耕作与施肥模式对渭北旱塬春玉米田蓄水保墒与玉米产量的影响

为揭示渭北旱塬春玉米田休闲期不同保护性耕作模式的蓄水保墒与增产增收效应,寻找适合渭北旱塬春玉米田水肥高效利用的耕作方式和施肥水平,于2013—2014年度在陕西省合阳县甘井镇春玉米田分别设置传统农户模式(翻耕+低肥,S1)、现有高效模式(免耕+高肥,S2)、创新高效模式(深松+平衡施肥,S3)等模式处理,研究各类耕作与施肥相结合保护性耕作模式下春玉米水分利用率、产量和经济效益差异。结果表明,创新模式S3和现有模式S2较农户模式S1播前增加了土壤贮水量;创新模式S3和现有模式S2处理在玉米主要生育期0~200 cm土层平均土壤贮水量分别比农户模式S1增加23.3 mm和18.1 mm,水分利用效率分别提高12.3%和10%,产量增加11.1%、9.2%。创新模式和现有模式均较农户模式能够增加土壤贮水量,提高水分利用效率,增加产量和经济效益,但创新模式蓄水保墒,增产增收优势明显,是适合渭北旱塬地区春玉米生产的水肥管理模式。     

渭北旱塬春玉米农田土壤水分状况及水分平衡试验

根据１９９２至１９９４连续三年的春玉米农田土壤水分动态、水分平衡试验，研究了陕西省合阳县早地春玉米田水分动态规律、春玉米需水规律，耗水规律及水分盈亏状况。结果表明，春玉米埯水量为４４１．４ｍｍ，实际耗水量为３０５．１ｍｍ，三年平均水分满足率６９．１％。     

渭北旱塬不同覆盖方式对小麦产量及农艺性状的影响

通过在渭北旱塬的不同覆盖试验,对覆盖方式与小麦产量、农艺性状之间的关系进行了研究。结果表明:(1)地膜、秸秆-地膜、渗水地膜-秸秆覆盖地面后小麦产量显著增加,以地膜全程覆盖处理小麦产量最高,可达6 971 kg/hm2,与无覆盖处理相比,不同材料和时期覆盖后小麦最高增产92.62%,最低增产23.16%;(2)地膜或者渗水地膜-秸秆全程覆盖地面,小麦产量显著高于休闲期覆盖;(3)不同材料覆盖地面后,小麦的农艺性状可以得到大幅改善,但在全程覆盖的处理中,小麦基本苗数下降。     

渭北旱塬不同覆盖措施对小麦产量和水分利用效率的影响

为了揭示渭北旱塬覆盖对小麦产量和和水分利用效率的影响,通过田间试验研究了夏闲期和全年时期结合地膜全覆盖和地膜麦草双元覆盖下小麦产量、养分吸收和水分利用效率的差异。结果表明:全年覆盖和夏闲期覆盖均可提高小麦产量,其中全年地膜全覆盖处理小麦产量最高,达5 383 kg·hm~(-2),较传统耕作不覆盖增产15.4%;全年地膜全覆盖对小麦的农艺性状有显著改善作用,穗粒数和成穗数较传统耕作不覆盖增加16.3%和33.0%;全年地膜全覆盖小麦籽粒N、P、K养分吸收总量较不覆盖分别增加12.3%、21%、21.8%,茎叶N、P、K养分吸收总量较不覆盖分别增加55.1%、36.7%、29.3%;覆盖能显著提高小麦水分利用效率,以全年地膜覆盖处理水分利用效率为最高,较传统不覆盖提高了11.3%。总之,全年地膜全覆盖能够显著提高小麦产量和水分利用效率,改善小麦农艺性状,增加小麦籽粒和茎叶N、P、K养分吸收量。     

