秸秆和地膜覆盖模式下土壤水热动态分析

采用减氮追肥、垄覆沟播、秸秆还田等措施种植冬小麦,研究其对冬小麦产量、土壤储水量、土壤水热动态变化过程及作物水分利用效率的影响。结果表明,不同处理之间土壤水分差异显著,不同土层土壤含水量既随降雨量波动,又受不同覆盖栽培条件的影响。"推荐施肥+垄覆沟播"模式0~100 cm土壤储水量最高。不同处理之间日间土壤温度差异较小,但温度日内变化差异较大。不同处理的增温效果为推荐施肥+垄覆沟播推荐施肥推荐施肥+夏闲秸秆。同对照相比,旱地"推荐施肥+垄覆沟播"模式使小麦增产5.25%,水分利用效率提高42.06%,是适合旱地作物生产的栽培措施。HYDRUS-1D模型模拟值同实测值拟合度较好,可用于不同覆盖模式下土壤水热过程分析。     

补充灌水对旱地秸秆覆盖小麦产量和土壤水分的影响

以兰天26号为指示品种,研究了秸秆覆盖条件下不同灌水时期对旱地冬小麦产量和土壤水分的影响。结果表明,不论有无秸秆覆盖,拔节期补充灌水对小麦产量有重要的作用。无覆盖条件下,拔节期灌水的折合产量为5 134.5 kg/hm2,比不灌水、越冬期灌水、灌浆期灌水分别高11.2%、25.9%、25.8%;秸秆覆盖条件下,拔节期灌水的折合产量为5 331.4 kg/hm2,比不灌水、越冬期灌水、灌浆期灌水分别高20.3%、39.1%、22.3%。灌浆期灌水时,秸秆覆盖有利于提高冬小麦产量。生育期无补充灌水或灌浆期补充灌水时,秸秆覆盖可降低冬小麦生育期耗水量。     

滴灌方式及定额对北疆冬灌棉田土壤水盐分布及次年棉花生长的影响

为探寻解决干旱区棉田冬季灌水问题,明晰北疆棉田不同冬灌方式及灌水定额对土壤水分、盐分分布以及翌年棉花生长及产量的影响,采用大田试验方法,以未冬灌大田作为对照(CK),设置滴灌和漫灌2种灌水方式下4个梯度的灌水定额(1 800、2 400、3 000、3 600、3600 m3/hm2)共9个处理进行冬灌试验,分析了冬灌灌水后到播种前0~300 cm土层的水分、盐分的动态变化以及翌年各处理棉花的出苗率、群体生理指标(群体光合势、群体净同化率、叶面积指数)和产量数据。结果表明,冬灌对次年播前土壤水盐分布及含量的大小均具有一定的影响,无论漫灌还是滴灌方式进行冬灌,随灌水定额增加土壤水分和盐分的影响深度也随之加深,灌水定额达到3 000和3 600 m3/hm2时,冬灌对土壤水盐影响深度可达300 cm。冬灌可显著改变次年播前土壤盐分的自然分布状态,有效淋洗并降低上层土壤盐分含量;相对漫灌方式而言,滴灌冬灌方式土壤水分入渗更加均匀且规律明显。冬灌对次年滴灌棉花的生长发育及产量均具有重要影响,冬灌后次年棉花群体指标与未冬灌处理的差异随冬灌灌水定额的增加愈加显著,灌水定额3 000 m3/hm2滴灌冬灌处理的次年棉花群体光合势与叶面积指数较未冬灌处理分别提升34.30%和42.60%;冬灌有利于次年棉花产量的提高,滴灌冬灌灌水定额3 000、3 600 m3/hm2处理时的棉花产量相对未冬灌处理分别增产10.66%和12.36%。综合考虑冬灌方式及灌水定额对次年土壤水盐分布及棉花生长和产量的影响,研究认为滴灌条件下灌水定额3 000 m3/hm2的冬灌在试验条件下比较适宜,既可淋洗盐分至耕层以下300 cm处,亦可获得6 107.75 kg/hm2的较高产量。     

