辽西半干旱区玉米与花生间作对土地生产力和水分利用效率的影响

【目的】通过对不同行比玉米与花生间作模式中作物产量、土地生产能力及水分利用效率的比较分析,探讨间作模式提高土地生产能力和水分利用效率的机理,提出适合于辽西旱作农业区的玉米与花生间作模式。【方法】试验于2015—2016年在农业部阜新农业环境与保育科学观测试验站进行,设置2行玉米4行花生间作(2M:4P)、4行玉米4行花生间作(4M:4P)和玉米单作(S-M)、花生单作(S-P)4种种植模式,通过研究间作复合系统产量、土地当量比、土壤水分分布和水分当量比等指标来分析玉米花生间作对土地生产力和水分利用效率的影响。【结果】受玉米行比设置和资源竞争影响,玉米与花生间作中玉米和花生的产量较相对应单作产量有不同程度降低;在系统整体收益衡量下,2M:4P和4M:4P间作模式的土地当量比(LER)为1.10—1.24、1.12—1.16,表明间作具有优化利用土地的功能,同时,间作系统中花生的偏土地当量比(LER_P)达到0.41—0.57,显示出豆科作物花生弱化了与禾本科作物玉米搭配间作的劣势;间作复合系统土壤含水量呈单作花生间作花生间作玉米单作玉米的分布特征,表明间作玉米可能会吸收花生条带的土壤水分,降低高耗水作物玉米对自身条带土壤水分的过度消耗来改善间作玉米土壤水分利用环境;2M:4P间作模式的水分当量比(WER)为1.12—1.23,4M:4P间作模式的WER为1.16—1.17,两间作模式的WER均大于1,显著提高了农田水分利用效率。【结论】玉米与花生间作能够改善辽西旱作农业区作物土壤水分利用环境,提高农田土地和水分生产力。2M:4P间作模式在降雨较少年份(2015年)具有一定的土地生产力和水分利用效率优势,而4M:4P间作模式在辽西降雨较多年份(2016年)具有一定的土地生产力和水分利用效率优势,并且4M:4P间作模式在2015—2016年不同降雨变化干扰下的年际差异较小,具有稳产增产的抗气候变化干扰能力。综合分析认为,4M:4P间作模式更适合于辽西旱作农业区。     

实行保护性耕作技术,促进旱作农业可持续发展

保护性耕作是相对于传统铧式犁翻耕的一种新型耕作技术,可以保护土壤,增加土壤有机质,培肥地力,提高土壤蓄水保墒能力,减少水土流失、地表水分蒸发和地表沙尘漂移,且有效减少劳动力和机械投入,提高劳动生产率。本文重点对实行保护性耕作的必要性和重要作用进行了论述,并针对我国旱区农业降雨少、气温低、土壤贫瘠、自然条件恶劣的现实,提出适宜的保护性耕作措施有：倒秆覆盖技术、少耕留高茬覆盖技术和少耕碎秆覆盖技术。     

耕层土壤虚实结构优化春玉米根系形态提高水分利用效率

为了探明耕层构造对春玉米水分利用效率和根系形态的影响,该文在国家农业环境阜新科学观测实验站利用长期定位试验,设置了虚实并存耕层（furrow loose and ridge compaction plough layer,FLRC）、全虚耕层（all loose plough layer,AL）、全实耕层（all compaction plough layer,AC）、上虚下实耕层（up loose and down compaction plough layer,ULDC,CK）4种耕层构造方式,开展了不同耕层构造对春玉米水分利用效率和根系形态影响的研究。2015和2016年数据分析结果表明,虚实并存耕层可以显著增加春玉米籽粒产量（P＜0.05）,增幅18.19%～34.86%,增产的原因是行粒数显著提高;显著提高单株干物质量（P＜0.05）,增幅5.18%～11.30%。虚实并存耕层能够显著提高春玉米耗水量、生物产量水分利用效率和籽粒产量利用效率（P＜0.05）,增幅分别为1.20%～5.42%、2.74%～6.23%和18.23%～31.49%,且不同降雨年型下表现不同,干旱年份以虚实并存和全实耕层构造为宜,丰水年份以虚实并存和全虚耕层构造为宜。虚实并存耕层对春玉米灌浆期根重密度、根长密度、根表面积密度、根体积密度等形态指标影响显著（P＜0.05）。相关分析表明,虚实并存耕层提高春玉米产量的根系形态指标主要是根重密度、根表面积密度和根体积密度;提高春玉米生物产量水分利用效率、籽粒产量水分利用效率、生育期降水利用效率的根系形态指标主要是根重密度。综合分析认为,虚实并存耕层是提高春玉米水分利用效率和促进根系形态发育的最优耕层结构,在辽西旱作农田合理耕层构建中具有一定的应用价值。     

根系互作对谷子和花生间作体系根际微生物碳代谢的影响

间作系统因其产量优势及生态功能在全世界都广泛应用,尤其是禾本科与豆科作物的优势组合,但该间作体系中作物根系互作对碳代谢特性的影响尚不明确。通过2年田间试验结合盆栽模拟根系分隔（根系无互作;根系部分互作;根系完全互作）方法,采用Biolog技术研究了不同种植模式对谷子和花生籽粒产量、土地生产力及土壤微生物碳源利用特征的影响。2017～2018年田间试验结果表明,2种间作模式下土地当量比（LER）均大于1,尤其是谷子-花生2∶2模式LER于2018年达到1.36,表明禾本科作物谷子与豆科作物花生体系是具有产量优势的间作系统。室内盆栽研究结果表明,间作模式下谷子的生物量与产量分别增加了49.0%和92.6%,花生则增加了11.1%和44.6%,谷子与花生的收获指数（HI）也显著增加。与完全分隔无根系互作相比,根系互作促进了根际微生物碳源利用效率,谷子与花生根际微生物对31种碳源平均利用率分别增加了19.6%和72.2%。土壤微生物对6大碳源种类的平均利用以糖类和氨基酸类为主,对酚酸类利用率最低。主成分分析结果表明,间作与部分间作花生对根际土壤碳源利用率显著高于谷子与花生单作,而单作花生对碳源...     

