减穴增株在半干旱区全膜双垄沟播玉米上的应用研究

为进一步优化全膜双垄沟播玉米生产技术,2020—2022年在甘肃省中部半干旱雨养农业区研究了玉米减穴增株高产高效栽培技术。试验采用全膜双垄沟播技术,设每穴留苗1株(对照)、留苗2株、留苗3株、留苗4株4个处理,观察各处理下玉米经济性状、生育期和产量。结果表明,在密度相同的情况下,全膜双垄沟播玉米每穴留苗3株、4株主要性状明显优于每穴留苗1株。每穴苗4株玉米折合产量为7 723.48 kg/hm^(2),较每穴留苗1株增产723.48 kg/hm^(2),增产率10.34%;每穴留苗3株为7 549.24 kg/hm^(2),较每穴留苗1株增产549.24kg/hm^(2),增产率7.85%,增产效果明显。该种植模式适宜在海拔2 000 m以下、年降水量350~500 mm的半干旱雨养农业区应用。

玉米全膜双垄沟直插式精量穴播机设计与试验

为适应我国西北地区旱地玉米全膜双垄沟播作业需求,解决传统膜上播种机具作业存在挑膜、撕膜、种穴与幼苗错位等问题,设计了一种玉米全膜双垄沟直插式精量穴播机。该机采用凸轮-曲柄滑块机构、运动放大机构实现了成穴器的投种控制与定点强制开启。仿真分析与田间验证试验表明,直插式精量穴播机在覆膜垄沟播种作业时,成穴器位于播种段与出土段的水平分速为零,播种株距可在一定范围内调节,穴孔布置、成穴器运动轨迹均合理,满足玉米全膜双垄沟播作业的农艺技术要求。

全膜双垄沟播改善干旱冷凉区盐渍土水盐状况提高玉米产量

为探明全膜双垄沟播技术在内陆干旱冷凉地区盐渍土的水盐调控机制,在山西省大同市,采用大田试验的方法,以半膜覆盖垄播（LB）、半膜平铺穴播（CK）为对照,研究全膜双垄沟播（QM）技术对盐渍土水盐时空动态变化及其对玉米生长发育的影响。结果表明：在苗期QM处理0～30 cm土壤含水率比LB和CK高3.6%和2.9%,在大喇叭口期比LB和CK高27.8%和7.0%,能大幅优化耕层土壤水盐环境,提高玉米的出苗率和成苗率;QM处理各层土壤含盐量均显著降低（P〈0.05）,在大喇叭口期比LB和CK低28.3%、36.3%,在收获前期比LB和CK低31.2%、30.5%;对比1 m土体脱盐率,QM处理脱盐作用最强,比LB和CK高16.9%、30.7%,能大幅降低耕层土壤含盐量;QM处理比LB、CK玉米提早成熟4 d,增产69.7%和125.3%。总之,采用QM处理可以优化土壤耕层水盐分布,提高出苗率,缩短玉米生育进程,大幅提高产量。研究可为内陆干旱冷凉地区盐碱地的高效利用提供最佳的技术模式。

全膜双垄沟播起垄施肥铺膜机的研制

针对全膜双垄沟播种植的农艺要求,研制了一种起垄施肥铺膜机,可完成起垄、施肥、喷药、铺膜和覆土压膜联合作业。用旋耕方式整地起垄,覆土装置实现地膜纵向两边均匀覆土和地膜横向间隔覆土。采用旋耕前喷药和铺膜前施肥的作业方式,保证药效和肥效最大限度地发挥作用。试验表明,垄面光滑,无明显缺陷且覆土后的地膜无机械破膜现象。膜横向覆土距离的平均值为102 cm,纵向覆土厚度和宽度的平均值为5.1 cm和11.4 cm,大垄的垄宽和垄高的平均值分别为69.3 cm和14.9 cm,小垄的垄宽和垄高的平均值为40.5 cm和15.2 cm,满足全膜双垄沟播种植农艺要求。覆土的厚度、宽度的变异系数分别为4.83%和7.52%,大垄宽度、高度的变异系数为1.22%和2.14%,小垄宽度、高度的变异系数为2.26%和1.58%,符合设计要求。

旱地全膜覆盖双垄沟播种植模式对土壤纤维素分解菌数量与纤维素酶活性的影响

研究了常规覆膜种植(M1)、全膜覆盖双垄沟播"一膜用二年"种植(M2)、全膜覆盖双垄沟播"一膜用一年"种植(M3)3种覆膜种植模式对土壤纤维素分解菌和纤维素酶活性的影响.结果表明,与M1相比,M2、M3土壤纤维素分解菌数量分别提高了22.96%、10.76%,纤维素酶活性分别提高了43.35%、21.14%;随深度的加深,土壤纤维素分解菌数量和纤维素分解酶活性均呈现降低的变化趋势.