秸秆覆盖量对土壤水分利用及春玉米产量的影响

为了探明半干旱区秸秆覆盖栽培中适宜的秸秆覆盖量,在宁南旱区进行了春玉米栽培试验。试验设1.35、0.9、0.45和0万kg/hm24个覆盖量处理,分析了不同覆盖量对土壤水分、玉米产量及水分利用效率的影响。结果表明,4年玉米生育期覆盖量从高到低0～200 cm土层平均土壤贮水量分别较CK(无覆盖)高15.47、10.79 mm和6.26 mm(P<0.05)。试验期间,2009年玉米生育期降雨量最低(为266.1 mm),各处理依次较CK增产13.10%、17.37%和5.40%(P<0.05);2010年玉米生育期降雨量最高(为433.6 mm),各处理依次较CK增产3.91%、7.58%(P<0.05)和1.70%。0.9～1.35万kg/hm2覆盖量增产效果明显,4年平均比CK增产14.23%～12.03%,水分利用效率提高了10.64%～8.87%。宁南旱区,0.9万kg/hm2秸秆覆盖量能更好地蓄水保墒,促进农田土壤水分良性循环,且对提高玉米产量和水分利用效率有显著效果。     

渭北旱塬区不同栽培模式对小麦产量与土壤水分及硝态氮累积的影响

渭北旱塬小麦生产中需要克服的主要限制因子是水分不足,寻求合理的栽培措施以提高天然降水的利用率对于产量提高具有重要意义.本试验通过2a大田试验,研究了不同栽培措施对冬小麦产量及0～200 cm土层水分与硝态氮累积的影响.结果表明:(1)推荐施肥+垄上覆膜+沟内覆草(NP+ PF+ S)与推荐施肥+垄上覆膜(NP+ PF)两种垄沟栽培模式,虽然单位面积穗数明显降低,但由于穗粒数、千粒重显著高于其它栽培模式,因此产量和水分利用效率在所有模式中为最高.(2) NP+ PF+S和NP+ PF模式在小麦生育期内明显增加了土壤储水量,尤其在冬小麦易遭水分胁迫的时期(3-5月),其土层中储水量要明显高于其他模式.(3)土壤中硝态氮的累积主要集中在60cm以上,随着土壤深度的增加,累积量逐渐减少.在第二季,塬面冬小麦NP+ PF+S处理的硝态氮累积显著高于其它处理.在梯田,NP+S处理出现明显累积.由此可见,推荐施肥+垄沟栽培模式虽然促进土壤中氮素的累积,但是显著提高降水的有效贮蓄,是渭北旱塬区雨养农业条件下维持冬小麦高产的合理栽培模式.     

渭北旱塬不同耕作措施对土壤养分分布及作物产量的影响

基于8年(2007—2015)定位试验,在小麦-玉米轮作下研究了免耕-深松(NS)、深松-翻耕(SC)、翻耕-免耕(CN)和连年免耕(NN)、深松(SS)、翻耕(CC)等轮耕措施对土壤养分分布及作物产量的影响。结果表明:深松处理(连年深松、免耕-深松)使表层(0~10 cm)土壤与底层(10~20、20~35、35~50 cm)土壤有机质、全氮、全磷、速效磷、速效钾等养分含量差异更大,翻耕或免耕的相对差异较小;在0~50 cm的土层中,硝态氮含量在20~35 cm土层相对较高,且以翻耕(CC)处理的含量最高;铵态氮含量在10~20 cm土层相对较高,以免耕-深松(NS)处理的含量最高;连年深松(SS)处理使土壤全钾表层含量较高。免耕-深松(NS)措施在6种耕作措施中小麦和玉米产量均为最高,显著高于翻耕(CC)、免耕(NN)措施。     

喷施锌肥对渭北旱塬苹果生长及产量品质的影响

在陕西渭北旱塬果园,于苹果膨大期喷施不同浓度的锌肥,观测分析锌对果树生长和苹果品质的影响.结果表明,施锌可以抑制新梢生长速率,对果实直径生长速率、百叶干重、叶面积生长有显著的促进作用.其中,喷施0.5%浓度的锌肥,株产量比对照增加24.7%,可溶性固形物含量增加10.5%,还原糖增加27.5%,硬度提高了23.6%;喷施1%浓度的锌肥,株产量比对照增加40.2%,Vc含量提高了20.4%,可溶性糖增加了26.7%,花青苷含量提高了75%.综合考虑苹果生长与品质因素,该地区果园以喷施0.5%～1%浓度的锌为宜.     