垄膜沟种条件下品种和密度对玉米生长的影响

为提高朝阳地区旱地玉米降雨利用效率,增加旱地玉米产量,选用3个玉米品种(中熟品种辽单33、中晚熟品种沈禾201和晚熟品种东单60),设计6种密度(37 500,45 000,52 500,60 000,67 500,75 000株/hm2),采用两因素裂区试验(品种为主区,密度为副区)研究了垄膜沟种微集雨种植条件下品种和密度对玉米生长的影响.结果表明,在微集雨种植条件下,随着密度的增加,株高先增加后降低,但茎粗和棒三叶叶面积逐渐降低,LAI逐渐增加,且LAI在品种或密度的单一作用下及在二者交互作用下均差异显著或极显著;随着密度的增加,产量构成因素(穗长、穗粒数、千粒重等)逐渐降低,但产量却逐渐增加.在各密度水平下,3个品种以中晚熟品种沈禾201平均产量(13 781.89 kg/hm2)最高,水分利用效率[28.73 kg/(mm· hm2)]最大.要想充分发挥该区微集雨种植技术的增产潜力,建议选用中晚熟株型紧凑品种进行合理密植.     

膨润土与肥料配施对土壤生化特性和微生物数量的影响

通过田间定位试验,设CK(膨润土3.6 kg/m~2)、YJ(膨润土3.6 kg/m~2+有机肥0.4 kg/m~2)、JG(膨润土3.6kg/m~2+玉米秸秆1.0 kg/m~2)、CT(膨润土3.6 kg/m~2+草炭1.0 kg/m~2)4个处理,研究膨润土与肥料配施对科尔沁沙地花生连作根际土壤生化特性和可培养微生物数量的影响。结果表明:(1)膨润土与肥料配施显著增加了科尔沁沙地土壤酶活性和微生物生物量。JG处理下土壤蔗糖酶、脲酶、过氧化氢酶、碱性磷酸酶、脂肪酶和微生物量碳、氮显著高于其他处理;(2)膨润土与肥料配施增加了土壤微生物多样性和花生产量。与CK相比,JG处理下土壤细菌、真菌、放线菌数量分别增加了158%、348%、64%,花生产量提高了10.91%;而CT显著提高了土壤细菌数量;(3)土壤可培养微生物与土壤酶活性、微生物量具有相关关系。综上,在施膨润土3.6 kg/m~2条件下,配施1.0 kg/m~2玉米秸秆更利于改变土壤微生物的物种丰度,丰富土壤微生物的多样性,对科尔沁沙地土壤状况有显著改善作用。     

辽宁省旱作节水农业技术研究与应用进展

辽宁省是我国重要的粮食主产区,粮食作物的稳产高产对保障国家粮食安全具有重要意义。辽宁地区水资源短缺且利用效率低,改变传统大田作物高耗水种植模式和提高水利用效率是当务之急。文中从辽宁省水资源现状入手,在分析了节水灌溉和旱作农业技术研究与应用的基础上,提出辽宁省发展节水农业技术存在的主要问题及相应对策,期望为实施国家节水增粮行动,推进全省66.7万hm2滴灌节水农业工程建设提供理论和实践参考。     

辽西半干旱区玉米大豆间作模式对作物干物质积累分配、产量及土地生产力的影响

[目的]通过分析玉米大豆间作模式作物干物质积累与分配规律及种间竞争关系,探讨玉米大豆间作的增产机理,提出适合辽西半干旱区的最优玉米大豆间作模式.[方法]试验于2018-2019年在国家农业环境阜新科学观测实验站进行,采用田间试验方法,设置2行玉米2行大豆间作(MS2:2)、4行玉米4行大豆间作(MS4:4)、6行玉米6...     

不同水肥条件对间作花生和谷子水分养分利用的影响

采用水、氮、磷"3414"试验设计,研究了花生和谷子间作不同水肥条件对作物水分、养分利用的影响。结果表明:当氮素和磷素均处于丰富水平,随着土壤水分的提高,花生叶片水分利用效率呈下降趋势,谷子呈先升高后下降的趋势;在水分和其中一种肥料因素处于丰富水平时,花生和谷子叶片水分利用效率均随着另一肥料因素的增加呈先升高后下降趋势。花生氮素积累量与施氮量,花生磷素积累量与施磷量,谷子氮素、磷素和钾素积累量与土壤水分含量具有明显相关性。花生氮积累量与钾积累量、磷积累量与钾积累量之间具有较高相关性;谷子氮积累量、磷积累量和钾积累量,三者中两因素之间均具有较高相关性;花生氮积累量与谷子钾积累量和磷积累量、花生磷积累量与谷子磷积累量、花生钾积累量与谷子钾积累量和磷积累量具有较高的协同相关性。在其他两因素处于丰富水平,随着土壤水分的提高,花生和谷子氮素、磷素和钾素利用效率均呈先升高后下降趋势;随着施氮量的增加,花生和谷子氮素和钾素利用效率呈先升高后降低的趋势,谷子磷素利用效率呈增高趋势;随着磷素水平的不断提高,花生和谷子氮素、磷素和钾素利用效率均呈先升高后降低趋势。