覆膜方式对土壤环境及玉米产量的影响

为了避免低温冷凉与干旱对冷凉区春玉米产量形成的影响, 探求适宜冷凉区春玉米种植的覆膜方式, 于2012—2013年研究了8种不同覆膜方式对春玉米苗期土壤水分、 土壤温度及产量的影响。结果表明： 玉米苗期, 起垄高度 5~10 cm、 外露 50~70 cm的覆膜方式能提高耕层土壤水分, 起到良好的保墒作用, 0~5 cm土壤日平均温度较不覆膜提高1.5~2.3℃, 玉米抽雄期提前6~7天; 起垄5~10 cm、 外露50~70 cm的覆膜方式玉米产量显著高于不覆膜处理, 与全膜双垄沟播、 膜上种植处理没有差异; 2012年, 起垄外露 70、 50 cm、 起垄高度 10 cm的玉米产量分别较不覆膜提高 17.9%、 17.1%、 15.6%; 2013年, 起垄外露 70、50 cm、 起垄高度 10 cm的玉米产量分别较不覆膜提高 15.5%、 6.4%、 18.2%。综合 2012、 2013年的水热条件、 玉米生长及产量情况, 起垄高度5~10 cm、 起垄外露50~70 cm为适宜该地区的覆膜方式。     

青海东部旱地玉米覆膜对产量及水热效应的影响

为研究地膜覆盖对旱地春玉米土壤水热效应和玉米产量的影响,对青海省海东市民和县旱地春玉米全膜覆盖栽培与传统露地栽培进行比较研究,以期为当地旱地玉米覆膜栽培的可持续性提供理论依据。研究结果表明,春玉米采用覆膜技术能显著增加耕层土壤(0~20 cm)贮水量,相比于无膜处理提高了13.9%,使耕层土壤能够在生育期保持湿润状态。覆膜处理极显著提高了玉米水分利用效率,相比于无膜处理增加了9.53 kg/(mm·hm²),提高了48.1%。整个生育期,覆膜处理耕层平均土壤温度比无膜处理高4.9℃,覆膜措施的增温效果主要体现在玉米生育前期,随着生育时期的推移,覆膜处理对耕层土壤温度的增温效果逐渐减小。覆膜处理可显著改善玉米百粒重和穗粒重等经济性状,相比无膜处理增产达50.6%。地膜覆盖可以较好地改善浅层土壤水热状况,促进玉米增产。同时,覆膜栽培技术存在加剧玉米对深层土壤水分消耗的风险,随着种植年限的增加可能会对土壤水分的年际平衡产生不利的影响,故如何高效调控干旱地区覆膜栽培方式下土壤水分状况还需进一步研究。     

冷凉区不同地膜覆盖对玉米干物质和氮素积累与分配的影响

为探明冷凉区地膜覆盖对玉米干物质积累、分配及运转和对氮素积累的影响,以玉米品种大德216为材料,在吉林省安图县进行田间试验,设置透明可降解地膜覆盖（T1）、透明不可降解地膜覆盖（T2）、黑色不可降解地膜覆盖（T3）和无膜（TCK）处理,测定干物质、氮素积累量及产量。结果表明,不同地膜覆盖均能显著提高玉米产量,其中T1和T2处理的产量显著高于T3处理。3种地膜覆盖均能显著增加玉米干物质积累,在播种后65、90、105和140d,T1和T2处理的干物质积累均显著高于T3处理。不同覆膜处理在播种后65~90d积累量最多,3种覆膜处理条件下的氮素积累均显著高于TCK处理,成熟期各器官氮素积累分配比例表现为籽粒>叶>茎>鞘>雄穗。综上,地膜覆盖可提高玉米干物质积累量,优化物质运转分配,促进玉米氮素积累,提高玉米产量,透明覆膜栽培可有效改善冷凉区积温不足、只能种植早熟品种的局限性,拓宽品种选择范围。透明可降解地膜为冷凉区玉米最佳抗逆丰产栽培模式。     

覆膜对春玉米土壤温度、水分的影响机理研究

研究了地膜覆盖对春玉米土壤温度、水分的影响,结果表明:地膜覆盖增加了玉米生育前期的日均温,玉米播种—大喇叭口期5～20cm土层增加的积温占全生育期积温增加总量的66.05%～69.14%。覆膜有效地增加了耕层的土壤温度,增温作用主要在玉米生育前期,以出苗—拔节期土壤增温速度最快,满足了玉米前期和中期生长发育所急需的活动积温。覆膜主要提高了0～100cm土层的水分含量,特别是0～60cm土层的保墒作用显著。覆膜的增温保墒作用促进了玉米的生长,使生育期提前7d,有利于中晚熟品种增产潜力的发挥。     

