全膜双垄沟不同覆膜时期对玉米土壤水分和产量的影响

针对甘肃省旱作农业区年降水量少、季节分布不均匀、玉米生产中春旱严重的问题,采用田间试验的方法研究了全膜双垄沟4种不同覆膜时期对旱地玉米生育时期、土壤水分变化、水分利用效率、产量及经济效益的影响。结果表明:秋覆膜优于早春顶凌覆膜、玉米播前覆膜和晚春播种时覆膜,即早覆膜优于晚覆膜。全膜双垄沟秋覆膜增加了降水利用率和水分利用效率,降水利用率为70.21%,产量为10039.34kg/hm2,比播前覆膜8036.67kg/hm2增产24.92%,水分利用效率36.01kg/hm2·mm,比播前覆膜27.10kg/hm2·mm提高32.88%。全膜双垄沟秋覆膜可明显减少冬春季土壤水分的无效蒸发,增产效果明显,是旱作区进一步挖掘降水潜力和高产田创建的有效途径。     

不同覆膜栽培方式对玉米干物质积累及产量的影响

为探讨地膜覆盖栽培方式的增产机理,完善地膜覆盖玉米栽培技术,采用田间试验法,以露地平播为对照,比较了全膜双垄沟播、半膜双垄沟播、半膜平铺、膜侧沟播等4种栽培方式对玉米叶面积、光合势、干物质积累、穗部性状、产量及其构成因子、水分利用效率的影响,并进行了成本和效益分析。结果表明:全膜或半膜双垄沟播显著增加了各个生育时期玉米的叶面积,半膜平铺和膜侧沟播作用不大;全膜和半膜双垄沟播及膜侧沟播显著提高了玉米的光合势,半膜平铺对生长前期光合势有一定促进作用,但后期出现不利影响;全膜和半膜双垄沟播增加了玉米穗长、穗粗、穗行数和行粒数,但也增加了秃顶长。半膜平铺对穗长、穗粗和穗行数有一定促进作用,降低了秃顶长,但对行粒数作用并不明显。膜侧沟播对穗长、穗行数和行粒数有一定促进作用,但对穗粗和秃顶长作用并不明显;各种覆膜栽培方式均提高了玉米穗粒数和百粒重,但降低了单株成穗数。穗粒数与产量的灰色关联度最大、百粒重次之、单株成穗数最低;全膜双垄沟播、半膜双垄沟播、膜侧沟播、半膜平铺栽培方式分别比对照增产67.23%、60.08%、38.81%和20.02%,水分利用效率分别比对照提高66.43%、59.54%、38.35%和19.63%,经济收益分别比对照增加85.51%、69.58%、36.37%和18.69%。说明全膜双垄沟播玉米具有较高的产量和经济收益优势。     

3种不同起垄种植模式对大豆产量的影响

以齐黄34为指示品种,在2015年相同密度试验的基础上,2016年再度在环县进行了全膜双垄沟播、全膜覆土穴播和全膜等距微垄沟播等3种不同大豆起垄种植模式试验。结果表明,全膜等距微垄沟播种植模式下的大豆折合产量最高,为3 277.8 kg/hm2,较对照增产80.2%;全膜覆土穴播次之,为2 976.1 kg/hm2,较对照增产63.6%;全膜双垄沟侧播排第3,为2 800.5 kg/hm2,较对照增产54.0%。全膜等距微垄沟测播种植模式下的大豆产量仍优于全膜覆土穴播和全膜双垄沟侧播,推荐为大豆种植的最佳模式。     

