辽西半干旱区玉米大豆间作对作物产量及水分利用的影响

为探明玉米大豆间作的作物增产、土地生产力提升和水分高效利用机理,优化辽西半干旱区适宜的玉米大豆间作模式,于2018−2019年在国家农业环境阜新观测实验站,采用田间定位试验方法,设置了玉米大豆间作2行﹕2行（M2S2）、4行﹕4行（M4S4）、6行﹕6行（M6S6）,玉米单作（M）和大豆单作（S）5种种植模式,研究玉米大豆间作对作物产量、土地生产力、土壤水分空间分布及水分利用效率的影响。结果表明,5种单、间作模式作物总产量表现为M＞M6S6＞M4S4＞M2S2＞S,间作模式中作物对总产量的贡献率表现为玉米＞大豆,玉米贡献率为79.0%～87.3%,大豆贡献率为12.7%～21.0%;M6S6和M4S4间作模式土地当量比（LER）分别为1.13～1.19和1.06～1.07,均具有间作产量优势,其中M6S6间作优势最强;M2S2间作模式土地当量比（LER）小于1,表现为间作劣势;土壤水分空间分布结果表明,0−50cm土层间作玉米与大豆存在水分竞争,60−100cm土层玉米和大豆存在水分互补;3种间作模式均提高了单位面积的玉米水分利用效率,除M6S6间作模式外,M4S4和M2S2间作模式均降低了大豆水分利用效率;M6S6和M4S4间作模式水分当量比（WER）分别为1.18～1.21和1.05～1.06,水分生产力提高5%～21%,均具有间作水分利用优势,其中M6S6间作优势最强,M2S2间作模式水分当量比（WER）为0.99～1.01,间作水分利用优势不显著。综合分析认为,玉米大豆间作模式中M6S6间作产量优势和水分利用优势最强,能够显著提高农田土地生产力和水分利用效率,在辽西半干旱区农业生产中具有更好的应用价值。     

不同灌水量和秸秆还田量对玉米根系特性及产量的影响

通过对玉米根系总根长、根表面积、平均根直径、根干重及玉米产量分析,以秸秆不还田为对照,研究两种灌水量3个秸秆还田量对玉米根系特性及产量的影响。结果表明,灌水和秸秆还田均利于玉米根系生长与产量形成,成熟期根系总根长、根表面积、根干重随着秸秆还田量的增加而增长;350 mm灌水量处理下秸秆还田3 000 kg/hm²,450 mm灌水量处理下秸秆还田6 000 kg/hm²玉米产量优势明显。     

播期与开沟深度对春玉米产量和资源利用效率的影响

2020-2021年在国家农业环境阜新观测实验站开展田间定位试验,试验采用完全随机区组设计,设置5个不同播期和3个不同开沟深度处理。2020年分别于4月11日（T1）、4月18日（T2）、4月25日（T3）、5月2日（T4）和5月9日（T5）播种,2021年分别于4月18日（T2）、4月25日（T3）、5月2日（T4）、5月9日（T5）和5月16日（T6）播种;开沟深度分别为5cm(D0,平作对照)、10cm(D1)和20cm(D2)。玉米收获后测定地上部干重、籽粒产量及产量构成要素,并于播种日和收获日分别测定土壤含水量,计算土壤蓄水量和玉米水分利用效率,探寻播期和开沟深度共同影响下春玉米地上部干物质积累和分配的规律,以及资源利用效率的变化,以期筛选区域适宜播期和开沟深度,优化半干旱区春玉米耕作栽培技术。结果表明,4月18日-5月2日播期处理有利于地上部干物质积累,与其他播期平均值相比,成熟期地上部干物质含量提高8.0%,同时促进干物质向穗重分配,平均产量高于其他播期9.9%,水分利用效率有效提升,光能生产效率、温度生产效率和降水生产效率随着播期推迟均呈现先增加后降低的趋势;不同沟深处...     

不同类型地膜添加对辽西褐土硝化潜势的影响

土壤硝化作用是肥料氮素进入到土壤中后参与氮素循环的关键过程,为了明确不同种类地膜对辽西褐土硝化活性的影响,本试验采用室内培养分析的方法,研究3种不同类型地膜(普通PE膜,PBAT全生物降解地膜和氧化-生物降解地膜)及不同地膜添加量(0、300、900 kg/hm~2)对辽西褐土硝化潜势的影响,探讨可降解地膜的混入是否会对土壤微生物硝化作用产生抑制和毒害作用。结果表明,与对照土壤相比,添加普通PE膜(T1)、PBAT生物降解膜(T2)和氧化-生物降解膜(T3)并没有显著影响土壤的硝化潜势,3种地膜添加后土壤硝化潜势表现为T1[NO_2-N 5.61 ng/(g·h)]T2[(NO_2-N 4.30 ng/(g·h)]T3[NO_2-N 3.42 ng/(g·h)],且对于普通PE膜和PBAT生物降解膜处理土壤,存在随着地膜添加量增加硝化潜势降低的趋势。通过进一步计算和评估,基于3种供试地膜的污染土壤未对土壤微生物硝化作用产生抑制和毒害作用。研究结果丰富了可降解地膜对土壤环境影响的相关理论,为实现可降解地膜在辽西地区推广应用提供数据参考。     

