不同覆盖材料对旱地马铃薯土壤水分和耗水的影响

[目的]明确西北半干旱区不同覆盖材料对马铃薯土壤水分及耗水规律的影响,寻求旱作区保墒抑蒸及降低农田污染问题的最佳种植措施。[方法]于2021年设置了4种覆盖种植模式：生物可降解地膜覆盖(PM₁)、普通PE地膜覆盖(PM₂)、整秆带状覆盖(SM₁)和碎秆全覆盖(SM₂),以传统露地平作(CK)为对照,研究了不同覆盖材料对旱地马铃薯土壤水分、耗水及产量的影响。[结果]覆盖较CK能显著增加马铃薯全生育期土壤含水量5.7%～9.7%,且PM₁和PM₂处理均在淀粉积累期增墒幅度最大,而SM₁和SM₂处理均在块茎膨大期增幅最大;土层间,PM₁和SM₁处理均以120—180 cm土层增墒幅度最大,而PM₂和SM₂处理均以0—60 cm土层增幅最大。覆盖显著降低马铃薯全生育期耗水量5.1%～11.2%,降幅以PM₁处理最...     

半干旱雨养区秸秆带状覆盖种植对土壤水分 及马铃薯产量的影响

水分不足是限制半干旱雨养作物生长的主要因素,地表覆盖能够改善土壤的微环境,从而显著提高作物的产量和水分利用效率。为明确西北半干旱雨养区不同保墒措施下旱地马铃薯的土壤水分特征及其对产量的影响,于2014—2015年设置了玉米秸秆带状覆盖种植(T1)、半膜大垄(T2)、全膜双垄(T3)和露地平作(对照,CK)4种栽培模式,研究了玉米秸秆带状覆盖、地膜覆盖种植对马铃薯产量、土壤水分变化及其利用效率的影响。结果表明:不同覆盖方式能有效改善马铃薯生育期0~200 cm土层土壤水分状况,地膜覆盖对马铃薯生育前期土壤水分保蓄效果较好,秸秆带状覆盖对生育中后期土壤水分状况的改善效果明显。与对照(CK)相比,3种覆盖处理均提高了土壤含水量,其中T1处理效果最好,较CK提高2.8%~7.8%,尤其在伏旱阶段的块茎形成期,0~200 cm土层土壤含水量高于地膜覆盖处理。与CK相比,T1处理马铃薯产量提高10.5%~34.2%,水分利用效率(WUE)提高8.9%~29.8%,达108.9~134.0 kg·hm~(–2)·mm~(–1),商品薯率提高14.7%~38.8%,达82.3%~92.2%。马铃薯产量与生育期耗水量(r=0.836**)呈显著正相关。T1的产量和商品薯率均显著高于T2和T3(P0.05)。可见,玉米秸秆带状覆盖具有显著的纳雨保墒作用,促进马铃薯的生长发育,增产效果显著。其推广应用可有效提高该区降水资源的利用效率,实现马铃薯稳产高产,可作为西北雨养农业区旱地马铃薯生产的高效栽培新模式。     

不同覆盖时期和方式对旱地马铃薯土壤水热及产量的影响

于2018—2019年连续两年定位试验,设置秸秆带状秋覆盖(FSM)、黑膜大垄秋覆盖(FPM)、秸秆带状春覆盖(SSM)、黑膜大垄春覆盖(SPM)和不覆盖露地平作(CK)5个处理,研究不同覆盖时期和覆盖方式对旱地马铃薯土壤水热及产量的影响。结果表明：秸秆带状覆盖和黑膜大垄覆盖能显著提高马铃薯全生育期0～200 cm土层平均贮水量,秋覆盖大于春覆盖,与CK相比,秸秆带状覆盖和地膜覆盖分别平均提高马铃薯全生育期0～200 cm土层平均贮水量5.8%、8.6%;秸秆带状覆盖具有普遍的降温效应,而地膜覆盖存在普遍的增温效应,FSM和SSM处理0～25 cm土层平均温度分别较CK降低0.8℃和0.5℃,FPM和SPM处理分别增加0.5℃和0.6℃,秋覆盖降温幅度大于春覆盖,秋覆盖增温幅度小于春覆盖;秸秆带状覆盖和地膜覆盖均能显著提高马铃薯产量4.8%～7.6%、水分利用效率13.5%～22.6%,增产效应秋覆盖优于春覆盖。此外,秸秆带状覆盖显著提高纯经济收益和产投比且秋覆盖提高幅度大于春覆盖。因此,秸秆带状覆盖栽培技术是一种增产高、绿色可持续发展的栽培模式,适宜于西北半干旱雨养区秸秆资源较为富余...     

