旱地冬小麦膜侧宽幅匀播增产效应研究

小麦膜侧宽幅匀播技术是密植作物高产栽培新技术,其抗旱增产效果显著。为了给该技术在旱地小麦生产上的推广应用提供理论支持,以冬小麦普冰151为指示品种,采用田间小区试验,比较了冬小麦旱地膜侧宽幅匀播、膜侧沟播、常规条播三种不同种植模式的增产效应。结果表明,旱地膜侧宽幅匀播冬小麦产量极显著高于膜侧沟播和常规条播,折合产量为5 902.8 kg/hm2较对照的增产率为24.54%。表明冬小麦膜侧宽幅匀播集雨保墒效果好、抗旱作用显著,又利于密植和高产。     

2003-2011年中国粮食增产的贡献因素分析

理清2003年以来中国粮食产量增加的主要贡献因子及其贡献率,对于及时调整农业政策,保持和提升粮食生产能力有重要的意义。该文利用2003-2011年中国粮食及其各构成品种(根据国家统计局,粮食作物包括稻谷、小麦、玉米、薯类、豆类和其他谷物)的产量和播种面积数据,采用贡献因素分解的研究方法,研究了2003年以来中国粮食增产的作物和地区贡献,以及面积、单产和种植结构调整对于粮食增产的贡献率,并对各增产主力省区和主要粮食作物的增产贡献因素进行了分析,划定了增产主导类型。结果显示:研究期粮食增产全部来自3大粮食作物,其中玉米贡献了一半以上的增产量;杂粮、豆类和薯类总产均出现下降,其播种面积则分别下降了25.7%、17.4%和8.2%。地区贡献以黑龙江和河南最为突出,累积贡献率超过1/3;累积贡献率超过90%的13个省区,除新疆外其余都是粮食主产省区。作为传统农区的四川,其粮食增产贡献率仅为1.6%,与山西、陕西和甘肃等非主产区基本相当;全国粮食增产的面积贡献率最大,达到46.3%,其次是单产贡献率(44.2%),结构调整的贡献率将近10%,其中一半以上来自豆类向稻谷和玉米的调整;稻谷、玉米和春小麦的增产为面积主导型,而冬小麦的增产为单产和面积共同作用型;除河南和安徽为单产主导型,吉林和河北为面积单产共同作用型,其他增产主力省区的增产类型均为面积主导型。综合来看,2003-2011年中国粮食增产是以面积增加主导的外延式增产方式。由于粮食消费结构和国际粮食贸易容量的限制,今后结构调整的潜力已经很小。因此,在稳定粮食播种面积的基础上,进一步提高粮食作物的单产水平是今后稳定和提高粮食生产能力的重要举措。研究结果可为今后农业政策的调整提供决策依据。     

东北地区主要粮食作物种植结构时空变化分析

在农业供给侧结构性改革背景下,明确区域种植结构时空变化过程,可为东北地区种植结构的调整及优化提供科学依据。采用2005-2015年东北地区40个市/盟主要粮食作物播种面积数据,运用数理统计方法,根据主要作物种植面积比重以及作物组合状况,划分主要作物种植结构类型,进而分析东北地区主要粮食作物种植结构时空变化。结果表明:(1) 2005-2015年东北地区粮食作物播种面积持续扩大,其中,大豆播种面积及其占粮食作物总播种面积的比重均呈现"上升-下降"趋势,玉米和水稻播种面积稳定上升,水稻占粮食作物总播种面积比重在2011年超过大豆;(2)种植结构类型共出现8种,以作物主导型为主。其中,玉米主导型和水稻主导型地区数量增加,大豆主导型地区数量减少;(3)玉米主导型地区分布最广,由辽宁省、吉林省向黑龙江省中部和东部地区扩散,大豆主导型萎缩至大、小兴安岭地区。种植结构类型单一化趋势明显,黑龙江省中部和东部地区、吉林省东部地区及内蒙古自治区呼伦贝尔市种植结构类型向玉米转变。     

