辽西半干旱区秋覆膜对土壤水分及玉米水分利用效率的影响

秋覆膜技术是传统地膜覆盖栽培技术的创新和延伸。为了探明秋季覆膜对土壤水分及玉米水分利用效率的影响,2014年在农业部阜新农业环境与耕地保育科学观测实验站,设置常规裸地种植(T1)、传统春覆膜(T2)、秋覆膜(T3)以及秋覆膜配施秸秆(T4)四种处理,研究了不同覆膜处理对土壤蓄水量、水分剖面分布、春玉米产量及水分利用效率的影响。结果表明,两种秋覆膜处理可实现对土壤水分的跨季节调控,播前土壤蓄水量比裸地增加35.44%和23.09%,比春覆膜增加40.79%和27.95%,整个生育期土壤蓄水量较裸地增加30.70%和20.10%,较春覆膜增加37.77%和26.59%。两种秋覆膜处理的剖面土壤水分在各生育时期均较为充足;春覆膜处理土壤含水率随土层深度变化剧烈,下层土壤水分严重缺失。秋覆膜处理可显著增加玉米产量,较裸地和春覆膜处理平均增产13.26%和13.52%,单株粒重增加是秋覆膜提高玉米产量的主要原因。秋覆膜T3处理可充分利用作物生育期降水,与T1、T2、T4处理相比,水分利用效率显著提高8.24%、9.74%和8.83%。     

不同灌水水平下少耕地膜覆盖对玉米农田土壤温度和水分利用效率的影响

以大田玉米为研究对象,在少耕地膜覆盖和不同灌水水平下,研究了一膜两年用地膜覆盖、秋免耕春覆膜和传统耕作覆膜对玉米农田土壤温度和水分利用效率(WUE)的影响。结果表明:与传统耕作覆膜和秋免耕春覆膜两种新膜覆盖处理相比,一膜两年用处理在玉米播种到拔节期的增温效果显著低于新膜覆盖,农田0~25 cm土壤平均温度较传统覆膜处理低13.35%,而对玉米拔节期到成熟期的土壤温度无明显影响,且农田0~25 cm土层土壤积温差异也不显著,相同覆膜方式下不同灌水水平间有显著差异,随着灌水水平的降低土壤积温增加;一膜两年用地膜覆盖方式下玉米籽粒产量和WUE与两种新膜覆盖方式相当,中灌水水平下WUE最高,达到17.89kg·mm-1,且在低灌水水平下获得籽粒产量显著高于传统覆膜处理,一膜两年用覆盖、灌溉定额5 700 m3·hm-2较传统耕作覆膜、灌水定额5 700 m3hm-2处理的玉米产量高出16.39%。说明,一膜两年用地膜覆盖在玉米播种到拔节期的增温效应低于新膜覆盖,但并不影响籽粒产量的形成,且在存在水分胁迫的低灌水水平下一膜两年用覆盖模式可减缓干旱胁迫,提高作物籽粒产量,是适于西北绿洲灌区的具有较好经济效益和生态效益的覆膜农田管理新技术。     

沟垄集雨种植补灌对冬小麦旗叶叶绿素荧光参数的影响

为探明沟垄集雨种植技术在灌区对作物光合作用和产量的调控及节水效果,通过大田试验,研究了两种宽度的沟垄集雨种植结合不同补灌量处理对冬小麦光合速率、叶绿素荧光参数和产量的影响。结果表明:沟垄集雨处理下Pn较平作不灌水处理(CK)提高57.1%~84.4%,较平作灌水处理提高25.3%~50.3%;Fm、Fv、Fv/Fm、Fv/Fo、q P和籽粒产量也均高于平作处理,q N低于平作处理;两种宽度沟垄集雨种植较CK增产74.6%~124.9%,沟垄集雨补灌处理较平作灌水处理增产0.3%~18.9%,随灌水量增加产量增加,宽垄沟优于窄垄沟;在降雨较少的年份,60 cm沟垄集雨种植在灌溉量减少50%的条件下,光能转化效率比平作灌水处理提高44.1%,说明沟垄集雨种植可显著提高光能的转化效率及其量子产额,提高光合效率,维持较高的籽粒产量。     