旱地起垄覆膜微集水种植技术的生态效应研究

起垄覆膜微集水种植技术能有效的改善旱田生态环境,提高降水资源利用率。试验结果表明:起垄覆膜微集水技术在0~60cm土层的平均含水量分别较平铺膜和无膜常规种植法提高了0·64%~0·87%、1·81%~2·12%,具有明显的集雨增墒效应;该技术还有较好的增温、保温效应,能有效的改善土壤物理结构,加速有效养分的转化,为玉米生长发育创造良好环境。     

旱地双垄面集水全膜不同时期覆盖对玉米生长的影响

为减少旱地冬春季土壤水分的无效蒸发、提高土壤含水量,进行了双垄全膜覆盖不同时期覆膜对旱地玉米生长影响的试验研究。结果表明,旱地双垄面集水全膜覆盖秋覆膜沟播栽培可明显减少冬春季土壤水分的无效蒸发,增加土壤水分含量,玉米出苗率提高,玉米的经济性状明显改善,增产效果明显。覆膜时间越早,对减少冬春季土壤水分的无效蒸发、增加土壤水分含量的效果越显著,以上年10月中旬覆膜或早春土壤耕作层解冻后覆膜为宜。     

休闲期覆盖和施氮量对旱地小麦幼苗生理特性的影响

为了研究旱地冬小麦休闲期生理特性的变化,采用大田试验研究了休闲期不同覆盖方式对旱地小麦越冬期0~20 cm土壤蓄水量、农艺性状、倒二叶POD和SOD活性、MDA含量的影响及施氮量的调控效应。结果表明,采用渗水地膜覆盖可显著增加越冬期0~20 cm土壤的蓄水量;增加越冬期小麦的株高、主茎叶龄、单株干重;倒二叶的POD、SOD活性升高,MDA含量显著降低。在液态地膜和渗水地膜条件下,0~20 cm土壤蓄水量、MDA含量均以低氮条件下显著最高,高氮处理显著最低,中氮处理居中;POD和SOD活性均以中氮处理显著最高。可见,旱地小麦采用休闲期渗水地膜覆盖+施适量氮肥的栽培措施有利于提高土壤蓄水量,促进旱地小麦生长。     

晋西旱塬地渗水地膜覆盖玉米试验

在位于晋西南黄土残塬沟壑区的隰县旱地进行了渗水地膜覆盖玉米种植试验。结果表明,与常规地膜覆盖比较,渗水地膜覆盖玉米增产３８．３％,增产效果显著;玉米生育期０－１００ｃｍ土层内土壤含水量平均提高２个百分点,天然降水的水分粮食生产效率达到２３．２５ｋｇ．ｍｍ＾－１．ｈｍ＾－２;当气温在３５℃以下时,渗水地膜与常规微膜具有相同的增温效果,当气温在３５℃以上时,渗水地膜下的增温速度明显减慢,玉米生育期株高     

地膜覆盖对甘薯垄内温度和产量的影响

以不覆膜为对照,测定了黑膜和白膜覆盖甘薯垄内5、10、15、20、25cm的温度,调查了缓苗期和栽后30d的幼苗叶片数和主茎高及产量。结果表明,地膜覆盖提高了垄内不同土层的温度,白膜提高2.7℃,黑膜提高1.74℃。覆膜促进缓苗,白膜早2d,黑膜早3d。覆膜后,发棵早,长势旺,栽后30d的幼苗叶片数和主茎高,黑膜比不覆膜增加13.2片和4.4cm,白膜增加6.9片和3.2cm。鲜薯产量,黑膜44 453.1kg/hm2,比不覆膜增产10 729.2kg/hm2,增产率31.8%,达到极显著水平;白膜41 250.0kg/hm2,增产7 526.1kg/hm2,增产率22.3%,达到极显著水平;黑膜与白膜之间产量差异不显著。     

