玉米不同覆膜方式对土壤水分和产量的影响

基于田间试验,分析了不同覆膜方式下降水后玉米生育期土壤含水率、玉米产量和降水生产率的动态变化.结果表明,地膜覆盖显著增加玉米生长前期土壤含水率,沟播垄覆膜处理在玉米生育期内土壤含水率均保持在13％以上,蓄水保水作用显著;大垄双行覆膜处理,产量和降水生产率最高.     

黄土高原西部不同集雨保水措施下土壤水分变异特征

选择黄土高原西部丘陵区典型生态恢复区域,采用中子仪测定研究了不同集雨保水措施下油松林土壤水分变化,明确了不同措施下土壤水分动态特征和雨季前后土壤水分的亏缺与补偿情况。结果表明:不同集雨保水措施下土壤储水量差异明显。坡面覆膜集雨措施下各个土层土壤含水率均大于其他措施下土壤含水率。7月份各措施下土壤储水亏缺均有不同程度的缓解,坡面覆膜集雨、坡面覆膜集雨与集水槽结合2种措施下0~100 cm土层土壤储水亏缺状态得到有效缓解。坡面覆膜集雨措施对于有效利用降水有显著作用;树穴覆膜对于表层土壤水分的恢复有负面影响,但对深层土壤保水作用明显;燕尾式聚流坑对提高降水利用率和缓解土壤储水亏缺状态效果不佳。     

不同覆盖方式对土壤水肥热状况以及玉米产量影响

【目的】阐明不同覆盖方式对调节土壤水肥热状况以及增加玉米产量的影响。【方法】设置地膜覆盖、玉米秸秆覆盖和不覆盖3种方式,研究了不同覆盖方式对土壤含水率、土壤养分、土壤温度与玉米产量的影响。【结果】在玉米的生长前、中期,秸秆覆盖与地膜覆盖处理的保墒效果均优于不覆盖处理,其中0~60 cm土层土壤含水率差异明显;玉米进入成熟期后,秸秆覆盖处理0~60 cm土层含水率显著高于地膜覆盖和不覆盖处理,平均高8.23%和22.41%。秸秆覆盖能够促进浅层土壤养分量的提高,相较于不覆盖,秸秆覆盖的速效钾与有效磷量分别增加了15.11%、85.13%;相比地膜覆盖和不覆盖,生长前期秸秆覆盖温度更高,生长期和成熟期秸秆覆盖温度更低。地膜覆盖、秸秆覆盖的玉米产量分别比不覆盖高24.02%、24.90%,差异显著(P<0.05)。【结论】玉米秸秆覆盖能够提高土壤养分与水分,调节土壤温度,增加玉米产量。     

地膜覆盖对河套灌区春玉米耗水结构及水分利用的影响

【目的】探究不同颜色地膜覆盖对春玉米农田蒸散量及蒸散结构的影响。【方法】在内蒙古河套灌区开展了黑色地膜覆盖(M2)、透明地膜覆盖(M1)和不覆膜(M0)春玉米试验,采用微型棵间蒸渗仪法、水量平衡法,在玉米生育期内测定并计算土壤含水率、农田蒸散量、棵间蒸发量及其占比,分析了不同覆盖处理下农田水量平衡、作物产量及水分利用效率。【结果】在土壤剖面0～120cm土层内,覆膜处理土壤含水率显著高于不覆膜处理,M1、M2处理的土壤贮水能力优于M0处理,同时覆膜处理显著降低了春玉米农田蒸散量,与M0处理相比分别降低了6.10%、8.18%;主要原因在于覆膜降低了土壤棵间蒸发,与M0处理相比,M1、M2处理分别降低了28.43%、33.20%的土壤蒸发量,改善了农田的耗水结构,从而导致更多的无效水分消耗转化为作物可利用的水分,进而提高春玉米产量与水分利用效率;与M0处理相比,M1、M2处理的产量分别增大22.83%、10.31%;水分利用效率分别增加了30.79%、20.12%。此外,在河套灌区常见透明地膜与黑色地膜覆盖条件下,透明地膜消耗了更多的水分,但同时透明地膜处理可以在后期利用更多的毛管上升水且具有更高的产量与水分利用效率。【结论】在河套灌区利用覆膜技术,可以有效地改善春玉米农田的耗水结构,提高春玉米产量与水分利用效率;相比于黑色地膜,透明地膜是最适宜河套灌区的农艺措施。     

