不同地膜的降解特征及其对旱区马铃薯生长和土壤微环境的影响

为筛选适宜宁南旱区马铃薯生长且对土壤环境友好的降解地膜类型,以不覆盖为对照,研究普通塑料膜、秸秆纤维地膜、生物降解膜的降解特征及其对马铃薯生长、土壤微环境的影响。结果表明,生物降解膜和秸秆纤维膜分别在播后90和60 d进入诱导期,生物降解膜和秸秆纤维膜均在播后150 d进入碎裂期;播后150 d的地膜质量损失率以秸秆纤维地膜最高,而普通塑料膜无明显变化。播后60 d,生物降解膜和秸秆纤维膜处理土壤蓄水量分别较对照显著提高21.4%和10.3%,而普通塑料膜处理与对照差异不显著。播后90~120 d,秸秆纤维膜和生物降解膜处理平均土壤温度分别较对照显著增加1.2和0.8℃。播后150 d,与对照相比,普通塑料膜和秸秆纤维膜处理土壤速效磷、速效钾含量提升效果显著。秸秆纤维膜处理细菌数量最高,而生物降解膜处理真菌和放线菌数量最高。播后150 d马铃薯地上部和地下部干物质累积量均以生物降解膜处理最高,马铃薯株高、茎粗和增产效果均以秸秆纤维膜处理最为显著。主成分分析结果表明,土壤细菌、放线菌数量是影响地膜降解的主要因素,而播后30~60 d土壤水分和播后60~120 d膜质量损失率对马铃薯产量形成至关重要。综上,秸秆纤维地膜降解效果优于普通塑料膜,且对改善旱地土壤微环境效果显著,可实现马铃薯增产,可代替普通地膜应用于旱作马铃薯生产中。本研究结果对筛选适宜宁南旱区农业可持续发展的最佳地膜类型具有一定的现实意义。

不同轮耕模式对旱地土壤结构及入渗蓄水特性的影响

为了探索免耕与深松隔年轮耕对土壤结构及入渗蓄水性能的影响,2007-2010年在宁南旱区采用免耕/深松/免耕、深松/免耕/深松与连年翻耕3种耕作模式,对土壤体积质量、团聚体、入渗率及水分利用效率等方面的影响进行了研究。结果表明:与连年翻耕相比,免耕/深松/免耕、深松/免耕/深松处理使0～60cm各土层土壤体积质量平均降低3.5%、6.2%(P<0.05);使0～20cm土层>0.25mm机械稳定性团聚体数量平均分别增加10.3%(P<0.05)和20.3%(P<0.01),>20～40cm土层分别平均增加17.2%(P<0.05)和23.6%(P<0.01)。免耕/深松/免耕处理0～10cm和>30～40cm土层的水稳性团聚体稳定率分别比连年翻耕提高35.1%和45.8%(P<0.05),深松/免耕/深松处理>10～20cm和>20～30cm土层水稳性团聚体稳定率分别提高101.7%和61.7%(P<0.01)。不同轮耕模式显著增强了土壤的入渗性能,提高对土壤水分的有效利用及降水利用率,免耕/深松/免耕、深松/免耕/深松处理降雨入渗率较连年翻耕分别提高35.2%和15.3%(P<0.05),水分利用效率平均提高7.2%和7.7%(P<0.05),降水生产效率平均提高9.6%和10.7%(P<0.05)。