不同栽培模式旱作春玉米农田土壤水分时空动态和产量效应

于2012年和2013年连续两年进行田间定位试验,研究在全膜双垄沟覆盖条件下不同施肥和开花期揭膜处理对春玉米农田土壤水分时空变化特征、土壤含水量和水分利用效率的影响。试验设农户模式(施N 200kg·hm-2,半膜,CK)、高产栽培(施N 380 kg·hm-2,T1)、高产高效栽培(施N 225 kg·hm-2+有机肥,T2)、再高产高效栽培(施N 225 kg·hm-2+有机肥+开花期揭膜,T3)等4个处理,以先玉335为供试玉米品种,分别在玉米各个关键生育期测定土壤含水量,收获测定实际产量。结果表明,T2、T3处理在生育前期、中期不仅能够高效利用浅层(0~100 cm)土壤水分,而且有利于促使深层(100~200 cm)土壤水分向上迁移,为玉米生育后期雨季充分蓄纳降雨腾出库容;从播前到收获0~200 cm土壤贮水量均降低,收获时各处理贮水量依次为CKT1T2T3,差值均小于5 cm,没有显著差异。土壤含水量在0~60 cm土层变化幅度大,而深层(160~200 cm)比较稳定。四种处理间耗水量、产量和水分利用效率存在不同差异,表现为T3T2T1CK。尤其2013年四个处理产量和水分利用效率均达到显著水平,T1、T2、T3产量分别比CK高27.4%、34.8%、42.4%,CK处理水分利用效率比T1、T2、T3分别低21.7%、29.9%、23.7%。高产高效栽培,特别是开花期揭膜的再高产高效栽培模式,在玉米整个生育期不仅没有导致土壤剖面土壤水分显著降低,而且可显著提高籽粒产量和水分利用效率,是该地区值得推广的旱作春玉米栽培模式。     

秋覆盖的保水效应及对春玉米生长的影响

设置高(9000 kg·hm^-2)、中(6000 kg·hm^-2)、低(3000 kg·hm^-2)3种不同量秸秆覆盖和平覆、垄覆2种不同方式的地膜覆盖,以全程不覆盖为对照,研究了秋季雨后覆盖(休闲期加生育期全程覆盖)对土壤水分及春玉米生长状况的影响。结果表明：在冬闲期,各覆盖处理(除秸秆覆盖3 000 kg·hm^-2处理)的土壤蓄水量分别较不覆盖处理(CK)增加了21.22 mm、20.49 mm、18.37mm和19.5mm,使玉米出苗较CK至少提前了3 d。在播种期~大喇叭口期(播后70 d),平覆地膜和垄覆地膜平均土壤蓄水量分别较对照增加15.57 mm和15.73 mm;秸秆覆盖6 000 kg·hm^-2和9 000 kg hm^-2处理平均土壤蓄水量分别较对照增加12.05 mm和12.03 mm。秸秆覆盖处理在玉米生长后期土壤蓄水量较对照增加不显著。秋覆盖处理均可促进春玉米个体的生长,地膜覆盖处理可以显著提高春玉米生长前期的单株干重、株高和叶面积,秸秆覆盖在生育后期较对照显著提高。平覆地膜、垄覆地膜两个处理的玉米籽粒产量和水分生产效率分别较对照增加14.6%、13.9%和11.0%、11.1%(P<0.05),秸秆覆盖处理增产均不显著。     

半干旱区地表覆盖方式对土壤水温效应及玉米产量的影响

为探索吉林省半干旱区水分高效利用、玉米增产的栽培技术模式,采用不同覆盖材料进行为期4 a(2018—2021年)的大田试验,设置无覆盖(CK)、普通地膜覆盖(CM)、降解地膜覆盖(DM)和秸秆覆盖(SM) 4个处理,研究不同覆盖方式对土壤水分、土壤温度、玉米生长发育及产量和水分利用效率的影响。结果表明：玉米生育期内土壤贮水量时空变化与当年的降雨时空分配有关,垂直空间上20～60 cm土层土壤贮水量显著高于0～20 cm,处理间土壤贮水量SM>CM>DM>CK;耕层0～20 cm土壤温度随玉米生育时期推进呈先升后降的变化趋势,随土层深度的增加逐渐降低,降低幅度呈CM>SM>DM>CK的变化趋势。地表覆盖具有调节土壤温度的作用,与CK相比,CM和DM使5、6月土壤温度分别提升2.12、1.71℃和2.07、1.52℃,SM下降了1.72、1.01℃;与5、6月气温相比,地膜覆盖每日土壤温度较气温提升2.2～3.2℃,秸秆覆盖降低0.3～0.6℃,8、9月覆盖土壤温度下降幅度低于气温;与无覆盖(CK)相比,CM和DM处理4 a平均增产8.59%和14.10...     