宽垄沟播种植模式对夏玉米生长发育及水分利用率的影响

探讨水地条件下种植模式对夏玉米产量及水分利用的影响,为夏玉米节水种植高产稳产栽培提供依据。以玉米品种"登海685"为试验材料,研究宽垄沟播和等行距平播模式下不同种植密度(6.00,6.75,7.50万株/hm~2)对夏玉米生长发育、产量、养分吸收及水分利用率的影响。结果表明:沟播种植模式较平播增加玉米植株株高,使茎粗和单株干物质重降低。沟播模式的穗性状比平播处理较优,单穗重增加,且受种植密度影响较小,表现出明显的边行优势。沟播模式的玉米叶片叶绿素相对含量始终高于平播处理,生育期延长,为后期籽粒形成提供了物质保障。在种植密度为7.50万株/hm~2时,沟播模式夏玉米产量最高。沟播模式下夏玉米灌水量较平播减少52.9%,灌水时间减少50.1%,日均蒸发量减少,且水分含量高于平播处理,使灌溉水利用效率提高139.5%,水分利用效率平均提高16.7%。可见,宽垄沟播是夏玉米增产增效的一种节水种植模式,明显提高玉米水分利用效率。     

宁南旱区沟垄覆盖改善土壤水热状况提高马铃薯产量

垄覆塑料地膜沟内覆盖集雨种植模式可影响土壤水热状况,促进作物生长,提高作物的产量和水分利用效率。为探讨旱作条件下沟垄二元覆盖的土壤水热效应对马铃薯产量的影响效果,于2015年在宁南旱区设置垄覆地膜沟内覆盖不同材料(普通塑料地膜、玉米秸秆、生物降解膜、麻纤维地膜及液态地膜),以垄覆地膜沟不覆盖为对照,研究沟垄二元覆盖模式对土壤水分、耕层土壤温度、马铃薯生长、产量及水分利用效率的影响。结果表明:垄覆地膜沟覆地膜处理在马铃薯前期、中期土壤蓄水量较对照显著增加(P0.05),垄覆地膜沟覆秸秆处理在马铃薯生育后期土壤蓄水量最高(P0.05)。垄覆地膜沟覆地膜处理增温效果明显,马铃薯全生育期0~25 cm土壤温度较对照显著增加(P0.05),而垄覆地膜沟覆秸秆处理较对照显著降低(P0.05)。在马铃薯整个生育期,垄覆地膜沟覆秸秆处理植株株高和茎粗均明显高于对照处理(P0.05),在马铃薯生育后期垄覆地膜沟覆秸秆处理的地上部生物量显著高于对照处理(P0.05)。沟垄二元覆盖模式下马铃薯增产效果以垄覆地膜沟覆秸秆处理最为显著,较对照增产56.1%(P0.05),且水分利用效率最高(81.1kg/(hm2·mm))。总之,垄覆地膜沟覆秸秆处理对改善土壤水热状况,提高马铃薯水分利用效率和产量的效果显著,建议在宁南旱区进行推广应用。     

补充灌溉、氮素营养与秸秆覆盖对冬小麦生长及产量的影响研究

大田试验研究补充灌水、施N肥与秸秆覆盖对冬小麦根系和地上部生长、产量及其构成因子的影响结果表明 ,施N肥对冬小麦生长发育和产量的效应最明显 ,单独覆盖秸秆或补充灌水基本无效甚至出现副作用。施用N肥和秸秆覆盖可促进冬小麦根系发育和地上部生物量累积。肥料供应充足时覆盖秸秆对冬小麦根系的作用与水分状况有关 ,土壤水分胁迫下秸秆覆盖效果不明显 ,此时施用N肥甚至出现一定负效应。水分充足与否 ,施N肥和秸秆覆盖均对冬小麦产量的形成有一定协同效应 ,补充灌溉与施用N肥和秸秆覆盖配合处理小麦产量最高。     

滴灌对北疆复播油葵耗水和生长的影响效应

节水和增产是干旱区北疆农业发展的双重目标,采用滴灌与复播油葵种植相结合的方式是提高水分利用效率,实现粮油增产的有效途径。该文以北疆复播油葵为研究对象,在石河子大学节水灌溉试验站标准农田进行大田试验,研究了不同滴灌灌溉定额对油葵耗水、生长发育及产量的影响效应,定量分析了灌溉定额、蒸发蒸腾量与产量之间的关系,并探讨了滴灌油葵的节水灌溉制度。结果表明,复播油葵现蕾期和开花期两个生育期的耗水量占全生育期耗水量比例超过57%,是油葵生长过程中的两个需水关键期,不同灌水定额对油葵株数、株高、叶面积指数和产量均产生显著性影响(P0.05),而采用中等灌溉量可以满足节水和增产的双重目标。滴灌复播油葵节水灌溉制度为:灌溉定额286mm,灌水6次,其中苗期和灌浆期灌水量均为47.67mm,现蕾期和开花期灌水量均为95.33mm。     