西北半干旱区秸秆带状覆盖对土壤水分及马铃薯产量的影响

为了探明玉米秸秆带状覆盖对西北半干旱区马铃薯田土壤水分及产量的影响,设置地膜覆盖(M1)、秸秆带状平覆(M2)、垄沟覆杆(M3)和传统不覆盖(CK)4个处理,通过2年田间试验,对比分析了不同覆盖方式对生长指标、土层含水率、产量及水分利用效率的影响。结果表明:3种覆盖方式较CK显著增产11.68%~21.74%,提高水分利用效率22.82%~48.63%。覆盖种植较CK单株产量提高26.02%~48.37%,株高增加3.18%~12.82%,单株生物量增加0.59%~26.49%,全生育期作物耗水量降低55.29~66.21mm,以秸秆带状平覆(M2)最好或较好。全生育期0—200cm土层平均含水率平水年黑膜大垄(M1)较CK低0.89个百分点,偏旱年较CK高1.30个百分点;秸秆带状平覆(M2)无论平水年还是偏旱年分别较M1及CK高0.20~0.89及0~1.50个百分点。其中以秸秆带状平覆(M2)在作物生长、增产及水分利用效率等方面效果较好,适宜西北半干旱地区推广。     

秸秆带状覆盖对旱地冬小麦产量及土壤水分的影响

为探讨西北半干旱雨养条件下秸秆带状覆盖麦田水分利用特征和增产效果,通过田间试验,以露地条播为对照(CK),研究了3种不同覆盖处理[秸秆带状覆盖常规条播(SM1)、秸秆带状覆盖宽幅条播(SM2)和全膜覆土穴播(PM)]对旱地冬小麦田土壤含水量、小麦产量和水分利用效率的影响。结果表明,秸秆带状覆盖和全膜覆土穴播均可显著改善小麦全生育期0~20cm以及开花前20~90cm土壤墒情,但开花后20~90cm以及全生育期90~200cm土壤墒情普遍不如CK。3种覆盖处理均能促进冬小麦对土壤贮水的利用,显著提高开花至成熟阶段的耗水量及其占总耗水量的比例。秸秆带状覆盖和全膜覆土穴播生育期耗水量分别比CK增加4.6%和7.6%。秸秆带状覆盖在孕穗前0~200cm土壤墒情与全膜覆土穴播无显著差异,孕穗期开始则好于全膜覆土穴播;全膜覆土穴播0~200cm土壤贮水消耗量显著高于秸秆带状覆盖,而开花至成熟阶段的耗水量及其占总耗水量的比例则略低于秸秆带状覆盖。3种覆盖处理均显著提高产量和水分利用效率,PM、SM1和SM2较CK分别增产36.8%、29.7%和27.5%,水分利用效率分别提高27.3%、23.9%和22.7%。产量与生育期耗水量呈显著正相关(r=0.97*)。覆盖处理中,全膜覆土穴播产量虽最高,但从产量、水分利用效率和经济效益角度综合考虑,秸秆带状覆盖优于全膜覆土穴播。因此认为,秸秆带状覆盖是一种更加高产高效、适宜在西北半干旱雨养区推广的覆盖种植方式。     

玉米整秆带状覆盖量对旱地冬小麦土壤水分利用的影响

为明确西北黄土高原半干旱雨养条件下,玉米整秆带状覆盖适宜的秸秆覆盖量,以露地种植为对照(CK),研究了4种覆盖量(T_1:6 750kg/hm~2,T_2:9 000kg/hm~2,T_3:11 250kg/hm~2,T_4:13 500kg/hm~2)对旱地冬小麦土壤水分和产量的影响。结果表明:4种覆盖量较CK显著增产12.1%~23.3%,提高水分利用效率13.4%~26.8%。产量与单位面积穗数呈显著正相关(r=0.937),整秆带状覆盖较CK可显著(除T_3)提高单位面积穗数10.4%~19.0%,以T_2单位面积穗数最高。全生育期0—200cm土层平均含水量4种覆盖量均显著高于CK,较CK高0.7~1.0个百分点,以T_1土壤水分状况最好。4种覆盖量可显著改善灌浆前0—200cm土壤墒情,但从灌浆期开始0—90cm土壤含水量普遍不如CK。4种覆盖量间,以T_2全生育期0—60cm土壤墒情最好,且其增产和提高水分利用效率效果也最显著。     

秸秆带状覆盖对旱地马铃薯叶片抗氧化特性的影响

为了探究不同覆盖方式对旱地马铃薯叶片抗氧化能力和产量的影响,于2018—2020年在西北半干旱区设置了秸秆带状覆盖(SM)、黑膜大垄覆盖(PM)和露地无覆盖(CK)3种栽培处理,研究了不同覆盖条件下马铃薯叶片渗透调节物质、膜脂过氧化物含量、抗氧化酶活性和产量的差异。结果表明：SM处理显著提高马铃薯植株细胞清除自由基和过氧化氢的能力,维持了较高的渗透性,与CK相比,SM处理在全生育期平均显著降低丙二醛(MDA)、脯氨酸(Pro)含量,分别降低14.4%、10.0%;平均显著提高可溶性糖(WSC)含量、过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)和超氧化物歧化酶(SOD)活性,分别提高17.1%、15.4%、22.5%和27.5%。与CK相比,PM处理在全生育期平均显著提高MDA、Pro、WSC含量和SOD、CAT活性,分别提高14.3%、38.6%、17.1%、15.2%和8.5%;平均显著降低POD活性17.1%。覆盖显著提高了马铃薯鲜薯产量,与CK相比,SM处理3年平均显著增产12.9%,PM处理3年平均显著增产29.2%。灰色关联度分析结果表明,SM处理产量与POD、SOD、CAT活...     

