半干旱区沟垄集雨种植对紫花苜蓿出苗及草产量的影响

本研究利用沟垄集雨模式种植紫花苜蓿,观测不同沟垄比和垄覆盖方式对紫花苜蓿出苗率、土壤贮水量及干草产量的影响.结果表明:覆膜垄处理具有较高的出苗率、土壤贮水量和干草产量,分别比平作提高6.1%、16.1%和58.1%;土垄处理效果不明显,其出苗率比平作降低4.7%,土壤贮水量和干草产量分别比平作提高3.1%和8.4%;沟垄集雨种植增加了土壤贮水量,从而提高了干草产量,其中覆膜垄处理的增产效果显著;膜垄处理中,宽垄处理的增产效果要好于窄垄处理.     

沟垄集雨种植和氮肥对春玉米生长及产量的影响

沟垄集雨种植以其良好的集雨增产效果而被广泛应用,为探索沟垄集雨种植下合理的氮肥施用模式,以春玉米为研究对象,分别在沟垄集雨种植(P)和平作(C)下设置尿素基施(F1)、尿素基施+追施(F2)、缓释肥基施(F3)3种施肥模式,探明沟垄集雨种植和氮肥对春玉米生长及产量的影响。结果表明,沟垄集雨种植相较于平作能显著促进玉米生长和干物质积累,在3种施肥处理下沟垄集雨种植较平作增加玉米最大叶面积指数7.18%~11.39%、增加成熟期干物质积累量15.45%~20.23%。PF2、PF3处理可有效提高春玉米生育后期叶绿素含量和光合效率,PF2、PF3处理较PF1处理提高穗粒数2.35%、2.10%,百粒质量提高6.08%、7.37%,产量提高0.8%、2.09%。沟垄集雨种植技术下缓释肥基施能够有效降低施肥劳动强度,提高产量。     

沟垄集雨种植模式下灌溉量对关中地区冬小麦产量和水分利用效率的影响

为探讨在灌溉区沟垄集雨模式对冬小麦产量和水分利用效率及土壤水热特征的影响设置田间试验。试验设置沟垄集雨种植(R)和传统平作(F)2种种植方式,每种种植方式下设置0 m3/hm~2(N)、400m3/hm~2(L)、1 200m3/hm~2(M)和2 000m3/hm~2(H)4种灌水量。结果表明:同一灌溉量下沟垄集雨种植0~10cm土层的土壤温度在小麦生长前期较平作高,同时沟垄集雨种植模式0~100cm土层的平均含水量在拔节期、开花期较平作种植高,其具有较好的蓄水保墒作用。各处理的总耗水量随灌溉量增加而增加,表现为RHFHRMFMRLFLRNFN。沟垄集雨种植能促进小麦对土壤水分的利用,显著提高小麦产量,在小麦全生育季不灌溉、灌溉量为400、1 200和2 000m~3/hm~2的情况下,沟垄集雨种植处理产量分别较平作相同灌溉量处理高41.52%、70.00%、27.54%和14.35%。同时在8个处理中RM、RL处理的水分利用效率最高。因此,通过发挥沟垄集雨种植蓄水保墒以及改善水分分配的作用能够在灌溉农区小麦生产上达到节水增产增效的效果。     

干旱半干旱区玉米秸秆还田增产保墒技术研究

[目的]系统研究干旱半干旱区秸秆还田的有效利用方式。[方法]在定西市安定区李家堡镇马家岔村进行秸秆还田定位试验,探讨秸秆还田对旱地马铃薯产量、土壤肥力及水分利用效率的影响。[结果]秸秆还田有助于0～20 cm耕层土壤有机质增加0.12 g/kg,全氮增加0.03 g/kg,碱解氮增加2.2 mg/kg,有效磷增加2.01 mg/kg,速效钾增加2.1 mg/kg。以秸秆还田+秋季全膜双垄集雨沟播栽培+腐熟剂保水保墒效果和产量为最好,土壤耕层平均含水量分别为8.85%、8.91%、9.36%,9.14%,比秋季全膜双垄集雨沟播栽培分别高0.12%、0.4%、0.13%、0.72%。产量是26 333.82 kg/hm2,比秋季全膜双垄集雨沟播栽培增产2 790.14 kg,增产率为11.85%。[结论]在干旱半干旱地区,秸秆还田+全膜双垄集雨沟播栽培+腐熟剂处理为最佳组合。     

旱地马铃薯提高降水生产率的覆膜模式研究

研究证明,旱作马铃薯双垄面全膜覆盖集雨沟播栽培和双垄全膜覆盖大垄膜侧栽培技术集覆膜抑蒸、垄面集流、雨水富集为一体,极显著地提高了农田土壤的降水保蓄率和降水生产率。与常规半膜栽培相比,0～60 cm土壤水分分别提高4.32、1.37个百分点,多贮水11.59 mm、10.29 mm,增幅分别达14.86%、13.19%,有效地解决了马铃薯因春旱无法播种和出苗的瓶颈问题,大幅度提高了降水生产率。与常规半膜栽培相比,双垄面全膜覆盖集雨沟播栽培降水生产率提高40.58%,双垄面全膜覆盖大垄膜侧栽培降水生产率提高39.39%。     