夏闲期不同耕作模式对土壤蓄水保墒效果及作物水分利用效率的影响

为了探讨夏闲期不同耕作模式对土壤蓄水保墒效果及小麦水分利用效率的影响,2007-2010年在宁南旱区采用免耕/深松/免耕、深松/免耕/深松、连年翻耕(传统耕作)3种耕作方式对土壤水分及冬小麦产量的影响进行了研究。结果表明,保护性耕作模式改善了麦田的土壤水分状况,且提高作物产量和水分利用效率效果显著。夏闲末期,相对于传统耕作,免耕/深松/免耕、深松/免耕/深松处理3a平均土壤蓄水量分别增加(P<0.05)3.92%和7.84%,降雨蓄水效率提高(P<0.05)13.64%和22.80%;小麦生育期,3a平均土壤蓄水量分别较传统耕作增加(P<0.05)7.96%和8.60%,平均生育期降水利用效率提高(P<0.05)9.59%和10.69%,平均年降水利用效率提高(P<0.05)9.52%和10.65%;3a平均产量分别较传统耕作提高(P<0.05)9.59%和10.69%,籽粒产量水分利用效率提高(P<0.05)7.17%和7.68%,生物产量水分利用效率提高(P<0.05)3.83%和4.34%。

半干旱区夏闲期不同耕作方式对土壤水分及小麦水分利用效率的影响

在宁南旱平地进行了夏闲期深松、免耕及传统翻耕（对照）对土壤水分及后作冬小麦水分利用效率影响的研究。结果表明，夏闲期深松和传统翻耕能有效地蓄雨保墒，提高旱平地冬小麦播前的土壤贮水量，深松和翻耕土壤蓄墒率极显著高于免耕处理，深松处理较翻耕高0．79％；夏闲期末深松处理0～200cm土壤贮水量（310．78mm）分别较免耕、传统翻耕高8．23mm、1．61mm。深松和免耕较传统翻耕显著改善了冬小麦苗期的土壤水分状况，对越冬期0～60cm耕层土壤水分状况的改善有利于冬小麦的越冬。苗期0～200cm土壤贮水量深松、免耕分别较传统翻耕（351．05mm）高35．9mm、28．8mm，不同的耕作处理对后作冬小麦苗期的土壤水分影响差异主要在80cm以上土层。冬小麦返青期降雨主要使0-80cm土层土壤贮水量有所增加，处理间的差异减小。夏闲期深松处理能有效地增加对降雨的蓄保能力，提高旱地冬小麦播前及整个生长阶段0～200cm的土壤贮水量。不同耕作方式的冬小麦产量以夏闲期翻耕处理最高（3475．9kg／hm^2），与深松处理（3322．0kg/hm^2）无显著差异，免耕显著低于其它2种耕作处理；水分利用效率以翻耕最高[14．12kg／（hm^2·mm）]，深松次之[13．62kg／（hm^2·mm）]，免耕处理显著低于前二者[10．64kg／（hm^2·mm）]。

轮耕对宁南旱区冬小麦花后旗叶光合性能及产量的影响

【目的】探索免耕/深松隔年轮耕模式对冬小麦花后光合性能及产量的影响。【方法】采用免耕/深松/免耕、深松/免耕/深松、传统翻耕3种耕作处理,在宁南旱区进行连续4年定位试验,2010年测定小麦花后土壤水分、旗叶面积、叶绿素相对含量、光合特性和产量的变化。【结果】与传统耕作相比(对照),小麦开花期和灌浆期免耕/深松/免耕、深松/免耕/深松处理的0—200 cm土壤贮水量平均分别增加15.24%、23.45%(P<0.05);旗叶面积和相对叶绿素含量平均分别提高12.78%、8.89%和25.20%(P<0.05)、11.19%;旗叶日均净光合速率(Pn)平均分别提高1.55和1.68μmol.m-2.s-1(P<0.05);旗叶日均蒸腾速率(Tr)平均分别提高0.44和0.58mmol.m-2.s-1(P<0.05);而小麦旗叶日均水分利用效率(WUE)差异不显著(P>0.05)。在灌浆期,两种轮耕模式均保持了较高的最大光化学效率(0.52)、PSⅡ实际光化学效率(0.40)和光合电子传递速率(92.67)。两种轮耕模式的小麦籽粒产量分别较传统耕作增加6.88%和11.98%(P<0.05)。【结论】在干旱缺水条件下,不同轮耕模式小麦花后都显示出良好的蓄水保墒能力和较高的光合特性,显著提高小麦的产量,是宁南旱区较为适宜的土壤耕作模式。