秸秆带状覆盖下冬小麦干物质积累及氮磷钾素的吸收利用

为了解秸秆带状覆盖对冬小麦干物质积累以及氮磷钾素吸收利用的影响,于2014-2015年在甘肃省旱作区设置定位试验,研究秸秆带状覆盖(SM)、全膜覆土穴播(PMF)和露地种植(CK)3种方式下冬小麦干物质、氮磷钾养分的积累及转运与分配的差异。结果表明,与CK相比,SM处理能增加冬小麦成熟期开花后积累的干物质对籽粒的贡献率,但与PMF处理间差异不显著;SM处理会降低开花前营养器官贮藏物向籽粒的转运量、转运效率及其对籽粒的贡献率,但能显著提高小麦开花后籽粒氮和磷的积累量,较CK处理分别增加69.3%和70.3%,其所积累的氮素和磷素对籽粒的贡献率分别达到55.1%和53.0%,并有效减少了开花前茎叶积累的钾素在开花后的流失。说明秸秆带状覆盖有利用促进小麦干物质、氮磷钾养分的积累,进而提高产量。     

秸秆带状覆盖对旱地冬小麦产量的影响

为探索利于西北黄土高原旱作麦田可持续发展的覆盖保墒栽培新技术,通过大田试验研究了不同覆盖方式(秸秆带状覆盖:BSC,旧膜二茬利用:PAH,露地条播:CK)和不同施肥量(纯氮、P2O5分别为:90、120、150 kg·hm~(-2))对旱地冬小麦产量的影响。结果表明,覆盖方式与施肥量对冬小麦产量、产量三因素、生育期耗水量及水分利用效率有显著影响,且二者互作效应显著。秸秆带状覆盖下,籽粒产量达到5 305.0 kg·hm~(-2),较PAH和CK分别显著增加24.0%和37.5%,水分利用效率达10.8 kg·hm~(-2)·mm~(-1),较PAH和CK分别显著提高20.6%和33.3%,且同等施肥量下BSC的产量和水分利用效率均显著高于PAH和CK。从产量三因素看,BSC单位面积穗数较PAH和CK分别显著提高27.0%和42.2%,而穗粒数分别降低14.3%和6.7%,千粒重分别降低2.3%和6.8%,差异均达显著水平。与CK相比,BSC和PAH全生育期表现为显著的增墒效应,其中返青前以BSC保墒效果最好,拔节后则以PAH保墒效果最好。比较全生育期0~25 cm土壤温度差异,BSC越冬前表现为增温效应,较CK高1.2℃,返青后表现为降温效应,较CK低1.8℃;而PAH全生育期表现为增温效应,平均较CK高0.9℃。通径分析表明,秸秆带状覆盖主要是通过改善土壤水热条件,显著提高单位面积穗数,从而提高冬小麦产量。     

秸秆带状覆盖下培土对马铃薯产量与水分利用效率的影响

气候变化效应评估、土壤固碳潜力和肥力管理等,迫切需要详尽的土壤有机质（soil organic matter, SOM）空间分布信息。该文以江苏省第二次土壤普查的1 519个典型土壤剖面的表层（0～20 cm）SOM含量为例,选择1 217个样本为建模集,302个为验证集,选取年均温度、年均降雨、物理性黏粒和土壤pH值等因子进行SOM的地理加权回归（geographically weighted regression, GWR）建模。从建模集中分别随机抽取100%（1 217个）、80%（973个）、60%（730个）、40%（486个）,20%（243个）的样点,对比不同样点数量下GWR和传统全局回归模型的精度差异,并选择最优模型进行SOM空间预测制图。结果表明：1）江苏省SOM含量在不同空间尺度上存在极显著的空间自相关性。不同样点数量的建模集的全局自相关性和局部空间自相关聚类图结果相似。全局Moran''s I值介于0.25～0.61（P<0.001）。SOM含量空间分布以空间聚集特征为主,"高-高"聚集区主要分布在苏中和苏南地区,"低-低"聚集区主要分布在苏北地区。2）GWR建模结果均优于传统的传统全局回归建模,其残差在不同的空间尺度上均不存在空间自相关性。不同建模集的GWR的R2adj较全局建模均提高0.15～0.20,其AIC和RSS均比全局模型有大幅降低,为56.08～360.19和17.40～76.67。不同建模样本数量的GWR模型对SOM的解释能力差异较小。3）建模样点数量（除建模样本n=243）对GWR预测制图结果的精度影响不大,RMSE介于5.56～5.75 g/kg之间,MAE介于3.87～4.05 g/kg之间,R2介于0.52～0.48之间,均优于全部建模样点的普通克里格插值验证结果。该研究可为样点数较少的省级尺度地区SOM空间建模与制图提供借鉴。