渭北高原旱地春玉米不同种植模式水温效应及增产效益研究

为了寻求渭北早地春玉米高产高效的种植方式,选择了几种不同的种植模式,对其蓄水、温度效应及增产效益进行了研究。结果表明,旱地春玉米冬闲期,地表采用秸秆整株压倒覆盖或秸秆粉碎覆盖,与翻耕裸地相比,土壤水分损耗明显减少。播种时采用的4种方式中,以倒秆覆盖膜侧种植的保水、增温效应最好,膜侧水温协调,植株生长健壮、增产增收效益十分显著,是旱地春玉米高产高效最佳的种植模式;碎秆覆盖露地种植、倒秆覆盖露地种植,前期园地温稍低,植株生长较弱,但中后期植株长势明显好于翻耕露地种植,亦有一定的保水、增产增收效果且易于操作,也是早地春玉米高产高效种植的较好方式。该种植模式适用于渭北高原及同类地区。     

不同覆膜栽培对玉米土壤水分温度及产量的影响

采用烘干称重法和地温计法测定了环县川旱地不同覆膜与露地栽培方式下全生育期内0~80 cm土层的土壤含水量和0~40 cm土层的土壤温度,成熟期随机测量不同处理方式下的株高、株重、茎粗、穗粗、穗行数、行粒数、穗粒数、千粒重和单株叶面积等指标,计算经济产量和生物产量,分析不同覆膜与露地栽培对玉米土壤水热环境和产量的调控机制。结果表明,全膜双垄沟播栽培较全膜平铺穴播、半膜平铺穴播、半膜覆盖垄播和露地平播栽培,全生育期0~80 cm土壤水分分别提高了0.3%、1.0%、1.6%和2.4%,0~40 cm土壤温度分别提高了0.3℃、1.2℃、1.6℃和2.2℃,生育期分别缩短了0、3、5 d和13 d,生物产量分别提高了679.5、2 740.5、3 376.5 kg·hm-2和4 861.5 kg·hm-2,经济产量分别提高了424.5、1 729.5、2 032.5 kg·hm-2和2 971.5 kg·hm-2。因此,在相应的旱作农业区大力推广全膜双垄沟播栽培技术,能大幅提高玉米产量,有利于保障国家粮食安全。     

不同秸秆还田量对旱地土壤水肥和玉米生长与产量的影响

以阜新地区为例,开展不同秸秆还田量对旱地土壤水肥和玉米生长与产量的影响研究。试验设计0 kg·hm^-2,6 000 kg·hm^-2,12 000 kg·hm^-2,18 000 kg·hm^-2、24 000 kg·hm^-2共5个处理,3次重复,共15个小区,小区面积(4 m×15 m)为60 m²。研究结果表明,对照CK不施用秸秆处理,深耕加秸秆的方法,土壤含水量显著增加,除了对照之外,各个处理剂量之间的差异并不明显,且呈先上升而后下降趋势。说明秸秆在土壤中始终处于水分的非饱和状态,并不是秸秆剂量越大越好。各个层次土壤容重与对照相比变化较明显,其中10～20 cm深处土壤容重变化最大,各个处理土壤容重表现出随秸秆还田量增加土壤容重降低值减少的趋势,下降幅度为12 000 kg·hm^-2>6 000 kg·hm^-2>18 000 kg·hm^-2。秸秆还田处理,提高了植物的叶绿素含量,促进了植物的光合效率,以12 000 kg·h m^-2处理较好。不同处理对玉米产量影响差异显著,达到了5%的显著水平,施入量在0～12 000 kg·hm^-2之间,玉米产量呈上升趋势,超过18 000 kg·hm^-2产量呈下降趋势,因此建议推广剂量为12 000 kg·hm^-2。     

有限灌溉对沙地春玉米底墒利用及籽粒产量影响的研究

在干旱环境下耕作层保水能力较差的新垦沙地进行了春玉米有限灌溉试验研究,结果表明:有限灌溉可以促使春玉米更多地利用土壤底墒,灌水最少的处理MI1底墒利用率最高,分别比MI2、MI3、对照CK高8.0％、10.4％、14.3％.4种灌水处理以灌水最多的对照CK玉米籽粒产量最高,但水分利用效率最低;灌水相对较少的处理MI2水...     

