株行距配置连作对黄土旱塬覆膜春玉米土壤水分和产量的影响

探讨株行距配置调整后密度对旱地覆膜春玉米连作稳产和水分利用的影响,为旱地雨养区春玉米高产稳产栽培提供依据。试验于2014—2017年在黄土旱塬区甘肃省镇原县(35°30′N,107°39′E)进行,以紧凑型耐密高产春玉米品种先玉335为试验材料,设55,75 cm 2种等行距垄沟覆盖种植方式,6.0,7.5,9.0,10.5万株/hm~2 4个种植密度水平,采用裂区设计,连作定位观测。使用烘干法测定不同处理春玉米生育期0—200 cm土层土壤水分,研究黄土旱塬连作春玉米籽粒产量和土壤剖面水分变化。结果表明,在试验设计行距下,在干旱年份55,75 cm行距0—200 cm土层土壤剖面水分均有低湿区形成,2种行距40—200 cm土层最低含水率均出现在160 cm土层剖面,55 cm行距土壤含水量为8.9%,75 cm行距土壤含水量为8.7%,受降水及植株生育耗水的影响,20—120 cm土层土壤水分变化较为剧烈。不论降水年型如何,2种行距下0—200 cm土壤深层水分均未产生土壤干层,75 cm行距低湿区较55 cm行距随年份变化有不同程度扩大,但2种行距下7.5～10.5万株/hm~2相同密度耗水量没有显著差异。4年平均产量75 cm行距相同密度均高于55 cm行距,9.0万株/hm~2及以下种植密度处理稳产性较好,密度由低到高产量分别增加2.2%,5.8%,4.1%和3.0%,平均水分利用效率分别提升1.1%,5.9%,0.3%和-1.5%,不同行距相同密度产量和水分利用效率没有显著差异。研究表明,在黄土旱塬区55,75 cm行距配置7.5万株/hm~2种植密度连作具有稳定产量,并且不会导致土壤深层水分亏缺至产生土壤干层,是较为理想的连作稳产株行距配置种植模式。     

灌水量及其分配方式对冬小麦水分利用效率、光合特性和产量的影响

为给冬小麦合理灌溉提供依据,以冬小麦临抗2号为材料,采用随机区组试验,设置5个等量不等次、等次不等量的灌水处理,研究了灌水量及其分配方式对不同生育时期冬小麦水分利用效率、光合特性和产量性状的影响.结果表明,灌溉对土壤含水量的影响主要在0～60 cm土层内,对深层土壤含水量影响较小.灌溉通过影响千粒重来影响产量.抽穗后水分胁迫不利于增加千粒重,灌浆期适度水分胁迫不利于增加产量,但有利于提高水分利用效率,重度水分胁迫使水分利用效率和产量均降低,表明高产与高水分利用效率具有同步性,即在该地区节水600～1 500 m3/ha条件下可不减产.各处理随生育进程的推进,光合速率(Pn)逐渐下降,蒸腾速率(Tr)和气孔导度(Gs)的变化因处理而异.抽穗后长期水分胁迫致使Pn明显下降,短期轻度水分胁迫对Pn影响不明显;抽穗后适度的水分胁迫不利于提高Gs和Tr,但水分胁迫后复水可以明显提高Gs和Tr.     

我国西北覆膜农田土壤微塑料数量及分布特征

采集甘肃和陕北9个县区27块长期覆膜农田的81份土壤样品,采用密度浮选分离和加热分析法,并结合显微镜扫描统计微塑料数量和面积。结果表明,西北覆膜农田土壤微塑料含量很高,地块之间差异极大,0~30 cm土层微塑料丰度5.8×10²~1.189×10⁴ pieces·kg^-1,平均（5.09±1.21）×10³ pieces·kg^-1,微塑料面积82~4 155 mm²·kg^-1,平均（1.04±0.20）×10³ mm²·kg^-1,微塑料大小平均0.19 mm²·piece^-1,最大7.11 mm²·piece^-1。按微塑料面积大小将其分为5个组,其中0~0.05 mm²·piece^-1和0.05~0.3 mm²·piece^-1组内的微塑料丰度分别占比38.8%和43.6%、面积分别占比8.7%和36.5%,0.3~0.6、0.6~1.0、>1.0 mm²·piece^-1组内的丰度占比分别为10.5%、4.6%和2.5%、面积分别占比22.1%、16.8%和15.9%,即农田微塑料丰度随颗粒变小而增加。随着地膜覆盖年限增加,土壤中小颗粒微塑料丰度和面积所占比例增加,微塑料大小<0.05 mm²·piece^-1的丰度和面积所占比例覆膜28 a较5 a分别提高了44.9%和85.2%,而>0.3 mm²·piece^-1的丰度和面积占比却明显下降。长期覆膜农田土壤微塑料数量大,随覆膜时间增加颗粒变小丰度增加,土壤潜在污染加重。     