不同灌水水平下一膜两年覆盖的玉米农田土壤水分和经济效益分析

以大田玉米为研究对象,在少耕地膜覆盖和不同灌水水平下,研究了一膜两年用地膜覆盖、秋免耕春覆膜和传统耕作覆膜对玉米农田土壤水分和产量的影响,以期为灌区玉米生产优化耕作措施、地膜再利用、提高水分利用效率提供理论依据。结果表明,一膜两年覆盖可显著提高播前农田0~60 cm土层土壤含水量和土壤贮水量(0~120 cm),一膜两年覆盖农田贮水量较传统耕作覆膜提高13.31%,且处理间差异显著;在玉米生育期一膜两年用地膜覆盖可明显提高0~30 cm土层土壤含水量,一膜两年用较传统覆膜处理0~30 cm土层土壤含水量提高7.67%,而不同处理对30~120 cm土层土壤含水量影响较小。高灌水水平下,一膜两年覆盖方式可达到与传统耕作覆膜方式相当的产量,在中、低灌水水平下高于传统覆膜处理,分别增产2.40%和16.39%,且在低灌水水平下WUE在不同覆膜方式处理间存在显著差异,一膜两年覆盖的WUE分别较秋免耕春覆膜和传统耕作覆膜高出5.25%和20.26%;此外,一膜两年覆盖方式可显著减少成本投入,产投比分别较秋免耕春覆膜和传统耕作覆膜提高7.27%和15.69%。说明一膜两年用地膜覆盖可显著提高播前和生育期0~30 cm的土壤含水量,在水分胁迫的低灌水水平下一膜两年用覆盖模式可减缓干旱胁迫,提高作物子粒产量和水分利用效率,降低成本投入,提高产投比,是适于西北绿洲灌区的覆膜农田管理新技术。     

不同时期覆膜对辽西旱地农田土壤墒情及春玉米产量的影响

为比较秋季覆膜与春季覆膜的保墒增产效果,在辽宁西部的建平县坡耕地上布置试验,对春季覆膜、秋季覆膜旱地农田土壤墒情及春玉米产量差异进行了比较研究.结果表明:与不覆膜相比,春季覆膜、秋季覆膜处理春播前0～15 cm土层土壤墒情增加;秋季覆膜、春季覆膜和未覆膜(对照)处理产量分别为5 814.6 kg/hm~2、4 997.33 kg/hm~2和4 069.46 kg/hm~2,秋季覆膜、春季覆膜比对照增产30.01%和18.57%,水分利用效率提高了18.45%和29.43%.     

覆膜时间与方式对山旱地春甘蓝产量和 水分利用效率的影响

以中甘21号甘蓝为试验材料,研究了覆膜时间及覆膜方式对山旱地春甘蓝产量和水分利用效率的影响.结果表明:秋季全膜双垄沟显著提高山旱地春甘蓝定植时0～100 cm土层内和结球期0～60 cm土层内的土壤含水量,促进了甘蓝的生长;秋季全膜双垄沟的产量和水分利用效率为41 000kg·hm-2和210.61 kg·mm-1·hm-2,较秋季全膜平铺、春季全膜双垄沟、春季全膜平铺、秋季半膜平铺、春季半膜平铺(CK)分别提高14.42％～89.23％和20.67％～88.58％,差异均达极显著水平;秋季全膜双垄沟显著提高了山旱地春甘蓝的产量和水分利用效率,可作为天水市山旱地春甘蓝的主要栽培方式.     