川中丘陵旱区玉米地膜覆盖栽培研究

通过对川中丘陵旱区玉米地膜覆盖栽培的覆膜方式、揭膜时间、抗旱适应性及生态效应进行研究,结果表明：（1）最佳覆膜方式为双槽形和凸瓦背形,凹形不能选用。双槽形覆膜适宜在保肥能力相对较差的二台土地上应用推广。（2）最佳揭膜时间为大喇叭口期,产量极显著高于拔节期、吐丝期和成熟期揭膜。（3）覆膜玉米抗旱适应性以一台土最强、二台土次之、三台土最差,各比同台位露地玉米增产44.85%,28.38%,9.86%,两两间差异极显著,三台土不宜种植地膜玉米。（4）覆膜玉米能提高0－20cm土层土壤含水量17.97%-19.43%,0-10cm土层日均地温2.5℃,增温保墒抗旱作用大;能提高0－20cm土层土壤机质、全氮含量各25.61%,21.59%,碱解氮、速效磷、速效钾浓度各2.4,2.2,5.1mg/kg,降低土壤全磷含量3.56%,土壤养分效应明显,能使0－10cm土层、土壤也隙度平均提高10.49%,容重平均隆低0.12g/cm^3,土壤物理性状显著改善。丘陵旱区玉米地膜覆盖能够实现就旱减灾增产栽培。     

西南“旱三熟”地区不同保护性耕作措施对农田土壤生态效应及生产效益的影响

针对我国西南地区旱作农田土层浅薄、水土流失严重、季节性干旱多发等问题,以常规平作(T)、垄作(R)、平作+秸秆覆盖(TS)、垄作+秸秆覆盖(RS)、平作+秸秆覆盖+腐熟剂(TSD)、垄作+秸秆覆盖+腐熟剂(RSD) 6种措施作为处理,连续2年进行大田对比试验,研究不同保护性耕作措施对西南“旱三熟”种植区农田土壤生态要素、产量和水分利用效率的影响。结果表明, 保护性耕作措施可以有效地改善土壤有机质和养分状况,且对酸性土壤有一定的改良作用,其中有秸秆覆盖的4个处理显著增加了土壤有机质、全氮、全钾、碱解氮含量;可改善土壤水分状况,增强作物的抗旱节水能力,各处理0~80 cm土层2年平均贮水量排序为：RSD (258.82 mm) > TSD (252.40 mm) > RS (250.19 mm) > TS (246.66 mm) > R (239.19 mm) > T (235.87 mm);可降低7月份表层土壤温度,缓解夏季高温对玉米后期生长发育造成的伤害,其中有秸秆覆盖的4个处理对5 cm和10 cm土层温度有显著降低效应;可抑制杂草生长,具有良好的控草效应,其中TS、RS、TSD、RSD处理的杂草高度、密度和生物量均比T和R有极显著下降;可促进蚯蚓的繁殖和生长,使农田生态环境得到明显改善。总体来看,秸秆覆盖措施可以改善土壤肥力,并具有增加土壤贮水、调节土壤温度、控制农田杂草和促进蚯蚓生长的作用,垄作和腐熟剂在增加土壤贮水方面有明显效果。保护性耕作模式显著提高了作物的产量和水分利用效率,增加了经济收益。2年系统平均产量和水分利用效率排序为：RSD>RS>TSD>TS>R>T(CK),总产值和纯收入排序为RS>RSD>TSD>R>TS>T(CK)。在各处理中以RSD、RS两种模式的综合效果最好,在西南“旱三熟”种植区具有很好的推广前景。     

覆膜方式对坡耕地春玉米产量、土壤水分和养分的影响

为了探讨覆膜对宁南山区坡耕地春玉米栽培的可行性,寻求合适的覆膜方式。在宁南山区坡耕地条件下,通过田间小区试验研究了裸地平作(CK)、垄沟不覆膜(NM)、垄沟全覆膜(WM)和垄沟半覆膜(HM)4个不同覆膜方式对春玉米产量、土壤水分和养分含量的影响。结果表明,相对于CK处理,WM和HM处理能显著提高春玉米产量,分别提高了65.4%和62.5%。WM和HM处理也能增加0~80 cm土壤含水量和储水能力,提高土壤氮磷钾速效养分含量,较好地维持土地生产力。综合考虑春玉米产量、土壤储水保水能力和土壤肥力维持等因素,在宁南山区坡耕地春玉米植种中,垄沟全覆膜和垄沟半覆膜都是较好的覆膜栽培措施。     

