不同垄作方式和种植密度对丹参产量与主要成分含量的影响

为探究不同栽培方式和生长时期对丹参根与地上部产量和主要活性成分含量的影响,本研究以紫花丹参为试验材料,采用小垄单行[三种密度:H1(8万株·hm^(-2))、H2(10万株·hm^(-2))、H3(13.3万株·hm^(-2))]与大垄双行[三种密度:H4(8万株·hm^(-2))、H5(10万株·hm^(-2))、H6(13.3万株·hm^(-2))]两种垄作方式,动态取样,测定并分析不同垄作方式、种植密度和生长时期的单株重、产量、主要活性成分含量及积累规律。结果表明,大垄双行丹参单株干重、产量、根的主要活性成分含量平均值均高于小垄单行。根的单株干重和产量的最佳处理分别为H5(48.09 g)、H4(5986.69 kg·hm^(-2)),均在11月19日最高;地上部单株干重和产量的最佳处理均为H4(50.34 g、6712.75 kg·hm^(-2)),均在10月14日最高。根中主要活性成分总含量(总丹参酮+总黄酮+总酚酸)在两种垄作方式下均呈“升-降-升”的变化趋势,最佳处理为H4(295.4 mg·g^(-1)),在9月7日最高;叶、茎中(总黄酮+总酚酸)总含量的最佳处理分别为H4(238.42 mg·g^(-1))、H6(122.43 mg·g^(-1)),均在10月14日最高;丹参酮ⅡA、丹参酮I、隐丹参酮和丹酚酸B四种活性成分总含量的最佳处理为H6(63.23 mg·g^(-1))。综上,大垄双行栽培方式优于小垄单行。本研究结果为丹参的合理种植及根与地上部综合开发利用提供了理论依据。

地膜覆盖对夏直播垄作花生的温度效应和产量的影响

为探究地膜覆盖对夏直播垄作花生的温度效应,以及对花生生长发育和产量的影响,以露地为对照,研究了普通白膜、降解黑膜处理下土壤温度的动态变化以及对花生主要经济性状和产量的影响,并探讨温度效应与气温的关系。结果表明,普通白膜覆盖提高了土下10 cm的日最低温度和日平均温度,降低土下10 cm的日最高温度;降解黑膜覆盖降低土下10 cm的日最低温度,增加土下10 cm的日最高温度和日平均温度。不同气温区间普通白膜处理土下10 cm最低温度均值高于土表1.8~3.2℃,降解黑膜则低0.7~2.0℃;普通白膜处理土下10 cm最高温度均值低于土表1.6~6.0℃,降解黑膜则高3.1~6.3℃。土表和土下10 cm平均温度均值随气温升高而增加,不同气温区间对土表和土下10 cm平均温度均值的影响不同,普通白膜和降解黑膜间也有差异。地膜覆盖的增温效应促进了植株的生长发育,整体上有利于单株叶面积和植株干质量的增加,但生长后期有早衰现象。地膜覆盖对花生主要经济性状的影响不显著,普通白膜、降解黑膜和露地种植的花生产量分别为4286、4247和4028 kg/hm^(2),差异不显著。此外,地膜覆盖对花生根瘤数量也有影响。本研究对夏直播垄作花生高产栽培及地膜覆盖技术的应用具有指导意义。

不同带宽与行距配置对垄作冬小麦农艺性状、品质及水分利用的影响

为筛选出适宜强筋冬小麦高效的垄作栽培模式,在大田试验条件下,研究常规条播(TCK)、垄作2条带宽幅播种(T2)、垄作常规条播的3条带(T3)及垄作常规条播4条带(T4)不同结构配置处理方式对冬小麦群体分蘖、茎秆特性、光合特性、品质和水分利用效率等方面的影响。结果表明:在冬小麦整个生育时期T4处理下的分蘖数量显著低于其他处理,成熟期时T2处理的冬小麦群体数量显著高于其他处理。4种处理下的叶面积指数随着生育进程的推进呈先升高后降低的单峰曲线波动,在孕穗期出现峰值。在花后7,14,21d,以及TCK处理下的光合作用参数显著低于T2、T3处理,但显著高于T4处理。垄作栽培有助于降低冬小麦株高、重心高度、节间长度,均显著低于TCK处理。随着垄台上冬小麦行距的减少,冬小麦的株高、重心高度、节间长度逐渐升高,三者均表现为T2<T3<T4。T2与TCK、T3、T4处理相比较,其籽粒产量分别提高3.0%、1.5%和14.0%,水分利用效率分别提4.2%、0.6%和10.1%。综上所述,T2是有利于强筋小麦稳产保质节水抗倒的较优栽培方式。