河北省近滨海区暗管排水排盐技术适宜性及潜在效果研究

本文在分析河北省近滨海区暗管排水排盐技术适宜条件的基础上,依据其在该区域实施的约束条件,运用GIS、RS等信息技术和相关数据,估算了暗管排水排盐技术适宜的应用面积;据此结果,结合实施区盐碱荒地与耕地资源现状,确定了暗管排水排盐技术实施后区域耕地面积潜在增量;根据暗管排水排盐技术实施后原有耕地、毛沟平整新增耕地和荒地转化耕地的耕地增产试验数据,按夏玉米-冬小麦、谷子-冬小麦和单季棉花3种种植制度分类估算了河北省近滨海区暗管排水排盐技术实施后的耕地增产潜力。结果显示:河北省近滨海区暗管排水排盐技术实施的适宜面积为3.90×105 hm2;暗管排水排盐技术实施后,由毛沟平整和荒地转化而来的耕地面积潜在增量为5.14×104 hm2和1.76×104 hm2,两者之和占原有耕地面积3.21×105 hm2的21.5%;暗管排水排盐技术实施后,如按当地目前夏玉米-冬小麦、谷子-冬小麦和单季棉花3种种植制度的播种面积比例推算,全部耕地的增产潜力分别为4.82×108 kg、1.29×108 kg和3.67×108 kg。暗管排水排盐技术的实施可使生态系统服务功能得到提升,本文以河北省海兴县为例计算得出其生态系统服务功能潜在提升值为3.90×109元·a-1,单位面积的生态系统服务功能潜在增加值为4.06×104元·hm-2·a-1。     

河北平原中低产区小麦与玉米生产现状及增产潜力分析

本文基于2000—2013年MODIS/NDVI遥感信息与主要粮食作物的统计数据,分析了河北平原中低产区冬小麦和玉米生产的时空格局,并利用各县粮食作物主要生育期累积NDVI的逐年值、14年的最大值及单产统计数据,采用最小二乘法原理,进行数值曲线拟合,构建了单产遥感估测模型,估算了河北平原中低产区冬小麦和玉米的增产潜力。结果表明:1)冬小麦在邯郸和衡水的最大生产力水平较高,在沧州、廊坊及邢台中部的最大生产力水平较低,即后者挖掘增产潜力之后也很难达到前者的最大生产力水平;玉米的最大生产力水平普遍较高,挖掘增产潜力后均可达到较高的生产力水平。2)冬小麦和玉米总产增产潜力在沧州和邯郸较大;冬小麦单产增产潜力多低于10%,平均增产356 kg?hm?2(5.87%);玉米单产增产潜力多高于10%,平均增产798 kg?hm?2(12.33%);单产增产潜力区域分布不同,冬小麦为廊坊保定沧州邯郸邢台衡水,玉米为邢台邯郸保定沧州衡水廊坊。3)以河北平原近14年来作物累积NDVI的最大值估算的全区冬小麦增产潜力为3.90亿kg,玉米增产潜力为9.62亿kg,二者合计可增产13.52亿kg,约相当于区域冬小麦和玉米理论可达增产潜力的1/5。本文估测粮食作物增产潜力的方法可以应用于估测多尺度范围、不同作物的增产潜力,研究结果可为相关部门的决策和管理提供依据。     

陇东塬区适生农作物水分利用率及经济效益对比分析

通过对黄土高原典型残塬"董志塬"主要粮食作物冬小麦和当家牧草紫花苜蓿、特色作物黄花菜耗水量、水分利用率及经济效益的对比分析,得出底墒较好的偏旱年份(有春旱),冬小麦耗水量最大,全生长季耗水量481mm,春季生长期耗水量312mm。紫花苜蓿经济效益最高,约为冬小麦和黄花菜经济效益的2.4～2.5倍,冬小麦和黄花菜经济效益比较接近;底墒较差的偏旱年份(有春旱),冬小麦耗水量接近紫花苜蓿,全生长季耗水量386mm,春季生长期耗水量210mm,但基本没有经济效益,而紫花苜蓿经济效益持续上升,黄花菜经济效益比较稳定。结论认为陇东塬区紫花苜蓿种植气候风险最小,经济效益较高,黄花菜次之,冬小麦种植气候风险最大,经济效益较差,播种面积应逐步压缩。     