全膜覆盖双垄沟播技术条件下马铃薯栽植密度研究

在降雨量450 mm的宁南山区,进行全膜覆盖双垄集雨沟播马铃薯栽植密度研究。结果表明:在全膜覆盖双垄集雨沟播条件下,种植密度以6.00万株/hm2为宜,产量达到28 863.6 kg/hm2,纯效益达21 883.5元/hm2,较3.75万株/hm2处理增产9 136.3 kg/hm2,增产46.3%。     

垄沟集雨种植对旱作紫花苜蓿生长特性及品质的影响

 【目的】垄沟覆膜种植紫花苜蓿(Medicago sativa L.),为年降水量250—350 mm的中国西北黄土高原区旱作紫花苜蓿的种植提供理论依据。【方法】试验设置膜垄和土垄集雨处理,垄为集雨区,沟为种植区,研究不同沟垄宽比和覆盖方式对旱作紫花苜蓿生长及其品质的影响,并确定最优的集雨处理。【结果】各指标值反映出,膜垄处理明显优于土垄处理;所有处理中以MR60(覆膜处理,沟垄宽比为60 cm﹕60 cm)表现最优,出苗率、成苗率和越冬率分别较对照(平作,CK)提高16.01%、16.03%和18.25%,生长速度和再生速度分别较CK提高65.30%、56.41%,生长高度、分枝数和干草产量分别较CK提高65.12%、29.04%和238.20%,茎叶比较CK降低22.45%,粗蛋白(crude protein,CP)和粗脂肪(crude extract,EE)含量分别较CK提高29.82%、9.31%,粗灰分(crude ash,CA)含量较CK降低14.54%,粗纤维(crude fiber,CF)含量与CK差异不显著。【结论】在试验地区及其相似地区采用垄覆膜沟覆秸秆集雨种植紫花苜蓿,可以促进苜蓿出苗和成苗,提高苜蓿越冬率,促进苜蓿生长,显著提高苜蓿干草产量的同时有效改善干草的品质,最终实现高产、优质的双重目标。     

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。     

不同降雨年型黑膜垄作对土壤水肥环境及马铃薯产量和效益的影响

【目的】探索降水年型与垄型互作对黑膜垄作土壤水肥环境及马铃薯产量和效益的影响,解析水肥互作促进作物增产、高效用水机制,为深挖覆膜垄作技术增产潜力提供理论依据。【方法】2016—2018年布置大田试验,以当地推广应用的白膜覆盖双垄集雨耕作(WRF,垄高16 cm,垄宽60cm,沟宽40 cm)为对照,基于垄上微沟集雨耕作技术,设置由黑膜覆盖低垄(垄高16 cm,垄宽60cm)、中垄(垄高24 cm,垄宽60 cm)、高垄(垄高32 cm,垄宽60 cm)+垄上微集水沟(宽20 cm,深10 cm)+垄间小集水沟(沟宽40cm)组成的3种黑色地膜覆盖垄上微沟集雨土壤水肥调控耕作处理(BLRF,BMRF和BHRF),测定了马铃薯播种、出苗、现蕾、开花、结薯、成熟6个生育关键时期0—200 cm土层土壤含水量和研究期末0—30 cm土层土壤有机碳及氮磷钾养分含量,计算土壤贮水量、水分利用效率,分析土壤水、肥与马铃薯产量的相关关系。【结果】不同降水年型,黑、白地膜覆盖垄作都显著增加了马铃薯生长发育期对40—120 cm土层土壤水分的消耗。BHRF,BMRF和BLRF处理马铃薯6个生育关键时期0—...     

不同沟垄种植模式对土壤理化性状及水分利用效率的影响

[目的]为探究晋中半干旱地区不同沟垄种植模式对春玉米产量和水分利用效率的影响。[方法]以垄上覆膜为前提,设置以下种植模式:垄植等沟垄A、沟植等沟垄B、垄植大垄小沟C、沟植小垄大沟D,平地不覆膜种植CK为对照。研究不同处理对土壤理化性状、水分利用率的影响。[结果](1)不同处理对土壤理化性质的改善效果不同,与CK相比,C处理土壤平均含水量增加1.39%,土壤孔隙度增加4%,蓄水保墒效果最好且有机质增幅最大,对土壤理化性状改善效果最为明显。(2)通过分析春玉米的耗水量和产量,得出不同处理的水分利用效率的排序为CABDCK,C处理的水分利用效率比CK提高了48.05%,且产量最高,比CK增产47.79%,得出春玉米最优的沟垄模式为垄植大垄小沟C。[结论]从春玉米产量、土壤理化性状和水分利用效率方面考虑,建议在晋中地区广泛采用垄植大垄小沟模式种植,沟宽50cm,垄宽70cm,行间距60cm,株间距30cm。     