轮耕对宁南旱区土壤理化性状和旱地小麦产量的影响

为了探索免耕/深松隔年轮耕对土壤理化性状及冬小麦产量的影响,2007年至2010年在宁南旱区采用免耕/深松/免耕、深松/免耕/深松与连年翻耕3种耕作模式,对土壤容重、团聚体、养分及小麦产量等进行了研究。结果表明:与传统耕作相比,免耕/深松/免耕和深松/免耕/深松模式显著(p<0.05)降低土壤容重,改善了土壤的孔隙状况;两种轮耕模式可显著(p<0.05)增加0～40 cm各土层2～0.25 mm水稳性团聚体的含量。3种耕作方式比较,深松/免耕/深松模式最能有效增加0～40 cm土壤有机质和0～20 cm土层全氮含量;免耕/深松/免耕和深松/免耕/深松处理较传统耕作显著增加0～40 cm土层碱解氮和有效磷含量、20～40 cm土壤速效钾含量,改善了土壤的养分状况。试验期间,免耕/深松/免耕、深松/免耕/深松模式3年平均小麦籽粒产量较传统耕作显著增加,分别增产9.59%和10.69%(p<0.05),以深松/免耕/深松处理增产效果最佳。

秸秆还田配施氮肥对土壤碳氮含量与玉米生长的影响

为明确宁夏扬黄灌区秸秆还田条件下的适宜施氮量,在玉米秸秆全量还田条件下,设4种纯氮施用水平(0 kg/hm^2(N0)、150 kg/hm^2(N1)、300 kg/hm^2(N2)、450 kg/hm^2(N3)),以秸秆还田不施氮肥(N0)为对照,研究了秸秆还田配施不同纯氮水平对土壤有机碳氮含量、微生物量碳氮含量和酶活性及其对玉米生长的影响。结果表明,秸秆还田配施氮肥有利于耕层土壤有机碳和全氮含量的提高,随施氮量的增加,土壤碳氮比降低,其中以N2和N3处理对提高耕层有机碳氮含量效果最佳。秸秆还田条件下土壤微生物量碳氮比随施氮量的增加而降低,N2处理对微生物量碳含量、N3处理对微生物量氮含量的提高作用最为显著。秸秆还田配施氮肥能显著提高土壤脲酶、过氧化氧酶、碱性磷酸酶和蔗糖酶活性,以N2和N3处理的改善效果较优。秸秆还田配施氮肥对玉米前期生长影响不显著,而N2处理对中后期玉米生长具有显著促进作用。2年玉米籽粒产量以N2处理增产效果最佳,平均较N0处理提高22.0%。通过2年研究结果表明,在宁夏扬黄灌区实施秸秆还田配施氮肥措施可增加土壤有机碳氮含量,调节土壤碳氮比,促进玉米生长,进而提高玉米产量,以秸秆还田配施纯氮300 kg/hm^2效果最佳。

保水剂施用量对旱作土壤理化性质及马铃薯生长的影响

针对宁夏中部半干旱偏旱区土壤贫瘠,降水较少,土壤蒸发强烈、马铃薯低产等突出问题,采用以2种土壤保水剂为对象,研究了保水剂不同施用量对旱作土壤性状及马铃薯生长的影响。结果表明,穴施沃特保水剂90kg/hm2的耕层(0—30cm)土壤容重比不施保水剂处理显著降低5.2%。施用保水剂各处理耕层粒径>0.25mm机械稳定性团聚体数量均较不施保水剂处理(对照)有所提高,而粒径<0.1mm团聚体数量较对照明显降低;在马铃薯关键生育期(块茎形成至膨大期),与不施保水剂处理相比,施用保水剂各处理能明显提高0—100cm土层土壤贮水量,以穴施沃特保水剂处理的保水效果最佳。沃特保水剂改善了土壤结构和水分状况,加速土壤有机质的分解与矿化,促进土壤养分的转化供应,保蓄土壤的有效养分。施微生物保水剂能促进马铃薯初花期生长,进入块茎膨大期施用沃特保水剂效果显著。不同保水剂施用量植株养分含量和积累量显著提高,有利于提高肥料的利用率,且随保水剂施用量的增加,其养分利用率越高。不同保水剂施用量各处理的马铃薯产量均显著高于不施保水剂处理,其中穴施沃特保水剂90kg/hm2的增产效果最佳(44.1%),穴施沃特保水剂60kg/hm2的商品薯率最高(20.9%)。

