优化井渠轮灌下秸秆覆盖对夏玉米根系分布与产量影响

为探究夏玉米根系分布及产量对优化井渠轮灌模式下秸秆覆盖的动态响应,设置“渠井渠”灌溉模式下常规覆膜（FM）、秸秆表覆（BF）和秸秆深埋（SM）,全渠水灌溉的常规覆膜为对照（CK）4种处理,于2018年和2019年在河套灌区开展了不同耕作模式田间试验。结果表明,CK处理夏玉米根系分布呈浅宽型,根长密度随土层加深而降低,根长密度集中点在表层0~20cm;优化井渠轮灌模式下,常规覆膜（FM）根长密度集中点在10~30cm,提高深层根长密度不显著;秸秆覆盖显著提高根长密度（P<0.05）,BF处理根系呈宽浅型分布,根长密度集中点在0~20cm,较CK处理的0~20cm土层根长密度提高19.6%（P<0.05）;SM处理根系呈深扎型分布,根长密度集中点下移至20~40cm,显著提高大于40cm土层根长密度,较CK提高91.7%（P<0.05）;各处理水平方向根长密度近似呈以植株为中心的标准正态分布,分布半径约15cm;优化井渠轮灌模式显著降低夏玉米生育期耗水和提高水分利用效率（P<0.05）,但FM和BF较CK平均减产10.1%和1.3%;SM综合效果较佳,较CK平均增产8.9%,水分利用效率平均提高41.4%。该研究可为河套灌区合理安全利用地下微咸水资源、丰富井渠轮灌理论体系及节水增产提供借鉴。     

秸杆覆盖对土壤水分及夏玉米产量的影响

秸秆覆盖是减少棵间无效水分蒸发,提高根层土壤含水及水分利用效率的有效途径,在北京大兴县的３年使用表明,覆盖千秆３．０ｔ／ｈｍ＾２,可有效保持表层土壤结构,使表层土壤含水量提高２％－１１％,且越是干旱年年份保水保墒效果越显著,夏玉米出协率提高４％－１３％;     

秸秆覆盖对土壤水分及夏玉米产量的影响

秸秆覆盖是减少棵间无效水分蒸发,提高根层土壤含水量及水分利用效率的有效途径,在北京大兴县的3年使用表明,覆盖秸秆3．0t／hm2,可有效保持表层土壤结构,使表层土壤含水量提高2％～11％,且越是干旱年份保水保墒效果越显著,夏玉米出苗率提高4％～13％;可使作物总干物质产量提高26％,籽粒产量提高20％。研究结果显示秸秆覆盖技术具有明显节水增产效果,在半干旱的夏玉米种植区,具有推广价值。     

秸秆覆盖和水分控制条件对垄作沟灌夏玉米生长和产量的影响

为探究垄作沟灌方式下秸秆覆盖对夏玉米节水效应的影响,通过设置4种秸秆覆盖量(M0:0、M1:1500 kg/hm2、M2:4500 kg/hm2、M3:7500 kg/hm2)和4种水分控制下限(I1:55％FC、I2:60％FC、I3:70％FC和I4:80％FC)进行垄作沟灌夏玉米种植试验,研究了不同秸秆覆盖量和水分控制下限条件对垄作沟灌夏玉米生长发育、水分利用效率和产量的影响.结果表明:各处理下夏玉米株高随水分控制下限的增大呈现先增大后减小的趋势,水分下限相同时,秸秆覆盖为4500 kg/hm2和7500 kg/hm2能显著提高夏玉米株高.水分控制下限60％FC～80％FC时,秸秆覆盖量为4500 kg/km2时夏玉米叶面积达到最大,其叶面积的促进作用最为显著.在一定水分下限范围内,秸秆覆盖量越大,越有利于夏玉米干物质积累量的提高;秸秆覆盖量相同时,夏玉米地上干物质积累量随水分控制下限的提高而增大.由水分控制下限55％FC到60％FC、70％FC以及80％FC,夏玉米全生育期内耗水量平均涨幅分别为5.06％、11.45％及23.48％.水分、秸秆覆盖以及其耦合处理对夏玉米产量、WUE和PUE的影响均达到极显著水平(p<0.01),水分控制下限为70％FC处理、秸秆覆盖量4500 kg/hm2时,夏玉米的产量(6922.54 kg/hm2)、WUE(2.09 kg/m3)和PUE(5.48 kg/m3)均最高,即I3M3为最佳处理.     

