宁南半干旱地区农田微集水种植技术研究

１９９６年１０月至１９９８年９月,在宁南旱作农业区,采用沟垄相间,垄上覆膜,沟内种植,垄面产流,沟内集水的微集水种植方式进行试验。结果表明,玉米耗水量增加９９．６％－１００．５％,产量提高６７．９％－７１．０％,水分利用率达到１３．８４－２１．７６ｋｇ／（ｍｍ．ｈｍ＾２）;处理中窄垄型增产效果优于宽垄型。     

宁南半干旱地区豌豆农田微集水种植技术研究

在宁南旱作农业区用豌豆进行的田间试验表明：采用微集水种植方式,豌豆耗水量增加９６．５％－１１４．９％,产量提高４８．４％－９０．２％,水分利用效率达４．５５－８．６３ｋｇ／ｍｍ．ｈｍ＾２;处理中窄垄型增产效果优于宽垄型。集水种植技术是提高半干旱地区降水利用率的有效种植方式。     

晋北旱地玉米微集水种植技术的土壤水分动态研究

在晋北旱地农业区,水是影响作物生长发育的主要限制因子,如何充分合理地开发利用有限的降水资源成为本区农业生产发展的关键所在。为此,2004年在左云县进行了起垄覆膜微集水栽培玉米试验研究。该技术采用沟垄相间、垄上覆膜、沟内种植,垄面产流、沟内集水的微集水种植方式,以期改善土壤供水能力,增加局部水分供给,提高作物产量和水分利用率。试验结果表明,微集水种植的水分利用率较平铺膜和无膜常规种植法分别提高69.77%、104.8%。在不同微集水处理中,顺风斜坡单向垄的效果最好,达到了18.76kg/hm2·mm。该项研究为进一步研究提高降水资源利用率的途径提供了一定的科学依据。     

宁南旱区马铃薯不同种植方式产量及水分利用效应研究

对马铃薯起垄覆膜微集流膜际、起垄未覆膜垄侧和双行靠3种种植方式进行试验研究。结果表明：起垄覆膜微集流膜际种植技术有较好的集水、保墒作用。增产显著，与双行靠种植相比增产22．67％～54．08％．水分利用效率提高53．67％。     

旱作春小麦垄膜沟种微集水种植技术研究

对旱作春小麦垄膜沟种微集水种植技术的使用,可以有效地改善土壤结构组成,对周边土壤环境以及生态环境的破坏也很小,是现代农业生产技术研究的主流趋势之一。但是,在实际的旱作春小麦垄膜沟种微集水种植技术研究过程中,由于相关技术的研究还存在一定的问题,导致在目前的旱作春小麦垄膜沟种微集水种植技术应用过程中还存在一系列的问题。针对这样的情况,本文将具体结合旱作春小麦种植的实际需要,探索旱作春小麦垄膜沟种微集水种植技术。     

旱地紫花苜蓿微集水沟垄栽培技术

旱地紫花苜蓿微集水沟垄栽培，是提高紫花苜蓿出苗率、增加产量、改善品质、增加经济效益的一项新技术，也是封山种草、绿化荒山，开发大西北的优势项目。我县1998年在粮食作物微集水沟垄栽培成功的基础上，试验示范了紫花苜蓿微集水沟垄栽培168 hm2，由于在栽培技术上采取了沟垄相间、垄上覆膜、沟内种植、垄面产生径流，沟内集水，改善了种植沟内的水分供应条件，同时使有限的化肥相对集中施用。     

旱作春小麦垄膜沟种微集水种植技术研究

河南地区以旱作春小麦种植为主,为了提高春小麦产量,垄膜沟种微集水种植技术的研究与使用意义重大,本文以旱作春小麦为对象,对垄膜沟种微集水种植技术进行分析与讨论。     

不同微集水方式在不同降水年型对玉米产量的影响

针对辽西半干旱地区玉米产量低而不稳的问题,以传统种植模式为对照,研究了垄覆膜沟种植(T1)、垄覆膜沟覆膜种植(T2)和垄覆膜沟覆秸秆种植(T3)3种一元或二元覆盖微集水模式在不同降水年型对玉米产量的影响.试验条件下,T2和T1均能缩短玉米出苗时间,提高玉米出苗率,T3能够延长玉米出苗时间,平水或干旱年型能够提高玉米出苗...     

