晋中地区春玉米田集雨覆盖试验研究

以常规小畦平播为对照 ,探讨了春玉米采取集雨覆盖措施后对改善作物根际土壤水分及春玉米生长发育的影响。结果表明 ,集雨覆盖后能够有效地集蓄自然降雨 ,特别是对于≤ 1 0 mm的无效和微效降雨 ,起到改善作物根际土壤水分状况、增温、增产效果。     

秸秆覆盖量对半干旱区旱作春玉米生长及水分利用效率的影响

在宁夏南部旱作农田,连续2年进行了0 kg/hm2(对照)、4 500、9 000和13 500 kg/hm24种不同秸秆覆盖量处理的栽培试验。结果表明,随着覆盖量的增加,在播种45 d后春玉米的株高、茎粗、叶面积等农艺性状观测值均随着明显提高,当覆盖量为13 500 kg/hm2时,平均比对照分别提高32.8%、48.4%和39.1%。当覆盖量为9 000 kg/hm2时,玉米的产量和水分利用效率分别较对照提高了16.2%和27.3%。当覆盖量大于9 000 kg/hm2时,其增产保墒效果不再明显提高。     

不同覆盖方式对土壤水热与夏玉米生长的影响

为探求西北半湿润地区不同覆盖方式对农田土壤水热和作物生长的定量影响,试验对比研究了平作不覆盖(CK)、秸秆覆盖平作种植(SM)、地膜覆盖平作种植(PM)和垄覆地膜沟覆秸秆(SPM)4种覆盖方式对夏玉米土壤水分、温度、作物生长、产量和水分利用效率的影响。结果表明:覆盖处理在各生育期内0~260 cm土壤贮水量都显著高于对照(P0.05),夏玉米生育期0~30 cm土层内平均温度表现为:PMSPMCKSM(其中15 cm时土壤温度CKSPM),垄覆地膜沟覆秸秆能够有效地聚集降雨。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,SPM处理地上部生物量理论值最大,快速累积期提前,最快累积速率较大,持续时间较长。SM、PM和SPM处理2年夏玉米产量平均值分别较CK处理提高15.4%、23.3%和28.4%(P0.05)。水分利用效率分别较CK处理提高10.2%、31.2%和28.0%(P0.05),各覆盖处理间差异不显著。综合分析,垄覆地膜沟覆秸秆可明显改善农田土壤水热状况,增加干物质积累量,提高夏玉米产量和水分利用效率,是该研究中最适合本地的覆盖栽培方式。     

集雨模式对农田土壤水热状况与水分利用效率的影响

基于2 a田间试验数据,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种集雨模式对农田土壤水热状况及夏玉米产量和水分利用效率的影响。结果表明,垄沟覆盖集雨措施可显著提高土壤贮水量、土壤含水率及土壤储水亏缺补偿度(P0.05),其中全程覆盖处理(M3和M4)优于单一覆盖处理(M1和M2),垄覆黑膜处理(M4)优于垄覆白膜处理(M3)。黑色地膜较白色地膜可显著降低膜下(除表层)土壤温度(P0.05);沟内覆秸秆较沟内无覆盖可有效改善根层土壤温度。M4处理较优的水热条件可显著提高玉米经济产量和水分利用效率(P0.05),其2 a平均籽粒产量和水分利用效率分别较处理CK提高30.90%和57.49%,是陕西关中地区合理有效的集雨模式。     

沟垄集雨系统垄宽对玉米水分和养分利用效率的影响

为探索沟垄集雨模式下不同垄宽对玉米产量及水分和养分利用效率的影响,2019-2020年采用垄沟集雨种植方式,以传统平作(垄宽60 cm)为对照,研究3种沟垄比对玉米叶面积指数、地上生物量、水分利用效率、养分利用效率和产量的影响.研究结果表明垄沟集雨种植方式下,采用60 cm:60 cm沟垄比,两年平均叶面积指数最大,为2.9,较对照增加42.16％;产量最高,为13.13 t/hm2,较对照增加26.37％;水分利用效率最高,为27.15 kg/(hm2·mm),较对照增加42.37％;养分利用效率最高,为N:7.55 kg/kg;P:48.49 kg/kg;K:4.66 kg/kg,分别较对照增加177.57％,142.69％,59.58％.在华北地区,垄沟集雨种植方式下,垄沟比60 cm:60 cm,能够促进玉米增产和水肥高效利用.     