不同稻草覆盖厚度对冬种马铃薯生长及产量的影响

[目的]确认马铃薯（Solanum tuberosum L．）免耕栽培中适宜的稻草覆盖厚度。[方法]通过对冬种马铃薯稻草覆盖免耕栽培中不同盖草厚度和不同种植方式进行重复对比试验,探索不同盖草厚度和大小畦种植方式对马铃薯产量及经济性状的影响。[结果]在一定范围内,增加盖草厚度,马铃薯鲜薯产量增加,其中盖草厚度7cm、小畦种植的处理产量最高,达19290．5kg/hm^2,盖草厚度低于7cm的处理减产明显,当盖草厚度达到10cm时产量减少。[结论]适宜的稻草覆盖厚度可以获得理想的植株群体,从而增加鲜薯产量。在种植方式上,稻草覆盖免耕栽培的马铃薯采用小畦种植有方便排灌、减少积水以及提高出苗率和充分发挥边行优势的作用,因此小畦种植也有一定的增产作用。     

栽培方式与施肥水平对当归土壤水分和养分的影响

通过田间试验,比较分析当归全膜双垄沟栽、全膜单垄垄栽和全膜平栽3种栽培方式与施0(CK)、600、750、900 kg/hm2复合肥4种不同施肥水平下不同生育期0～40 cm土层土壤含水量和养分含量的变化及当归产量.结果 表明:除当归地上部分生长旺盛期0～20 cm土层土壤外,同时期同层土壤中全膜双垄沟栽+施肥750 ...     

不同耕作方法条件下玉米抗御低温冷害的研究(英文)

[Objective] Aiming at chilling damage of maize in lowland of western Liaoning, the powerful evidences of resisting chilling damage of maize were provided from tillage method perspective.[Method] The depths of plough layers, sunshine effects in seedling stage, resistances to frost damage, microclimatic effects such as soil moisture, root system in filling stage, growth periods and grain weights of maize planted on ridge and in furrow were comparatively observed. The random arrangement was adopted in comparative observation with 4 replications.[Result] The daily mean ground temperature and effective accumulated temperature of plough layer of maize planted on ridge were relatively high. In addition, the seedling stage and mature stage of maize planted on ridge were in advance, the soil moisture, root growth and seed plumpness of maize planted on ridge were good. [Conclusion] The ridge planting in lowland of western Liaoning could improve in 0-20 cm plough layer where root grew, besides that this method could also improve maize growth and development.     

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。     

垄沟覆膜集雨对马铃薯产量及水分和氮肥利用的影响

通过大田试验,以马铃薯为供试作物,研究了垄沟覆膜集雨对水分和氮肥利用率的影响,结果表明:在施肥条件下,垄沟覆膜集雨处理的马铃薯产量分别比土垄集雨和裸地平作提高126.8%和277.2%,水分利用效率提高127.4%和252.1%,氮肥利用率提高8.82和16.47个百分点;在不施肥条件下,垄沟覆膜集雨处理的马铃薯产量分别比土垄集雨和裸地平作提高153.2%和195.9%,水分利用效率提高168.5%和184.3%。     

考虑水分再分布的沟灌入渗模拟与春小麦垄作沟灌合理垄宽

垄作沟灌技术具有显著的节水增产作用,但在春小麦种植中应用尚缺乏参数设计方面的理论支撑。本研究采用粉砂质粘壤土与粘土两种典型土壤实测水分运动参数和HYDRUS软件,模拟了梯形灌水沟不同垄宽情况下的土壤水分运动和停水后水分再分布,研究了不同灌水量时湿润锋推进过程和水分再分布后的湿润体变化,分析了设计灌水定额下适宜作物生长湿润体范围,提出了粉砂质粘壤土和粘土宜采用的合理垄宽为20～50 cm和20～35 cm,这一结果为干旱区春小麦垄作沟灌技术推广提供了技术支撑。     

不同耕作方法条件下玉米抗御低温冷害的研究

[目的]针对辽西地区平洼地玉米受低温冷害问题,从耕作技术的角度为平洼地玉米抗御低温冷害提供了有力的理论依据。[方法]对种垄台与种垄沟玉米的耕作层温度、出苗期日照效应、抗御春秋霜低温冷害、土壤墒情等微气候效应以及玉米灌浆期根系生长状况、生育期及粒重进行对比观测,观测采用随机排列法,同时进行4次重复。[结果]种垄台玉米苗期根部所处耕作层的日平均地温和有效积温较高,出苗期提前,土壤墒情和玉米根系长势较好,成熟期提前并且籽粒较饱满。[结论]辽西地区平洼地采用种垄台耕作方法可改善玉米苗期根部所处耕作层0~20 cm的小气候条件及其自身的生长发育状况。     

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。