红壤丘陵旱地种植模式及结构优化研究

红壤丘陵旱地是我国南方重要的土壤资源。长期以来,在传统的计划经济体制下,受自然、社会和经济的制约。往往农业生产结构单一、土地利用率不高、产出低、经济效益差。针对这一情况,我们进行了红壤丘陵旱地不同种植模式及结构优化研究．以筛选     

不同种植密度对旱地玉米农艺性状及产量的影响

为了筛选羊粪深施条件下旱地玉米的合适种植密度,以当地玉米主栽品种先玉335为研究对象,设置了5个密度水平,通过大田试验,研究了不同种植密度对玉米农艺性状、产量及其构成因素、水分利用效率的影响。结果表明,随着种植密度的增加,株高、穗位高度、凸尖长均显著增加,茎粗、穗长、穗粗、百粒质量均显著减少,产量则呈先增后减趋势;并获得旱地玉米产量与种植密度的回归方程为Y=-504.73X2+6 241.3X-7 234.1,R2=0.816 2,合理种植密度为6.75万株/hm2,其理论产量可达到12 326.2 kg/hm2,且水分利用效率(WUE)最大,为27.06 kg(/mm.hm2)。     

丘陵旱地苹果——苜蓿旱作栽培模式

1．1品种选择。应选择优质、高产、耐贮藏的中、晚熟红富士等品种为主栽品种。     

长期不同施肥对南方丘陵红壤旱地生产力和土壤结构的影响

农田施肥管理能显著影响土壤结构及其团聚体形成。通过长期定位试验,明确了不同施肥措施对南方丘陵红壤旱地(双季玉米-冬闲)周年生产力和土壤结构的影响。结果表明,与无肥对照相比,化肥NPK配施和有机施肥(M和NPK+M)均能显著提高双季玉米的周年产量及产量的稳定性。与对照相比,单施N肥虽然能增加玉米产量,但不能提高作物生产的稳定性。对照和单施N肥处理周年玉米产量均随种植年限延长呈下降趋势,而有机肥处理均呈上升趋势,NPK处理则保持相对稳定。与对照相比,长期施用有机肥显著降低了耕层土壤容重,提高了土壤有机质含量,促进了土壤大团聚体(>2 000μm)的形成,降低了微团聚体(53～250μm)在土壤中的比重,但施用化肥无显著影响。此外,长期施用有机肥能显著提高红壤旱地土壤团聚体的平均重量直径和几何平均直径,而仅施化肥无显著影响。因此,长期施用有机肥可以改善南方丘陵红壤旱地的土壤结构,提高土壤有机质含量,从而增强红壤旱地作物生产的稳定性和可持续性。     

种植模式对南方旱地重金属含量及其迁移规律的影响

以玉米和大豆为试验材料, 研究了单种、套种对土壤重金属含量及迁移转化规律的影响。试验结果表明, 试验区土壤中Pb、Cd和Zn含量均超过土壤环境质量二级标准(GB 1518-2008).套种时, 非根系和根系土壤中Pb、Zn、Cu、Cd、Fe和Mn含量呈下降趋势, 但与单种无显着性差异, 种植模式对土壤重金属形态影响显着不同, 且根系土壤与非根系土壤差异显着。根系土壤和非根系土壤中Zn、Cu、Fe和Mn以残渣态为主, 占50%以上, 而Pb以铁锰结合态为主, 非根系土壤中铁锰结合态Pb的比例约为40%,而根系土壤约为50%.根系土壤中可交换态和碳酸盐结合态Cd的比例分别占土壤中Cd总量的14.01%~15.82%和9.56%~9.90%,与根系土壤相比, 非根系土壤中可交换态Cd和碳酸盐结合态Cd的比例分别高0.63~0.85倍和1.38~1.48倍。研究还发现, 大豆和玉米对Pb、Zn、Cu、Cd、Fe和Mn吸收富集能力显着不同, 且种植模式对植物吸收富集重金属能力也有显着性影响。在试验区土壤中种植大豆和玉米, 重金属在土壤-植物系统中的迁移率都比较高, 从而使作物可食部分重金属含量较高, 大豆中Pb和Cd含量分别超标48.0~53.5倍和24.8~30.8倍, 玉米中Pb和Cd含量分别超标47.2~51.8倍和9.7~15.8.所有试验结果显示, 在试验区种植粮食作物存在较大的健康风险, 且水改旱不能实现试验区土壤重金属污染治理的目的。     