秸秆和地膜覆盖下春玉米农田腾发特征研究

通过大型称重式蒸渗仪和小型蒸发器测定秸秆和地膜覆盖下不同灌水处理春玉米地的腾发量,并结合气象、春玉米叶面积及产量等数据比较不同覆盖方式和灌水处理的优越性。分析了棵间蒸发量与降雨和灌水的脉冲性关系、降雨对腾发总量和参考作物腾发量的影响,得到各处理下不同生育阶段春玉米棵间蒸发占腾发总量的比例为大?小?大,且秸秆覆盖较地膜覆盖减少无效蒸发的作用强,利用不同处理下腾发总量与叶面积指数所呈现的线性函数关系,可求得春玉米各生育阶段的作物系数和全生育期的水分利用效率。结果表明:河西干旱地区适度调亏对水分利用效率影响不大,地膜覆盖下种植春玉米比秸秆覆盖效果好。     

不同覆盖处理对冬小麦气体交换参数及水分利用效率的影响

为了探索半湿润灌区冬小麦在不同覆盖处理下水分利用的生理生态机制，该文采用秸秆覆盖和起垄覆膜沟内播种(膜垄)两种覆盖种植处理，研究了冬小麦叶片水平气体交换诸参数的日变化和生育期变化，分析了群体水平和产量水平的水分利用效率。结果表明：与不覆盖处理相比，在灌浆期秸秆覆盖和膜垄处理能有效提高冬小麦14∶00以后的光合速率，膜垄处理能极显著提高冬小麦12∶00后叶片水平水分利用效率，秸秆覆盖处理降低了10∶00～14∶00的蒸腾速率，从而能提高中午的水分利用效率；两种覆盖处理均能提高冬小麦生育后期的叶片水平光合速率及其水分利用效率，但在产量及群体水平水分利用效率上并无优势；膜垄处理通过加大对土壤水分的利用而显著提高产量，秸秆覆盖处理由于群体减小而导致减产。     

秸秆覆盖畦田灌溉水流特性及灌水质量分析

在陕西杨凌张家岗村覆盖玉米秸秆的冬小麦地进行了畦田规格和灌水技术要素对灌水效率和灌溉均匀度影响的田间试验,并SRFR406软件对秸秆覆盖畦灌的水流推进进行了数学模拟.结果表明,给出的地面灌溉模型及软件可较好的模拟秸秆覆盖畦田水流运动.畦田规格与技术要素的选择对灌水效率及灌水均匀度均有影响.在覆盖秸秆畦田以畦长小于50 m,畦宽2～3 m,单宽流量以6～8 L/(m·s),坡度以3‰～5‰为宜.为提高秸秆覆盖灌水效率,应加强耕作管理,消除反坡.     

不同灌溉模式下水分养分的运移及其利用

以玉米为试验材料通过人工控制水分的微区试验,比较了水肥异区交替灌溉与传统均匀灌溉条件下,水分与养分在200cm剖面上的动态迁移规律,并分析了不同灌水模式下的灌溉效率和肥料利用效率。结果表明,在低灌水量(450m3/hm2)水平下水肥异区交替灌溉,施肥区和灌水区之间存在水势梯度差异,NO3-N含量也有差异;灌溉效率和肥料利用效率均高于均匀灌溉。在高灌水量(900m3/hm2)水平下,水肥异区交替灌水与常规均匀灌水差异不显著,但养分离子发生了强烈的淋洗。收获后,交替灌溉的NO3-N残留量比传统灌溉要高,而水分残留量则相反。研究结果发现,交替灌溉在450m3/hm2时的产量与均匀灌溉在900m3/hm2时的产量相差并不大,即交替灌溉可节水一半。秸秆覆盖能影响060cm土壤水分运动,可减少土壤水分蒸发,但对玉米产量影响不大。     

膜下滴灌棉花的土壤干旱诊断指标与灌水决策

通过利用烘干法和中子仪法对膜下滴灌棉花和常规沟灌棉花的土壤干旱情况进行诊断试验,该文对所选的两种干旱诊断指标—作物适宜土壤含水率和作物缺水指标CWSI的特点进行了研究。试验和分析表明,两种灌水方式下的棉花生长对土壤水分环境的要求是一致的。另外,两种指标所反映出的规律也基本相同。但是,因膜下滴灌棉花的耐旱性弱,受旱风险大,在生产中进行灌水决策时,其干旱诊断指标应比常规灌时灌水量稍大     