栽培方式对玉米根系生长及水分利用效率的影响

为进一步明确我国西北地区全膜双垄沟播玉米栽培技术的增产机理,为干旱半干旱地区玉米高产栽培提供理论与技术支持,2008—2009年采用田间试验方法,研究了7种不同栽培方式对陇东地区旱地玉米根系时空分布、产量及水分利用效率的影响。结果表明:不同栽培方式下玉米根系长度和根干重均随生育期的推进逐渐增加,且随土层的加深呈逐渐下降趋势。其中,全膜双垄沟播等行距种植模式0~150 cm土层玉米根系长度显著大于半膜双垄沟播、常规地膜覆盖和露地种植模式(P<0.05);120~150 cm土层根长百分比表现为全膜双垄沟播撮苗种植模式最大,全膜双垄沟播等行距种植模式次之,露地种植模式最小;根干重主要集中在0~30 cm土层,且垄沟>垄中,全膜双垄沟播>常规覆膜>半膜双垄沟播,等行距种植>撮苗种植;与半膜双垄沟播、常规地膜覆盖和露地种植模式相比,全膜双垄沟播等行距种植玉米籽粒产量分别提高17.72%、22.01%和47.00%,水分利用效率分别提高6.41%、18.54%和43.57%,是陇东地区旱作玉米的最佳栽培方式。     

大豆不同种植模式试验

以齐黄34为材料,研究了不同种植模式对大豆产量的影响。结果表明,全膜等距微垄沟播种植模式下的大豆折合产量最高,为2 845.57 kg/hm2,较露地点播增产75.6%;全膜覆土穴播次之,为2 678.97 kg/hm2,较露地点播增产65.3%;全膜双垄沟侧播排第3,为2 548.40 kg/hm2,较露地点播增产57.2%。全膜等距微垄沟播种植模式下的大豆产量优于全膜覆土穴播种植模式和全膜双垄沟侧播种植模式,推荐为大豆种植的最佳模式。     

不同覆膜方式对玉米产量和节水保墒的影响

为验证在控制灌水量的前提下不同覆膜方式玉米增产效果,试验研究探讨了不同覆膜方式对灌水量、土壤温度、土壤湿度和玉米性状及产量影响。结果表明,在相同灌溉约束条件下,全膜平铺覆土全生育期灌水总量最少,但其土壤含水量、水分利用效率、产量均高于全膜双垄沟灌和半膜平作畦灌处理,节水保墒效果及增产效果明显;不同覆膜方式对土壤温度影响无差异,不会对玉米生长产生影响;全膜平铺覆土玉米产量最高为14 763 kg/hm~2,分别比全膜双垄沟灌、半膜平作畦灌处理增产4.18%、31.3%。     

不同种植和施肥方式对旱地春玉米土壤水分含量及其水分利用效率的影响

缺水和缺肥影响着半干旱地区春玉米的发展,为了探讨不同种植和施肥方式下春玉米土壤水分的动态变化和利用效率,采用田间定位试验,设全膜双垄沟播(F)、半膜平作(H)和裸地平作(O)3种种植方式,配套优化施肥(OPT)、农民习惯施肥(FP)和不施肥(CK)3种施肥水平,测定了春玉米各生育时期的土壤含水量、产量和产量构成因子,分析了不同处理的土壤耗水量、贮水量、含水量垂直变化以及水分利用效率。结果表明:以F种植方式和OPT施肥耦合效应最优,产量、水分利用效率和耗水量均以F-OPT处理最高,分别为12 900kg/hm2,27.9kg/(hm2·mm)和246.2mm,与O-CK相比,产量和水分利用效率分别提高168.7%和106.2%;H和O种植方式下OPT施肥水分利用效率和产量并未提高(与FP相比);春玉米在灌浆期间耗水量最大,收获后F-OPT土壤水分相比播前出现亏缺,其他处理均得到补偿,其中FOPT在收获后140cm土层附近土壤含水量小于10%。因此,半干旱地区全膜双垄沟播下优化施肥可显著提高春玉米产量和水分利用效率,但长期种植不利于春玉米可持续生产。     

不同穴播种植与施肥对春小麦产量及其水分利用效率的影响

采用田间试验方法,研究了不同穴播种植方式与施肥对旱地春小麦产量及水分利用效率的影响.结果表明,在采取的4种穴播种植方式中,全膜覆土穴播种植方式有利于小麦碳水化合物的合成,增加了小麦干物质积累量,N,P和K平衡施肥干物质积累量增加效果明显;全膜覆土穴播种植方式较全膜小垄沟覆土穴播、全膜不覆土穴播和露地穴播种方式小麦产量分别增加4.9％～8.0％,20.4％～22.6％和59.7％～72.8％,干旱年份增产效果尤为突出;该种植方式下,N,P2O5和K2O)的用量分别为180,120和90 kg/hm2时(Z0F1处理),小麦产量和水分利用效率最高,较露地穴播提高72.8％和111.1％.表明春小麦在全膜覆土穴播栽培技术条件下,合理配方施肥可显著提高小麦籽粒产量和水分利用效率,干旱年份效果极为明显.     