保水耕作法的效益评比研究

用三种当地主要作物经过两年的试验表明，在定西半干旱地区，垄埂耕作、沟垄耕作、地膜垄埂耕作、秸杆覆盖耕作的小麦产量分别较对照提高了８．８０％、６．６３％、９．７４％和１９．３２％；胡麻产量分别提高４０．５４％、１８．９１％、４８．３８％和７５．６６％；洋芋产量分别提高２７．９４％、２５．００％、４４．１２％和７６．１４％。各种保水耕作措施均具有明显的积蓄径流、拦截泥沙的作用，秸秆覆盖耕作的水保效益最佳，其次为地膜垄埂耕作、沟垄耕作和垄埂耕作。各处理０～１００ｃｍ的土壤贮水量均显著地高于对照。     

沟垄覆膜旱作节水种植模式开辟农民增收新途径

近年来，阜平县农业局以旱作节水农业为突破口，以农业增产、农民增收为目标，积极引进推广沟垄地膜覆盖集水补灌技术，具体讲就是在旱岗地上用耠子或自制铁耙开出“W”型或“V”型沟垄，用地膜按该型覆盖地面，在沟内打孔种植粮菜等，配套蓄水沟和集雨窖，集无效雨为有效水，变灌地为灌根，充分利用天上降雨，发展粮菜等作物。现将已示范成功的以马铃薯为主的几种旱作节水模式及关键技术简介如下：     

辽西半干旱区垄膜沟种方式对春玉米水分利用和产量的影响

【目的】春玉米是辽西地区的主要作物,其整个生育期需水量较多,但该区降水资源短缺且降水变率大,时空分布不均,有限降水难以满足春玉米高产稳产所需。垄膜沟种可有效汇集天然降水,提高降水资源化程度,开展相关研究以充分有效地利用该区有限的自然降水,提高农田水分利用效率,促进玉米稳产高产。【方法】2007-2013年在辽宁朝阳地区进行玉米垄膜沟种微集雨种植试验,研究不同种植模式对土壤水分、玉米产量和农田水分利用效率的影响。试验设垄膜沟种（沟内不覆盖,T1）、垄膜沟覆秸秆（T2）、垄膜沟覆膜（T3）和传统种植（CK）4种处理,随机区组设计,3次重复。传统种植为垄沟种植,行距50 cm,垄膜沟种方式为沟垄相间排列,沟宽80 cm,垄宽40 cm,垄高15 cm,垄上覆膜为集雨区,沟为种植区,种植2行玉米。各处理种植密度为52 500株/hm2左右,种肥为磷酸二铵（375 kg•hm-2,N 18%,P2O5 46%）,拔节初期追施尿素（375 kg•hm-2,N 46%）。【结果】垄膜沟种微集雨种植可有效汇集天然降雨,2009年和2010年玉米出苗率分别提高13.0%和14.9%,出苗时间提前1-2 d。前期长时间无有效降雨的情况下,一场有效降雨过后,土壤贮水量增加幅度依次为T2＞T1＞CK＞T3,T1和T2种植区水分入渗深度至少达到60 cm,而CK水分入渗深度只有40 cm,产流效率为61%,T1和T2蓄墒增加率分别为72%和88%。各处理生育期间土壤水分平均值从大到小依次为T2＞T1＞T3＞CK,其值分别为140.93、135.27、127.85和118.98 mm,较对照分别增加18.45%、13.69%和7.46%。2007-2013年,T1-T3产量比对照分别增产24.31%-32.58%、9.95%-17.81%、32.12%-37.16%、16.58%-27.96%、2.50%-9.40%、10.85%-29.33%和4.14%-17.95%,T1、T2和T3较对照平均增产幅度分别为14.52%、20.01%和23.44%。2007-2012年,T1-T3水分利用效率较对照分别增加24.66%-36.07%、14.12%-23.73%、38.34%-53.89%、29.07%-35.68%、1.20%-19.60%和9.02%-32.55%,T1、T2和T3水分利用效率较对照平均增加幅度分别为20.39%、27.94%和28.02%。在相对干旱年份,产量和水分利用效率增加幅度较大。【结论】通过连续7年进行旱作农田垄膜沟种微集雨种植试验,明晰了该技术模式在辽西半干旱地区的集雨、蓄水和保墒效果,有效减轻春季干旱对春播保苗和幼苗生长造成的不利影响,丰富了辽西半干旱地区旱作集水农业的理论基础。通过该项技术的推广应用,可有效提高该区降水资源利用率和农田水分利用效率,使玉米稳产高产,从而促进该区旱作农业健康、可持续发展。该项研究对中国北方旱作集水农业的发展也具有重要的借鉴意义。     