不同覆膜方式对旱地玉米生长发育、产量和水分利用效率的影响

针对甘肃陇东旱作区年降水量少、季节分布不均,特别是玉米生产春旱严重等问题,以露地平播为对照(CK),研究了双垄面全膜覆盖沟播,双垄面半膜覆盖沟播,宽膜覆盖平播,窄膜覆盖平播,全地面覆盖平播,膜侧播种等6种覆膜种植方式对旱作玉米出苗率、干物质积累量、株高、叶面积指数、生育时期、产量和水分利用效率的影响。结果表明,全膜双垄沟提高了玉米出苗率和出苗速度,提早成熟,整个生育期玉米株高、叶面积指数和干物质积累量始终大于其它处理,显著提高了产量和水分利用效率,是旱作区进一步挖掘降水潜力和高产田创建的有效途径。     

秸秆覆盖量对土壤水分利用及春玉米产量的影响

为了探明半干旱区秸秆覆盖栽培中适宜的秸秆覆盖量,在宁南旱区进行了春玉米栽培试验。试验设1.35、0.9、0.45和0万kg/hm24个覆盖量处理,分析了不同覆盖量对土壤水分、玉米产量及水分利用效率的影响。结果表明,4年玉米生育期覆盖量从高到低0～200 cm土层平均土壤贮水量分别较CK(无覆盖)高15.47、10.79 mm和6.26 mm(P<0.05)。试验期间,2009年玉米生育期降雨量最低(为266.1 mm),各处理依次较CK增产13.10%、17.37%和5.40%(P<0.05);2010年玉米生育期降雨量最高(为433.6 mm),各处理依次较CK增产3.91%、7.58%(P<0.05)和1.70%。0.9～1.35万kg/hm2覆盖量增产效果明显,4年平均比CK增产14.23%～12.03%,水分利用效率提高了10.64%～8.87%。宁南旱区,0.9万kg/hm2秸秆覆盖量能更好地蓄水保墒,促进农田土壤水分良性循环,且对提高玉米产量和水分利用效率有显著效果。     

不同覆盖种植方式与平衡施肥对旱地春玉米产量及水分利用效率的影响

采用田间试验方法,研究了不同覆盖种植方式与平衡施肥对旱地春玉米产量及其水分利用效率的影响。结果表明, 三种覆盖种植方式中,全膜双垄沟播种植方式有利于玉米碳水化合物的合成,增加玉米干物质积累量,N、P、K平衡施肥干物质积累量增加效果明显;与全膜双垄沟播相比,半膜覆盖和裸地种植玉米籽粒产量分别减产8.5%～17.6%和61.1%～95.3%,水分利用效率分别降低3.5%～15.1%和52.8%～60.2%;N、P₂O₅和K₂O的用量分别为225、120、60 kg·hm^-2时,F₁N₁处理玉米籽粒产量和水分利用效率最高。研究表明,在玉米全膜双垄沟播栽培技术条件下,平衡施肥可显著提高玉米籽粒产量和水分利用效率。     

辽西半干旱区秋后覆膜保墒对翌年春玉米生长发育的影响

针对辽西半干旱地区春旱严重、降雨资源年内分布不均的气候特点,在秋收后、霜冻之前进行灭茬覆膜处理,试验对旱地雨水资源跨时间调节。翌年春季土壤含水量、玉米生长状况及产量的试验结果表明,秋覆膜处理的耕层土壤含水量比未覆膜处理高出60%,播种15d后玉米出苗率达到85%,抽穗期玉米株高比未覆膜处理高33cm、径粗增加0.42cm,秋收时玉米穗重比未覆膜处理提高了49.62%。研究表明,春墒秋保、跨时间调控农田水分状况是北方干旱半干旱地区有效的农业节水措施。     

3种地膜在不同覆膜方式下的控草效果及对玉米生长发育的影响

在陇东旱塬区杂草严重发生条件下,试验测定了3种地膜在不同覆膜方式下的控草效果及对玉米生长发育的影响。结果表明,化学除草地膜和黑色地膜以全膜双垄沟播、半膜平作和半膜垄作方式覆膜,对阔叶杂草的株防效和鲜重防效均在93%以上,对禾本科杂草的株防效和鲜重防效均在76%以上;白色地膜以半膜垄作和半膜平作方式覆膜对阔叶杂草有一定的控制作用,但对禾本科杂草作用微弱或无效,以全膜双垄沟播方式覆膜可引起杂草大量发生。化学除草地膜和黑色地膜以全膜双垄沟播方式覆膜,均可明显改善玉米主要农艺性状,显著提高玉米产量及效益,玉米产量较半膜垄作分别增产22.17%和24.78%、较半膜平作分别增产9.23%和5.74%,纯收益较半膜垄作分别增加3 553.13元/hm~2和3 828.78元/hm~2、较半膜平作分别增加1 343.46元/hm~2和736.30元/hm~2;白色地膜以全膜双垄沟播、半膜平作和半膜垄作方式覆膜,玉米主要农艺性状、产量及经济效益均较覆盖化学除草地膜和黑色地膜有明显下降。因此,在杂草严重或较重发生的地区,推荐采取化学除草地膜和黑色地膜全膜双垄沟播方式覆膜。     