秸秆覆盖和种植密度对夏玉米水分利用的影响

设0(N),0.6(M)kg/m2这2种覆盖处理和10.0(1),7.5(2),5.5(3)株/m23种密度处理,研究秸秆覆盖和种植密度对不同层次土壤水分体积分数、产量和产量构成因素影响,探讨通过覆盖和密度优化组合进一步提高作物产量和水分利用效率的潜力.结果表明:各处理中,M2处理的产量和水分利用效率均最大,分别为1 255.44 g/m2和3.93 kg/m3,该处理真正实现了产量与水分利用效率最佳化.秸秆覆盖对同密度处理下农田蒸散量的影响不具有统计学意义.秸秆覆盖使7.5株/m2处理生育中期的0~30 cm土壤水分体积分数、穗数、千粒重、产量和水分利用效率分别提高了8.67%,3.73%,8.04%,16.88%和21.94%.不同秸秆覆盖处理之间的产量差异是影响水分利用效率的主导因素.试验表明,通过秸秆覆盖和适宜种植密度相结合的方法可以实现夏玉米节水高产.     

秸秆覆盖量对夏玉米产量影响的试验研究

通过对夏玉米在露天和干旱棚控水2种土壤水分状况下生长状况的观测,发现秸秆覆盖夏玉米有明显增产效应,作物水分利用效率均得到了不同程度提高。通过对0、3000、6000、9000、12000 kg/hm2五种处理下玉米状况的对比,得出6000 kg/hm2为渭河平原地区最适宜夏玉米田秸秆覆盖量。在6000 kg/hm2覆盖量下,露天小区夏玉米可增产5.61%。试验证明,渭河平原地区秸秆覆盖夏玉米,增产潜力大,是一种值得推广的玉米增产措施。     

秸杆覆盖对土壤水分及夏玉米产量的影响

秸秆覆盖是减少棵间无效水分蒸发,提高根层土壤含水及水分利用效率的有效途径,在北京大兴县的３年使用表明,覆盖千秆３．０ｔ／ｈｍ＾２,可有效保持表层土壤结构,使表层土壤含水量提高２％－１１％,且越是干旱年年份保水保墒效果越显著,夏玉米出协率提高４％－１３％;     

集雨种植模式对小麦-玉米周年农田土壤水分及作物产量的影响

[目的]针对关中地区冬小麦-夏玉米周年的生产特点,将垄沟集雨种植技术应用于作物周年生产,以期为冬小麦-夏玉米周年生产体系种植模式的改良提供依据。[方法]以西农979、郑单958为试验材料,设传统平作(CK)、垄沟配置为40cm∶40cm(R-F40)、40cm∶60cm(R-F60)、40cm∶80cm(R-F80)4个处理,探讨冬小麦-夏玉米周年生产条件下不同垄沟配置方式对农田土壤水分及作物产量的影响。[结果]小麦季R-F60和R-F80处理水分利用效率(WUE)增加;垄沟集雨各处理小麦籽粒产量随种植沟宽度增加呈上升趋势,其中R-F60、R-F80处理较CK仅减产1.75%、1.67%;集雨各处理灌溉水利用效率(IUE)显著提高,并随种植沟宽度增加增幅减小。在玉米季,集雨各处理WUE、产量显著提高,且随着种植沟变宽呈先增后降趋势。小麦-玉米周年WUE、产量显著增加,其中以垄沟配置为40cm∶60cm(R-F60)处理增幅最大,分别较CK增加12.75%、7.98%。[结论]垄沟集雨种植技术是调控作物高效节水的可行途径,其中R-F60处理是优化该地区冬小麦-夏玉米二熟制种植体系稳产高效节水的理想集雨栽培模式。     

不同类型薄膜覆盖对冀东地区玉米产量和水分利用效率的影响

为了探索不同颜色地膜覆盖对冀东地区玉米产量及水分利用效率的影响,于2014―2015年采用白色地膜、黑色地膜和裸地玉米栽培试验,分析了不同颜色地膜覆盖对玉米株高、叶面积指数、生物量、产量和水分利用效率的影响。结果表明,与裸地相比,覆膜处理能显著提高玉米株高(P0.01);覆膜处理的玉米叶面积指数显著大于裸地处理(P0.01),在玉米成熟期黑膜处理的叶面积指数最大;覆膜处理玉米干物质积累量在整个生育期均显著高于裸地(P0.01),玉米灌浆中后期至成熟期,黑膜覆盖的干物质积累量最大;黑膜处理的玉米产量和水分利用效率显著高于白膜和裸地处理(P0.01)。在冀东地区,用黑色地膜替代白色地膜,能够促进玉米增产和水分高效利用。     

残茬覆盖对旱地土壤水分影响的试验研究

在沈阳地区进行了残茬覆盖的试验,以传统翻耕为对照.结果表明,留茬覆盖与留茬不覆盖均具有明显蓄水保墒作用,可以有效地改善春播期和整个生育期的土壤水分状况,随着玉米的生长和雨季的到来愈发显著;两种处理都可以明显改善玉米农艺性状,提高产量8.98%～11.92%,节约用水5%以上,且可以提高水分利用效率15.81%～18.14%.     