耕作方法对黄土高原旱作玉米产量和土壤水温特性的影响

全膜双垄沟播是黄土高原旱作玉米主要生产技术,但此技术的土壤耕作主要依赖传统耕作和旋耕,在形成犁底层的同时造成耕层变浅,影响玉米生长、产量形成以及土壤健康。本文以打破犁底层、改善土壤结构、提高黄土高原旱地玉米(Zea may L.)产量和有限降水资源利用效率为目标,布设大田定位试验,比较研究了深松耕、免耕、旋耕和传统耕作对旱地全膜双垄沟播玉米土壤水分、温度、土壤容重、产量以及水分利用效率的影响。结果表明:全膜双垄覆盖条件下,深松耕和免耕较旋耕和传统翻耕能有效增加0~30 cm土壤贮水量,其0~30 cm土层土壤含水量较翻耕、旋耕分别增加50.0%、43.7%和14.8%、10.3%;深松耕能有效降低5~30cm土层土壤容重,其5~10 cm和10~30 cm土层土壤容重,深松耕较传统耕作分别降低10.9%和12.9%,随着土层的加深,深松耕、免耕的土壤容重呈降低趋势,旋耕和传统翻耕呈增大趋势;深松耕在苗期、拔节—抽雄期较传统翻耕分别具有明显的增温和降温作用,有利于玉米生长和产量提高;2个平水年,深松耕处理的玉米生物产量、籽粒产量和水分利用效率分别较传统翻耕增加6.1%~5.6%、18.6%~28.8%和28.1%~32.9%,具有明显的增产和提高水分利用效率的作用。因此,在黄土高原半干旱区同等降雨条件下,深松耕能有效增加全膜双垄沟播玉米的土壤贮水量,改善土壤结构,协调水温关系,有利于增产和提高水分利用效率,是全膜双垄沟播玉米一项理想的土壤耕作方法。     

密度和施氮量互作对全膜双垄沟播玉米产量、氮素和水分利用效率的影响

【目的】本研究旨在探讨旱地全膜双垄沟播玉米产量、氮素和水分利用效率对种植密度和施氮量的响应。【方法】选择甘肃省定西市安定区农业部西北黄土高原地区作物栽培科学观测试验站,作物一年一熟,无灌溉,为典型旱地雨养农业区。2016和2017年,以耐密品种‘先玉335’为试验材料进行了大田试验。设置了3个种植密度 (45000、60000、75000 株/hm2) 和4个施氮量 (N0、138、207、276 kg/hm2,分别表示为N0、N138、N207、N276)。收获期调查分析了玉米籽粒产量、氮素和水分利用效率。【结果】种植密度和施氮量均显著影响玉米籽粒产量、氮素和水分利用效率,且两者互作效应显著。在中密度 (60000 株/hm2) 条件下,玉米籽粒产量较低密度 (45000 株/hm2) 和高密度 (75000 株/hm2) 分别增加了24.86%～26.91%和25.83%～34.34%,氮素利用效率分别提高了41.07%和41.63%,水分利用效率分别提高了9.87%～18.09%和17.81%～32.89%,且差异性均达到了显著水平。施氮量在138～276 kg/hm2范围内的玉米籽粒产量和水分利用效率均显著高于无氮处理,各施氮处理表现为N276 > N207 > N138 > N0,且N276、N207与N138、N0处理间差异显著。随着施氮量的增加,氮肥偏生产力呈下降趋势,氮肥利用率呈先升高后降低趋势,以施氮量为207 kg/hm2时玉米氮肥吸收利用率最大,较N276和N138处理分别提高了4.23%和27.37%。玉米产量提高引起了氮肥吸收利用率和水分利用效率的协同提高。【结论】综合考虑产量、氮素利用率和水分利用效率等因素,在本试验条件下,旱地全膜双垄沟播玉米栽培以种植密度为60000 株/hm2,施氮量为207 kg/hm2较为适宜。     