半干旱区不同秋覆膜方式对土壤水分及春玉米光合特性的影响

为了提高旱作农区降雨利用效率,并解决春旱问题,在西北半干旱地区设置了秋季地膜全覆盖(PA)和秋季沟垄集雨半膜覆盖(RH)两种覆膜方式,以裸地不覆盖(CK)为对照,对土壤水分、春玉米功能叶片的光合参数、荧光参数和籽粒产量进行了研究。结果表明:与对照(CK)相比,不同秋覆膜方式显著增加了春玉米播前0~100 cm土壤储水量,2013年春旱严重,PA和RH处理分别提高了26.15%和13.40%;2014年春季有雨雪,两种覆膜方式分别提高了10.44%和11.20%。不同秋覆膜处理的春玉米净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、气孔导度(Gs)、最大荧光(Fm)、最大光化学量子产量(Fv/Fm)、PSII的潜在活性(Fv/F_0)和光化学猝灭系数(q P)较对照有不同程度提高,且2014年增幅高于2013年。2013年PA和RH处理的籽粒产量较CK分别提高了40.98%和25.83%,水分利用效率增加了29.70%和22.87%;2014年两个处理春玉米籽粒产量分别提高了74.60%和48.64%,水分利用效率增加了64.87%和47.08%。试验表明,不同秋覆膜方式在西北半干旱地区均可提高春玉米叶片的光合性能,并显著提高春玉米籽粒产量及水分利用效率,在偏旱的年份效果尤为明显,且秋季地膜全覆盖优于秋季沟垄集雨半膜覆盖,是西北半干旱区春玉米一种高效的栽培模式。     

旱地冬小麦秸秆带状覆盖不同模式的水分效应

在黄土高原半干旱雨养条件下以露地种植为对照(CK),设置了4种玉米整秆带状覆盖方式:带状3行(MS3),带状4行(MS4),带状5行(MS5),带状6行(MS6),比较研究了不同带幅对冬小麦产量、土壤水分变化的影响。结果表明:适宜带幅(MS3、MS4)的秸秆带状覆盖能显著改善土壤水分状况并提高冬小麦产量和水分利用效率,MS3、MS4分别较CK增产69.1%、41.3%,水分利用效率提高88.1%、39.1%。MS3与MS4对土壤含水量在不同时期、不同土层均具有增墒和降墒的双重效应,但增墒效应更为突出,全生育期平均分别较CK提高土壤含水量1.00和0.35个百分点。MS3可以显著改善土壤水分在各生育时期各土层的分布情况,其在播种期~越冬期、返青期~孕穗期的供水效果,以及60cm以下土层对60 cm以上土层的水分补给效果均好于其它处理,有利于冬小麦生长、成穗,提高穗粒数,因此MS3更适合黄土高原半干旱雨养地区的冬小麦生产。     

不同耕作覆盖措施下延收对春玉米产量及籽粒品质的影响

选用5种耕作覆盖方式和7个采收时期研究延收对籽粒产量、千粒重、籽粒蛋白质、脂肪、淀粉含量及其对应的产出量的影响,为玉米获得高产优质提供依据。结果表明：适时延收可使玉米产量及主要营养成分产出量明显增加,延收15 d ,产量增幅为10．19％～15．62％,千粒重增幅为14．70％～20．39％;籽粒蛋白质含量增加0．26％～1．29％,产出量增加117～230 kg·hm－2;脂肪含量增加0．05％～0．40％,产出量增加54～78 kg·hm－2;淀粉含量虽然降低0．5％～4．9％,但产出量仍然增加340～773 kg·hm－2。黄土高原地区春玉米延收15 d具有明显的增产和提高籽粒品质产量的效果,但增幅因耕作和覆盖方式不同而存在差异。