覆膜滴灌对玉米田间水热传输及耗水的影响

基于充分滴灌条件下,定量分析了东北典型区玉米膜下滴灌与不覆膜滴灌下太阳净辐射、土壤热通量、土壤温度和作物耗水量的差异.结果表明:在晴天覆膜使得净辐射峰值时间滞后约1 h,在阴天覆膜处理土壤热通量能够为玉米生长提供更多的能量;全生育覆膜与不覆膜处理,冠层上方获得净辐射分别为133.25和135.42 W/m²,覆膜处理获得的可供能量低于不覆膜处理的,但在玉米生长中后期,覆膜处理提高了2%的净辐射;全生育期覆膜提高了0~80 cm土层平均地温1.13 ℃和土壤积温149.68 ℃;覆膜滴灌下玉米生长初期和后期的耗水量显著低于不覆膜滴灌处理下的,全生育期耗水量显著减少10.21%,生育期内平均作物系数K_c显著降低7.42%.     

东北半湿润区膜下滴灌对农田水热和玉米产量的影响

为从农田土壤水、热循环角度揭示玉米膜下滴灌节水增产机理,于2011—2013年在东北半湿润区开展了玉米田间试验,对膜下滴灌、不覆膜滴灌和地面灌玉米田进行了土壤温度、含水率、田间小气候、作物生长、养分积累及产量的观测和分析。结果表明:与不覆膜滴灌和地面灌相比,膜下滴灌提高了玉米生育前期的土壤温度,苗期5~25 cm的日均土壤温度增加2.3℃,土壤积温增加87℃;整个生育期土壤积温增加115~150℃。覆膜减少了土壤蒸发,膜下滴灌玉米生育期的土壤蒸发量比不覆膜滴灌降低53%,提高了玉米生育前期的土壤含水率。膜下滴灌提高了典型日的冠层空气温度并降低了冠层空气湿度,可能导致作物蒸腾量的增加。膜下滴灌明显增加了玉米生育前期的氮素吸收量,促进了玉米的营养生长,为生育后期的生殖生长积累了更多的营养物质,成熟期的地上部分干物质质量分别比不覆膜滴灌和地面灌增加14%和23%,氮素吸收量分别增加16%和28%。膜下滴灌营造了有利于玉米生长的土壤水、热环境,平均产量分别比不覆膜滴灌和地面灌处理提高11%和21%,水分利用效率分别提高9%和18%。     

滴灌条件下地膜覆盖对玉米田间土壤水热效应的影响

水热条件是影响作物生长和发育的重要因素之一,通过田间试验研究了有膜滴灌和无膜滴灌对玉米的土壤水分和温度的变化。结果表明:在玉米生长前期,有膜滴灌0~20cm土层的含水率较无膜滴灌高出6.4%,差异显著(p0.05),但在30~100cm土层,有膜滴灌土壤含水率却比无膜滴灌低6.1%~7.54%,差异显著(p0.05)。玉米生育期前期(5-6月),覆盖地膜比无膜措施平均温度高0.4~4.1℃;种植后30d,覆盖地膜处理在5~10cm土层的日较差显著高于无膜处理,但其他土层差异却不显著,可见地膜覆盖在玉米生育期前期可以增加土壤浅层温度,提高土壤表层含水率,为玉米的生长发育提供了良好的水热条件。     

宽垄窄行覆膜种植对夏玉米土壤水热及产量的影响

研究了旱作区雨养条件下,不同覆盖栽培模式对农田土壤水热变化动态及夏玉米产量的影响,为完善覆膜集雨栽培技术提供了一定的理论依据。试验设置了宽窄行垄沟覆膜种植(WFL)、宽窄行平作覆膜种植(WFP)、等行距垄沟覆膜种植(DFL)、等行距平作覆膜种植(DFP)、等行距平作不覆膜种植(CK)等5种不同种植模式,分别监测作物全生育期的土壤水分和土壤温度。结果表明,各覆盖处理0~10 cm土层有效积温(TTsoil)均显著增加,整个生育期内,WFL、DFL、WFP和DFP处理的TTsoil较CK分别提高280.2、250.2、162.3和150.5℃(P0.05)。覆盖种植使玉米生育期提前,且延长了玉米的生殖生长期,WFL、DFL、WFP和DFP处理玉米的生殖生长时间分别较CK长19、14、16、12 d。各覆盖处理均能改善玉米前期0~200 cm土层土壤水分,其中,WFL处理在0~20 cm土层内土壤储水量增加最为显著,较CK提高了21.95%。玉米生长后期各处理土壤贮水量与CK无显著差异。与等行距垄沟种植模式相比,宽窄行垄沟覆盖模式促进了个体发育,增加了叶面积指数和干物质积累,作物产量提高13.8%,水分利用效率提高了6.8%,土壤有效积温利用效率提高47.2%,各项指标与CK差异均达极显著水平。因此,宽窄行垄沟覆盖模式可推荐为旱作区一种较为理想的保护性耕作模式。     