旱地玉米垄膜沟种微集水种植技术研究

为提高我国北方旱地玉米的水分利用效率和土壤温度,以达到进一步增产的目的,设计出一套旱地玉米的垄膜沟种微集水种植技术。通过对比试验发现:单向丁风垄(D 2)种植沟间的含水量,较对照和平铺膜提高2.87%和1.82%;水分利用效率也最高,达18.05 kg/hm2.mm,较对照和平铺膜提高48.70%和25.54%。整个生育期种植行间各层平均地温,垄膜沟种技术高出对照1.4℃,高出平铺膜0.1℃;总积温在2 901.0~2 984.7℃之间,平铺膜为2 908.7℃,对照仅为2 699.3℃。垄膜沟种平均产量为7 237.26 kg/hm2,其中单向顺风垄(D 1)的产量最高,达7 569.62 kg/hm2,较对照和平铺膜提高47.72%和21.46%。     

不同耕作模式下旱作玉米氮磷肥产量效应及水分利用效率

为了探讨不同耕作模式下氮磷肥施用量对旱作玉米产量及水分利用效率的影响,于2003－2008年在山西寿阳旱农试验站进行了免耕、少耕和传统耕作下氮磷肥用量（105、179和210 kg/hm2 N;N∶P2O5=1∶1）试验。6 a结果显示,该区推荐氮磷用量为105 kg/hm2,传统耕作模式下玉米平均产量和水分利用效率分别为5 234 kg/hm2和12.4 kg/(hm2·mm);少耕模式下玉米平均产量和水分利用效率分别达到5 751 kg/hm2和13.6 kg/(hm2·mm),较传统耕作提高9.9%和9.7%。而免耕模式下氮磷用量为179 kg/hm2时玉米平均产量和水分利用效率最高,分别为5 336 kg/hm2和13.2 kg/(hm2·mm),较传统耕作提高6.1%和9.7%。免耕模式下土壤保水效果最佳,干旱年增产作用尤为明显。3种耕作模式下玉米平均产量和水分利用效率以少耕为最高,免耕次之,传统耕作最低。     

全膜垄作栽培对马铃薯产量及土壤水分利用效率的影响

研究了垄作栽培模式对土壤水分利用效率及马铃薯产量的影响。结果表明,马铃薯全膜双垄垄播栽培商品薯率高、结薯数多,折合产量35 606.1 kg/hm2,较露地垄作增产7 310.6 kg/hm2,增产率25.8%。建议在庄浪县大面积推广马铃薯黑色全膜双垄垄播栽培技术。     

一膜两年覆盖条件下耕作方法对旱作玉米产量及土壤物理性状的影响

为了优化全膜双垄沟播玉米土壤耕作技术,实现土壤质量保育和增产增效,布设田间定位试验,比较研究了一膜两年全膜双垄覆盖条件下,少免耕对玉米产量、水分利用效率(WUE)、经济效益及土壤物理性状的影响。结果表明:一膜两年用条件下,深松耕—免耕较对照能显著提高玉米的籽粒产量、水分利用效率、收获指数、总产值及产投比,其籽粒产量、水分利用效率、收获指数、总产值及产投比分别较对照提高22.8%,22.0%,15.0%,17.4%,17.4%;深松耕—免耕具有降低表层土壤容重、紧实度,增加土壤总孔度、大团聚体含量及饱和导水率的作用,全膜双垄沟播玉米采用深松耕—免耕具有明显的稳增产增效及土壤结构改善的作用,建议在全膜双垄沟播玉米种植体系中推广应用。     