华北平原不同粮作模式下作物水分利用

利用田间定位试验的研究方法,对在华北地区通过种植模式调整实现农业节水的潜力进行了研究.通过系统比较3种不同种植模式单季和周年作物水分利用效率以及水量平衡方程,获得如下结论:1)冬小麦-夏玉米一年两熟常规模式(对照)具有显著产量优势,但水分利用率较低,对地下水消耗较大,不利于本地区农业的可持续发展;2)与对照相比,春玉米一熟模式可以实现最小灌溉或者零灌溉,充分利用自然降雨的同时,还有助于地下水的恢复,但周年产量降低较多(降低41％),考虑到粮食安全的需求,该模式不适宜在当前推广;3)与对照相比,两年三熟模式3年总灌溉量降低48％,产量降低11％,节水效果明显,水分利用效率显著提高,该模式进一步完善后可适当推广.本研究结果为在华北平原地区兼顾粮食安全基础上拓展节水农业提供了新的思路,对发展可持续性农业做了有益探索.     

旱地春玉米不同种植模式试验分析

通过2010~2012年连续三年旱地春玉米不同种植模式试验表明,高产高效栽培模式高产,稳产,投资少,效益好,潜力大,种植模式符合旱地春玉米生产实际,适宜大面积推广应用。     

洛阳丘陵旱地谷子种植效益分析及栽培技术研究

选择洛阳有代表性的丘陵旱薄地和丘陵旱肥地,调查了谷子的产量和经济效益,并与同等肥力条件下种植玉米的经济效益进行了比较。结果表明:如果选用谷子新品种,单位面积种植效益将是玉米的2.6～2.8倍;即便是生产上种植普通谷子品种,效益也与种植玉米相当,且免去了清理玉米秸秆的巨大劳动量。结合偃师(丘陵旱薄地)、宜阳(丘陵旱肥地)谷子示范县的谷子新品种新技术推广工作,调查了不同种植情况下(种植时间、茬口、谷子品种、施肥情况、留苗密度)的谷子产量,总结了适合洛阳谷子生产的一些关键技术。     

不同降水年型旱地小麦覆盖对产量及水分利用效率的影响

【目的】明确旱地麦田休闲期覆盖的蓄水增产效果和生育期覆盖播种的节水增产效果,探索旱地小麦不同降水年型休闲期覆盖和生育期覆盖的保水技术新途径。【方法】于2011-2014年在山西闻喜县开展大田试验,以休闲期覆盖渗水地膜与不覆盖为主区,以生育期膜际条播、条播为副区,研究覆盖对旱地麦田3 m内土壤水分、小麦产量构成、水分利用效率和节水增产效率的影响。【结果】休闲期覆盖较不覆盖处理提高了播种期0-300 cm土层土壤蓄水量,丰水年达40-41 mm,平水年达55-58 mm,欠水年达70 mm,且欠水年更有利于蓄积土壤水分于深层,显著提高了不同降水年型休闲期土壤蓄水效率,达到20%以上,其覆盖的蓄水效果可延续至孕穗期,且生育期配套膜际条播效果更佳。休闲期覆盖较不覆盖处理显著提高小麦穗数、产量和水分利用效率,产量提高20%以上,水分利用效率提高15%以上,且生育期配套膜际条播小麦穗粒数、千粒重也显著提高。结果还表明,休闲期覆盖处理小麦播种期土壤水分每多蓄1 mm,丰水年小麦可增产21-27 kg·hm^-2,平水年可增产16-18 kg·hm^-2,欠水年可增产13-24 kg·hm^-2,且休闲期覆盖条件下,生育期膜际条播播种对产量的提升有较大的调控作用。生育期地膜覆盖保水后,旱地麦田节水、增产效果提高,单位粮食生产节水量提高10%以上,消耗1 mm土壤水分产量提高11%以上。【结论】旱地小麦休闲期覆盖有利于蓄积休闲期降雨,改善底墒,尤其欠水年蓄水效果更佳,有利于提高小麦花前土壤水分,促进有效穗数的形成,提高产量,且生育期膜际条播播种效果更佳。底墒充足时,生育期膜际条播播种有利于提高旱地麦田的节水增产效果,而欠水年底墒不足时,会导致水分浪费和减产。     

