辽西北风沙半干旱区垄膜沟播处理对土壤氮、磷吸附/解吸特性的影响研究

为了探明不同垄膜沟播处理对土壤氮、磷养分吸附-解吸的影响,本研究以农业部阜新农业环境与耕地保育科学观测实验站为平台,通过定位7年(2007年~2013年)的田间试验,结合实验室内批量平衡法,以传统种植(T0/CK)为对照,对长期垄膜沟种(垄上覆膜沟内不覆盖(T1),垄上覆膜沟内覆膜(T2))条件下根际土壤对重要养分氮、磷的吸附/解吸能力进行研究和分析,结果表明:垄膜沟种处理有助于降低土壤对氮、磷养分的吸附,通过拟合Langmuir方程和Freundlich方程所求得的MBC和Kf值等相关参数可知,垄覆膜沟不覆盖种植处理土壤对氮、磷的吸附容量和吸附强度最小,最有利于削弱土壤对氮、磷的吸附作用,减少氮、磷固定,各处理对氮吸附的MBC值表现为:T1(6.70)T2(62.3%)>T0(53.5%),平均滞后系数为:T0(0.46)>T2(0.37)>T1(0.34);对磷解吸能力表现为:T2(16.8%)>T1(14.6%)>T0(8.8%),平均滞后系数为T0(0.91)>T1(0.85)>T2(0.83),垄覆膜沟不覆膜(T1)处理最有利于氮的解吸,垄覆膜沟覆膜处理(T2)最有利于磷的解吸。垄膜沟种可通过降低土壤有机质含量、p H和阳离子交换量来减少氮、磷的吸附,增加氮、磷养分的解吸。     

垄膜集雨种植对土壤微生物及酶活性的影响

本研究采用田间试验与室内分析相结合的方法,探究全覆膜垄膜沟播、半覆膜垄膜沟播和不覆膜平作三种不同种植方式对旱作向日葵农田土壤微生物及酶活性的影响,进一步补充完善垄膜集雨和旱作农业丰产栽培理论。结果表明:全覆膜垄膜沟播有效提高了土壤酶活性与土壤微生物数量,表现为全覆膜垄膜沟播半覆膜垄膜沟播不覆膜平作,其数量各处理均表现为细菌放线菌真菌。各处理土壤酶活性、微生物数量随着土层的加深呈降低趋势。试验认为全覆膜垄膜沟播可增加向日葵土壤酶活性及土壤微生物数量,有利于改善土壤结构并提升土壤养分,可以为植株根系生长及养分吸收创造良好微环境。     

青海主要枸杞产区不同耕作措施对灰棕漠土理化性质影响及肥力综合评价

为进一步探明青海主要枸杞产区不同耕作措施下灰棕漠土的理化特性,科学评价干旱区土壤综合肥力并提高枸杞产区的生态及经济效益。以青海主要枸杞产区不同耕作措施下的枸杞地土壤为研究对象,平作露地种植为对照,研究了沟垄种植和覆膜处理对灰棕漠土的土壤颗粒组成及土壤养分的影响,采用改进的Nemerow综合指数法分析了土壤肥力。结果表明:(1)研究区土壤含沙量较高,砂粒含量为61.44%～85.59%。改善作用最好的红枸杞沟垄覆膜处理相比于对照处理土壤砂粒含量减少了39.31%。(2)研究区土壤呈现出pH值偏高,钾素正常,有机质、氮素、磷素缺乏的现状。从垂直方向来看,土壤各养分指标随土层深度的增加而降低;不同耕作措施之间表现为,除速效磷和pH值外,其余养分指标红枸杞沟垄覆膜处理均高于其他处理,沟垄覆膜的改善作用较为明显。土壤养分指标变异系数为4.27%～50.81%,其中pH值的变异系数最小,速效氮最大,且速效养分的变异系数均大于对应的全量养分的变异系数。(3)土壤肥力综合评价值排序为:沟垄覆膜措施平作覆膜措施沟垄露地措施平作露地处理。在试验区独特的气候条件下,覆膜措施相比于露地种植的提升效果优于沟垄措施相比于平地种植的提升效果。其中沟垄覆膜处理相比于对照处理土壤综合肥力指数提高了43.33%。因此,在青海主要枸杞产区,沟垄覆膜种植相较于其他耕作措施,不仅具有减弱侵蚀的作用,而且更有利于土壤保土保肥,应予以推广。     