覆膜与接种微生物对半干旱区玉米生长特性和水分利用效率的影响

为了探索陕西省半干旱区春播玉米生长的适宜作物生境,促进作物生长和水分利用效率,通过野外田间裂区试验方法,设置3个覆膜方式(露地穴播(NM)、半膜平作(HM)与全膜垄上穴播(FM))为主处理,4个接种微生物水平(单接丛枝菌根(AM)真菌、单接解磷菌(Ps B)、联合接种AM+Ps B与对照(CK))为副处理,研究了覆膜与接种微生物及其互作对西北半干旱地区春播玉米的生长特性、产量和水分利用效率的影响。结果表明,不同处理的玉米根系侵染率在4.4%~32.2%之间,FM处理下单接AM真菌与联合接种AM+Ps B处理的土壤菌丝密度最高,分别为4.05、4.50 m/g。3种覆膜方式下,FM处理对玉米各项生长指标(株高、叶面积、叶片SPAD值、生物量),产量与水分利用效率要高于HM和NM处理,除叶片含水率外,FM处理下玉米的株高、叶面积、生物量、产量以及水分利用效率显著高于NM处理(P0.05);4个接种微生物处理下,相对于单接Ps B或联合接种AM+Ps B,总体上表现为单接AM真菌促进效果较好,其能明显增加玉米株高、叶面积、叶片SPAD值、生物量、提高玉米产量与及水分利用效率,尤其FM处理玉米叶面积、地上部生物量、叶片SPAD值、产量以及水分利用效率显著高于CK(P0.05)。可见,田间覆膜结合接种适宜的微生物可以提高春玉米水分利用效率,挖掘作物生产潜力。     

滴灌条件下揭膜时间对土壤酶活性及玉米吸氮量的影响

为了了解玉米滴灌水肥试验研究揭膜时间和施肥处理对土壤脲酶活性、天门冬酰胺酶活性及玉米吸氮量的影响,试验设置了3个揭膜时间处理和1个未覆膜处理,每个处理考虑施肥和不施肥情况,共8个处理.研究结果表明:苗期揭膜、抽穗期揭膜和全生育期覆膜均会提高土壤NH⁺₄-N含量和含水率,显著降低土壤脲酶活性,各揭膜处理差异不具有统计学意义;不同揭膜时间并不会显著影响土壤天门冬酰胺酶的活性;各揭膜处理可显著提高苗期玉米的吸氮量,但在施肥条件下全生育期覆膜处理却降低玉米吸氮;土壤水热和无机氮的含量与土壤脲酶差异具有统计学意义,而覆膜下土壤脲酶活性的降低与土壤NH⁺₄-N和含水率升高有关;土壤天门冬酰胺酶活性与土壤水热和无机氮含量差异不具有统计学意义;由试验可得东北地区玉米苗期或抽穗期揭膜可使土壤酶活性保持在适宜的活性水平,为玉米生长提供有利的土壤环境.     

覆盖种植方式和施氮对甘肃庆阳冬小麦产量和水分利用的影响

通过连续2 a田间试验,研究了覆盖种植方式和施氮对庆阳地区冬小麦土壤水分动态变化和产量及水分生产效率的影响。结果表明,不同栽培模式下各土层含水率在不同生育期变化趋势基本一致。垄沟、覆膜和覆草在小麦生育前期具有很好的保墒集水作用,水分主要集中在0~60 cm土层,并且在小麦生育前期效果显著。2 a间不同种植模式对小麦产量的影响不同,2 a中覆膜种植冬小麦籽粒产量均最高,而不同年度间覆草、垄沟种植模式表现出不同效果;与常规模式相比,2009年覆草和垄沟种植模式均减产,其中覆草模式减产幅度最大,较常规栽培减产10.4%;而2010年这几种种植模式的冬小麦籽粒产量较常规模式均有所增加,增产幅度平均在4.5%~6.9%之间。合理的氮肥施用量能显著提高水分生产效率,施氮120和240 kg/hm~2的水分生产效率分别比不施氮肥高1.1和2.0 kg/(hm~2·mm)。不同种植模式的水分利用效率差异显著,覆膜处理和垄沟处理具有较高的水分生产效率。     