垄作和覆膜下盐碱地水盐运移和大豆产量的变化

选择河北省黄骅市中度盐碱土区布置夏播大豆[Glycine max(L.)Merr.]田间试验,共设平播(对照)、平播覆膜、垄作及垄作覆膜4个处理,研究垄作和覆膜对土壤水盐运移和大豆产量的影响。结果表明,与传统平播方式相比,平播覆膜处理对土壤水盐运移和大豆产量的影响不显著;垄作处理能显著改变土壤水盐分布,特别是大豆生长中后期降雨量开始减少后,垄作定植沟会产生叠加集雨效果,显著提高大豆生长中期0~20 cm和20~40 cm土壤含水量,减缓作物生长后期向表层返盐进程,有效降低土壤表层盐分含量,对保障大豆植株生长和产量均有一定的促进效果,可增产27.2%;垄作覆膜处理效果与垄作处理类似,覆膜措施影响不显著。垄作技术可以作为滨海盐碱地夏播大豆种植的农耕措施。

垄作灌溉和减施氮肥对稻田CH_(4)排放、土壤有机酸含量和酶编码基因表达量的影响

【目的】研究不同垄面宽度的垄作灌溉和不同时期减施氮肥对稻田甲烷(CH4)排放、土壤有机酸含量以及CH4形成和转化相关酶编码基因(产CH4古菌中甲基辅酶M还原酶编码基因mcrA和CH4氧化菌中CH4单加氧酶编码基因sMMO)表达量的影响,揭示土壤有机酸以及mcrA和sMMO表达量对稻田CH4通量的影响。【方法】开展3种灌溉模式(淹水灌溉,垄宽分别为80、100 cm的垄作灌溉)和3种施氮处理(常规施氮:135 kg·hm^(−2),其中苗肥47.25 kg·hm^(−2)、分蘖肥54.00 kg·hm^(−2)和穗肥33.75 kg·hm^(−2);返青期减氮:110 kg·hm^(−2),其中苗肥22.25 kg·hm^(−2)、分蘖肥54.00 kg·hm^(−2)和穗肥33.75 kg·hm^(−2);孕穗期减氮:110 kg·hm^(−2),其中苗肥47.25 kg hm^(−2)、分蘖肥54.00 kg hm^(−2)和穗肥8.75 kg hm^(−2))的田间试验,测定生育期内稻田CH4通量、土壤有机酸含量以及mcrA和sMMO表达量,分析稻田CH4通量、土壤有机酸含量以及mcrA和sMMO表达量之间的相互关系。【结果】相同施氮处理下,垄作灌溉稻田CH4排放量较淹水灌溉显著降低,相同灌水模式下,返青期减氮稻田CH4排放量较常规施氮显著降低。垄宽为80 cm的垄作灌溉+常规施氮处理在施肥后10 d土壤总有机酸含量较施肥前高71.7%,淹水灌溉和常规施氮处理高28.8%。返青期减氮下,垄宽为80 cm的垄作灌溉土壤mcrA表达量整体低于淹水灌溉,sMMO表达量除移栽后25 d外均高于淹水灌溉。稻田CH4通量与土壤mcrA表达量和总有机酸含量显著相关(P<0.01),相关系数分别为0.644和−0.348,土壤总有机酸含量与mcrA、sMMO表达量显著相关(P<0.05),相关系数分别为−0.240和0.197。【结论】垄宽80 cm垄作灌溉+返青期减氮处理降低了稻田CH4通量,土壤总有机酸含量和mcrA表达量显著影响稻田CH4通量,sMMO表达量可能间接影响稻田CH4通量。