干旱地区覆盖方式对土壤养分及马铃薯产量的影响

大田条件下,为研究不同覆盖方式对旱作区马铃薯土壤有机质、养分及产量的影响,试验设置白色半膜垄作(BB)、白色全膜垄作(BQ)、白色半膜垄作+垄沟秸秆覆盖(BJ)、黑色半膜垄作(HB)、黑色全膜垄作(HQ)、黑色半膜垄作+垄沟秸秆覆盖(HJ)、秸秆覆盖垄作(JL)及裸地垄作种植(CK)8个处理。结果表明:不同覆盖方式均能改变0～30 cm土层温度,与CK相比,地膜覆盖方式具有增温效果,白膜增温优于黑膜,全膜覆盖增温优于半膜与垄面覆膜垄沟秸秆处理,且随着马铃薯生育期的推进覆膜增温效果逐渐减弱,秸秆覆盖在生育前期具有降温作用,后期具有一定的保温性。较JK与CK处理,地膜覆盖处理促进了马铃薯的出苗并缩短了各生育期的时间;覆盖方式能影响马铃薯根际土壤有机质、养分含量,增加马铃薯根际土壤有机质含量,有机质含量大小依次为JLBJBQBBHQHJHB,其中JL处理下的有机质含量较CK增加了16.72%,同色膜处理下的不同覆盖方式对马铃薯根际土壤有机质影响不显著,地膜覆盖对土壤全量养分、速效氮磷钾含量的作用较秸秆覆盖小,垄面覆膜+垄沟秸秆覆盖(BJ、HJ)对土壤养分含量的促进效果更大,黑膜较白膜更能增加土壤速效钾的含量;覆膜与秸秆覆盖较CK处理均能提高马铃薯产量,以覆膜增产作用最为显著,达到87.87%。不同覆盖方式处理中以处理BJ产量最高,其次为HJ。因此,覆盖材料(秸秆、黑膜、白膜)对于马铃薯生长、土壤养分、产量影响作用明显,覆盖方式(半膜、全膜、半膜+秸秆)对于土壤温度、养分及马铃薯生长具有一定的调控作用,总体表现为覆盖材料覆盖方式,以垄面覆膜+垄沟秸秆覆盖(BJ、HJ)最有利于马铃薯生长与产量的增加,是适宜当地旱作区马铃薯种植的覆盖模式。     

不同覆盖时期和方式对旱地马铃薯土壤水热条件和产量的影响

在大田条件下,以不同覆盖种植方式为处理,通过测定土壤含水量、耕层土壤温度、马铃薯生长指标和经济产量等,研究不同覆盖种植方式对旱地马铃薯土壤水热状况和产量的影响。结果表明:与传统耕作和垄沟全膜覆盖处理相比,垄膜沟草覆盖能显著提高马铃薯苗期0~25cm土壤温度3℃左右,降低盛花期至收获期0~25cm土壤温度2℃左右;其次,垄膜沟草覆盖显著提高播前0~30cm土层含水量,增加收获后0~100cm土层土壤含水量。垄膜沟草覆盖的株高、单株薯块重、大薯率、产量显著高于其它处理,且秋季覆盖的产量优于春季覆膜,故垄膜沟草秋季覆盖是适宜半干旱区旱作马铃薯的高产种植方式。     