液态地膜覆盖下种植方式对土壤水分和玉米生长的影响

于2013—2014年间采用大田试验方法,探讨了平地无覆盖种植(CK)、平地全液态地膜覆盖种植(YM1)、垄覆液态地膜沟种植(YM2)及连垄全液态地膜覆盖种植(YM3)4种种植方式对土壤水分变化和夏玉米产量的影响。结果表明,不同覆盖种植方式下,2 a土壤储水量变化趋势基本一致,随着播种后天数的增加呈现"先升高再降低,再升高再降低"的波浪起伏状态;前期降水16.1 mm后,YM1、YM2、YM3处理雨后土壤储水量分别比CK对照高出1.23%、4.29%、4.79%,且差异显著(P0.05),后期雨后储水量均与CK无显著差异;对土壤0~200 cm总储水量和耗水量研究发现,YM1、YM2、YM3处理收获后2 a平均储水量分别较CK增加了2.74%、2.87%、9.79%,2 a平均耗水量均比CK对照减少了1.26%、2.03%、8.17%,其中覆盖YM3处理与CK对照差异显著(P0.05)。与CK对照相比,覆盖YM1、YM2和YM3处理2 a平均增产1.88%、11.32%、21.96%,2 a平均水分利用效率较CK对照提高3.17%、13.51%、32.67%,其中,覆盖处理YM3增产保水效果显著(P0.05),处理YM1与CK无显著差异。研究认为,液态地膜与连垄全覆盖种植方式结合(YM3)更有利于发挥液态地膜的效果,促进产量的增加和水分利用效率的提高。     

碎麦秸垫膜覆盖对土壤水热及食葵生长的影响

以西北旱区河西民勤灌区为研究区,2017年采取田间监测试验与室内机理试验相结合、田间小区控制试验和理论分析相结合的研究方法,对食葵进行不同方式覆盖种植,覆盖方式设有3个水平:无覆盖（CK）、秸秆覆盖（S）和碎麦秸垫膜覆盖（SF）,灌溉定额采用当地农户普遍采用定额900 m3/hm2,观测分析不同覆盖方式下0～120 cm土壤含水量、土壤温度和食葵产量,从而选择最优覆盖方式。试验结果表明:整个生育期内土壤贮水量在不同覆盖方式下均表现为SF＞S＞CK,秸秆覆盖（S）、碎麦秸垫膜覆盖（SF）较无覆盖（CK）提高了2.1%和12.9%;观测6个土层（0、5、10、15、20和25 cm）地温,不同覆盖方式下地温均随土层深度增加而下降,S和SF处理下的地温较CK散失更缓慢,有一定保温效果;不同覆盖方式下食葵的株高、茎粗和叶面积在各个生育期均表现为SF＞S＞CK,SF处理下湿基含水率也高于其他两种方式。从食葵生物产量和土壤贮水量结果分析,试验区食葵种植使用碎麦秸垫膜覆盖有较好的保墒增产效果。      

地膜覆盖保墒灌溉的土壤水、热以及作物效应研究

通过小区试验研究了不同的地膜覆盖保墒灌溉措施对土壤水分动态变化、土壤微生物、土壤温度、玉米生长状况、生理生态指标以及产量等的影响。结果表明,地膜覆盖后0~50 cm土壤含水量覆膜的明显高于未覆膜处理,在玉米整个生育期内,未灌溉处理的地膜0~20 cm的含水量较对照平均提高6.1%,20~50 cm较对照平均提高3.38%,50~100 cm较对照平均提高1.57%。覆膜后耕层土壤细菌、放线菌、真菌平均分别是对照的4.1倍、2.08倍和2.41倍。覆膜后叶片光合和蒸腾速率均较对照有所增加,相同灌溉量条件下,地膜处理的玉米产量较对照平均增产14.24%、9.4%和11.15%,对于覆膜或不覆膜处理,其产量均随着灌溉水量的增加而增加。     