不同灌水量和秸秆还田量对春玉米产量及水分利用效率的影响

通过连续两年定位试验,研究不同灌水量和秸秆还田量对春玉米生长发育、干物质积累与分配、产量与构成因素以及水分利用效率影响。结果表明,相同秸秆还田量不同灌水量处理间差异明显,株高、茎粗、叶面积、地上部干物质均随着灌水量的增加而增加。适宜秸秆还田量有利于提高春玉米成熟期株高与叶面积,灌水量和秸秆还田量互作显著影响成熟期穗重。不同灌水量下春玉米的穗长、穗粗、穗粒数、百粒重和产量差异均显著,不同秸秆还田量对穗粒数、百粒重和产量的影响也差异显著,350 mm灌水量下秸秆还田3 000 kg/hm²处理、450 mm灌水量下秸秆还田6 000 kg/hm²处理产量具有显著优势。不同秸秆还田量对播前土壤蓄水量、收获土壤蓄水量及水分利用效率的影响显著,秸秆还田比不还田土壤蓄水量增加6.38%～9.88%,水分利用效率提高7.67%～22.68%。在沈阳地区枯水年春玉米秸秆还田量3 000 kg/hm²、平水年秸秆还田量6 000 kg/hm²是区域最佳的秸秆还田量。     

不同施氮量下玉米花生间作不同玉米行对土地当量比和产量贡献的研究

评价不同施氮量下玉米花生间作系统中作物种间互作对不同行玉米生长发育、干物质积累、产量及其构成因素的影响。于2019—2020年,利用长期定位微区试验,设置3个施氮量(N0:0 kg·hm^-2、N150:150 kg·hm^-2、N300:300 kg·hm^-2)处理和2种种植模式(玉米花生间作：IM、玉米单作：SM),以玉米为研究对象,分析间作系统中不同行玉米竞争优势、土地当量比、干物质积累及产量对施氮量的响应。在间作系统中玉米的竞争能力显著强于花生,但毗邻花生带的玉米行(IM1)与远离行(IM2)间无显著差异。玉米花生间作土地当量比大于1,土地生产力提高15%～23%,具有间作优势;而随着施氮量增加,玉米竞争能力增强。间作显著增加了玉米产量,IM1产量较SM处理增幅为37.8%～65.3%,IM2较SM处理增幅26.4%～56.1%,2019年氮肥施用量为150 kg·hm^-2时玉米土地当量比表现出边行效应。玉米产量变化趋势为N150>N300>N0。施氮可增加玉米穗粒数和千粒重。间作通...     

不同配置对辽西玉米‖花生间作系统氮素吸收利用的影响

【目的】通过研究不同配置条件下玉米‖花生间作系统地上部氮含量和吸收量,结合间作系统花生结瘤固氮和土壤有效氮分布,明确不同配置下玉米‖花生间作体系对氮素的吸收利用特征,为玉米‖花生间作氮高效利用模式的区域筛选提供依据。【方法】本试验于2015—2016年在国家农业环境阜新观测实验站进行,设置玉米单作（M）、花生单作（P）、2行玉米4行花生间作（M2P4）和4行玉米4行花生间作（M4P4）模式,玉米单作及每种间作模式下设3种不同玉米种植密度（6、9和12株/m²）,共10个处理,分析不同配置（行比和密度）玉米‖花生间作系统氮素吸收利用特征和优势。【结果】与单作相比,间作玉米和花生植株氮浓度变化并不明显,受作物占地比例影响,间作模式下玉米和花生的产量、氮产量均低于相应单作,且氮产量与间作生物产量表现相一致。玉米‖花生间作可以显著提高系统氮的吸收利用（氮吸收当量比NER>1）,且主要归因于玉米的养分吸收优势（pNER_m为0.63—0.80）。随着玉米行比和密度的增加NER也随之增大,其中M4P4模式（NER 1.06—1.22）的氮吸收要显著高于M2P4模式（NER 1.0—1.06）。在玉米‖花生间作系统中,玉米比花生更有竞争力（A_mp>0）,且竞争吸收氮养分能力也更强（CR_mp>1）,M4P4行比以及玉米增密有助于增强玉米对氮营养的竞争,增加系统氮养分吸收优势（△NU>0）以及间作养分对产量的贡献（C）。与玉米间作可促进花生结瘤固氮,M4P4行比配置下花生根瘤数量、单株根瘤重量和单个瘤重均高于M2P4配置,且以中、低密度处理为优。间作系统中土壤有效氮含量（N_min）表现为花生条带土壤N_min高于玉米条带,且单作花生土壤N_min高于间作花生,而单作玉米土壤N_min低于间作玉米。【结论】玉米‖花生间作可显著提高系统氮的吸收利用,其中玉米对系统氮吸收的贡献较大,适度增加玉米行比和密度有助于增加系统氮素吸收当量比、增强玉米对氮营养的竞争以及间作养分对产量的贡献。综合分析认为,本研究中M4P4-6和M4P4-8为玉米‖花生间作较佳配置,玉米花生种间互作对间作系统干物质量和花生生物固氮的促进,以及玉米在吸收氮养分上的强竞争能力是玉米‖花生间作具有氮素吸收利用优势的重要原因。     

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。     

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...     

耕层构造对土壤三相比和春玉米根系形态的影响

建立适宜耕层构造是解决旱作农田耕层"浅"、"实"、"少"问题的重要技术措施之一,对北方旱作农田具有重要意义。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种处理,研究耕层构造对土壤三相比和春玉米根系形态的影响。耕层构造定位试验始于2009年,本文利用2015年和2016年数据分析果表明,虚实并存耕层能够优化土壤三相比(P <0.05),春玉米播种前0～10 cm土壤三相比以全实耕层构造为宜, 10～30 cm以虚实并存和全虚耕层构造为宜;春玉米收获后20～30 cm土壤三相比的虚实并存和全虚耕层构造优于上虚下实耕层和全实耕层构造。虚实并存耕层构造能够增加春玉米吐丝期根重密度、根长密度、根表面积...