沟垄覆膜连作马铃薯根际土壤真菌多样性分析

采用Illumina MiSeq技术对CK(平畦不覆膜)、T1(平畦覆膜)、T2(全膜垄播)、T3(全膜沟播)、T4(半膜垄播)、T5(半膜沟播)6种种植模式下马铃薯连作田根际土壤真菌多样性和系统发育进行研究,探究了不同沟垄覆膜种植马铃薯3a连作根际土壤真菌群落多样性变化规律,揭示沟垄覆膜连作种植对土壤质量的影响。结果表明:6个处理的真菌多样性指数大小顺序为T2T3T1T4CKT5,且各处理间差异显著;连作土壤中真菌群落主要有子囊菌门(Ascomycota)、接合菌门(Zygomycota)、担子菌门(Basidiomycota)、壶菌门(Chytridiomycota)及其他未分类的真菌;子囊菌门为优势种群,其中T5处理子囊菌门的比例最高为88.7%,T2最低为67.2%;伞菌纲(Agaricomycetes)、子囊菌纲(Ascomycetes)、担子菌纲(Basidiomycetes)、壶菌纲(Chytridiomycetes)、座囊菌纲(Dothideomycetes)、散囊菌纲(Eurotiomycetes)、锤舌菌纲(Leotiomycetes)、圆盘菌纲(Orbiliomycetes)、粪壳菌纲(Sordariomycetes)和接合菌纲(Zygomycetes)等组成连作土壤真菌群落的真菌纲,粪壳菌纲为所有处理中的优势菌纲;另外,CK、T1、T2、T3、T5处理的优势菌为镰孢菌属(Fusarium),其中T1所占比例最高为26.1%,T4为8.9%,较CK低53.6%,且半膜处理T4、T5的镰孢菌所占比例分别比全膜处理T2、T3低54.6%和28.1%,T4处理的优势菌为被孢霉属(Mortierella);群落结构中还有盾盘菌属(Scutellinia)、丛赤壳属(Cryphonectria)、枝顶孢属(Acremonium)和链格孢属(Alternaria)等,但所占比例较低,均在1%~2%之间;全膜垄播种植的土壤真菌多样性最高,说明全膜垄播能够促进真菌的繁殖;但是半膜垄播土壤的镰刀菌含量最低且比全膜垄播低54.6%。因此,半膜垄播种植对镰孢菌引起的马铃薯病害具有一定的防治作用。     

栽培方式与钾互作对食用向日葵产量、品质和钾素利用率的影响

  【目的】  研究阴山北麓旱作区不同栽培方式下钾肥施用量对食用向日葵钾肥效应、产量性状、钾素吸收利用、油分品质和土壤–植物系统钾素平衡的影响,为向日葵上钾肥的科学施用提供理论依据。  【方法】  2014—2016年在内蒙古阴山北麓旱作区以食用向日葵 (3638C) 为研究对象,采用田间定位试验方法,裂区设计,主因素为3种栽培方式:平作雨养种植 (R)、全覆膜垄膜沟植集雨 (RC) 和全覆膜垄膜沟植滴灌 (I)。副因素为4个施钾水平:0、48、84和120 kg/hm2,表示为K₀、K₄₈、K₈₄和K₁₂₀。研究水钾互作对食用向日葵籽粒产量、产量性状、钾素吸收、钾肥利用效率、油分品质及土壤钾素平衡等的影响。  【结果】  栽培方式是影响向日葵籽实产量、花盘直径、千粒重、出仁率、钾素吸收量和钾肥利用效率的主要因素,3个栽培处理表现为全覆膜垄膜沟植滴灌 (I) > 全覆膜垄膜沟植集雨 (RC) > 平作雨养种植 (R)。全覆膜垄膜沟植滴灌 (I) 条件下,随着施钾量的增加,产量、花盘直径、千粒重、出仁率和钾素吸收量也增加,推荐施钾量 (K₂O) 为120 kg/hm2时,产量、花盘直径、千粒重、出仁率和钾素吸收量最高;全覆膜垄膜沟植集雨 (RC) 条件下,推荐施钾量 (K₂O) 为84 kg/hm2时,产量最高;平作雨养 (R) 条件下各施钾处理之间的产量、花盘直径、千粒重差异不显著。钾肥利用率和农学效率随着施钾量的增加而降低。栽培方式对籽实含油率影响较小,水分条件的改善有利于亚油酸含量的增加。随着钾肥用量的增加向日葵籽实的含油率也相应增加,主要是增加了亚油酸的含量。全覆膜垄膜沟植滴灌 (I) 条件下,推荐施钾 (K₂O) 量为120 kg/hm2时,土壤–植物系统的钾素基本平衡;全覆膜垄膜沟植集雨 (RC) 条件下,推荐施钾 (K₂O) 量为84 kg/hm2时,土壤–植物系统的钾素基本平衡;平作雨养 (R) 条件下,推荐施钾 (K₂O) 量为48 kg/hm2时,土壤–植物系统的钾素基本平衡。  【结论】  在内蒙古阴山北麓旱作区,全覆膜垄膜沟植滴灌 (I)、全覆膜垄膜沟植集雨 (RC) 和平作雨养种植 (R) 的推荐施钾 (K₂O) 量分别以120、84、48 kg/hm2为宜,此时,土壤–植物系统的钾素基本平衡。增施钾肥可增加向日葵籽实的含油率,主要是增加了籽实的亚油酸含量。     