横坡垄作措施下层状棕壤的积水入渗特征及其模拟

横坡垄作系统中雨水/灌溉水易在垄沟低洼处积聚,诱发积水入渗,使入渗特性有别于传统耕作系统。基于横坡垄作垄沟内积水特征,采用室内土柱供水实验,以层状棕壤为研究对象,分析5个积水深度(2、4、6、8和12 cm)下入渗率、湿润锋运移动态变化,并利用修正的Gree n-Ampt模型对积水入渗过程进行模拟。结果表明:1)耕层阶段,入渗率呈急剧下降后趋于稳定趋势;过渡阶段,入渗率稳定一定时段后逐渐降低;犁底层阶段,入渗率趋于稳定;2)积水深度的增加均促进湿润锋的运移,但未改变湿润锋运移过程;3)初始入渗率、稳定入渗率、平均入渗率、累积入渗量等入渗参数均随积水深度增加呈幂函数增大,其中积水深度12、8、6和4 cm下的平均入渗率较积水深度2 cm分别增加120.5%、65.4%、39.4%和29.9%;4)在解析积水深度(h)与饱和导水率(K_(s)(h))间呈线性正相关关系基础上(K_(s)(h)=0.092h+0.76),结合湿润锋处土壤吸力(25.61 cm),构建模拟积水入渗过程的修正Green-Ampt模型。积水深度的增加加快土壤水分入渗,可利用修正Green-Ampt模型对积水入渗过程进行模拟。研究结果可为横坡垄作措施下水分高效利用、水资源调控提供科学依据。

覆膜垄作对旱地雨养马铃薯田N2O排放的影响

旱地雨养马铃薯(Solanum tuberosum)田是一个重要的氧化亚氮(N_(2)O)排放源,是当前农业温室气体排放的研究热点之一。在马铃薯主粮化战略的推动下,马铃薯种植面积不断扩大,覆膜和垄作栽培是其中两种重要的种植方式,但其栽培下的马铃薯田N_(2)O排放规律尚不十分明确。选择内蒙古自治区武川县自然降水条件下的马铃薯田为试验对象,设置平作覆膜、垄作覆膜、平作不覆膜和垄作不覆膜4种处理,采用静态箱(暗箱)-气相色谱法监测N_(2)O的排放通量并分析其排放特征,运用实时荧光定量PCR技术(Real-time quantitative PCR,q-PCR)检测不同时期与N_(2)O排放相关的硝化菌和反硝化菌丰度,并测定相关的土壤要素,进而探究在覆膜和垄作条件下,影响雨养马铃薯田N_(2)O排放特性和规律的微生物机理。结果表明,雨养马铃薯田是N_(2)O排放源,其全生育期内平均N_(2)O累积排放量为N(0.47±0.08)kg·hm^(-2)。N_(2)O排放通量与土壤温度、水分含量之间具有显著的正相关关系(P<0.05)。在整个马铃薯生育期,氨氧化古菌(Ammonia-oxidizing Archaea,AOA)基本起到了控制N_(2)O排放的作用(P<0.05),而不是氨氧化细菌和反硝化菌。覆膜和垄作都可以直接或间接改变土壤物理性质使根际生态微环境发生变化,进而影响硝化菌和反硝化菌的活性,最终使N_(2)O排放发生变化。其中,覆膜垄作处理的N_(2)O累积排放量及排放强度最高,且垄作不覆膜处理的排放最少(P<0.05),累积量达到了0.401-0.515 kg·hm^(-2)。因此,从减排和不减产的角度来看,采用垄作不覆膜的种植方式效果最显著,旨在为旱地农业生产的可持续发展提供理论依据。