利用钼值作为冬小麦缺钼土壤诊断指标的探讨

连续2年的盆栽试验结果说明,冬小麦产量随土壤有效钼含量或钼值提高而增加,当钼值大于8.0时,冬小麦籽粒产量大于最高产量的90％,冬小麦施钼增产不显著;结合多年以各地土壤进行的盆栽、田间试验结果说明,冬小麦施钼增产效果与土壤有效钼含量相关性不大,但冬小麦施钼增产率随土壤钼值提高而下降,钼值作为冬小麦土壤钼有效性指标能适用于不同土壤条件,拟定钼值8.0～8.5是冬小麦施钼的临界值。     

基于地块特征基元与多时相遥感数据的冬小麦播种面积快速提取

冬小麦播种面积监测是农情遥感的重要研究内容之一,及时、准确地获取冬小麦的播种面积对冬小麦产量估算具有重要的意义。该文在面向对象技术的支持下,首先利用融合的高空间分辨率SPOT5遥感影像提取农田地块专题层信息;然后在专题层控制下对多时相的ETM+遥感数据统一尺度分割,得到不同时相遥感影像相同形状的地块特征基元;通过光谱特征规则集构建不同时相的冬小麦信息提取模型,实现对各个时期冬小麦播种田块对象的提取;最后通过交叉验证,确定最终的冬小麦播种面积。结果表明,该方法能够快速获得冬小麦播种面积,总体精度达到90%以上,基本上能够满足农情遥感监测的需求,为冬小麦种植面积遥感快速监测提供了一种可行的方法。     

东北三省区耕地资源与粮食生产潜力分析

东北三省区是我国最大的商品粮基地,其粮食生产能力关系到国家粮食安全。本文以1980/1996~2014年耕地面积和粮食生产系列数据为样本,应用时间序列预测方法,分析预测了东北三省区2020年耕地面积、复种指数、粮作与非粮作面积比、粮食作物结构、三大粮食作物单产和粮食总产量。预测结果表明,到2020年,东北三省区耕地面积为27841×103 hm2,粮食作物与非粮作物面积比为90.9:9.1,粮食作物播种面积为22448×103 hm2,粮食总产能力为1.41×108t,与2014年相比增产60.2%,未来东北三省区粮食总生产能力呈稳定上升之势。     

冬小麦,夏玉米轮作下两种土壤钾素动态变化与钾肥合理分配的研究

通过轮作种植冬小麦－－夏玉米研究了砂质潮土和黄棕壤的土壤钾素动态变化及增施钾肥对冬小麦、夏玉米增产作用。结果表明，连续种植会 竭土壤钾素，施用钾肥黄棕壤的有效钾外增幅大于砂质潮土。作物耗钾量是夏玉米大于冬小麦，轮作施钾肥，砂质潮土茬作物都需要，而黄棕壤只施于夏玉米即可。施钾的增产效果，夏玉米好于冬小麦。     