旱作地膜玉米密植增产用水效应及土壤水分时空变化

【目的】干旱缺水是黄土高原旱作农业最大的限制因素,研究覆膜、增密和品种对旱作玉米增产和水分利用的影响,有助于揭示未来旱作粮食持续增产与水环境的关系。【方法】试验于2012—2015年在黄土高原丘陵沟壑区的宁夏彭阳进行,在全膜双垄沟(FPRF)和半膜平铺盖(HPFC)2种种植方式下,选择耐密中晚熟先玉335和吉祥1号及不耐密早熟酒单4号3个杂交种,低密度(4.5万株/hm~2)、中密度(6.75万株/hm~2)和高密度(9.0万株/hm~2)3个水平,随机区组设计,玉米连作定位观测。采用烘干法监测不同降水年型玉米生育时期0—200 cm土层土壤水分,通过Surfer软件绘制土壤水分等值线图,研究旱作覆膜连作玉米产量、水分利用效率(WUE)及土壤水分时空变化。【结果】在地膜覆盖条件下各因素对旱作玉米产量和水分利用的影响达到极显著或显著水平,对籽粒产量和WUE的影响顺序依次为降水年型密度覆膜方式品种,降水年型从干旱、正常、丰水年的变化,玉米产量由7.72和8.79 t·hm~(-2)增加到11.86和11.15 t·hm~(-2),但WUE最高值并不在降水较多的年份,而在正常年型。密度由4.5万株/hm~2增加到6.67万株/hm~2,耗水量、产量、WUE增加10.6 mm、20.0%和3.45 kg·mm~(-1)·hm~(-2),但密度从6.67万株/hm~2增加到9.0万株/hm~2时,耗水量不再增加,而产量和WUE提高12.0%和2.97 kg·mm~(-1)·hm~(-2);FPRF处理较HPFC处理平均增产15.72%,WUE提高21.09%;耐密中晚熟品种吉祥1号和先玉335较耐密性弱早熟品种酒单4号增产15.46%—24.45%,WUE提高13.35%—15.55%。在全膜双垄沟种植条件下,玉米生育期内土壤剖面水分含量始终高于半膜平覆盖种植,尤其是玉米灌浆期0—200 cm土层多蓄积了50—90 mm的土壤水分,在严重伏旱年份发挥了明显的抗旱增产作用。不论降雨年型如何,4年期间全膜双垄沟播玉米产量增加和WUE提高并没有多消耗土壤水分,土壤深层未形成低湿层,也未观察到增密增产对土壤剖面水分循环的负效应,而干旱年份半膜平铺盖形成了一个土壤水分8%的明显干土层,并且随着玉米生长时间的推后干土层厚度增加、范围扩大。【结论】在目前地膜覆盖和生产平均密度5.3万株/hm~2基础上,"全膜双垄沟播+耐密品种+增密1.5万株/hm~2"是年降雨450 mm以上旱作区玉米持续增产和水分高效利用的技术关键,增密增产不会导致土壤深层形成干土层。     

不同降雨年型旱地冬小麦水分利用及产量对施氮量的响应

[目的]降雨和施氮是影响渭北旱塬冬小麦生产的主要因素,降雨年际变幅大对其影响更大,因此小麦增产效应受降雨年型显著影响.分析不同降雨年型下施氮量对旱地麦田水分利用、籽粒产量和蛋白质含量的影响,能够为实现渭北旱地冬小麦因雨施氮和稳产优质提供理论依据.[方法]于2017—2020年连续3年在陕西合阳县开展田间定位施氮试验...     

不同种植方式对旱地玉米耗水规律及水分利用效率的影响

在干旱条件下,选用郑单958和农大108为供试材料,在不同种植方式(平作、垄作和起垄覆膜)及不同种植粒数(单粒和双粒播种)下,研究其耗水规律及水分利用效率。结果表明:相同品种间,起垄覆膜在拔节至灌浆期,耗水量大于平作和垄作,灌浆至成熟期,耗水量小于平作和垄作;整体上,郑单958水分利用效率高于农大108;种植粒数处理之间没有差异。因此,采用起垄覆膜方式,选用合理品种,是提高玉米抗旱性和保证产量的有效途径。     

不同生产模式对马铃薯产量和水分利用效率的影响

针对定西马铃薯产业连续集约化种植造成产量降低、品质降低以及土壤污染等问题,通过大田试验,研究了不同生产模式对马铃薯产量和水分利用效率的影响,结果表明:在全生育期,不同处理土壤含水量在0-100cm呈现先增加后减小的趋势变化,其中60-80cm土层土壤含水量最高,但各处理无显著差异,T3(全膜覆盖垄上微沟+化肥减量追施+...     