沟垄二元覆盖对渭北旱塬区土壤肥力及玉米产量的影响

探讨沟垄二元覆盖对旱地土壤肥力及作物生产力的影响,对完善半湿润区作物微集水栽培技术具有重要的理论和实践意义。2007—2011年在渭北旱塬进行5年定位试验,设置垄上覆地膜,沟内分别覆普通地膜、生物降解膜、玉米秸秆、液体地膜和沟不覆盖等不同沟垄覆盖模式,以传统平作为对照。结果表明,2011年春玉米收获后各处理土壤有机质及速效养分含量随土层的加深而降低,与2007年试验处理前相比,沟垄二元覆盖各处理土壤养分含量明显增加,而垄覆地膜+沟不覆盖和传统平作处理有所下降。垄覆地膜沟覆秸秆处理0~20 cm层土壤有机质、碱解氮、有效磷和速效钾含量均显著高于对照,垄覆地膜沟覆地膜和垄覆地膜沟覆生物降解膜处理有机质和碱解氮含量较对照有所增加,而其有效磷和速效钾含量显著增加。20~60 cm层土壤有机质和速效养分含量各沟垄二元覆盖处理均略高于对照。各沟垄覆盖处理表层(0~20 cm)土壤脲酶、磷酸酶和蔗糖酶活性均较对照增加,且以垄覆地膜沟覆秸秆处理土壤酶活性最高,垄覆地膜沟覆生物降解膜和垄覆地膜沟覆地膜处理次之。垄覆地膜沟覆生物降解膜、垄覆地膜沟覆地膜和垄覆地膜沟覆秸秆处理较对照显著增产41.1%、42.1%、39.3%,水分利用效率显著提高38.0%、39.6%、37.0%。在渭北旱塬区进行沟垄二元覆盖对提高土壤肥力、酶活性及春玉米产量和水分利用效率有显著提高作用,以垄覆地膜沟覆秸秆处理最佳,垄覆地膜沟覆地膜和垄覆地膜沟覆生物降解膜次之。可见,垄覆地膜沟覆地膜、生物降解膜或秸秆的沟垄全覆盖种植在渭北旱塬雨养农业区春玉米生产栽培具有一定的可行性和应用价值。     

旱作农田沟垄微型集雨结合覆盖玉米种植试验研究

田间沟垄微型集雨结合覆盖技术有效地利用了膜垄的集水和沟覆盖的蓄水保墒功能,改变了降雨的时空分布,使降雨集中富集在种植沟中,显著地提高了降水的利用效率,特别是小雨的利用率。研究结果表明:土垄的平均集水效率为7% ,而垄上覆膜后集水效率为87% ,膜垄能产生径流的最小降雨量为0 8mm。田间沟垄微型集雨结合覆盖技术能提高土壤贮水量,增加玉米的产量。垄上覆膜结合沟覆盖处理玉米产量比平地增加2 339～5 2 97kg/hm2 (44 %～14 3% ) ,水分利用效率基本都在2kg/m3 以上。     

