壤蓄水量及马铃薯产量和水分利用效率的影响。【结果】耕作方式、覆盖措施及二者交互作用可显著增加0—40 cm土层>0.25 mm土壤团聚体含量,深松覆盖秸秆处理0—20 cm土层>0.25 mm土壤团聚体含量在欠水年（2016）和相对欠水年（2014）分别较翻耕不覆盖显著提高14.2%、16.9%,而免耕覆盖秸秆处理在平水年（2015）较翻耕不覆盖显著提高8.5%;20—40 cm土层>0.25 mm土壤团聚体含量在欠水年以深松覆盖秸秆、相对欠水年深松覆盖地膜和平水年免耕覆盖秸秆处理最高,分别较翻耕不覆盖显著提高18.2%、21.5%、18.7%。耕作方式、覆盖措施及二者交互作用对0—200 cm土层蓄水量影响显著,深松覆盖秸秆处理休闲期土壤蓄水量分别在相对欠水年、欠水年和平水年较翻耕不覆盖处理显著提高29.6%、9.3%、11.4%;其关键生育时期平均土壤蓄水量分别在欠水年和相对欠水年较翻耕不覆盖显著增加21.9%、28.9%,而免耕覆盖秸秆处理在平水年较翻耕不覆盖处理显著增加17.1%。在相对欠水年,耕作方式对马铃薯产量和水分利用效率无显著影响,而覆盖措施及耕作与覆盖交互作用对其有显著影响,以免耕覆盖秸秆处理最佳,分别较翻耕不覆盖处理显著提高51.8%和50.5%;在平水年和欠水年,耕作方式、覆盖措施及其二者交互对马铃薯产量和水分利用效率有极显著影响,产量、水分利用效率均以深松覆盖秸秆处理效果最佳,平均较翻耕不覆盖处理显著提高56.9%和44.8%。【结论】耕作结合覆盖措施可改善耕层土壤团粒结构,显著增强休闲期和生育期土壤蓄水保墒能力,从而显著提高马铃薯产量和水分利用效率,在平水年和欠水年采用深松结合秸秆覆盖、相对欠水年采用免耕结合秸秆覆盖模式可实现宁南旱作马铃薯增产。     

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。     

秋闲期秸秆覆盖与减氮优化根系分布提高冬小麦产量及水氮利用效率

【目的】冬春干旱频发和氮的过度施用限制了西南丘陵旱地雨养农业区小麦的产量与可持续发展,探讨秋闲期秸秆覆盖与氮肥减施对旱地小麦根系分布、产量及水氮吸收利用的影响,为优化四川旱地小麦耕作制度和绿色高质高效生产提供依据。【方法】试验于2016–2018年在四川省仁寿县四川农业大学试验基地进行,采用裂区设计,在夏玉米收获后,以秋闲期秸秆粉碎覆盖（SM）和不覆盖（NM）为主区,以不施氮（N₀：0）、减氮（RN：120 kg N·hm^-2）和常规施氮（CN：180 kg N·hm^-2）为裂区,研究分析土壤含水量、根长、根系分布、小麦产量、耗水量（ET）、水分利用效率（WUE）和氮素利用情况。【结果】与不覆盖相比,秋闲期秸秆覆盖显著提高播种至孕穗期0—10 cm和10—20 cm土层含水量及播种时与拔节期0―100cm土层土壤贮水量,秸秆覆盖的保墒效应可持续至孕穗开花阶段;覆盖显著促进小麦拔节期和开花期耕层根系生长,尤其是0—10 cm土层根系直径增加、根长密度显著提高;覆盖下小麦总耗水量、WUE、氮素吸收量、播种至拔节期氮素积累速率、拔节至开花期氮素积累速率、氮素籽粒生产效率（NUEg）、氮肥农学效率（AEN）和氮肥偏生产力（NPFP）两年均值较不覆盖分别提高11.4%、71.8%、73.1%、119.0%、100.0%、3.6%、264.7%和78.2%;覆盖下氮肥回收效率（REN）较不覆盖增加44.4个百分点。覆盖后冬小麦有效穗数、穗粒数和产量两年均值较不覆盖分别提高31.8%、44.4%和92.9%。秸秆覆盖效应大于施氮量效应。与常规施氮量相比,减氮处理未显著降低0—10 cm土层根长密度、耗水量、水分利用效率与籽粒产量;覆盖结合减氮显著提高群体氮素籽粒生产效率、氮肥农学效率、氮肥偏生产力和氮肥回收效率。【结论】秋闲期秸秆覆盖提高播种至拔节期土壤水分含量和储量,促进拔节期小麦根系在表层土壤中的生长,进而促进氮素吸收利用、提高冬小麦产量与水肥利用效率;秋闲期覆盖结合120 kg·hm^-2施氮量是适宜四川旱地冬小麦的减氮增效高产栽培技术模式。     