春小麦留茬处理对复种油菜产量和水分利用效率的影响

为了减少麦茬焚烧、控制麦茬焚烧污染及提高留茬的利用效率,2009年7－10月在石羊河绿洲灌区进行不同留茬处理（焚烧、翻耕和立茬免耕）对麦茬复种油菜的研究。结果表明,与休闲地相比,立茬免耕复种油菜可获得利润 3?275元/hm2;焚烧、翻耕（传统耕作）和立茬免耕处理的油菜籽粒产量分别为1?549、1?331和1?222 kg/hm2,水分利用效率分别为5.73、3.81和5.71 kg/hm2/mm,经济效益分别为4?485、2?929和3?275元/hm2;仅从作物籽粒产量、水分利用效率和经济效益等方面考虑,秸秆焚烧处理达到最大值, 这就是焚烧屡禁不止的原因。尽管传统耕作的油菜籽粒产量高于立茬免耕,但传统耕作的水分利用效率和经济效益显著低于立茬免耕。立茬免耕具有环保、相对较高水分利用效率和经济效益等效果,尤其有利于环境保护和旱地农作,值得大面积推广。结合大田推广示范研究成果,提出适宜于石羊河绿洲灌区的留茬免耕机械直播复种油菜技术。     

减穴增株在半干旱区全膜双垄沟播玉米上的应用研究

为进一步优化全膜双垄沟播玉米生产技术,2020 — 2022年在甘肃省中部半干旱雨养农业区研究了玉米减穴增株高产高效栽培技术。试验采用全膜双垄沟播技术,设每穴留苗1株(对照)、留苗2 株、留苗3 株、留苗4株4个处理,观察各处理下玉米经济性状、生育期和产量。结果表明,在密度相同的情况下,全膜双垄沟播玉米每穴留苗3株、4株主要性状明显优于每穴留苗1株。每穴苗4株玉米折合产量为7 723.48 kg/hm2,较每穴留苗1株增产723.48 kg/hm2,增产率10.34%;每穴留苗3株为7 549.24 kg/hm2,较每穴留苗1株增产549.24 kg/hm2,增产率7.85%,增产效果明显。该种植模式适宜在海拔2 000 m以下、年降水量350～500 mm的半干旱雨养农业区应用。     

旱地不同覆盖沟垄种植方式对马铃薯土壤水分和产量的影响

马铃薯是西北黄土高原半干旱区的特色作物和主栽作物之一,如何提高其降水利用效率是发展该区域马铃薯产业的重点问题。在大田试验条件下,以不同的覆盖方式和沟垄种植方式为处理,测定马铃薯生育期的土壤水分含量及其分布和产量,计算耗水量和水分利用效率,研究西北黄土高原半干旱区旱地不同覆盖和种植方式对马铃薯产量和水分利用效率的影响。结果表明,马铃薯采用草-膜二元覆盖垄种技术,能够有效地积蓄自然降水,草-膜二元全地面覆盖保墒、垄沟有效地聚集和保持了土壤水分,尤其在伏旱阶段的块茎形成期,0-100cm土层的土壤含水量高于全膜覆盖处理。因此,高垄膜覆盖沟覆草垄播使得产量和水分利用效率较其它种植模式分别提高8.39%～58.38%和8.46%～67.97%,是一项适合于西北黄土高原旱作区马铃薯高产的栽培技术。     

保水剂对冬小麦不同生育阶段土壤水分及利用的影响

为探明保水剂施用后对冬小麦不同生育阶段水分利用的作用机理,在豫西丘陵旱作区,通过大田试验,研究了保水剂对冬小麦不同生育阶段的保水、作物的耗水特征、水分利用效率等的影响。结果表明：保水剂提高了冬小麦不同生育阶段0～100 cm土层的土壤含水量、促进了生物量的积累、降低了小麦耗水量、提高了小麦产量和水分利用效率。各处理中,60和90 kg/hm2处理的土壤含水量及储水量均较其他处理高,而耗水量最低。播种-拔节期,保水剂用量越高干物质积累越显著;拔节-孕穗期及灌浆-收获期,60 kg/hm2处理较对照增加的干物质量最高;而孕穗-灌浆期,30 kg/hm2干物质量增加最为显著。各生育阶段,除孕穗-灌浆期外,60 kg/hm2处理的水分利用效率均较高。最终,60 kg/hm2处理的产量和水分利用效率均最高,较对照增产47.4%,水分利用效率增加10.6 kg/(mm·hm2)。     