垄覆黑膜沟覆秸秆促进夏玉米生长及养分吸收

针对中国西北干旱半干旱地区降水年际变率大、年内分配不均衡的气候特点,探究更为有效的农田集雨模式以实现农业的稳产高效和可持续发展。通过2 a田间试验,对比研究了不覆盖(CK)、垄覆白膜沟不覆盖(M1)、垄不覆盖沟覆秸秆(M2)、垄覆白膜沟覆秸秆(M3)和垄覆黑膜沟覆秸秆(M4)5种集雨模式对夏玉米生长、养分吸收利用及土壤有机质含量和硝态氮分布的影响。结果表明,夏玉米地上部生物量随生育进程的动态变化符合Logistic生长模型。处理M4地上部生物量理论最大值最高,快速生长持续时间最长,根系最发达;夏玉米根系主要分布在0~40 cm土层,且覆盖条件下,根长分布呈浅根化趋势。覆盖秸秆可有效提高土壤有机质含量;不同集雨模式下土壤硝态氮峰值所在土层深度存在差异,其中处理M3和M4硝态氮入渗较深,但其峰值仍保持在200 cm土层内,不会产生深层渗漏。夏玉米各器官中养分累积量表现为果叶茎根(其中K素累积量为茎略大于叶)。2 a中各覆盖处理夏玉米植株氮、磷和钾吸收效率及肥料偏生产力均显著(P0.05)高于对照。其中处理M4的平均肥料偏生产力分别较处理M1、M2和M3提高8.37%、14.93%和3.74%。综合分析,全程微型聚水覆盖(M3和M4)尤其是垄覆黑膜沟覆秸秆可较好的促进植株生长及养分吸收,同时能维持地力,具有较大的增效潜力。该研究可为干旱半干旱地区改善集雨种植模式、提高农业生产力提供参考。     

半干旱雨养区秸秆带状覆盖种植对土壤水分 及马铃薯产量的影响

水分不足是限制半干旱雨养作物生长的主要因素,地表覆盖能够改善土壤的微环境,从而显著提高作物的产量和水分利用效率。为明确西北半干旱雨养区不同保墒措施下旱地马铃薯的土壤水分特征及其对产量的影响,于2014—2015年设置了玉米秸秆带状覆盖种植(T1)、半膜大垄(T2)、全膜双垄(T3)和露地平作(对照,CK)4种栽培模式,研究了玉米秸秆带状覆盖、地膜覆盖种植对马铃薯产量、土壤水分变化及其利用效率的影响。结果表明:不同覆盖方式能有效改善马铃薯生育期0~200 cm土层土壤水分状况,地膜覆盖对马铃薯生育前期土壤水分保蓄效果较好,秸秆带状覆盖对生育中后期土壤水分状况的改善效果明显。与对照(CK)相比,3种覆盖处理均提高了土壤含水量,其中T1处理效果最好,较CK提高2.8%~7.8%,尤其在伏旱阶段的块茎形成期,0~200 cm土层土壤含水量高于地膜覆盖处理。与CK相比,T1处理马铃薯产量提高10.5%~34.2%,水分利用效率(WUE)提高8.9%~29.8%,达108.9~134.0 kg·hm~(–2)·mm~(–1),商品薯率提高14.7%~38.8%,达82.3%~92.2%。马铃薯产量与生育期耗水量(r=0.836**)呈显著正相关。T1的产量和商品薯率均显著高于T2和T3(P0.05)。可见,玉米秸秆带状覆盖具有显著的纳雨保墒作用,促进马铃薯的生长发育,增产效果显著。其推广应用可有效提高该区降水资源的利用效率,实现马铃薯稳产高产,可作为西北雨养农业区旱地马铃薯生产的高效栽培新模式。     