宽幅播种旱作冬小麦幅间距与基因型对产量和水分利用效率的影响

【目的】明确旱作小麦宽幅条播方式与品种的交互作用,进一步提升产量和水分利用效率。【方法】在黄土高原旱作区,选取2个不同基因型品种,采用5个不同播种幅间距,二因素交互处理,在冬小麦不同生育期测定土壤水分、干物质积累量、透光率和产量,经过连续3年连续数据积累,分析不同幅间距的宽幅播种方式和不同株型品种互作对产量和水分利用的影响。【结果】冬小麦灌浆期品种间旗叶和底部位透光率均差异不显著,长6359秸秆+颖壳干物质运转量、运转率和贡献率均高于高秆品种陇鉴117;播种方式方面,幅间距缩小至18 cm时,旗叶部位透光率和干物质运转均高于普通条播;品种间全生育期耗水量差异不大,缩小幅间距至18 cm的宽幅播种,耗水量降低10.8 mm,水分利用效率提高8.91%;不同基因型冬小麦产量差异不显著,长6359和陇鉴117分别通过扩大库容和提高单位面积穗数达到增产目的,品种和幅间距二因素互作对产量影响差异不显著,宽幅播种调节幅间距均能适应不同基因型冬小麦品种,幅间距缩小至18 cm时产量增加139.2 kg·hm^-2。【结论】旱作冬小麦采用宽幅播种,幅间距为18 cm时,配套不同基因...     

黄土旱塬耕作方式和施肥对冬小麦产量和水分利用特性的影响

【目的】探讨耕作方式与施肥措施对陇东黄土旱塬黑垆土冬小麦-春玉米轮作农田冬小麦产量、水分利用效率及耗水特性的影响。【方法】以设在半湿润偏旱区甘肃省镇原县连续12年的耕作与肥料长期定位试验为平台,采用裂区设计,以传统耕作和免耕为主处理,CK、N、P、M、NP、NMP为副处理,栽培制度为1年春玉米-3年冬小麦轮作,研究了不同耕作方式及施肥措施条件下的冬小麦产量、水分利用效率、耗水特性及产量与耗水量的关系。【结果】在产量方面,相同耕作方式以有机无机肥配施或无机肥配施高于有机肥或无机肥单施,有机肥单施优于化肥单施,磷肥单施优于氮肥单施;耕作方式间为传统耕作高于免耕。在水分利用特性方面,无论何种耕作方式及降雨年型,不同施肥措施在不同年份均以NMP水分利用效率最高,显著高于CK和其他处理,平均水分利用效率大小顺序为NMPNPMPCKN,传统耕作和免耕NMP较CK分别增加84.0%和84.1%;相同施肥措施中传统耕作高于免耕,NMP传统耕作较免耕增加13.6%。不同耕作方式及施肥措施冬小麦阶段耗水量与降雨量密切相关,其中NMP总耗水量相对较高,传统耕作干旱年、平水年、丰水年较CK分别增加了3.0%、4.4%、31.4%,免耕分别增加了10.2%、1.5%、25.7%,且NMP明显降低了播种—返青阶段耗水量及占总耗水量的比例,增加了返青—成熟阶段耗水量。耕作方式间总耗水量变化趋势基本为干旱年传统耕作高于免耕,丰水年和平水年免耕高于传统耕作,而降雨年型间总耗水量变化不一致。另外,无论何种降雨年型,不同耕作方式及施肥措施均在60 cm土层含水量呈拐点变化趋势,但拐点处含水量变化不同,其中NMP低于CK及其他施肥处理,变化顺序为丰水年平水年干旱年。不同施肥措施的边际水分利用效率以NMP最高,耕作方式为传统耕作高于免耕。【结论】无论何种耕作方式及降雨年型,不同年份NMP冬小麦产量、水分利用效率及边际水分利用效率均最高,收获期60 cm土层处含水量出现低值。总耗水量以NMP相对较高,且NMP有利于降低播种—返青阶段耗水量及其占总耗水量的比例,增加返青—成熟阶段耗水量和0—200 cm土层贮水量的消耗。耕作方式及施肥措施间冬小麦水分利用效率、边际水分利用效率均为传统耕作高于免耕。因此,综合考虑冬小麦产量、水分利用效率及耗水特性,认为无论何种降雨年型,采用传统耕作结合有机无机肥配施是本试验条件下的最优耕作施肥组合模式。     

陇东旱塬区机械粒收玉米新品种品质分析

为筛选出适合陇东旱塬区机械籽粒直收的优质丰产玉米新品种,采用DA7200型近红外品质分析仪对平凉市泾川县高平玉米籽粒机械直收试验的20个玉米品种的籽粒进行了蛋白质、脂肪和淀粉含量测定。结果表明,有13个品种的蛋白质、脂肪和淀粉含量都达到了国家级玉米品种审定标准,其中MC703、新玉108、瑞普909、联创825、先玉698、MC618和京科999在淀粉和蛋白质含量较高的同时,脂肪含量也比较高,淀粉、蛋白质和脂肪含量3个指标比国家级玉米品种审定标准分别高1.45%～3.33%、7.50%～21.25%和16.67～43.33%。结合产量和籽粒机械粒收指标数据,从参试品种中筛选出3个品质指标均较高且适宜旱塬区机械粒收的丰产优质玉米新品种是可行的。     