揭膜时期和施氮量对陇东旱塬春玉米群体生理指标及产量的影响

为了探明甘肃陇东旱塬区全膜双垄沟播玉米产量、生长指标同步提高的适宜揭膜时期和施氮量,本研究以甘肃陇东旱塬全膜双垄沟播春玉米为研究对象,设置了3个揭膜时期(拔节期揭膜、抽雄期揭膜、全生育期覆膜)和3个施氮量(N 0、150、225 kg/hm~2),研究了揭膜时期、施氮量及其互作对春玉米生长指标及产量的影响。结果表明:揭膜时期或施氮量对玉米产量影响差异达显著或极显著水平,而其互作不显著。抽雄期揭膜籽粒产量和水分利用效率均优于拔节期揭膜和全生育期覆膜,而拔节期揭膜与全生育期覆膜之间产量差异不显著。同一揭膜时期,施氮(高氮或低氮)玉米产量极显著高于不施氮,且产量随施氮量的增加而增加。与低氮处理相比较,高氮处理玉米产量虽有一定程度的增加,但差异不显著。同时,抽雄期揭膜结合高施氮量较低施氮量更有利于玉米叶片SPAD值、光合速率及叶面积指数等生长指标的改善。因此,综合考虑产量、水分利用效率及生长指标,在甘肃陇东旱塬区全膜双垄沟播玉米栽培条件下,抽雄期揭膜结合施氮量150~225 kg/hm~2为较适宜的栽培模式。     

油菜不同地表覆盖栽培方式产量与效益的比较研究

西部地区是我国油菜的主产区, 干旱是该地区油菜高产的主要制约因子。为寻求适宜西北沿山干旱区自然气候条件下油菜抗旱栽培技术, 选膜侧沟播、半膜覆盖平播、全膜覆盖平播、麦秸覆盖平播和全膜覆盖沟播5种地表覆盖栽培方式, 与常规露地平播种植方法进行了植株形态、产量和效益比较。结果表明: 不同地表覆盖栽培方式对油菜株高、茎粗、主花序长度、单株分枝数量、角果数等性状产生较大影响。除麦秸覆盖平播外, 全膜覆盖平播、全膜覆盖沟播、膜侧沟播和半膜覆盖平播均能显著提高油菜的株高、茎粗和主花序长度; 全膜覆盖平播和全膜覆盖沟播可有效地促进油菜植株的一次分枝, 而半膜覆盖平播、膜侧沟播和麦秸覆盖平播无明显作用; 地表覆盖处理抑制了油菜的二次分枝。全膜覆盖沟播、全膜覆盖平播、膜侧沟播和半膜覆盖平播均促进了油菜单株角果数的增多, 而膜侧沟播、麦草覆盖平播、半膜覆盖平播提高了油菜角粒数, 全膜覆盖沟播、全膜覆盖平播、膜侧沟播、麦秸覆盖平播降低了油菜千粒重。采用全膜覆盖沟播、全膜覆盖平播、膜侧沟播栽培油菜, 产量分别达2 111.25 kg·hm^-2、2 017.95 kg·hm^-2和1 934.70 kg·hm^-2, 比常规露地平播增产52.16 %、45.44 %和39.44 %; 纯经济效益分别达1 985.85元·hm^-2、1 868.55元·hm^-2和1 495.20元·hm^-2, 比常规露地平播高2.22倍、2.03倍和1.43倍。半膜覆盖平播、麦秸覆盖平播产量及效益均显著低于常规露地平播。因此, 我国西北沿山旱作区采用全膜覆盖沟播、全膜覆盖平播、膜侧沟播等3种栽培方式种植油菜, 可获得较高的产量和较为理想的经济收入, 应在生产上大力推广应用。