旱地垄沟覆膜栽培对土壤硝酸盐时空分布和玉米产量的影响

通过大田试验,考察了旱地垄沟覆膜栽培对土壤硝酸盐时空分布和玉米生物性状及产量的影响。试验设计了垄沟覆膜、平作不覆膜、平作覆膜和裸地对照4个处理,并对其土壤水分、硝酸盐的时空分布和玉米产量进行研究。结果表明:在整个玉米生长季,垄沟覆膜栽培模式下土壤0~40 cm土层含水量显著高于平作不覆膜;NO_3~--N主要集中在0~40 cm土层,且垄沟覆膜-垄上NO_3~--N表聚现象比其它处理更明显,10 cm处垄上NO_3~--N含量是沟内的1.6倍、平作不覆膜的2倍;垄沟覆膜和平作覆膜比平作不覆膜处理单株干物质量分别增加了36.15%、16.11%;单株含氮量分别增加了13.97%、3.59%;垄沟覆膜产量高于其他处理。垄沟覆膜栽培能够在保持作物生长状况良好,获得较高产量的同时,增加作物对氮素的吸收利用,同时增加NO_3~--N的表层累积,将其保持在根区,从而降低了NO_3~--N淋洗的发生,降低环境风险,是旱区获得经济和环境双重效益的玉米栽培模式。     

机械化整秆覆盖膜侧沟播保护性耕作技术的试验研究

中国黄土高原地区由于干旱、无霜期短而严重影响春玉米产量,该文研究应用整秆覆盖免耕膜侧播种的耕作模式,在冬闲期采用机械将玉米秸秆整秆压倒覆盖免耕,在种植期带状起垄覆膜,膜侧播种,行间秸秆覆盖,集储水、保墒、增高地温于一体。结果表明,该技术与传统的露地深翻模式相比,具有明显的储水、保墒、增高地温和提高玉米产量的效果。     

垄沟耕作条件下液膜覆盖对土壤水热状况及玉米生长的影响

[目的]研究垄沟耕作和液膜覆盖集成技术在旱地作物中的应用效果,为旱田高产高效种植方式的选用提供理论支撑。[方法]应用田间小区试验的方式,进行不同耕作方式下的液态地膜、塑料地膜覆盖及不覆膜种植玉米对比试验。[结果]和不覆膜种植相比,垄沟耕作条件下,覆盖种植显著增加了0—40cm土层含水量,提高了5cm,10cm深土壤温度;覆盖种植较好地促进了玉米前期生长,显著增加了玉米产量,提高了水分利用效率(WUE)(p0.05)。随着覆膜时间的延长,液膜、塑膜覆盖的集水保温效果逐渐减弱。液膜覆盖种植的蓄水保温及增产效果低于塑膜覆盖,但显著优于不覆膜种植。试验前期,降水较少,垄沟耕作的集雨效果不明显,但有明显的增温效应。[结论]与塑膜覆盖种植可能会造成"白色污染"问题相比较,垄沟耕作条件下液膜覆盖是一种较为理想的旱作覆盖栽培技术。     

地膜覆盖对黄土高原旱作春玉米田土壤碳氮组分的影响

基于2年田间试验,研究了地膜覆盖对旱作春玉米田土壤有机碳、全氮及其组分的影响,试验包括地膜覆盖玉米田、无覆盖玉米田和裸地休闲3个处理,分层测定了0—40cm土层有机碳、全氮、颗粒有机碳氮、潜在矿化碳氮和微生物量碳氮含量。结果表明:在0—40cm土层,各处理间土壤有机碳和全氮含量均无显著差异。与不覆盖相比,地膜覆盖处理0—40cm土层颗粒有机碳氮及其所占比例分别降低了29.0%,33.3%,29.9%,35.7%;0—10cm土层潜在可矿化碳及其所占比例分别降低了17.8%和16.1%,潜在可矿化氮和微生物量碳及其所占比例无显著差异,但在0—10cm土层地膜覆盖微生物量氮含量及其所占比例分别较不覆盖处理提高了10.6%和10.5%(p0.05)。与裸地休闲相比,无覆盖处理0—40cm土层潜在可矿化碳氮分别提高了12.8%和14.7%,地膜覆盖处理则分别提高了7.8%和6.5%(p0.05),但种植玉米降低了微生物量碳氮含量及其所占比例。在0—40cm土层覆盖与否对潜在可矿化碳氮和微生物量碳氮影响不显著。总体来看,地膜覆盖能够在一定程度上提高表土微生物量氮组分及其所占比例,但显著降低了中活性碳氮组分含量及其比例,不利于长期的土壤碳氮固定。     