旱作地膜玉米密植增产用水效应及土壤水分时空变化

【目的】干旱缺水是黄土高原旱作农业最大的限制因素,研究覆膜、增密和品种对旱作玉米增产和水分利用的影响,有助于揭示未来旱作粮食持续增产与水环境的关系。【方法】试验于2012—2015年在黄土高原丘陵沟壑区的宁夏彭阳进行,在全膜双垄沟(FPRF)和半膜平铺盖(HPFC)2种种植方式下,选择耐密中晚熟先玉335和吉祥1号及不耐密早熟酒单4号3个杂交种,低密度(4.5万株/hm~2)、中密度(6.75万株/hm~2)和高密度(9.0万株/hm~2)3个水平,随机区组设计,玉米连作定位观测。采用烘干法监测不同降水年型玉米生育时期0—200 cm土层土壤水分,通过Surfer软件绘制土壤水分等值线图,研究旱作覆膜连作玉米产量、水分利用效率(WUE)及土壤水分时空变化。【结果】在地膜覆盖条件下各因素对旱作玉米产量和水分利用的影响达到极显著或显著水平,对籽粒产量和WUE的影响顺序依次为降水年型密度覆膜方式品种,降水年型从干旱、正常、丰水年的变化,玉米产量由7.72和8.79 t·hm~(-2)增加到11.86和11.15 t·hm~(-2),但WUE最高值并不在降水较多的年份,而在正常年型。密度由4.5万株/hm~2增加到6.67万株/hm~2,耗水量、产量、WUE增加10.6 mm、20.0%和3.45 kg·mm~(-1)·hm~(-2),但密度从6.67万株/hm~2增加到9.0万株/hm~2时,耗水量不再增加,而产量和WUE提高12.0%和2.97 kg·mm~(-1)·hm~(-2);FPRF处理较HPFC处理平均增产15.72%,WUE提高21.09%;耐密中晚熟品种吉祥1号和先玉335较耐密性弱早熟品种酒单4号增产15.46%—24.45%,WUE提高13.35%—15.55%。在全膜双垄沟种植条件下,玉米生育期内土壤剖面水分含量始终高于半膜平覆盖种植,尤其是玉米灌浆期0—200 cm土层多蓄积了50—90 mm的土壤水分,在严重伏旱年份发挥了明显的抗旱增产作用。不论降雨年型如何,4年期间全膜双垄沟播玉米产量增加和WUE提高并没有多消耗土壤水分,土壤深层未形成低湿层,也未观察到增密增产对土壤剖面水分循环的负效应,而干旱年份半膜平铺盖形成了一个土壤水分8%的明显干土层,并且随着玉米生长时间的推后干土层厚度增加、范围扩大。【结论】在目前地膜覆盖和生产平均密度5.3万株/hm~2基础上,"全膜双垄沟播+耐密品种+增密1.5万株/hm~2"是年降雨450 mm以上旱作区玉米持续增产和水分高效利用的技术关键,增密增产不会导致土壤深层形成干土层。     