降解地膜和渗水地膜覆盖对中国北方主要旱地作物产量和水分利用效率效应的Meta分析

[目的] 明确降解地膜和渗水地膜的最佳适宜区域、适宜作物,以及和普通地膜的效应差异,为降解地膜和渗水地膜的应用提供理论指导。[方法] 通过文献检索,分析整理关于降解地膜和渗水地膜的田间试验研究成果,进行了Meta分析。[结果] 降解地膜覆盖的所有作物产量及水分利用效率均显著高于无覆盖;和普通地膜比,降解地膜覆盖下玉米减产,棉花增产,对其他作物产量无差异;在降雨量小于500 mm时,降解地膜覆盖下作物产量低于普通地膜,而降雨量高于500 mm时产量无显著差异。渗水地膜覆盖下玉米、小麦、谷子和高粱等作物的产量和水分利用效率均显著高于无覆盖;和普通地膜比,渗水地膜覆盖下玉米和谷子产量及水分利用效率高于普通地膜,尤其是谷子增产效果显著。在降雨量小于500 mm的地区,渗水地膜和普通地膜比增产显著,高于500 mm则无差异。降解地膜生育后期的土壤温度低于普通地膜,而渗水地膜在低温下增温效果优于高温,且整个生育期温度更适合作物需求。[结论] 降解地膜在降雨量大于500 mm的短生育期作物上基本可以替代普通地膜,但是在长生育期作物上及降雨量较低地区应用有风险;而渗水地膜应该优先在降雨量低于500 mm地区的短生育期高叶面积指数作物上应用。     

Effects of soil crust and crop on runoff and erosion in Loess Plateau

Soil crust formed after rainfall has a strong influence on soil erosion, water use, and crop growth on sloping farmland. To study the effect of soil crust on sloping farmland on runoff amount and erosion sediment yield, the soil crust on sloping farmland has been studied in this paper for plantings of corn, soybeans, millet, and winter wheat. Using an outdoor rainfall simulator, the influence of soil crust on runoff rate and sediment yield on sloping farmland covered by crops has been observed. The results revealed that soil crust thickness was increased after rainfall and soil crust coverage showed little change after rainfall. Soil crust had a significant impact on runoff and sediment yield on sloping farmland. Slopes with soil crust showed higher runoff rate and less soil loss than slopes without soil crust. On slopes planted with four crops (corn, soybeans, millet, and winter wheat), runoff rates on slopes with soil crust were respectively 20%, 25%, 25%, and 21% higher than on slopes without soil crust; sediment yield on slopes with soil crust was respectively 15%, 14%, 14%, and 8% lower than on slopes without soil crust. Crops enlarged the runoff difference between the two kinds of slope and decreased the sediment yield difference between them. Crop growth enhanced these differences in runoff and sediment yield between slopes with and without soil crust.     

不同覆盖栽培对旱作冬小麦土壤水分、产量和品质的影响

为探明不同栽培措施下全膜覆土穴播种植对不同基因型冬小麦生产的土壤水分状况、产量和品质的影响,为旱作冬小麦覆膜适水种植与农业绿色可持续高质量生产提供依据。采用普通聚乙烯地膜覆土穴播(PE)和生物降解地膜全膜覆土穴播(BM)2种覆盖材料种植方式,以传统露地穴播(LD)为对照,研究不同栽培措施对冬小麦土壤水分状况、产量、水分利用效率和主要品质的影响。结果表明,在干旱气候和作物耗水影响下,地膜覆盖处理较LD降低0—300 cm土层土壤平均含水量,BM较PE显著降低0—300 cm土层土壤水分。冬小麦全生育期耗水量BM较LD和PE分别增加22.0,23.0 mm,全生育期土壤水分消耗量BM＞LD＞PE。"陇鉴110"2个种植季地膜覆盖均较露地栽培显著增产;2018—2019年种植季,"陇鉴111"PE、BM较LD分别增产40.3%和29.7%,2019—2020年种植季,受严重倒伏影响PE、BM较LD分别减产2.5%,3.5%。与LD相比,地膜覆盖降低冬小麦籽粒品质,BM较PE极显著提升面团稳定时间和形成时间,"陇鉴110"籽粒平均蛋白质含量、湿面筋含量和弱化度分别较"陇鉴111"增加10.6%,11.1%,10.3%。因此,生物降解地膜覆盖可 起到与聚乙烯地膜类似的蓄水保墒功能,但在旱作区冬小麦生产中,生物降解地膜覆盖要依据品种耗水特性及地膜栽培适应性,选择适宜的品种。     