横坡垄作对坡耕地产流产沙及氮磷养分流失过程影响研究

横坡垄作是一种常见的水土保持耕作措施,它通过增大坡面拦蓄和入渗能力,进而影响坡面土壤侵蚀过程。为揭示黄土坡耕地养分流失特征,通过人工模拟降水试验,利用投影面积为4.5 m×1.5 m的径流小区,设计降雨强度(90 mm·h-1)、5个地表坡度(3°、5°、10°、15°、20°)以及横坡垄作和平整坡面两种坡面处理,探究横坡垄作对不同坡度坡耕地产流产沙特性及其携带的氮磷养分流失情况。结果表明:(1)坡面坡度小于20°时,横坡垄作能明显降低降雨过程中坡面的产流产沙量,产流量和产沙量最大分别可降低95%和99%;而当坡度增大至20°时,横坡垄作坡面发生断垄,横坡垄作对径流和泥沙的控制效应随之减弱,产流和产沙量会接近或大于平整坡面。(2)横坡垄作对养分流失浓度的影响较小,但对养分流失量具有明显影响。坡面坡度小于20°时,横坡垄作具有较好的控制坡面养分流失量的效果;当坡度增大至20°时,横坡垄作控制养分流失的作用减弱。径流中全氮的流失量始终大于全磷的流失量;除横坡垄作10°坡面外,泥沙中全磷的流失量均大于全氮的流失量。(3)坡面养分流失量主要由坡面径流量和泥沙量决定。径流养分流失率和产流速率、泥沙养分流失率和产沙速率满足线性正相关关系。横坡垄作对径流和泥沙中养分减少效益分别可以达到45%~100%、59%~100%。整体而言,横坡垄作是控制坡面土壤侵蚀及减少养分流失的一种有效方法。

覆膜种植措施对垄作农地土壤优先流空间异质性的影响

为进一步针对垄作田间农业生产制定高效的需水用肥策略提供科学支撑,将野外染色示踪试验和室内土柱水分入渗实验相结合,利用图像形态学解析、模拟入渗分析、熵权分析和灰色系统理论分析等方法,对垄作覆膜和垄作(对照)种植措施下的农地土壤优先流空间异质性特征进行分析,阐明覆膜种植措施下的垄作农地土壤优先流空间分布及其运动变化规律,揭示覆膜种植措施影响下的优先流与垄作田间土壤水分运动过程的作用关系。结果表明:在相同外部供水条件下,垄作覆膜种植农地的水分集中分布在0~10 cm土壤表层,随着土壤深度的增加分布范围逐渐缩小,其土壤染色复杂程度随着土壤深度的增加先增大后减少。而垄作种植农地在10~30 cm土壤深度范围内的水分分布出现显著的指状优先流分化现象。同时,垄作覆膜农地土壤达到饱和状态的时间是垄作农地的1.36倍,其单位时间内的平均土柱水流出流量(质量流率为0.20 g/s)显著(P<0.05)小于垄作农地(质量流率为0.35 g/s),土壤优先流程度相较更高,土壤属性中饱和导水率对优先流程度影响最大。垄作覆膜种植措施相较垄作在一定程度上能够进一步降低农地土壤空间内优先流的发生及其分布,减少水分向土壤深层渗漏,起到一定程度的蓄水保墒作用。

油菜“宽垄间距-垄作垄收”机械化生产试验研究

为研究“普通平作”模式与“宽垄间距-垄作垄收”模式对油菜主要农艺性状及产量性状的影响,为探究油菜机械化生产的最佳种植模式提供技术参考,以重庆市农业科学院水稻研究所提供的庆油3号为材料,测定“普通平作”与“宽垄间距-垄作垄收”两种种植模式下油菜机械化生产的主要农艺性状及产量性状,并比较两种种植模式的经济效益。结果表明:“普通平作”模式虽然单位面积有效株数多于“宽垄间距-垄作垄收”模式,但“宽垄间距-垄作垄收”模式种植的油菜产量性状更优,损失量和损失率更低,经济效益更高,更适合机械化收获。两种种植模式的主要农艺性状差别不大,但单位面积产量与经济效益存在明显差异,选择适宜的农机农艺融合模式进行机械化生产可获得高产高效。