秸秆覆盖量对夏玉米产量影响的试验研究

通过对夏玉米在露天和干旱棚控水2种土壤水分状况下生长状况的观测,发现秸秆覆盖夏玉米有明显增产效应,作物水分利用效率均得到了不同程度提高。通过对0、3000、6000、9000、12000 kg/hm2五种处理下玉米状况的对比,得出6000 kg/hm2为渭河平原地区最适宜夏玉米田秸秆覆盖量。在6000 kg/hm2覆盖量下,露天小区夏玉米可增产5.61%。试验证明,渭河平原地区秸秆覆盖夏玉米,增产潜力大,是一种值得推广的玉米增产措施。     

秸秆深埋下灌水量对土壤水盐分布与夏玉米产量的影响

为探究秸秆深埋下土壤水盐分布与夏玉米产量对灌水量的响应,于2017年和2018年在河套灌区进行了秸秆深埋下单次灌水定额60 mm(W1)、90mm(W2)、120mm(W3)3个处理及常规135 mm为对照(CK)处理的大田试验.结果表明:秸秆深埋下耕作层含水率随灌水量的增加先增后减,成熟期W1处理的两年平均含水率较C...     

滴灌下覆盖和追肥措施对夏玉米生长及产量的影响

基于2 a田间试验,研究了滴灌下秸秆覆盖和追肥措施对华北典型区(北京)夏玉米耗水量、生理指标、产量及水分利用效率的影响。结果表明,秸秆覆盖减缓了土壤水分下降速度,一定程度上提高了土壤蓄水能力;秸秆覆盖对叶面积指数的变化存在显著影响,而追肥措施对株高和叶面积指数变化没有显著影响;充分滴灌下,相比不覆盖处理,秸秆覆盖并没有显著减少夏玉米生育期耗水量,但对作物产量和水分利用效率变化存在显著影响,基于100 kg/hm~2追肥量和6 000 kg/hm~2秸秆覆盖措施下,夏玉米产量和水分利用效率分别显著提高了11%和13%(P0.05)。     

不同沟灌方式下夏玉米单作物系数试验研究

采用FAO推荐的单值作物系数法,对常规沟灌和控制性交替隔沟灌溉两种灌水方式下不同水分处理（水分控制下限为田间持水率的80%、70%、60%）的夏玉米作物系数进行研究。结果表明：灌水方式修正系数可用相对蒸腾量来表示,与播后天数具有良好的6次函数关系,相关性显著;两种沟灌方式的单作物系数呈现相同脉冲波动变化趋势,但交替隔沟灌的作物系数小于常规沟灌;利用单作物系数法计算作物需水量与实测值相比偏差均低于10%,吻合良好。     

秸秆氨化还田对农田水分与夏玉米产量的影响

寻求秸秆资源的有效还田方式对干旱半干旱区农业的可持续发展具有重要意义。本文于2014年和2015年在夏玉米全生育期设置2个秸秆氨化水平（A0:未氨化冬小麦秸秆,A1:氨化冬小麦秸秆）和2个秸秆长度水平（L0:粉碎为短秸秆,L1:大于50mm冬小麦长秸秆）翻压还田,分析不同预处理秸秆还田条件下夏玉米全生育期株高、叶面积指数、地上部生物量、冠层覆盖度等生长指标以及土壤贮水量、耗水量、产量和水分利用效率的变化。结果表明,2年夏玉米氨化短秸秆翻压还田处理（A1L0）平均土壤体积含水率较未氨化长秸秆处理（A0L1）分别提高了10.7%和6.4%;氨化处理土壤体积含水率明显高于未氨化处理,但不同处理间耗水量差异较小;夏玉米灌浆期氨化短秸秆翻压还田处理（A1L0）的平均冠层覆盖度（CC）比其他处理高3.7%~10.7%;成熟期氨化短秸秆翻压还田处理（A1L0）的平均地上部干物质量比其他处理高 2.1%~9.5%,平均产量比其他处理增加2.8%~9.1%,平均水分利用效率比其他处理增加1.7%~7.4%;氨化短秸秆翻压还田处理（A1L0）能显著提高夏玉米地上部生物量与籽粒产量。因此,氨化短秸秆翻压还田能有效促进夏玉米生长,保持较好的土壤水分条件,有助于提高夏玉米产量和水分利用效率。     