绿洲新垦沙地春玉米农田有限灌溉试验研究

在临泽绿洲耕作层保水能力较差的新垦沙地,开展了春玉米有限灌溉试验研究。结果表明,不同水分处理玉米0~20 cm土层土壤含水量在玉米成熟期以前,以播前水分最高,拔节期达到次高点,灌浆期降至最低点,约为播前水分的39%。20~40 cm和40~100 cm土层土壤水分含量变化趋势基本一致,但与0~20 cm土层有较大差异。在成熟期以前,土壤水分以播前最高,抽雄期达到次高点,灌浆期降至最低点,分别为播前土壤含水量的54%和73%左右;0~100 cm土层全生育期土壤含水量变化趋势与40 cm以下土层基本相似,灌浆期降至最低点,约为播前含水量的55%。玉米的行粒数、穗粒重和千粒重,以对照处理CK为最高。在整个生育期内,植株株高WT1与对照差异不显著,WT2、WT3均高于对照,且WT2、WT3在六叶期分别比对照增加28.4%、8.1%,在抽雄期分别比对照增加17.3%、14.3%,在灌浆初期分别比对照增加5.2%、7.0%。叶面积指数增长最快的阶段在拔节期至抽雄期,增长幅度在72.7%~178.3%之间,WT1在拔节期之前高于对照,之后均低于对照,六叶期比对照增加9.1%;WT2除了在吐丝期略低于对照外,其他时期均高于对照,六叶期比对照增加63.6%;WT3在整个生育期都高于对照,六叶期比对照增加18.2%。     

春玉米不同品种耗水特性及水分利用效率差异研究

优选节水高产型品种是农艺及生物节水的重要措施;试验在半干旱区大田条件下,选用生产上主推的10个密植型春玉米杂交种,对丰水年型下不同品种的耗水特性、产量及水分利用效率差异进行分析研究,结果表明,品种间耗水特性及水分利用效率差异较大,全生育期耗水量以潞玉36最高,利民33最低;各品种对拔节期至抽雄期的土壤供水能力最敏感,且此阶段是造成品种间耗水量差异的主要时期;不同品种的水分利用效率与产量之间有较好的一致性,因此,大丰30、富友968、先玉335为高产、高水分利用效率、低耗水型品种,迪卡M9和利民33为低产、低水分利用效率、低耗水型品种;康地4574、郑单958、潞玉36、晋单65、京科968则产量较为接近,但均为高耗水型品种。研究为该区选择节水、高产型玉米品种提供基础,并对灌溉制度提供依据。     

滴灌下覆盖和追肥措施对夏玉米生长及产量的影响

基于2 a田间试验,研究了滴灌下秸秆覆盖和追肥措施对华北典型区(北京)夏玉米耗水量、生理指标、产量及水分利用效率的影响。结果表明,秸秆覆盖减缓了土壤水分下降速度,一定程度上提高了土壤蓄水能力;秸秆覆盖对叶面积指数的变化存在显著影响,而追肥措施对株高和叶面积指数变化没有显著影响;充分滴灌下,相比不覆盖处理,秸秆覆盖并没有显著减少夏玉米生育期耗水量,但对作物产量和水分利用效率变化存在显著影响,基于100 kg/hm~2追肥量和6 000 kg/hm~2秸秆覆盖措施下,夏玉米产量和水分利用效率分别显著提高了11%和13%(P0.05)。     

辽西地区秸秆覆盖试验研究

秸秆覆盖可以减少土壤表面水分蒸发,提高降水利用率和水分利用效率.以不覆盖的处理为对照.研究了在玉米生育期间,秸秆覆盖对土壤水分动态变化及产量的影响.结果表明,秸秆覆盖增产效果明显,通过连续2年的秸秆覆盖试验,以覆盖量7 500 kg/hm2增产效果显著,增产幅度为14.8%～19.6%.     