垄作覆膜对川中丘区土壤物理性状和春玉米产量的影响

采用大田试验,设置垄作覆膜(A1B1)、平作覆膜(A1B2)、垄作不覆膜(A2B1)、平作不覆膜(A2B2)4个处理,研究垄作与覆膜对川中丘区春玉米田土壤物理性状和产量的影响。结果表明:地膜覆盖显著提高了丘陵旱地玉米生育前期耕层土壤水分和温度;垄作栽培显著降低耕层土壤容重,增大土壤总孔隙度和毛管孔隙度;垄作与覆膜措施相结合可有效改善土壤水热状况和物理结构。从玉米穗部性状和产量看,覆膜显著提高玉米穗长、穗粗、穗粒数、百粒重,降低秃尖长,产量较不覆膜处理平均增加20.2%。垄作对玉米穗部性状和产量的影响因覆膜与否而异。覆膜下,垄作较平作显著提高了穗粒数,降低了秃尖长,产量较平作增加7.7%;不覆膜下,垄作则显著降低穗粒数、百粒重,产量较平作降低12.6%。相关分析表明玉米产量与生育前期土壤温度和土壤含水量呈显著正相关关系。垄作覆膜通过提高玉米生育前期土壤温度和含水量,改善了耕层土壤物理性状,最终提高了玉米产量。     

秋覆盖的保水效应及对春玉米生长的影响

设置高(9000 kg·hm^-2)、中(6000 kg·hm^-2)、低(3000 kg·hm^-2)3种不同量秸秆覆盖和平覆、垄覆2种不同方式的地膜覆盖,以全程不覆盖为对照,研究了秋季雨后覆盖(休闲期加生育期全程覆盖)对土壤水分及春玉米生长状况的影响。结果表明：在冬闲期,各覆盖处理(除秸秆覆盖3 000 kg·hm^-2处理)的土壤蓄水量分别较不覆盖处理(CK)增加了21.22 mm、20.49 mm、18.37mm和19.5mm,使玉米出苗较CK至少提前了3 d。在播种期~大喇叭口期(播后70 d),平覆地膜和垄覆地膜平均土壤蓄水量分别较对照增加15.57 mm和15.73 mm;秸秆覆盖6 000 kg·hm^-2和9 000 kg hm^-2处理平均土壤蓄水量分别较对照增加12.05 mm和12.03 mm。秸秆覆盖处理在玉米生长后期土壤蓄水量较对照增加不显著。秋覆盖处理均可促进春玉米个体的生长,地膜覆盖处理可以显著提高春玉米生长前期的单株干重、株高和叶面积,秸秆覆盖在生育后期较对照显著提高。平覆地膜、垄覆地膜两个处理的玉米籽粒产量和水分生产效率分别较对照增加14.6%、13.9%和11.0%、11.1%(P<0.05),秸秆覆盖处理增产均不显著。     

Film-mulched continuous ridge-furrow planting improves soil temperature,nutrient content and enzymatic activity in a winter oilseed rape field,Northwest China