不同播期对旱作谷子生长及产量的影响

目的研究旱作条件下不同播期对谷子生长和产量的影响。方法通过对谷子生育时期、叶面积、株高和叶、茎、穗干重以及产量指标的测定,确定谷子的最佳播期。结果随着播期的延迟谷子生育期变短;叶、茎随着播期的延迟生长速率变慢、衰退速率变慢;播种期过早谷子前期生长速率较快、播种晚的谷子后期生长较快;穗干重随着播期的延迟积累变快,千粒重随着播期的延迟呈下降趋势;穗粒数、籽粒产量和产草量均以5月23为播期最高。结论张家口地区谷子最佳播期为5月23日。     

不同种植方式水稻的产量和水分生产效率及对后茬小麦生长发育和产量的影响

通过田间试验,研究了旱播旱管(T1)、旱播水管(T2)、移栽水管(T3)三种水稻种植方式对水稻产量及水分生产效率及后茬小麦生长发育和产量的影响。结果表明,与T3相比,所有水稻品种在T1种植方式下产量均有所下降,平均降幅达10.3%,但节约灌溉用水73.4%,水分生产效率提高28.2%;T2的产量与T3差异不显著,但在总用水量及水分生产效率方面优于T3。T1种植方式的后茬小麦产量和地上部生物量最高,T2次之。     

黄土高原苜蓿草地在不同种植方式下的土壤水分变化

在长期定位试验的基础上,通过田间实地测定0～400 cm土壤含水量,分析和比较了不同种植方式下苜蓿草地土壤水分的变化.结果表明,连作苜蓿地、轮作苜蓿地的400 cm土层平均土壤含水量分别为10.6%和11.4%,均低于土壤稳定湿度,其干燥化指数为24.6%和37.2%,分别属强烈干燥化和严重干燥化,而小麦连作的干燥化指数为86.4%,属轻度干燥化.连作苜蓿地土壤干层最厚,400 cm处仍十分干燥,而轮作苜蓿地和连作小麦地到240 cm以下时,土壤水分开始有所恢复.连作苜蓿地和轮作苜蓿地通过降雨可恢复部分土壤水分,可恢复的土壤深度为40 cm和60 cm,而连作小麦地可达100 cm.不同施肥措施下连作苜蓿地土壤干燥化程度都很严重,施肥措施不是造成土壤干燥化的主要原因.轮作系统中不同轮作年限苜蓿地的土壤水分状况有一定的差异,但是均没有形成深厚的土壤干层.与连作苜蓿相比,轮作苜蓿不会大量消耗土壤深层水分而形成深厚的土壤干层,有利于土壤水分的可持续利用.     

旱地麦田休闲期覆盖对土壤水分积耗的影响及与产量的关系

【目的】明确旱地麦田休闲期覆盖的增产效果,探索旱地小麦休闲期覆盖保水技术途径,为促进旱地小麦产量和水分利用效率的提高提供理论依据。【方法】于2010-2013年在山西省闻喜县邱家岭村以冬小麦品种运旱20410为试验材料,设休闲期深翻后覆盖与不覆盖2个处理,测定休闲期和小麦各生育时期土壤水分及产量和产量构成因素,研究休闲期覆盖对麦田土壤水分积耗规律和小麦产量、水分利用效率的影响。【结果】休闲期覆盖后播种期3 m内土壤蓄水量提高,丰水年提高47 mm,平水年提高55 mm,欠水年提高63 mm,且欠水年更有利于土壤水分蓄保于深层。休闲期覆盖后土壤蓄水效率显著提高,丰水年提高35%,平水年提高48%,欠水年提高101%,且蓄水效果至开花期仍显著。休闲期覆盖后生育期耗水量虽显著增加,但休闲期耗水量显著降低,因而周年总耗水量无明显变化。休闲期覆盖后拔节前耗水比例显著降低,拔节后耗水量及日平均耗水量显著增加,拔节后耗水比例增加,尤其在欠水年休闲期覆盖对生育后期耗水有较大调控作用。休闲期覆盖后产量和产量构成因素均显著提高,其中对穗数影响最大,尤其在欠水年提高了19%,且欠水年对穗粒数和千粒重的影响也较大,最终丰水年产量提高30%,平水年提高35%,欠水年提高50%。此外,在休闲期覆盖条件下,各生育阶段的耗水量与产量均密切相关,尤其是拔节后的耗水量。结果还表明,休闲期覆盖处理,每多蓄1 mm播种期土壤水分可增产17-26 kg·hm^-2,每多消耗1 mm生育期土壤水分可增产22-26 kg·hm^-2,且降水生产效率和水分利用效率均显著提高,尤其欠水年更能高效用水。【结论】休闲期覆盖有利于蓄积休闲期降水直至开花期;有利于实现降水周年调控,减少生育前期耗水,增加生育中后期耗水;有利于优化产量构成因素,尤其穗数,提高产量,最终实现降水的高效利用。在欠水年,休闲期覆盖的蓄水增产效果最佳。