水稻育苗移栽旱种方式对米质的影响及其与籽粒激素浓度的关系

 【目的】探讨育苗移栽水稻在不同旱种方式下米质形成的特点及其与籽粒激素浓度的关系。【方法】试验以镇稻88（粳稻）和扬稻6号（籼稻）为材料,进行无覆盖旱种（裸种,BN）、地膜覆盖旱种（PM）和麦秸秆覆盖旱种（SM）处理,以常规水种（TF）为对照。【结果】与TF相比,BN和PM显著降低了产量,SM的产量与TF无显著差异。SM显著降低了垩白米率、垩白度和消减值,显著增加了胶稠度、碱消值和崩解值。BN和PM对上述稻米品质的影响与SM的相反。稻米直链淀粉含量和蛋白质含量在各处理间无显著差异。两品种表现一致。结实期籽粒吲哚-3-乙酸（IAA）、赤霉酸（GA1＋GA4）、玉米素（Z）＋玉米素核苷（ZR）浓度在灌浆早期处理间差异很小,在灌浆中、后期则表现为SM＞TF＞PM＞BN,乙烯释放速率则表现为BN＞PM＞TF＞SM。籽粒脱落酸（ABA）浓度在SM、PM和TF之间无显著差异。在各处理中,BN籽粒ABA浓度在灌浆前期最低,灌浆中后期则最高。灌浆中后期籽粒IAA和GA1＋GA4、灌浆前中期籽粒ABA及灌浆各期籽粒Z＋ZR浓度与粒重、出糙率、精米率和崩解值呈显著或极显著正相关（r=0.71*～0.96**）,与消减值呈显著或极显著负相关(r=-0.76*～-0.91**)。灌浆后期籽粒IAA和Z＋ZR浓度与垩白粒率和垩白度呈显著或极显著负相关（r=-073*～-0.85**）。灌浆各期籽粒乙烯释放速率与粒重、出糙率、精米率、碱消值和崩解值呈显著或极显著负相关（r=-0.71*～-0.91**）,与垩白粒率、垩白度和消减值呈显著或极显著正相关（r=0.73*～0.93**）。【结论】覆草旱种可以改善稻米品质,裸地旱种和覆膜旱种则使品质变差;促进型激素浓度的降低和乙烯产生的增加是裸地旱种和覆膜旱种稻米加工品质和外观品质较差的重要原因。     

不同秸秆覆盖保水剂处理对夏玉米产量和水分利用效率的影响

通过大田试验,研究了秸秆覆盖保水剂对夏玉米不同生育阶段的土壤含水量、储水量,以及作物的耗水特征、水分利用效率等的影响。结果表明:与CK相比,各处理提高了夏玉米不同生育阶段0～100 cm的土壤含水量、储水量,促进了干物质的积累,降低了玉米的耗水量,提高了玉米产量和水分利用效率。在各处理中,覆盖保水剂处理的土壤含水量、储水量均高于其他处理,而耗水量最低。在播种-拔节期、拔节-开花期,覆盖保水剂处理干物质积累量显著大于其他处理,而在开花-花后30 d、花后30 d-收获,覆盖保水剂显著大于秸秆覆盖和CK,与保水剂处理差异不显著。最终,覆盖保水剂处理的产量和水分利用效率显著高于其他处理,较CK增产23.34%,水分利用效率增加8.53 kg/(mm·hm²)。     

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。