保水剂施用量对土壤水分利用及马铃薯生长的影响

针对宁夏中部半干旱偏旱区,干旱少雨、土壤水分蒸发强烈、马铃薯低产等突出问题,采用2种土壤保水剂（沃特保水剂和微生物保水剂）,以不施用保水剂处理为对照,研究了保水剂不同施用量对旱作土壤水分、马铃薯生长、产量和水分利用效率的影响。结果表明：在马铃薯关键生育期,0-100cm土层土壤贮水量随保水剂施用量增加而增加,施用沃特保水剂60kg/hm^2和90kg/hm^2使土壤贮水量分别较对照（不施保水剂）显著提高55.1%和62.1%;施用微生物保水剂可保蓄马铃薯生育前期土壤水分含量,而施用沃特保水剂可提高马铃薯生育后期土壤水分含量;施用微生物保水剂不同量可明显促进马铃薯初花期植株的生长,进入块茎膨大期施用沃特保水剂不同量对马铃薯生长的促进作用效果显著。与对照相比,施用沃特保水剂90kg/hm^2的增产和提高作物水分利用效率效果最佳,分别较对照提高41.4%和86.5%;而施用沃特保水剂60kg/hm^2的商品薯率最高（87.5%）。穴施保水剂可有效改善马铃薯关键生育期土壤水分状况,促进作物生长发育,提高作物的产量和水分利用效率,以施用沃特保水剂60-90kg/hm^2的增产和提高作物水分利用效率效果最佳。

西北旱作农田不同耕作模式对土壤性状及小麦产量的影响

【目的】在雨养农业区,旱作区因连年翻耕而引起严重的土壤质量退化,使作物生产力下降,需定期改变其耕作方式。免耕深松隔年轮耕可以降低土壤容重,增加耕层土壤团聚体和有机碳氮的含量,增强土壤蓄水保墒能力,对改善土壤性状和提高作物产量具有重要意义。【方法】本研究于2007~2010年在宁夏南部半旱区进行了两年免耕一年深松(NT/ST/NT)、两年深松一年免耕(ST/NT/ST)、连年翻耕(CT)3种耕作模式试验,研究了其对耕层土壤容重、团聚体、土壤有机碳氮含量、土壤水分及作物产量的影响。【结果】3年耕作处理后,与连年翻耕相比,NT/ST/NT、ST/NT/ST处理0—20 cm层土壤容重分别降低了4.4%和7.3%,20—40 cm土层分别降低2.1%和5.7%,40—60 cm土层分别降低4.1%和5.5%;土壤孔隙度0—20 cm土层分别提高了4.1%和6.8%,20—40 cm土层提高了2.1%和4.3%,40—60 cm土层提高了5.5%和5.7%。0—20 cm土层,NT/ST/NT处理0.25~2 mm机械稳定性团聚体含量平均较CT处理提高了12.4%,ST/NT/ST处理>2 mm机械稳定性团聚体含量较CT处理平均提高了42.0%;20—40 cm土层,NT/ST/NT、ST/NT/ST处理>2 mm团聚体含量较CT处理平均分别提高了44.3%和50.4%。两种轮耕模式使0—40 cm土层土壤团聚体平均重量直径分别显著高于CT处理21.8%和22.5%,几何平均直径分别高于CT处理9.6%和9.5%。三个处理耕层土壤有机碳氮含量均比试验前有不同程度的增加,轮耕处理0—30 cm土层0.25~2 mm粒级有机碳含量和<0.25 mm粒级全氮含量显著高于CT,以ST/NT/ST处理效果最佳。NT/ST/NT和ST/NT/ST处理0—10 cm土层0.25~2 mm团聚体有机碳含量较CT处理分别显著提高7.9%和10.2%,10—20 cm土层分别提高19.0%和15.7%,20—30 cm土层分别提高10.6%和13.3%;0—10 cm土层<0.25 mm粒级全氮含量显著提高9.4%和10.9%,10—20 cm土层分别提高6.8%和10.2%,20—30 cm土层分别提高7.4%和9.3%。研究期间,NT/ST/NT和ST/NT/ST处理较CT处理可显著提高0—200 cm土壤贮水量,其中以ST/NT/ST处理保蓄土壤水分效果最佳。在小麦生长前期,轮耕处理土壤贮水量均高于连年翻耕,生长后期ST/NT/ST处理土壤水分含量最高,NT/ST/NT处理次之。轮耕处理的小麦生物量和籽粒产量显著高于连年翻耕,其中小麦籽粒产量分别增加9.6%和10.7%。【结论】免耕/深松轮耕可显著改善土壤的物理性状和水分环境,显著增加耕层土壤有机碳氮含量,提高作物的生产力,在宁南旱区有重要的应用前景。