旱地玉米留膜留茬免耕栽培的土壤水热及产量效应

为了明确一膜二年用留膜留茬免耕栽培对旱地玉米产量及土壤水热效应的影响,于2014年4-9月在陇东旱塬区进行地膜再利用试验,设一膜二年用(T1)和春翻耕覆新膜(T2)2个处理,研究耕作栽培方式对春玉米土壤水热效应及产量的影响。结果表明,耕作栽培方式间T2土壤温度在5~25 cm土层均高于T1,在早晨8点,由表层向下,土壤温度随土层深度的增加而增加,而在13点和18点土壤温度随土层深度的增加而减少,且沿土层深度方向,深度增加则土壤温度变化趋于平缓;大气温度对土壤温度的影响主要集中在5~15 cm土层,对20~25 cm土层温度影响很小。T2产量较T1增加了11.4%,差异极显著,水分利用效率与产量变化一致。T2优化了玉米农艺性状,使干物质积累增加,尤其是产量构成因素中的百粒重显著增加。耗水量T1高于T2,收获期0~140 cm土层平均含水量T1较T2低7.32%。虽然T1较T2产量极显著减少,但T1投入低,经济效益相比T2提高了885元·hm-2,增加了4.17%。因此,一膜二年用耕作栽培模式具有投入少、省工省劳、投产比和地膜利用率高的特征,是陇东旱塬区一种节本增效、生态环保的玉米免耕栽培技术。     

陇东旱塬区机械粒收玉米新品种品质分析

为筛选出适合陇东旱塬区机械籽粒直收的优质丰产玉米新品种,采用DA7200型近红外品质分析仪对平凉市泾川县高平玉米籽粒机械直收试验的20个玉米品种的籽粒进行了蛋白质、脂肪和淀粉含量测定。结果表明,有13个品种的蛋白质、脂肪和淀粉含量都达到了国家级玉米品种审定标准,其中MC703、新玉108、瑞普909、联创825、先玉698、MC618和京科999在淀粉和蛋白质含量较高的同时,脂肪含量也比较高,淀粉、蛋白质和脂肪含量3个指标比国家级玉米品种审定标准分别高1.45%～3.33%、7.50%～21.25%和16.67～43.33%。结合产量和籽粒机械粒收指标数据,从参试品种中筛选出3个品质指标均较高且适宜旱塬区机械粒收的丰产优质玉米新品种是可行的。     

覆膜时期与施氮量对旱地玉米土壤耗水特征及产量的影响

为了研究覆膜时期与施氮量对陇东旱地春玉米田土壤耗水特征、产量及籽粒品质的影响,达到高产高效优质生产的目的。采用大田试验方式,运用裂区设计,主处理为覆膜时期,设秋季覆膜(休闲期覆膜)和春季覆膜(播前覆膜)2个水平,副处理为施氮量,分别为施纯N 0(CK),75(N75),150(N150),225(N225),300(N300),375(N375),450(N450)kg/hm2 7个施氮水平。测定了春玉米休闲期与各生育时期0—300cm土壤含水量、产量性状、干物质积累及籽粒品质。结果表明:(1)秋季覆膜能显著提高0—200,0—300cm土壤贮水量,较春季覆膜增幅分别为54.0～97.7,53.9～108.8mm。(2)无论何时覆膜,长期施氮较CK极显著降低了各生育时期0—300cm土壤贮水量。(3)休闲期覆膜较不覆膜极显著降低了土壤耗水量,减少幅度为47.2～55.7mm。(4)全生育期各处理玉米耗水量基本呈前期少、中期多、后期少的趋势,秋季覆膜较春季覆膜增幅为38.6～86.7mm,与播前底墒密切相关。(5)无论何时覆膜,施氮225kg/hm2春玉米产量和水分利用效率均较高,超过225kg/hm2时,产量下降。各施氮处理平均产量秋季覆膜较春季覆膜增加5.2%。各生育时期干物质积累量和收获指数以施N 225kg/hm2较高。另外,施氮极显著影响粗蛋白、粗脂肪和灰分含量。因此,覆膜尤其是秋季覆膜垄沟种植结合施氮225kg/hm2能明显提高春玉米产量和水分利用效率,优化产量构成,改善籽粒品质,是陇东旱塬区玉米高效优质生产的适宜种植模式。     

不同覆膜方式对旱地玉米生长发育、产量和水分利用效率的影响

针对甘肃陇东旱作区年降水量少、季节分布不均,特别是玉米生产春旱严重等问题,以露地平播为对照(CK),研究了双垄面全膜覆盖沟播,双垄面半膜覆盖沟播,宽膜覆盖平播,窄膜覆盖平播,全地面覆盖平播,膜侧播种等6种覆膜种植方式对旱作玉米出苗率、干物质积累量、株高、叶面积指数、生育时期、产量和水分利用效率的影响。结果表明,全膜双垄沟提高了玉米出苗率和出苗速度,提早成熟,整个生育期玉米株高、叶面积指数和干物质积累量始终大于其它处理,显著提高了产量和水分利用效率,是旱作区进一步挖掘降水潜力和高产田创建的有效途径。