秋耕覆盖对马铃薯生长及水分利用效率的影响

在宁南旱区,采用免耕、深松、翻耕结合秸秆、地膜等覆盖耕作措施,以翻耕不覆盖为对照,研究覆盖耕作模式下休闲期土壤的蓄水保墒效果、马铃薯生育期土壤水分的变化特征及对作物生长、产量及水分利用效率的影响.结果表明:在休闲末期,不同覆盖耕作处理下0~200 cm土层土壤蓄水量均比休闲初期明显提高.与翻耕不覆盖处理相比,免耕覆盖地膜、深松覆盖地膜和翻耕覆盖地膜处理0~200 cm土层土壤蓄水量分别比对照处理提高7.6%,9.3%和8.0%.马铃薯生育前期,覆盖地膜结合不同耕作措施下0~200 cm土层土壤蓄水量最高,生育中后期覆盖秸秆结合不同耕作处理对0~200 cm土层土壤保水效果最佳.覆盖地膜结合不同耕作处理能促进马铃薯生育前期的生长,生育中后期以覆盖秸秆结合不同耕作处理促进作用最为显著.不同覆盖耕作处理均能提高马铃薯的产量和水分利用效率,增产效果以免耕覆盖秸秆、深松覆盖秸秆和翻耕覆盖秸秆处理最为显著,分别较对照组增产51.2%,42.8%和35.3%,水分利用效率分别比对照组提高50.0%,42.3%和32.3%.可见,覆盖秸秆结合不同耕作处理的增产效果和提高水分利用效率最高.     

少耕秸秆覆盖对小麦间作玉米产量和水分利用的影响

通过田间试验,探讨了小麦少耕留茬条件下,3个供水处理对小麦间作玉米的产量及水分利用效率的影响。结果表明,留茬处理对小麦/玉米间作产量影响不显著,供水处理显著影响间作产量;留茬少耕条件下,中、高供水处理较低供水处理间作产量分别高27.24%、29.90%,未留茬条件下,中、高供水处理较低灌水处理产量分别高29.74%、35.56%。同等供水条件下,高留茬少耕处理较未留茬处理收获后土壤含水量在低、中、高供水水平下分别高4.79%、10.95%、4.28%。留茬处理对间作耗水量影响不显著,但在同种留茬方式下,间作耗水量随供水水平的提高而显著增大,高供水留茬少耕处理较中、低供水处理耗水量分别高7.73%、16.37%,未留茬高供水处理耗水量较中、低供水处理分别高9.10%、16.18%。留茬处理对间作作物水分利用效率(WUE)无显著影响,相同留茬不同供水处理的WUE在中、高供水水平之间无显著差异,而中、高供水高留茬少耕处理WUE较低供水处理分别高17.80%、11.63%,未留茬处理时中、高供水处理WUE分别较低供水间作高21.83%、16.68%。     

垄沟集雨种植的研究进展

在降雨量少且分配不均的干旱、半干旱地区,垄沟集雨种植技术的广泛应用有目共睹。在众多学者和农民共同努力下,该技术从最初简单的垄沟不覆盖技术已经衍生出各种应用模式。采用文献分析法,从垄沟结构、覆盖材料、土壤属性、作物产量、水分利用效率和温室气体排放等方面归纳了垄沟集雨种植技术的发展进程,客观地阐释了其对生产和环境的正负效应及发展前景。结果表明,垄沟集雨种植技术通过微地形改变和覆盖方式汇集雨水、减少蒸发面积,平衡不同覆盖材料的增温和降温效应,从而对土壤水热条件、肥力和农田生产力具有调控作用,促进作物生长,提高水分利用效率和产量,目前该技术的研究不仅局限于干旱、半干旱地区的单季作物,也延伸至两熟地区的周年生产中。然而,考虑到该技术未来发展可持续性,认为垄沟集雨种植技术结合环保型覆盖材料和模型模拟等方式将有利于缓解塑料地膜对环境的负效应,改善生产中难于机械化的问题。     

灌水与覆膜对春玉米生长及水分利用效率的影响

在移动式遮雨棚内采用子母桶栽土培法,研究了充分灌水和调亏灌水2种灌水模式以及拔节期揭膜、抽雄期揭膜和全生育期覆膜3种覆膜时长对春玉米生长、产量和水分利用效率的影响。结果表明,覆膜可促进春玉米早期生长,而对后期生长不利。抽雄期是春玉米需水关键期,阶段蒸散模数达41.4%~47.2%。受前期亏水锻炼,调亏灌水复水后产生补偿效应,可有效协调植株根冠比并延缓衰老。与充分灌水相比,调亏灌水处理的总蒸散量减少4.3%~7.1%,水分利用效率提高1.9%~6.7%。抽雄期揭膜处理前期(覆膜时)增温保墒,后期(揭膜后)降温透气,与拔节期揭膜处理和全生育期覆膜处理相比,其相对产量和水分利用效率分别提高19.0%~23.3%和23.2%~26.0%。综合考虑产量、水分利用和环境因素,调亏灌水+抽雄期揭膜具有较好的节水、增产和环保效应,是适宜的春玉米灌水覆膜模式。