保水剂对旱作马铃薯产量及水分利用效率的影响

为探究宁南地区保水剂对马铃薯关键生育期水分利用及作物产量的影响,本研究采用沃特和微生物保水剂,以不施保水剂处理为对照,研究2种保水剂不同用量(30、60、90 kg·hm^(-2))对土壤水分、马铃薯产量及水分利用效率的影响并对经济效益进行分析。结果表明,在作物主要生育期,微生物保水剂可改善马铃薯生育前期耕层土壤水分含量,促进马铃薯的生长,而沃特保水剂的施用可提高马铃薯中后期深层土壤水分含量,其作物地上部生物量显著高于不施保水剂处理。与对照相比,沃特保水剂施用90 kg·hm^(-2)时马铃薯增产效果最佳,其水分利用效率最高,分别较对照提高44.1%和75.8%,微生物保水剂60 kg·hm^(-2)次之;施用沃特保水剂60 kg·hm^(-2)的商品薯率最高(87.3%),微生物保水剂60 kg·hm^(-2)次之。结合经济效益分析发现,在宁南旱地马铃薯生产中,推荐施用沃特保水剂30~60 kg·hm^(-2)能显著提高马铃薯的经济效益。本研究为保水剂在旱作区的应用提供了理论依据。

秋耕覆盖对马铃薯生长及水分利用效率的影响

在宁南旱区,采用免耕、深松、翻耕结合秸秆、地膜等覆盖耕作措施,以翻耕不覆盖为对照,研究覆盖耕作模式下休闲期土壤的蓄水保墒效果、马铃薯生育期土壤水分的变化特征及对作物生长、产量及水分利用效率的影响.结果表明：在休闲末期,不同覆盖耕作处理下0-200 cm土层土壤蓄水量均比休闲初期明显提高.与翻耕不覆盖处理相比,免耕覆盖地膜、深松覆盖地膜和翻耕覆盖地膜处理0-200 cm土层土壤蓄水量分别比对照处理提高7.6%,9.3%和8.0%.马铃薯生育前期,覆盖地膜结合不同耕作措施下0-200 cm土层土壤蓄水量最高,生育中后期覆盖秸秆结合不同耕作处理对0-200 cm土层土壤保水效果最佳.覆盖地膜结合不同耕作处理能促进马铃薯生育前期的生长,生育中后期以覆盖秸秆结合不同耕作处理促进作用最为显著.不同覆盖耕作处理均能提高马铃薯的产量和水分利用效率,增产效果以免耕覆盖秸秆、深松覆盖秸秆和翻耕覆盖秸秆处理最为显著,分别较对照组增产51.2%,42.8%和35.3%,水分利用效率分别比对照组提高50.0%,42.3%和32.3%.可见,覆盖秸秆结合不同耕作处理的增产效果和提高水分利用效率最高.