微咸水灌溉对土壤盐分和作物产量影响研究

黄淮海平原部分地区分布着相当大面积矿化度在2～5g/L之间的浅层微咸水,有很大开发利用潜力。如何对其进行安全有效地开发利用是目前急需研究的重要课题。通过微区定位试验,研究了鲁西北低平原地区小麦玉米两熟制下微咸水灌溉对土壤盐分与作物产量的影响以及麦秸覆盖对微咸水灌溉土壤盐分的调控作用。结果表明,麦季利用3～5g/L矿化度的微咸水补充灌溉,两年后没有发生积盐现象,微咸水灌溉带入土体的盐分通过咸淡水轮灌和雨季自然淋洗,1m土体总盐量达到周年平衡。麦秸覆盖能够改善盐分在土体中的垂直分布,使土壤根系分布密集层保持较低盐分水平,缓解盐分对作物的危害,并有显著的增产效果。两年试验结果表明,与淡水灌溉比较,微咸水灌溉配合麦秸覆盖对作物年产量无显著差异,而不配以覆盖则导致减产。     

垄沟耕作条件下滴灌冬小麦田间土壤水分的动态变化

试验在池栽条件下研究了滴灌与垄沟耕作条件下冬小麦田间土壤水分的动态变化。结果表明：滴灌对0～60cm土壤水分含量影响比较明显，由于受土壤蒸发和作物根系吸收水分的影响，0～30cm土壤水分含量在整个生育时期内变化最为剧烈，其次是30～60cm层次的土壤，90～120cm层次的土壤整个生育时期水分含量最为稳定。灌溉后土壤水分0～120cm土层中呈现“Z”型分布，且与垄作相比，灌溉对沟播处理各层次的影响更大。另外，通过对不同生育时期各个层次土壤水分含量的分析可以看出，冬小麦的灌浆期是其活跃的耗水期，其次是抽穗期。不灌溉处理的耗水深度主要集中在土壤下层，灌溉处理的耗水程度变化较复杂。与畦播处理相比较（见讨论部分），灌溉后沟播处理土壤水分上升最明显，垄作处理次之，畦播最小。灌溉一周后畦播土壤水分下降最快，垄作次之，沟播最小。而就灌溉后土壤水分运动而言，垄作与沟播处理快于畦播处理。     

华北平原秸秆覆盖冬小麦减产原因分析

秸秆覆盖是减少农田棵间蒸发和提高水分利用效率的措施之一。冬小麦/夏玉米一年两作种植中, 秸秆资源非常丰富, 随着机械化作业的发展, 小麦秸秆覆盖夏玉米技术在同类地区得到成功应用和推广。但夏玉米秸秆覆盖冬小麦后对冬小麦的生长发育产生了一些不利影响, 造成了冬小麦不增产或减产, 限制了该项技术的推广。秸秆覆盖造成冬小麦穗数的降低是冬小麦产量降低的主要原因, 其次是千粒重的降低。大部分研究表明秸秆覆盖小麦地表后, 使根区土壤温度白天最高温度低于不覆盖处理, 夜间的最低温度高于不覆盖处理, 土壤温度的日较差减小。秸秆覆盖下根区温度的变化可能是引起小麦生长发育滞后和产量降低的主导因素。本文综述了华北平原秸秆覆盖冬小麦减产原因, 为实现两熟区冬小麦秸秆覆盖提供理论依据。     

秸杆覆盖保护耕作法土壤水分和温度变化及玉米产量效应

通过田间试验研究了秸秆覆盖和不同机具播种对土壤水分和土壤温度的影响以及玉米的产量效应。秸秆覆盖在休闲和种植玉米方式下都可增加土壤水分蓄储能力,有利于自然降水和灌溉水的高效利用,单纯靠休闲来保蓄水分在半湿润渠灌区水分蓄储能力较差,采用秸秆覆盖保护耕作法保墒更为有效。大型拖拉机播种玉米比小型拖拉机播种玉米对土壤水分的蓄储能力强,采用小型拖拉机播种的玉米产量增加了5.1%,采用大型拖拉机播种的玉米产量增加了9.1%。     