秸秆覆盖和播前灌水量对夏玉米抗倒伏特性的影响

【目的】研究秸秆覆盖和播前灌水量对成熟期夏玉米茎秆抗倒伏特性的影响。【方法】设置2种覆盖处理(秸秆覆盖处理和不覆盖处理,秸秆覆盖处理为小麦秸秆覆盖0.6 kg/m~2)和3种播前灌水量(低灌溉量30 mm、中灌溉量70 mm和高灌溉量110 mm),测定了成熟期夏玉米茎秆主要物理性状参数、倒数第3节间茎秆机械强度、抗倒伏指数和产量等指标。【结果】与不覆盖相比,秸秆覆盖增加了夏玉米穗位高、重心高度和茎秆抗折力,提高了玉米抗倒伏能力和籽粒产量(2017年增产7.6%)。播前灌水量显著影响夏玉米成熟期穗位高系数和倒数第3节间茎长、长粗比和茎秆机械强度,播前灌水量越高籽粒产量越高。秸秆覆盖下播前灌水70 mm玉米抗倒伏能力最优,不覆盖处理播前灌水70 mm玉米抗倒伏能力最差。茎秆长粗比和茎秆抗折力与玉米抗倒伏指数相关系数(r)2016年分别为:-0.458 7、0.434 6,2017年分别为:-0.315 7、0.375,穗位高系数不能作为评价玉米抗倒伏特性的指标。【结论】秸秆覆盖+播前灌水70 mm是实现抗倒高产的最优组合方案。     

交替隔沟灌溉下玉米根长密度分布及水分利用

为了探明交替隔沟灌溉和常规沟灌条件下玉米根长密度的分布规律及水分利用效率(WUE),研究了2种沟灌方式下玉米根长密度的空间分布和水分利用情况。结果表明,玉米根长密度在根区水平向和垂向呈指数分布。交替隔沟灌溉促进了玉米根系的水平向伸展和下扎深度,常规沟灌在垄位的大密度根系分布集中在20～60cm。交替隔沟灌溉增大了根系下扎深度,有利于根系吸收深层土壤水分,在非充分供水条件下提高了作物的水分利用效率,交替隔沟灌溉水分利用效率较常规沟灌提高5%以上。     

秸秆覆盖对沟灌水盐迁移与玉米水分利用效率的影响

为研究河套灌区盐渍化土壤垄背地膜和秸秆覆盖下的沟灌土壤水盐迁移特征,明晰沟灌作物产量及水分利用效率的变化规律,设置垄背秸秆覆盖量分别为0.3（P0.3）、0.6（P0.6）、0.9（P0.9）、1.2kg/m 2 （P1.2）和常规覆膜（DM）、裸地不覆盖（CK）6种处理,于2019年进行沟灌灌水试验,对比分析了不同秸秆覆盖量下玉米生育期前后沟断面土壤水盐分布、作物产量及水分利用效率的变化情况。结果表明：玉米苗期,覆膜和秸秆覆盖处理能显著降低作物无效耗水,保证生育后期对水分的需求;抽雄灌浆期,覆膜增温效应促进了作物生长,DM处理玉米耗水强烈,土壤储水量最低;玉米成熟期,垂直方向土壤水分运动较前期减弱。整体来看,P1.2、P0.9处理蓄水保墒效果较好（P<0.05）。沟灌灌水定额较小、盐分淋洗效果较差,且受土壤蒸发及地下水补给作用,因此造成根系层盐分累积。覆膜和秸秆覆盖处理均能有效抑制盐分聚集,P1.2和P0.9处理生育末期的土壤含盐量较初始含盐量增幅较小,分别为14.10%和24.74%。P0.9和DM处理产量和水分利用效率较CK分别提高20.01%、25.46%和11.32%、15.29%,增幅较大;过量秸秆覆盖造成播期土壤温度偏低,会影响玉米出苗,P1.2处理玉米产量和水分利用效率较DM处理略有降低,但差异不显著（P>0.05）。采用主成分分析法对沟灌秸秆覆盖下土壤保墒抑盐效果、玉米出苗、产量以及水分利用效率等因素进行综合评价,初步确定适宜的沟灌秸秆覆盖模式,建议采用0.9~1.2kg/m 2 的垄背秸秆覆盖量代替常规地膜覆盖,以减小地膜残留带来的环境污染。本研究可为灌区农业栽培提供一定借鉴。     