2种保水剂对旱作土壤物理性状及马铃薯产量的影响比较

为促进宁夏干旱半干旱区马铃薯支柱产业的发展,解决马铃薯生产,特别是苗期干旱缺水等问题,以2种土壤保水剂（沃特保水剂和微生物保水剂）为对象,研究了不同保水剂施用量对旱作土壤物理性状及马铃薯产量的影响。结果表明,相对于不施保水剂处理（对照）,2种保水剂均可有效降低土壤容重,改善土壤孔隙结构,穴施沃特保水剂90 kg·hm-2的0~30 cm土层土壤容重显著降低9.0%,穴施微生物保水剂90 kg·hm-2的30~60 cm土层土壤孔隙度显著增加8.9%。施用微生物保水剂各处理使0~30 cm土层〉0.25 mm机械稳定性团聚体数量均较对照显著提高,施沃特保水剂各处理使30~60cm土层〉0.25 mm团聚体数量较对照显著提高。在马铃薯关键生育期,施用微生物保水剂可改善马铃薯生育前期0~100 cm土层土壤贮水量,而施用沃特保水剂可提高马铃薯生育中后期土壤水分状况。2种保水剂处理下,马铃薯产量均显著高于对照,其中穴施沃特保水剂60~90 kg·hm-2的增产效果最佳（41.4%）,商品薯率最高（21.1%）。该研究可为宁夏旱作区马铃薯合理施用保水剂提供参考。

不同农作区土壤轮耕模式与生态效应研究进展

适时进行不同土壤耕作措施的合理组配,形成与种植制度相适应的旱作土壤轮耕技术体系,以解决长期单一耕作措施所带来的诸多问题,在国内外已备受广泛关注。为深刻理解中国农作区土壤轮耕模式及其生态效应研究进展,就土壤轮耕的概念、轮耕模式及其土壤与作物生态效应进行了详细的阐述;在总结现有研究的基础上,归纳总结了不同农作区土壤轮耕模式的类型、作业效果及其机械选择;科学评价不同轮耕模式下土壤与作物的生态效应;指出了目前土壤轮耕技术研究中所存在的问题,并提出相应的建议。针对我国区域农作制的合理轮耕周期研究比较困难,综合国内外土壤轮耕的研究进展,提出土壤轮耕模式及技术体系今后的重点研究方向:(1)结合各区域主流种植模式,研究轮耕与轮作相结合的轮耕模式;(2)不同区域轮耕周期的确定与完善;(3)从技术上解决轮耕导致的土壤质量下降和作物减产的问题;(4)轮耕对土壤供肥与作物吸肥的影响;(5)加强轮耕模式及体系的技术评价、技术推广与配套技术的研究。

休闲期耕作覆盖对马铃薯苗期生理生态与产量的影响

为解决马铃薯苗期干旱的问题,针对宁夏南部旱作区季节性干旱特点,在2013—2015年秋作物收获后,通过设置不同耕作覆盖措施,分析休闲期土壤蓄水保墒效应和马铃薯苗期土壤水温变化特征,研究不同耕作覆盖措施对马铃薯苗期生长、生理指标及马铃薯产量的影响。结果表明,同一耕作方式下,地膜和秸秆覆盖处理对改善土壤水温状况、降低马铃薯叶片抗氧化酶活性、促进苗期生长和提高块茎产量均有显著影响,且耕作与覆盖交互作用存在显著差异。在两年休闲末期和马铃薯苗期,同一耕作方式下地膜和秸秆覆盖处理0~200 cm土层平均土壤蓄水量较不覆盖处理分别显著增加5.1%、7.3%和10.5%、9.2%。马铃薯苗期,同一耕作方式下地膜覆盖显著提高0~25 cm土层土壤温度1.9℃,而秸秆覆盖显著降低土壤温度3.4℃。与不覆盖处理相比,地膜和秸秆覆盖处理可获得较低的叶片抗氧化酶活性,能更有效增加苗期出苗率、株高和生物量积累,从而显著提高马铃薯块茎产量。在所有的处理组合中,深松结合秸秆覆盖处理具有较高的平均马铃薯产量和商品薯率,较传统耕作不覆盖处理分别显著提高40.0%和14.9%。因此,考虑宁夏南部旱作区气候和环境条件的可行性,深松结合秸秆覆盖措施有利于马铃薯抗旱保苗和块茎产量的提高,可在该地区应用推广。