寒旱区地膜覆盖与施肥对土壤作物的效应分析

为了明确寒旱区不同地膜覆盖与不同施肥量的土壤和作物效应特点以及地膜覆盖增温和保水作用的相对重要性,采用二因素完全组合随机区组设计大田试验,分析比较了寒旱区宽窄幅普膜和降解膜与施肥的土壤水分、温度与作物生长和产量效应的差异。结果表明,宽、窄降解膜和普膜覆盖均有明显的增温保水作用,施肥也具有一定的增温保水作用。宽、窄降解膜和普膜覆盖玉米各生育时期均比CK明显提前,而施肥处理对玉米生育期无影响,覆盖处理对玉米生长发育的促进作用主要表现在生育前期,而施肥处理主要表现在生育中后期。不同覆盖处理显著增加了玉米产量和水分利用效率,且宽幅膜效果又显著好于窄幅膜,增产的原因主要是百粒重的显著增加,而施肥显著增产的原因是穗粒数和百粒重共同增加的结果。寒旱区限制玉米生长发育的主要因子是低温,地膜覆盖增产作用相对大于施肥,二者互作效应不显著。     

不同覆盖方式对土壤水热状况和玉米水分利用效率的影响

为探讨晋东南地区最优玉米覆盖栽培形式,设整秆与普通地膜组合覆盖(ZP)、碎秆与普通地膜组合覆盖(SP)、整秆与生物降解膜组合覆盖(ZJ)、整秆与渗水地膜组合覆盖(ZS)、整秆与微孔地膜组合覆盖(ZW)、整秆与液态地膜组合覆盖(ZY)、整秆覆盖(ZG)、对照(CK)8个处理,比较研究了不同处理的土壤水热状况、产量、水分利用效率。结果表明：各覆盖处理均对土壤水分具有保持作用,较对照土壤重量含水率提高0.4~3.9个百分点;不同处理中除却整秆覆盖(ZG)外都能提高地温,较对照提高1.6~2.5℃;各覆盖处理均可以有效提高玉米产量,2年平均较对照增产32.8%~56.6%;覆盖处理可以抑制土壤水分蒸发,减少生育期耗水量,提高玉米水分利用效率,较对照提高32.0%~58.9%。     

膜侧施肥对旱地小麦产量、籽粒蛋白质含量和水分利用效率的影响

覆膜栽培能提高旱地小麦产量,但降低了籽粒蛋白质含量,优化施肥是解决这一问题的有效措施之一。2013年9月至2016年9月,在黄土高原中部典型旱地进行田间定位试验,比较传统平作(不覆盖+均匀施肥)、垄覆沟播(垄上覆膜+垄间沟播+均匀施肥)和膜侧施肥(垄上覆膜+垄间沟播+播种行侧膜下定位施肥)栽培模式下,0~40 cm土层硝态氮含量和0~200 cm土壤水分,以及膜侧施肥对小麦氮素吸收利用、产量、籽粒蛋白质含量和水分利用的影响。与传统平作相比,在偏旱的2013—2014和2015—2016年度,垄覆沟播的小麦产量分别提高9.5%和6.3%,籽粒蛋白质含量降低7.1%和9.9%,水分利用效率提高5.8%和8.7%,而膜侧施肥的小麦产量提高18.8%和22.8%,籽粒蛋白质含量无显著变化,水分利用效率提高13.2%和19.6%;在偏湿润的2014—2015年度,垄覆沟播和膜侧施肥对小麦产量无影响,但膜侧施肥的籽粒蛋白质含量和水分利用效率分别提高6.0%和17.0%。与垄覆沟播相比,膜侧施肥在偏湿润年份使生长季内100~200 cm土壤水分消耗显著减少,而在偏旱年份使夏休闲季土壤蓄水显著增加,开花和收获期0~40 cm土壤硝态氮、根系全氮以及开花期茎叶全氮含量升高,促进了小麦营养器官氮素吸收、积累及其向籽粒的转运,提高了旱地小麦产量,籽粒蛋白质含量和水分利用效率。在偏干旱的2013—2014和2015—2016年度,膜侧施肥较垄覆沟播产量分别提高8.4%和15.5%,籽粒蛋白质含量提高9.9%和8.7%,水分利用效率提高7.0%和10.0%;在偏湿润的2014—2015年度,两处理产量无显著差异,但膜侧施肥的籽粒蛋白质含量提高6.0%。因此,膜侧施肥可维持旱地小麦生育后期的土壤氮供应,提高小麦产量、籽粒蛋白质含量和水分利用效率,增加下季播前深层土壤贮水,是适宜于旱区推广的小麦栽培模式。     