滴灌水热调控对土壤温度及白菜生长和产量的影响

在日光温室内开展白菜滴灌试验,研究不同土壤温度调节方式和施氮量对土壤温度、白菜生长、氮素吸收和产量的影响。土壤温度调节方式设灌溉水加温、覆膜、覆膜后灌溉水加温和无调节4个水平,施氮量设置0、135和270kg/hm2 3个水平。结果表明:灌溉水加温能使灌水过程的土壤温度明显增加,且气温越低,增温效果越明显,在苗期、莲座期和结球期的灌水过程中增温幅度最大分别达到3.9、4.8和7.0℃,但在灌后土壤温度下降较快,对生育期内积温的提高效果有限。覆膜的保温作用在气温较高的生育前期和深层土壤中更为明显。将覆膜与灌溉水加温相结合可以取得很好的增温效果,在10、20和30cm土壤中整个生育期内的积温比无调节措施处理分别增加136、128和120℃。土壤温度调节措施对白菜株高和球形指数均无显著影响。覆膜和覆膜后灌溉水加温都能使生育前期的干物质累积量显著增加,施氮量较高时,土壤温度调节措施的影响也更加明显。不同的土壤温度调节措施都会带来白菜产量的显著增加,灌溉水加温、覆膜以及覆膜条件下灌溉水加温处理的产量分别比无调节处理增产3.9%、10.6%和11.1%。在秋冬白菜生产中,采用覆膜与灌溉水加温处理相结合的土壤温度的调节方式可以起到有效的增温和增产作用。     

宁夏南部雨养农业区玉米生育期土壤含水率控制阈值研究

在宁夏南部雨养农业区,设置玉米不同生育期土壤含水率控制下限指标,开展以土壤含水率为灌溉控制指标的精量灌溉技术试验研究。在分析玉米各生育期灌水量、土壤含水率、作物产量、水分利用效率的基础上,推荐在丰水条件下,玉米生育期土壤含水率控制阈值为:种植期80%θf、苗期—拔节期55%θf、拔节期—抽雄期85%θf、抽雄期—灌浆期80%θf,水分生产效率可达3.35kg/m3。宁夏南部雨养农业区推荐土壤含水率控制阈值为:种植期60%θf、苗期45%θf、拔节期50%θf、抽雄前期60%θf,水分生产效率可达3.7kg/m3。     

储水灌溉及覆膜对土壤水分及小麦出苗的影响

对不同储水灌溉定额和覆膜时期的研究结果表明,储水灌溉可增加0～120cm土层土壤贮水量,适度降低储水灌溉定额,对播种期和出苗期0～10cm土层土壤含水率影响不明显,头水期0～40cm土层土壤含水率与对照之间的差异不显著,春小麦出苗率提高;及早覆膜,有利于提高播种期和出苗期0～10cm土层、头水期0～40cm土层土壤含水率,以及播种至三叶期0～25cm土层地温。春小麦全膜覆土穴播栽培的适宜储水灌溉定额为600m3/hm2,覆膜时期为储水灌溉前覆膜,与对照相比,播种期及出苗期0～10cm土层土壤含水率分别提高7.36%和8.29%,头水期0～40cm土层土壤含水率提高2.78%,基本苗及出苗率分别增加26.34万株/hm2和5.44%,节水900m3/hm2。     

秸秆覆盖夏玉米田棵间蒸发变化规律

为了提高华北地区降雨的利用效率,采用覆盖免耕农艺措施,利用微型蒸发器并结合土壤含水率估算农田蒸散量ET,对秸秆覆盖夏玉米田棵间蒸发及棵间蒸发量占蒸散量的比值E/ET变化规律进行了研究.结果表明:全生育期玉米的棵间蒸发量覆盖处理比对照处理平均减少39.5%,差异具有统计学意义;棵间累积蒸发量与时间的关系变化趋势符合幂函数型,其拟合相关系数均达到0.99;覆盖处理E/ET为33.5%左右,对照处理E/ET为41%左右;秸秆覆盖与不覆盖处理的E/ET与叶面积指数的相关系数分别达到0.70和0.85左右.华北地区降雨总量基本与覆盖处理耗水量持平,但对照则出现阶段性缺水.该研究体现了覆盖免耕保墒技术的优势,为其在节水农业方面提供理论依据.     

微集水促渗对山地果园土壤水分和叶片生理的影响

研究了不同集雨保墒措施对山地苹果园土壤水分、温度和叶片生理的影响。结果表明,与对照处理、单纯塑膜微集水处理、秸秆覆盖处理相比,干旱季节和秋雨季节塑膜微集水促渗处理0～60cm土层土壤含水率分别提高15.50%、7.65%、9.78%和38.66%、30.87%、21.69%,60～200cm土层土壤贮水量分别提高14.75%、5.68%、10.46%和17.03%、5.14%、10.19%。0～25cm土层,塑膜微集水促渗处理的年平均土壤温度为22.7℃,比对照处理提高0.6℃。塑膜微集水促渗技术能提高山地苹果树的叶片相对含水率、光合速率、蒸腾速率和水分利用效率。