免耕覆盖对宁南山区土壤物理性状及马铃薯产量的影响

宁南山区干旱频发、春旱突出,马铃薯播期土壤墒情不足、苗期干旱等问题,严重影响马铃薯的生长发育。该研究通过设置免耕条件下不同覆盖方式,以翻耕不覆盖为对照,研究不同覆盖耕作措施下土壤物理性状及马铃薯生长的影响。结果表明,与翻耕不覆盖相比,免耕覆盖可有效降低耕层土壤容重,改善土壤空隙状况,以免耕覆盖秸秆处理效果最佳。与翻耕不覆盖相比,免耕覆盖地膜和免耕覆盖秸秆处理可使0~20 cm土层〉5 mm机械稳定性团聚体含量显著增加,使〉20~40 cm土层2~5 mm机械稳定性团聚体的含量显著增加。免耕条件下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,免耕覆盖地膜对作物生长前期土壤水分保蓄效果较好,免耕覆盖秸秆对作物生长中后期土壤水分状况的改善作用最佳。免耕条件下不同覆盖方式马铃薯植株株高、茎粗及地上部生物量均显著高于翻耕不覆盖,作物生育前期以免耕覆地膜处理效果最佳,中后期以免耕覆秸秆处理效果最明显。免耕覆秸秆处理的马铃薯产量和商品薯率最高,较翻耕不覆盖增产24.14%,商品薯率较翻耕不覆盖提高15.93%。可见,免耕覆盖秸秆措施具有良好的蓄水保墒效果,对马铃薯生长有利,其增产效果显著。该研究可为马铃薯高产高效栽培提供参考。

秋耕覆盖对土壤水热肥与马铃薯生长的影响分析

为探明秋耕覆盖措施下农田土壤水热肥特性对旱作马铃薯生长及产量的影响,于2013—2016年在宁南旱区秋作物收获后,通过设置不同耕作覆盖措施,研究马铃薯生育期0~200 cm层土壤贮水量、0~25 cm耕层土壤温度和0~40 cm层土壤养分含量的动态变化,以及对马铃薯生长和产量的影响。结果表明,耕作方式、覆盖措施及二者交互作用可显著影响马铃薯播种期土壤贮水量,免耕秸秆覆盖、深松秸秆覆盖处理保水效果最佳,平均土壤贮水量较翻耕不覆盖处理分别提高14.4%和14.7%;耕作方式、覆盖措施及二者交互作用对马铃薯关键生育期土壤贮水量影响显著,深松秸秆覆盖处理改善土壤水分效果最佳,平均土壤贮水量较翻耕不覆盖处理提高20.7%。在马铃薯播种期,耕作方式、覆盖措施及二者交互作用对耕层土壤温度影响显著,但随着生育期的推进其影响程度减小;同一耕作方式下的平均耕层土壤温度,地膜覆盖处理较不覆盖处理显著提高3.6℃,而秸秆覆盖处理显著降低1.4℃。经过3年秋耕覆盖后,耕作与覆盖交互作用对0~40 cm层土壤养分各指标影响均呈极显著水平,在所有处理组合中,免耕秸秆覆盖、深松秸秆覆盖处理的土壤有机质、全氮、碱解氮、有效磷、速效钾含量较高,而翻耕不覆盖处理最低。同一耕作方式下,地膜覆盖的保温效应对马铃薯生育前期生长有促进作用,但后期高温不利于马铃薯生殖生长;秸秆覆盖在整个生育期具有稳温和降温效应,有利于马铃薯中后期生长。所有处理组合中,深松秸秆覆盖、免耕秸秆覆盖处理下马铃薯总产量和净收益较高,分别较翻耕不覆盖显著增产49.4%和38.3%,净收益分别提高129.1%和103.3%;深松地膜覆盖、深松秸秆覆盖处理对提高商品薯率效果较好,分别较翻耕不覆盖处理显著提高18.4%和16.2%。从经济与环境效益角度考虑,免耕、深松结合秸秆覆盖措施可调控农田土壤水、热及养分环境,实现马铃薯增产增效,在宁南半干旱区马铃薯生产中具有应用推广价值。