沟向与灌溉方式对玉米根区土温的影响

为了阐明不同沟向与沟灌方式下作物根区土壤温度的变化规律,通过垄作玉米田不同点位处的根区地温观测,研究了南北沟向和东西沟向下交替隔沟灌溉(AFI)和常规沟灌(CFI)田的地温变化。结果表明,东西沟向时AFI在湿沟、垄位和干沟处0～20cm土温分别高于南北沟向0～4.60、0～5.37、0～6.57℃;同一沟向条件下,AFI的平均土温比CFI提高了0.02～7.00℃,且AFI在非灌水区域的土温比灌水区域高0.23～6.20℃。东西沟向AFI的作物根区土温最高,提高了根区土壤热能,以其通过栽培方式或灌溉方式的改变调节田间光热环境以适应不同作物的生长需求。     

泾惠渠灌区秸秆还田条件下夏玉米节水灌溉制度试验

泾惠渠灌区主要粮食作物已经实现了秸秆还田,但秸秆还田条件下作物的节水灌溉制度却还是空白。在泾惠渠试验站通过2年的大田和小区试验相结合,通过分析不同灌水处理下对夏玉米植株生理指标、水分利用效率和产量的影响,确定了不同降雨年型秸秆还田条件下夏玉米适宜的灌溉制度。研究结果表明:在一定灌溉定额内,灌水期不同对夏玉米农艺性状和产量影响显著,压茬灌和拔节灌有利于生长发育,拔节灌和抽雄灌是影响产量的重要灌水时期。秸秆还田方式可以显著提高产量和水分利用效率,并促进作物农艺性状生长。2013年降雨年型条件下最优的灌溉制度是压茬灌+拔节灌+抽雄灌3水组合,灌溉定额3 000m3/hm2;2014年的降雨年型条件下,适宜的灌溉制度是拔节灌+抽雄灌2水组合,灌溉定额1 800m3/hm2。研究成果为泾惠渠灌区合理配置水量和推广秸秆还田条件下夏玉米节水灌溉制度具有一定的指导意义。     

秸秆覆盖还田及腐解率对土壤温湿度与玉米产量的影响

为探究东北黑土区秸秆覆盖还田及其腐解率对土壤温湿度和玉米产量的影响,2019年和2020年在大庆市肇州县进行了秸秆覆盖全量还田（试验组）和留茬10cm左右还田处理（对照组）对比试验。结果表明：试验组秸秆腐解率4月仅为4.3%和4.5%,5月为17.8%和16.8%,6月为22.3%和27.8%,秸秆腐解主要集中在7、8月。土壤温湿度受地表残余秸秆影响较为明显,5月试验组土壤含水率比对照组分别低1.2、1.1个百分点,但随着秸秆腐解率增大,试验组土壤含水率在6—9月平均高出对照组约3个百分点。试验组0cm处土壤温度在5—8月日间大气升温阶段受到抑制,相同时段温度与对照组最大差值为4.8、3.8℃,10、20cm处土壤温度在5、6月受地表秸秆覆盖影响较为明显,7—9月影响不显著,30cm处土壤温度除6月影响明显外,其他月份相比对照组变化较小。在每天大气降温时段,试验组不同深度处的土壤温度降温较对照组平缓,保温保墒作用较明显。地表秸秆覆盖影响作物出苗,试验组比对照组出苗分别晚4、3d,在拔节期对照组比试验组的作物株高分别高7.3、7.4cm,茎粗大0.2、0.1cm,但在抽穗期和灌浆期试验组的株高和茎粗均大于对照组;2019年试验组的玉米产量为10716.0kg/hm2,比对照组增产193.5kg/hm2。综合分析,秸秆覆盖还田对土壤温湿度具有双向阻碍作用,秸秆腐解程度对双向阻碍作用有一定影响,秸秆覆盖全量还田的保温保墒作用促进了玉米的生长和产量提升。     

覆膜滴灌条件下灌水量对玉米根系分布特征的影响

根系生长决定了植物吸收养分和水分的能力,在作物生长中扮演了重要的角色。为了探讨水分差异对玉米根系分布规律的影响,在民勤试验站进行了不同灌水量对覆膜滴灌玉米0~100cm土层根系质量、根径及根长的影响研究,结果表明,灌水量对膜下滴灌玉米根系特征产生了重要影响:灌水量越大,其根系所占百分比和根径越大;同一生育时期,各处理不同土层根重变化较大,但其变化规律基本一致,均随着土层深度的增加,根重逐渐减小,0~40cm土层所占的重量百分比较大,同时0~40cm土层平均根径及根长也较大。试验为探索覆膜滴灌条件下玉米根系分布特征提供一定的参考,为完善覆膜滴灌灌溉制度提供一定的指导意义。