秸秆带状覆盖垄作种植对马铃薯耗水特性及产量的影响

【目的】研究秸秆带状覆盖垄作种植对马铃薯不同生育时期的耗水特性及产量的影响,筛选适合西北半干旱雨养农业区马铃薯的高产覆盖栽培模式。【方法】设5个处理,分别为高垄秸秆带状覆盖(SHH)、低垄秸秆带状覆盖(SLH)、平作秸秆带状覆盖(PH)、地膜覆盖(HM),以传统露地平作为对照(CK)。【结果】覆盖能显著改善土壤水分状况。秸秆带状覆盖垄作种植能提高马铃薯生育后期0~180 cm土层土壤贮水量,平均较CK提高9.1%,SHH、SLH分别较CK提高11.7%、10.3%,降低苗期-块茎形成期阶段耗水量、日耗水强度和耗水模系数,平均较CK分别降低5.89%、5.95%和5.29%,增加中后期块茎形成期-淀粉积累期阶段耗水量、日耗水强度、耗水模系数,平均较CK分别增加2.93%、2.92%和3.73%。秸秆带状覆盖垄作薯块产量、水分利用效率(WUE)、大薯率、商品薯率较CK分别提高40.03%、41.15%、53.22%、23.77%(P<0.05),且薯块产量、WUE均表现为SHH>SLH>PH。马铃薯薯块产量与耗水量、耗水强度、耗水模系数相关性除播种-苗期、苗期-块茎形成期显著负相关关系外,其他时期均呈显著或极显著正相关关系。【结论】秸秆带状覆盖高垄(SHH)处理能够改善土壤水环境,调整马铃薯耗水结构,平衡马铃薯关键生长期供需水矛盾,从而达到增产提效目的,可作为西北雨养农业区马铃薯高产栽培的推荐模式。

垄作免耕播种机关键部件与整机设计

【目的】提高农机具的性能水平及农业生产效率,推进农业现代化进程。【方法】以垄作免耕播种机为研究对象,通过分析垄作免耕播种机设计需求,介绍垄作免耕播种机关键部件设计要求,进而进行垄作免耕播种机整机设计。本次设计的垄作免耕播种机,综合考虑其在耕作时的功能需求、性能需求以及购买和维护时的经济需求,对其圆盘刀、施肥铲、开沟器、镇压器等关键部件进行分析,并在此基础之上完成整机受力分析和结构、参数等设计。【结果】仿真结果表明,该机具作业效果较好,性能优良,能够满足耕作需求,值得推广使用。

垄作与垄向区田技术对黑土区坡耕地土壤侵蚀影响的研究进展

东北黑土区在中国粮食安全与可持续发展中占据重要地位,但过度开发利用导致该区土壤侵蚀问题严峻。耕作方式的差异直接影响黑土区坡耕地土壤侵蚀特征,相关研究的开展对于准确评价水土保持措施的适宜性具有重要意义。该研究通过系统梳理文献资料,总结了垄向、垄规格以及垄向区田技术的内涵及应用条件,分别综述了其对黑土区坡耕地土壤侵蚀的影响;指出了目前研究中还存在垄作与垄向区田技术对坡耕地土壤侵蚀影响的机理研究不深、垄向与垄规格之间的耦合关系分析不细、垄向区田垄沟土埂优化设计不足、土壤侵蚀综合影响因素探索不全等方面主要问题;明确了未来研究中应加强量化垄向、垄规格、垄向区田技术与其他水土保持措施相结合对黑土区坡耕地土壤侵蚀影响的过程与机理,为筛选适宜的水土保持耕作措施提供科学依据。

基于北斗导航的垄作智能农机作业平台研发

针对目前垄作设施农业人工作业方式效率低下、现有机械通用性差、功能单一、智能化程度低、精度低、人工操作失误造成损失、市场反响较差等问题。结合机械设计、无线通信、北斗导航与机器视觉技术理论,提出了基于可变式底盘的机械结构设计,基于UWB 优化北斗导航的温室作业平台定位技术,基于物联网的温室作业平台无线通信技术及智能农机化管理等关键技术方案,形成一套适用于垄作设施大棚的多功能电动无人驾驶作业平台,为垄作设施农业设备的广泛应用奠定了技术基础。

信息化背景下小麦机械化垄作条播现状及对策

小麦是我国重要的粮食作物,也是基层农户重要的经济收入来源。传统的小麦种植模式对人力的依赖程度较高,在农村人口减少的背景下对小麦的生产产生了不利的影响。在信息化技术的背景下,将机械化垄作条播技术应用于小麦生产中,不仅有效地降低了小麦生产对人力的依赖,而且提高了种植的科学性,减少了人为因素的影响,保障了小麦的生产质量。