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。     

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。     

模拟降雨量下沟垄微型集雨种植玉米的水温效应

 【目的】探明沟垄微型集雨种植（垄体覆膜沟内种植）适宜的降雨量范围,为确定合理的微型集雨种植模式提供科学依据。【方法】在夏玉米生长期,人工模拟大、中、小3种降雨量（440、340和230 mm）,定期测定传统平作（T1）和沟垄微型集雨种植（T2）条件下土壤水分和耕层地温,并分析了农田水分利用效率（water use efficiency,WUE）。【结果】在玉米全生育期230、340和440 mm降雨量下,沟垄微型集雨种植农田200 cm土层平均储水量分别较平作（平作不起垄不覆膜）增加了2.3％、5.2％和4.5％,耕层0～5 cm平均地温分别增加了1.2、1.1和1.0℃。在全生育期230 mm和340 mm雨量下,WUE 较平作分别增加7 kg•ha-1•mm-1和3.1 kg•ha-1•mm-1,提高了61.24％和26.90％;当全生育期降雨量为440 mm时,沟垄微型集雨种植和平作的WUE分别为16.55 kg•ha-1•mm-1和17.46 kg•ha-1•mm-1,差异不显著。【结论】在夏玉米生育期降雨量为230 mm到340 mm雨量范围,沟垄微型集雨种植能明显改善玉米的水温条件,提高WUE。     

种植方式和密度对旱地土壤环境和甘蓝产量的影响

通过田间试验研究了不同种植方式和密度对旱地土壤环境及甘蓝产量的影响,结果表明,垄种地温较沟种明显增加,垄种5,10,20 cm地温分别较同一层次沟种日平均增加2.08,1.61和0.50℃,且早晚温差明显增大;整个生育期,沟种较垄种0～20 cm土壤含水量平均增加1.9%;收获时甘蓝植株性状、经济产量和水分利用效率都是垄种显著大于沟种,所有处理以种植方式为垄种、密度为82 500株/hm2的处理产量最大、水分利用效率最高。     

马铃薯垄沟集雨栽培技术研究

[目的]为建立马铃薯(Solanum tuberosum L.)垄沟集雨栽培技术提供参考。[方法]通过马铃薯不同垄膜宽度集雨效率比较试验,在进行土壤水分检测的基础上,观察测定出苗保苗率及增产效果,研究垄膜沟植技术的综合生产效益。[结果]马铃薯垄膜沟植技术下出苗率较平作、平作覆膜技术高,出苗提前,其中,30～60 cm垄膜宽度处理下表现较明显。增产效果最好的处理为40～50 cm垄膜宽度,增产幅度为23.2%～33.0%。[结论]垄膜沟植技术能够有效地提高马铃薯对雨水的利用效率,增加土壤根层含水量,提高马铃薯抗旱性和产量。     

应用DNDC模型模拟沟垄集雨种植对陕西省玉米产量的影响

利用DNDC模型分析沟垄集雨种植模式下农田水分和玉米产量的时空变化特征,为确定沟垄集雨种植技术的适宜区域以及该技术在陕西省农业生产中的进一步应用推广提供科学依据。利用陕西省2001-2010年19个气象站点观测资料,采用DNDC模型模拟沟垄集雨(PF)和传统平作(CK)种植下陕西省玉米田土壤水分和玉米产量。2001-2010年陕西省年均降雨量为609.2mm,且南至北呈现出逐渐递减的趋势,陕西南部地区的降雨量最高,其次是关中地区,陕西北部地区的降雨量最低。沟垄集雨种植模式下,土壤蒸发量从北至南呈现逐渐增加的趋势,土壤蒸发量在170mm以下的地区分布在陕西省北部,土壤蒸发量在190mm以上的地区分布在陕西南部。和平作种植模式相比,沟垄集雨种植模式下,陕西北部富县、黄陵、洛川、黄龙和宜川5个县土壤储水量提高到145mm以上,陕西中部宝鸡、凤翔、岐山、扶风4个县(市)土壤储水量提高到126mm以上,陕西北部6个县和中部14个县玉米生长水分胁迫减弱;与平作相比,沟垄集雨模式下,陕西省大部分区域产量变异数降低,说明沟垄集雨技术能降低年际间降雨量变化对产量的影响,具有较强的稳产效应。沟垄集雨和平作种植模式下陕西10a玉米总产量分别为1 320万t和1 140万t,沟垄集雨较平作模式增产180万t,提高16%。沟垄集雨种植玉米的增产效应从北至南呈现出逐渐降低的趋势,与年均降雨量的空间分布规律相反,陕西北部年均降雨量低于500mm的地区增产效果最高,陕西南部年均降雨量高于800mm的地区,沟垄集雨种植模式对产量的提高具有负效应。