陕北黄土丘陵区山地苹果园的土壤水分动态研究

掌握土壤水分特征是实现果园科学管理、有限雨水资源合理高效利用、保证果树高产优质的关键。以陕北米脂山地6年生红富士苹果园为研究对象,于2015年4月—2016年6月采用FDR、中子水分仪和烘干法相结合的土壤水分监测方法,分析了山地苹果园的土壤水分总体特征、单株不同位点的水分动态以及不同旱作措施(秸秆覆盖、起垄覆膜垄沟集雨、有机肥覆盖)的土壤水分环境效应。结果表明:陕北山地果园时段干旱严重,最严重的为苹果树新梢生长和幼果发育期;春季土壤干旱程度取决于上年入冬前土壤储水量高低。果园0~60 cm土层(根系分布集中层)水分随降雨量而变化,表现为较一致的季节变化特征;土壤水分的变化滞后于降雨变化,且降雨对土壤水分的影响随土层加深而减弱,100 cm深土层受降雨影响减弱,土壤剖面200 cm以下土层土壤含水量保持相对稳定。6年生山地苹果园土壤已经出现干化现象,且在90~300 cm存在明显的低湿层,土壤体积含水量常年处在12%以下。苹果树单株尺度范围内,土壤含水量随距树干距离增加单调递增;土壤水分的平均值处在距树干105 cm处;沿行向距树干不同距离位点的土壤含水量显著高于沿株向距树干等距离位点的含水量(P0.05)。秸秆覆盖、起垄覆膜垄沟集雨和有机肥覆盖措施相较于空白对照(不覆盖、不灌溉)均能有效改善土壤水分环境,缓解果树生育期内水分供需矛盾,其中起垄覆膜垄沟集雨措施的保墒效果最佳,建议陕北黄土丘陵区山地雨养苹果园采用起垄覆膜垄沟集雨的保墒措施。     

微垄覆膜沟播对阴山丘陵地区旱作马铃薯土壤水分及产量的影响

阴山丘陵地区土壤水分状况是限制该地区马铃薯发展的主要因素,如何对天然降雨进行高效、永续利用,提高马铃薯对自然降水的利用率,是该地区马铃薯生产发展的战略考虑。本研究提出了微垄覆膜沟播的种植模式,结果表明:(1)微垄覆膜沟播种植模式明显提高土壤0~60 cm土层贮水量,在马铃薯需水关键时期,出苗后35 d和55 d,微垄覆膜沟播土壤贮水量分别比平作覆膜和露地平作提高25.68%、14.26%和28.92%、18.47%。(2)微垄覆膜沟播种植模式可明显提高马铃薯产量及对降雨的利用效率。(3)微垄覆膜沟播种植模式下的马铃薯每公顷吸收的水分数量比平作覆膜和露地平作分别高25.70%和33.52%。因此,微垄覆膜沟播种植模式可以明显提高马铃薯产量及对自然降水的利用效率,可作为发展内蒙古阴山丘陵地区旱作马铃薯的有效途径。     

Dynamics of soil microbial biomass C and soil fertility in cropland mulched with plastic film in a semiarid agro-ecosystem

Microbial biomass C (MBC) is one of the soil properties used as an indicator for the fertility status of a soil. A study was conducted on a semi-arid Loess Plateau in China. The field was planted with spring wheat and mulched with plastic film for various lengths of time. Our primary objectives were to (i) explore the influence of film mulching on soil MBC and soil fertility, and (ii) seek an effective approach of maintaining and improving sustainability of cropland mulched with plastic film in two growing seasons. Four treatments were tested, non-mulching (M0), mulching for 30 days after sowing (M30), mulching for 60 DAS (M60) and mulching for the whole growing period (Mw). An increasing air temperature with time within the growing season promoted soil MBC in the two growing seasons, but a severe drought led to a lower MBC in 2000 compared with the wet year of 1999. Film mulching promoted MBC significantly in the 2 years, but decreased soil organic carbon (SOC). SOC is very low in the experimental soil, accounting for the higher MBC/SOC ratio compared with ratios reported by others. The SOC is greatly reduced in the non-mulched and the Mw treatments compared to the M30 and M60 treatments. In conclusion, the benefits of film mulching in semi-arid agricultural systems are enormous but realizing their full potential depends on how long the mulching material is maintained during the growing season. In the system tested, it is desirable to mulch the plots for 30-60 DAS in order to enhance microbial biomass and cycling of nutrients and also to provide a more stable soil micro-environment that generates more residues in the rhizosphere.     