盐碱地条件下饲草燕麦垄作沟播技术的效果评估

本研究旨在评估盐碱地条件下饲草燕麦垄作沟播技术的效果。通过在不同盐碱度的土壤中应用垄作沟播技术,比较了饲草燕麦的生长情况、产量和品质,以及土壤的改良效果。实验结果表明,在盐碱地条件下,垄作沟播技术显著提高了饲草燕麦的生长速率和产量,同时改善了土壤结构和营养状况。此外,通过数据分析,本研究还探讨了垄作沟播技术对盐碱土壤改良的机理。本研究的发现为盐碱地区的饲草燕麦种植提供了有效的耕作方法,对于提高盐碱地区的农业生产力具有重要意义。

东北黑土区坡耕地斜坡垄作与顺坡垄作土壤侵蚀对比分析

斜坡垄作是东北黑土区最普遍的垄作方式之一,但当前关于斜坡垄作对坡耕地土壤侵蚀的影响鲜见报道。为此,基于室内模拟试验,设计2个降雨强度(50,100 mm/h)和2种垄作方式(斜坡垄作和顺坡垄作),分析东北黑土区坡耕地斜坡垄作与顺坡垄作坡面土壤侵蚀的差异。结果表明:(1)在50,100 mm/h降雨强度下,斜坡垄作断垄前坡面侵蚀速率分别是顺坡垄作的0.46%和0.35%;但在45 min的降雨过程中,由于斜坡垄作发生断垄现象,造成50,100 mm/h降雨强度下斜坡垄作坡面侵蚀速率分别是顺坡垄作的1.24,1.03倍。(2)斜坡垄作径流强度和侵蚀速率随降雨历时的变化均从断垄开始发生突变。在50,100 mm/h降雨强度下,随着降雨历时的变化,斜坡垄作断垄前的径流强度和侵蚀速率值均低于顺坡垄作,其平均径流强度分别为顺坡垄作的8.42%和3.75%;平均侵蚀速率分别为顺坡垄作的0.46%和0.35%;但斜坡垄作断垄后坡面径流和侵蚀速率明显增大,其平均径流强度分别为顺坡垄作的1.33,1.47倍,平均侵蚀速率分别是顺坡垄作的2.03,1.62倍。(3)在50,100 mm/h降雨强度下,斜坡垄作断垄前坡面径流量和侵蚀量存在极显著的线性关系(P<0.01),而断垄后两者的相关关系则不显著(P>0.05);而顺坡垄作在2种降雨强度下坡面径流量和侵蚀量存在极显著的线性关系。(4)在2种降雨强度下斜坡垄作坡面90%以上的径流泥沙均来自断垄后。因此,提高垄丘稳定性和防止断垄现象发生,是减少斜坡垄作坡面土壤侵蚀的关键所在。

垄作栽培对高产田夏玉米光合特性及产量的影响

试验于2006—2007年在河南省浚县农业科学研究所试验田进行,以传统平作为对照,研究了垄作栽培对夏玉米光合特性和产量的影响。结果表明,垄作提高了夏玉米光合速率Pn、叶片蒸腾速率Tr和气孔导度Gs,且其日变化均呈单峰曲线,12:00达到最大值,而细胞间隙二氧化碳浓度Ci有所降低,其日变化与Pn相反,呈倒抛物线型。垄作栽培夏玉米的最大光化学效率Fv/Fm和实际光化学效率ФPSⅡ均有所增加。与平作相比,垄作后期叶面积衰减较慢,籽粒蜡熟期和成熟期垄作比平作叶面积指数分别高6.4%和3.7%,减少了漏光损失,垄作栽培延长了叶片功能期,促进光合产物的积累及向籽粒的转移,有利于后期玉米籽粒充实,千粒重显著高于平作,产量提高9.6%。

垄作栽培对小麦植株形态和产量性状的影响

与传统平作相比,垄作栽培使小麦植株的基部节间缩短,株高显著降低;旗叶和倒2叶叶面积变小,而倒5叶叶面积变大,有利于构建“松塔型”理想株型;株型构成指数改善,有利于优化叶片的空间分布;冠层绿叶干重明显增加;穗粒数增加、千粒重提高,显著增产。