西辽河平原覆膜和浅埋对滴灌玉米生长的影响

为对比研究覆膜和浅埋对滴灌玉米生长的影响,以西辽河平原为研究区,设置膜下滴灌与浅埋滴灌2种灌溉方式和高、中、低3种灌溉水平,对滴灌玉米生长指标、根系分布、耗水量及产量等进行分析,寻求适宜试验区玉米高效节水灌溉模式。结果表明:(1)平均叶面积指数膜下滴灌较浅埋滴灌处理高13%～20%。膜下滴灌根系在30 cm土层内分布均匀,浅埋滴灌根系分布较膜下滴灌深10 cm。(2)膜下滴灌总耗水量较浅埋滴灌低9%,节水效果明显。(3)平水偏枯年膜下滴灌处理产量高于浅埋滴灌7%～15%,平水偏丰年膜下滴灌处理的产量低于浅埋滴灌处理6%～19%(p0.05)。(4)中水处理产量高,水分生产率最大,为最佳灌水处理。(5)对不同研究区通过多年平均降雨量和当年降雨预报推算生育期降雨量,对于268.32 mm的地方推荐使用膜下滴灌更佳,灌溉定额为186.1 mm,灌水7次。降雨量268.32 mm的地方推荐使用浅埋滴灌更佳,灌溉定额为228.0 mm,灌水8次。研究结果可为试验区及类似地区玉米高效灌溉生产提供理论依据。     

河流故道区砂质土壤水分运移规律及灌溉制度初探

对河流故道区砂质土壤水分运移规律及灌溉制度研究结果表明,不同灌水量处理灌水后7d内土壤蒸发量差异较小。7年生梨树地灌溉试验表明,增大灌水定额,减少灌水次数可达到节水增效的目的。土壤水分入渗深度在灌水定额为1200m3/hm2时,仍未突破梨树的主要根系范围;而目前群众普遍采用的灌水定额600m3/hm2,生育期内灌水6次的灌溉制度尚不能满足梨树根系对水分的要求。并提出采用梨树地灌水定额为900m3/hm2,生育期内灌水4次的定额足灌制度进行灌溉。     

Tillage, mulch and irrigation effects on corn (Zea mays L.) in relation to evaporative demand

The effects of deep tillage, straw mulching, and irrigation on corn (Zea mays L.) yield on a loamy sand (mixed, hyperthermic, Typic Ustipsamment) were studied for early (high evaporativity) and normally sown (relatively low evaporativity) crop for 3 years in a semi-arid sub-tropical monsoon region at Punjab Agricultural University, Ludhiana, India. Treatments included all combinations of two tillage systems (conventional tillage — harrowing the soil to a 10-cm depth; deep tillage — chiselling 40 cm deep, 35–40 cm apart), two irrigation regimes (75 mm irrigation when net open pan evaporation accumulated to 75 mm or 50 mm), and two straw mulch rates (0 and 6 Mg ha⁻¹).

Deep tillage significantly reduced soil strength (cone index) and caused deeper and denser rooting than conventional tillage, more so in the dry season and with the infrequent irrigation regime than in the wet season and frequent irrigation regime. Mulch also improved rooting by influencing the hydrothermal regime of the soil. Better rooting with deep tillage and/or mulch helped the crop to extract stored soil water more efficiently, which was reflected in a favourable plant water status (indicated by canopy temperature). Averaged across years, irrigation, and mulch, deep tillage increased grain yield by 1.6 Mg ha⁻¹ for the early season and 0.5 Mg ha⁻¹ for the normal season crop over the yield of 2.0 Mg ha⁻¹ achieved with conventional tillage regardless of season. Yield increase with mulching was also greater for the early season crop. Crop response to deep tillage and mulching was generally linked to the interplay between water supply (rain + irrigation) and demand (seasonal evaporativity) during the growing season. Increasing irrigation frequency increased crop yield when evaporativity exceeded rainfall early in the growing season. The results show that higher corn yields on coarse-textured soils in these regions may be achieved by advancing the seeding time and by using a proper combination of deep tillage, mulch, and irrigation.     

农田秸秆覆盖条件下冬小麦增产的水氮条件

通过田间试验建立了冬小麦产量与灌水量及施氮量的关系模型,并作了模拟分析,以期研究旱地农田秸秆覆盖条件下冬小麦增产的水氮条件.结果表明:秸秆覆盖的冬小麦能否增产与水肥供应关系密切.生育期间没有补充灌水时,覆盖增产主要取决于氮肥用量,氮肥投入较少时覆盖冬小麦经济产量能取得显著的增产效果;氮肥用量较高时产量低于未覆盖处理.因此,在雨养农业区,通过配合适量的氮肥完全能够做到秸秆覆盖下增产增收.在不同氮肥用量前提下,覆盖的增产效果除了与生育期总灌水量有关外,还与灌水量在各生育期间的分配有关.因此,在有灌溉条件的地区,根据氮肥投入情况,将有限的水分配在作物最需要的时期才能取得秸秆覆盖下的节水高产.