覆盖方式对温室辣椒结果期生长和水分利用的影响

在日光温室条件下, 通过地膜覆盖、秸秆覆盖、地膜加秸秆覆盖和对照共4 个处理的小区试验, 研究覆盖方式对温室辣椒结果期生长及水分利用的影响, 从中筛选出有利于温室辣椒生产的较佳覆盖模式。结果表明: 地膜加秸秆覆盖处理结果初期土壤温度升温幅度大于秸秆覆盖, 结果盛期和结果末期土壤温度降温趋势小于地膜覆盖; 各覆盖处理都显著促进植株生长, 增加结果期辣椒叶片叶绿素相对含量和植株总干重及各部分干重, 并显著提高辣椒产量, 减少耗水量, 其中, 地膜加秸秆覆盖表现尤为突出; 地膜加秸秆覆盖、地膜覆盖和秸秆覆盖处理的水分利用效率分别为对照的2.17 倍、2.09 倍、1.67 倍。总之, 地膜加秸秆覆盖是利于日光温室辣椒生产、提高水分利用效率的较佳覆盖方式。     

不同类型小麦品种干物质积累与产量形成的关系

在高产条件下,冬性春性类型小麦品种各自适期播种,相对早播的冬性半冬性类型的总干物质积累量(简称DMA,后同)高于春性类型;生育前期冬性、半冬性的DMA高于春性,后期春性半冬性高于冬性.茎秆光合产物输出率、成熟期籽粒干重占单株总干重的百分率表现为春性>半冬性>冬性,而基秆干重所占的百分率则呈相反趋势.同期播种,总DMA及籽粒产量都有春性高于冬性、半冬性的趋势.春性及半冬性品种的籽粒干重日增长量和籽粒相对生长率都明显高于冬性品种.因而春性及半冬性品种单株粒重大,经济产量高.本文提出在冬性春性类型品种交叉地区,     

不同覆膜种植对土壤水热和冬小麦产量的影响

为探索不同地膜颜色和种植方式对土壤水热及冬小麦产量的影响,设置黑、白两种地膜颜色及平作和垄作两种种植方式。通过使用TRIME-TDR及地温计对不同覆膜处理整个生育期内土壤水分和温度的监测,探究不同覆膜种植对农田土壤水热动态变化和冬小麦产量的影响。结果表明:（1）在作物越冬期—返青期,覆膜处理增温效果最为显著,较对照该时期增加了1.3℃,在作物拔节期—灌浆期,覆膜受植株茂密遮阳影响,增温效果不显著;无论是平作还是垄作,黑膜处理其表层5 cm土壤温度均高于白色覆膜和对照不覆膜处理;一天内,黑、白覆膜处理表层5 cm土壤温度最高值较对照分别增加4.9℃和5.7℃。（2）整个生育期,0—20 cm耕层内土壤含水率变化波动最显著,起垄覆膜处理耕层土壤含水率平均较平作覆膜处理和对照处理分别提高5.04%和14.82%。在起垄覆黑膜处理作物生育期内,抽穗期0—100 cm土层蓄水量处理提高最为显著,较对照增加45.2 mm。（3）起垄覆黑膜增产节水效果最显著,产量较对照处理增加658.7 kg/hm²;水分利用效率较对照提高16.3%。在丰水型年,由于降水充沛,不同种植方式间土壤水分利用效率差异不显著。该结果对于覆膜种植技术的改进有一定的指导意义。     