沟覆盖材料对垄沟集雨种植土壤温度、作物产量和 水分利用效率的影响

为寻求半干旱地区垄沟集雨环保的沟覆盖材料,改善土壤水分和温度状况,提高降雨资源利用效率,采用完全随机设计大田试验,以玉米和高粱作为供试作物,以沟无覆盖作为对照,研究垄沟集雨不同沟覆盖方式(无覆盖、液体地膜覆盖、秸秆覆盖和生物可降解地膜覆盖)对土壤温度、土壤水分、作物产量、水分利用效率等的影响。结果表明,与沟无覆盖相比,液体地膜和生物可降解地膜覆盖种植玉米的沟中作物全生育期表层(0~25 cm)土壤温度分别提高0.2℃和1.0℃,种植高粱的沟中表层土壤温度分别提高0.2℃和1.1℃,秸秆覆盖种植玉米和高粱的沟中表层土壤温度分别降低1.1℃和1.3℃;液体地膜覆盖、秸秆覆盖和生物可降解地膜覆盖0~140 cm土壤贮水量种植玉米分别提高0.4 mm、21.5 mm和8.6 mm,种植高粱分别提高2.3 mm、21.0 mm和10.9 mm。液体地膜覆盖和生物可降解地膜覆盖玉米青贮产量分别提高增加0.4%和10.4%,玉米籽粒产量分别增加1.6%和11.3%,玉米地上生物量分别增加0.7%和7.3%;高粱青贮产量分别增加0.2%和10.9%,高粱籽粒产量分别增加1.1%和11.8%,高粱地上生物量分别增加1.6%和9.4%;秸秆覆盖的玉米青贮产量、玉米籽粒产量、玉米地上生物量、高粱青贮产量、高粱籽粒产量和高粱地上生物量分别减少2.9%、2.2%、1.9%、0.7%、1.4%和1.0%。液体地膜覆盖、秸秆覆盖和生物可降解地膜覆盖种植玉米的水分利用效率分别提高0.9 kg·hm~(-2)·mm-1、0.5 kg·hm~(-2)·mm-1和4.9 kg·hm~(-2)·mm-1,种植高粱分别提高0.3 kg·hm~(-2)·mm-1、0.4 kg·hm~(-2)·mm-1和2.7 kg·hm~(-2)·mm-1。综合分析表明,生物可降解地膜适宜作为半干旱黄土高原区垄沟集雨沟覆盖材料。     

苹果专用肥对果园土壤理化性质及苹果产量、品质的影响

研究比较了旱地苹果专用肥与化肥、农家肥对果园土壤理化性质、果实产量及品质的影响,在10年生红富士果园设置不覆膜+化肥(CK)、不覆膜+农家肥(T1)、不覆膜+苹果专用肥(T2)、覆膜+化肥(FCK)、覆膜+农家肥(FT1)、覆膜+苹果专用肥(FT2)6个处理。结果表明:在未覆膜条件下,与CK相比,T1和T2处理均降低了土壤容重,增加了土壤贮水量,但两者间差异不显著;T1和T2处理显著提高了土壤有机质含量,在0~20 cm土层较CK处理分别提高36.77%和33.73%;T2处理提高了土壤中速效养分含量,其0~60 cm土层碱解氮、有效磷、速效钾平均含量分别较CK提高7.34%、9.05%、5.90%;各施肥处理苹果年均产量顺序为T2CK≥T1,T2处理的果实硬度(7.19 kg·cm-2)和糖酸比(33.23)均最高。与未覆膜相比,覆膜条件下,各处理(FCK、FT1、FT2)土壤容重均有所降低,土壤贮水量、有机质、速效养分、果实产量和品质均得到提高,以FT2处理整体效果最好。综合分析表明,施用苹果专用肥提高了果实产量和品质,改善了土壤肥力,是果园简便高效的施肥技术。