不同降雨年型下种植密度对旱作马铃薯生长、水分利用效率及产量的影响

为探索宁南半干旱偏旱区覆膜垄作马铃薯合理的种植密度,于2015和2016年设置37 500、45 000、52 500、60 000、67 500株hm^(–2) 5个种植密度,以当地传统种植密度37 500株hm^(–2)为对照,研究不同种植密度对土壤水分、马铃薯生长、水分利用效率及产量的影响。结果表明,不同种植密度可显著影响马铃薯生育前期和中期0~100 cm层土壤水分状况,以45 000和52 500株hm^(–2)处理土壤贮水量最高,均显著高于37 500和67 500株hm^(–2)处理。45 000和52 500株hm^(–2)处理较其他处理均显著提高马铃薯出苗率,促进马铃薯生育前期和中期的生长,而在马铃薯生育后期各处理间差异不显著。马铃薯产量和商品率均随种植密度的增加呈先增加后下降的变化趋势, 45 000和52 500株hm^(–2)处理两年平均降水利用效率分别较37 500株hm^(–2)处理显著提高15.3%和17.6%,作物水分利用效率分别提高11.1%和15.0%。通过两年数据拟合函数发现,在宁南半干旱偏旱区2015年平水年和2016年枯水年,旱作覆膜垄作马铃薯种植密度为51187~51 302株hm^(–2)时,其水分利用效率和块茎产量最高。

宁南旱区坡地等高条带轮种对谷子产量及光合特性的影响

研究了宁南旱区坡耕地不同条带种植对谷子的产量、水分利用效率及旗叶光合特性的影响。结果表明:带状休闲轮种能增加谷子产量,提高其水分利用效率。条带种植处理Ⅰ、Ⅱ产量分别高出对照50.74、123.33 kg/hm2,差异极显著,水分生产效率分别比对照高0.10、.79 kg.hm-2.mm-1;条带休闲轮种可显著提高谷子叶片光合速率(Pn)和瞬时水分利用效率(WUEP),灌浆期条带种植处理Ⅰ、Ⅱ的Pn分别高出对照1.320、1.794μmol.m-2.s-1,WUEP比对照分别高1.31、1.03μmol.mmol-1。休闲轮种有利于增强谷子干物质积累能力,提高其群体水分利用效率。干物质积累量处理Ⅰ、Ⅱ拔节期显著高于对照,抽穗期、灌浆期和成熟期极显著高于对照。条带种植处理Ⅰ、Ⅱ主要生育期谷子群体水分利用效率(WUED)均显著高于对照。

保水剂施用量对旱作马铃薯产量及养分吸收的影响

采用沃特和微生物2种不同保水剂,研究不同保水剂施用量(2kg/667 m2、4kg/667 m2、6kg/667m2)对马铃薯各器官干物质积累、产量及养分吸收的影响。结果表明,在马铃薯生育前期,施微生物保水剂处理植株器官氮、磷、钾质量分数均高于施沃特保水剂处理,其中施用微生物保水剂4kg/667 m2和6kg/667m2各器官氮、磷、钾质量分数最高,均显著高于不施保水剂处理。施用保水剂均可提高马铃薯产量和商品率,其中施沃特保水剂4kg/667m2对马铃薯增产和提高商品薯率效果最佳,较不施保水剂处理显著提高34.6%和15.2%。