减氮覆膜对黄土旱塬小麦产量构成及水肥利用效率的影响

为明确减氮测控定量施肥技术结合地膜覆盖措施对黄土旱塬冬小麦产量构成及水肥利用效率的影响,为旱地冬小麦减施氮肥及提高产量提供理论依据,于2013—2018年在晋南黄土旱塬冬小麦种植区,设置农户施肥种植模式、减氮测控施肥、减氮测控施肥+垄膜沟播和减氮测控施肥+平膜穴播4种处理,分析了在减氮覆膜条件下连续5年冬小麦产量构成情况、土壤水分和氮、磷、钾肥利用效率。结果表明:(1)减氮测控施肥较农户模式在减少氮肥施用量46.9%,平衡施用磷钾肥的情况下,冬小麦年均籽粒产量、生物产量和公顷穗数分别增加4.4%,4.0%和4.3%,氮肥收获指数和偏生产力分别提高4.3%和120.3%,同时促进了冬小麦地上部分对磷素和钾素的吸收量;(2)在减氮测控施肥基础上进行覆膜种植,地膜覆盖使水分利用效率和生育期耗水量分别增加13.8%~23.9%和7.1%~10.1%,氮肥收获指数提高1.7%~3.5%,偏生产力提高21.7%~41.4%,生理效率降低8.7%~16.8%,磷肥和钾肥的偏生产力分别提高22.4%~39.2%和19.3%~37.1%。地膜覆盖良好的水肥调节作用使垄膜沟播和平膜穴播的籽粒产量、生物产量、公顷穗数和千粒重较不覆膜分别增加21.0%,39.2%,18.2%,4.7%和23.5%,40.3%,27.6%,7.0%。因此,为了实现小麦增产和肥料增效,减氮测控定量施肥技术与地膜覆盖措施相结合的种植方式可以在黄土旱塬冬小麦种植区进行推广应用。     

不同株型品种冬小麦NDVI 变化特征及产量分析

冬小麦不同株型品种和灌溉类型是影响产量遥感估测的重要因素, 对二者的实时监测可以提高产量的估测精度。结合遥感数据(MODIS 数据)与非遥感数据(GPS 数据和外业调查资料), 研究了不同株型品种冬小麦在水、旱地条件下归一化差值植被指数(NDVI)的动态变化特征, 分析了不同生育时期NDVI 与产量之间的关系。结果表明: 冬小麦不同株型品种间NDVI 随生育时期的变化具有明显一致性, 呈“小-大-小”变化趋势; 拔节期至孕穗期不同株型品种冬小麦NDVI 差异显著, 披散型品种高于紧凑型品种, 该时期为准确识别冬小麦株型的最佳时期。水、旱地同一种株型的冬小麦品种在整个生育时期NDVI 均值差异较显著, 均表现为水地冬小麦高于旱地冬小麦, 尤以抽穗初期最为明显。水旱地冬小麦不同生育时期NDVI 与产量相关性均以抽穗初期为最高, 但用抽穗初期和灌浆期NDVI 与产量的复合回归方程进行产量预测比用抽穗初期NDVI 与产量的回归方程效果好, 旱地冬小麦尤为明显。     

华北平原不同等级干旱对冬小麦产量的影响

华北平原是中国重要的粮食生产基地,其中冬小麦播种面积和产量均居中国首位,在国家粮食安全中具有重要作用,干旱是影响该区域冬小麦产量的最主要农业气象灾害。该研究基于华北平原44个气象站点1981—2017年的逐日气象数据以及作物、土壤和田间管理资料,以作物水分亏缺指数为农业干旱指标,基于调参验证后的农业生产系统模型(Agricultural Production Systems Simulater,APSIM),评估了冬小麦生长发育中后期各生育阶段不同等级干旱对冬小麦单产和总产的影响。结果表明,冬小麦拔节-开花和开花-成熟阶段干旱造成冬小麦减产率空间上均呈北高南低的分布特征,且开花-成熟阶段干旱引起的减产率(26.8%)高于拔节-开花阶段干旱引起的减产率(19.1%),区域间比较均表现为干旱对京津冀地区冬小麦单产影响最大,对河南省冬小麦单产影响最小;随着干旱等级的加重减产率增大,开花-成熟阶段轻旱、中旱和重旱的减产率分别为16.5%、32.8%和44.9%,拔节-开花阶段轻旱、中旱和重旱的减产率分别为10.3%、18.8%和28.6%。结合冬小麦实际播种面积得到各生育阶段干旱对总产的影响,区域间比较均表现为干旱对山东省冬小麦总产影响最大,对河南省冬小麦总产影响最小。