Film mulching system is a widely employed agricultural practice worldwide. However, the effects of different planting and mulching patterns on soil nutrient content and enzymatic activity have not been well documented. In this study, we examined the impact of four planting and mulching patterns(including control, flat planting without mulching; M1, flat planting with film mulching; M2, ridge-furrow planting with film mulching on both ridges and furrows; and M3, ridge-furrow planting with film mulching on continuous ridges) on the seed yield of winter oilseed rape, soil moisture, soil temperature, soil organic carbon(SOC) content, soil nutrient content, and soil enzymatic activity over three growing seasons from 2012 to 2015 in a winter oilseed rape field in the semi-arid area of Northwest China. Seed yield of winter oilseed rape, soil moisture, soil temperature, enzymatic activities, and contents of nitrate-nitrogen, available phosphorus, and available potassium were all significantly higher in mulching treatments(M1, M2 and M3) than in control treatment over the three growing seasons, whereas SOC content was significantly lower in mulching treatments than in control treatment during 2013–2014 and 2014–2015. Among the three mulching treatments(M1, M2 and M3), the M3 treatment showed consistently higher seed yield, SOC content, nutrient contents, and enzymatic activities than the other two treatments. Seed yield of winter oilseed rape was 41.1% and 15.0% higher in M3 than in M1 and M2, respectively. SOC content and soil enzymatic activities in the top 0–20 cm soil layers and nitrate-nitrogen content in the top 0–30 cm soil layers were all significantly higher in M3 than in M1 and M2. Therefore, we advise the ridge-furrow planting with film mulching on continuous ridges(i.e., M3) as an efficient planting and mulching pattern for sustainably improving the seed yield of winter oilseed rape and preserving soil fertility in the semi-arid area of Northwest China.     

不同覆盖物对玉米抗旱栽培的效果研究

在绵阳旱区的盐亭县,对夏玉米用不同覆盖物进行抗旱试验,结果表明:地膜覆盖使土壤温度和土壤水分提高,秸秆和壳类覆盖使土壤温度降低和土壤水分提高;覆盖物对玉米产量的增加作用是地膜＞小麦秸秆＞水稻秸秆＞玉米秸秆＞小麦壳＞菜子壳.但从经济效益和生态效益分析,小麦秸秆是最好的玉米抗旱覆盖物.     

玉米茬不同处理方式对土壤耕层水分的影响

针对朝阳半干旱区春季十年九旱的实际情况,在秋后玉米地设置了玉米地留茬、留茬覆盖玉米秸秆、翻耕、翻耕后覆盖玉米秸秆和翻耕后覆盖地膜5种不同处理方式,探讨不同处理方式对春播前表层土壤水分的影响.测定结果表明,各处理春播前表层土壤水分含量大小顺序为翻耕后覆膜>翻耕后覆盖秸秆>留茬覆盖秸秆>翻耕无覆盖>留茬无覆盖,其中翻耕覆膜处理土壤含水率为17.03%,比留茬无覆盖处理高4.51%,比翻耕无覆盖处理高2.57%,比留茬覆盖秸秆处理高1.27%,比翻耕覆盖秸秆处理高0.66%.     

河西绿洲灌区玉米产量对生物可降解地膜保水增温作用的响应

通过连续2 a田间定位试验,研究不同覆盖处理(普通地膜覆盖、生物可降解地膜覆盖、秸秆覆盖和无覆盖)对玉米种植增温、保湿作用和产量的影响。结果表明:不同覆盖处理增温次序为普通地膜覆盖生物可降解地膜覆盖无覆盖秸秆覆盖;普通地膜覆盖、生物可降解地膜覆盖和秸秆覆盖的2 a玉米各生育时期土壤贮水量平均比无覆盖高24.7mm、19.9mm和13.1 mm;与无覆盖相比,普通地膜覆盖、生物可降解地膜覆盖和秸秆覆盖的2a平均玉米籽粒产量分别提高11.55%、9.53%和4.70%,WUE分别提高17.35%、14.11%和8.22%,经济效益分别提高11.81%、8.60%和5.05%。综合考虑产量和水分利用,生物可降解地膜的增温保湿和增产效果低于普通地膜,但是生物可降解地膜有利于农业生态系统的可持续发展,从长远生态效益考虑,今后应推广使用。     

黄土丘陵区大垄沟优化措施对玉米生理特性的影响

使用间作套种、普通地膜和液态地膜等措施对黄土丘陵地区的大垄沟种植方式进行了改良和优化。结果表明,普通地膜、液态地膜和间套优化措施能够提高玉米各个生育期的光合速率,提高干物质积累量。叶片生理日变化结果表明,优化措施可以明显提高玉米田间各时段光合速率、蒸腾速率,在一定程度上提高了水分利用效率。