Effects of plastic film mulch and tillage on maize productivity and soil parameters

This paper determined the effects of mulching time for double furrows and ridges using plastic film on soil water status, grain yield of maize, soil quality, and economic benefits. The study was conducted in a typical semiarid area during two growing seasons of 2006–2007 with the following three treatments: (i) plastic film mulching at maize sowing with conventional tillage, and the film was removed at harvest (CK); (ii) mulching applied 30 d before sowing with conventional tillage, and the film was removed at harvest (T1); and (iii) mulching at sowing with no-tillage, and the film left on the field after harvest in the first season and used for mulching in the second season (T2). The T1 in both years and T2 in the second year (2007) improved soil water content (in the 0–60 cm layer) and temperature (10 cm) at sowing compared with CK. After the two seasons, the soil water content was significantly higher in the 0–80 cm soil layer in CK and T1, and in the 0–120 cm soil layer in T2; however, it decreased significantly in 140–200 cm soil layer in CK and T1, compared to their initial values at sowing in April 2006, and there was no significant change in T2. The rainfall storage in the 0–200 cm soil layer during the non-growing season (late September 2006 to late April 2007) was 18.2 mm in CK, 34.0 mm in T1, and 59.7 mm in T2, and the rainfall storage in 100–200 cm soil layer was 16.5 and 18.6 mm higher in T2 than in CK and T1, respectively. In 2006, there were no significant differences in yield and water use efficiency (WUE) in all treatments. In 2007, the yield in T1 was significantly higher than in T2, but yields in T2 and CK were not significantly different, and there was no significant difference in WUE among treatments. Soil organic carbon (SOC) (0–20 cm) decreased in CK and T1, but increased (by 2.7%) in T2 at harvesting in September 2007 from the initial value of sowing in April 2006. The ratio of output to input was 1.32:1 for CK, 1.40:1 for T1, and 1.67:1 for T2 averaged across the two seasons. Therefore, T2 was a more sustainable model for increasing water storage, producing greater economic benefit and maintaining SOC balance for maize production in semiarid area.     

灌溉与秸秆覆盖条件下冬小麦农田小气候特征

采用四种灌溉方式和有无秸秆覆盖的组合处理，研究了灌溉与秸秆覆盖结合条件下冬小麦农田的小气候特征。结果表明，从2月份开始，覆盖处理在14:00时的土壤温度明显低于不覆盖处理。秸秆覆盖能够降低近地面空气湿度和提高近地面空气温度，在灌溉条件下表现尤为明显。灌溉能够降低近地面的湍流交换系数和湍流热通量，提高潜热通量，而秸秆覆盖的作用相反。秸秆覆盖具有增强灌溉水入渗能力的作用。秸秆覆盖显著降低冬小麦的产量和水分利用效率(WUE)。     

覆盖对夏玉米产量及水分利用效率的影响

研究不同土壤水分状况下秸秆覆盖对夏玉米生长发育指标、产量和水分利用效率的影响。试验在防雨棚下的测坑中进行,设计了秸秆覆盖和土壤水分控制下限（占田间持水率的75%,65%和55%）两个因素,分析夏玉米生长指标、产量及水分利用效率的变化规律。结果表明,秸秆覆盖对夏玉米生长发育有促进作用,在不同的水分状况下,覆盖处理的夏玉米叶面积指数、产量和水分利用效率均优于不覆盖处理。中水分条件覆盖处理下的夏玉米产量较对照条件下的高水分夏玉米产量无显著降低,而且其水分利用效率最高。建议在夏玉米覆盖生产方式中采用中水分灌溉方式,可以达到节水高产的目的。     

旱地小麦休闲期不同耕作措施对土壤水分蓄纳利用与产量形成的影响

为了提高旱地冬小麦的水分利用率,采用大田试验,研究休闲期不同耕作措施对旱地冬小麦土壤含水量、产量及水分利用率的影响。结果表明,休闲期不同耕作措施可明显提高播前与越冬期0~100 cm、100~200 cm土层含水量,有利于旱地冬小麦出苗与越冬;同时,休闲期不同耕作措施可明显提高后续各生育期土壤含水量,提高穗数、穗粒数,显著提高籽粒产量与水分利用率,各处理下数据显示休闲期深耕处理效果优于深松与免耕处理。总之,休闲期不同耕作措施均有利于旱地小麦土壤水分、产量和水分利用率的提高,是实现旱地小麦增产的有效措施。