甘肃省旱地农业技术创新与实践

甘肃省地理跨度大,气候类型多种多样,旱地农业类型齐全,在长期的生产实践和科研活动中,把有效的传统抗旱办法与农田微集雨保墒工程、旱农耕作栽培技术、农业机械有机结合,创造了很多有区域特色的旱地农业技术。本文对甘肃省传统的砂田种植技术和旱地地膜小麦穴播技术、集雨农业技术体系进行简单回顾,对现阶段正在应用的主体创新旱农技术——全膜双垄沟播玉米、膜上覆土小麦种植技术体系的基本特点、抗旱增产机理及应用情况进行较详细的介绍。

半干旱地区玉米种植模式与土壤肥力响应分析

为了探讨可持续的旱作农业生产模式,进行了旱作玉米种植试验,分析了采用全膜覆盖双垄沟播、无膜覆盖双垄沟播、全膜覆盖与黑豆间作双垄沟播、生态有机无膜覆盖双垄沟播(对照)4种种植模式的玉米产量及农艺性状表现,评估种植前后的土壤肥力变化。种植模式结果表明:全膜覆盖双垄沟播使玉米的生育节点提前,明显缩短了玉米的生育期;全膜覆盖双垄沟播模式玉米产量显著高于其他种植模式,各种植模式下玉米产量由高到低的顺序:全膜覆盖双垄沟播>生态有机无膜覆盖双垄沟播>无膜覆盖双垄沟播>全膜覆盖双垄间作;全膜覆盖双垄沟播玉米植株整体性状优于无膜覆盖双垄沟播,植株穗行数和行粒数在2种种植模式下差异达到显著水平。春季和秋季土壤肥力测定结果表明:土壤碱解氮含量差异显著,秋季低于春季本底水平;在4个处理间,全膜覆盖双垄沟播、无膜覆盖双垄沟播、生态有机无膜覆盖双垄沟播以及全膜覆盖与黑豆间作双垄沟播的春季和秋季土壤速效磷以及全磷含量差异显著,但秋季全磷含量高于春季水平,而秋季速效磷含量低于春季水平;在4个处理间,全膜覆盖双垄沟播、无膜覆盖双垄沟播、生态有机无膜覆盖双垄沟播以及全膜覆盖双垄间作的春季和秋季土壤速效钾含量差异显著,秋季低于春季本底水平。

双垄全膜覆盖沟播栽培条件下高海拔1800m玉米品种比较试验

在宁夏彭阳县王洼镇杨寨村双垄全膜覆盖沟播栽培条件下,对中单5485、登海1号、长城799、五谷704、先玉335、长城706(CK)6个玉米品种进行了品种比较试验,结果表明:先玉355产量位居第一,五谷704产量位居第二,都具有籽粒紧密、穗粒数多、丰产性好、产量突出的优点,适宜在宁夏南部山区旱塬地秋季双垄全膜覆盖沟播栽培条件下推广种植。

全膜双垄沟播玉米间作大豆效益及技术研究

通过1年小区试验、3年大区对比展示和3年大田产量效益对比研究,探索出宁南山区干旱半干旱立地条件下全膜双垄沟播玉米间作大豆技术模式,增产增收效果显著,便于操作管理,使以全膜双垄沟播为核心的旱作节水新技术体系更为完善,具有很好的推广应用前景。

全膜双垄覆盖沟播栽培条件下向日葵品种比较

在宁夏彭阳县城阳乡涝池村对矮大头(CK)、SH815、F2008、3135、X9696、R113146向日葵品种进行了双垄全膜覆盖沟播栽培品种比较试验,结果表明:F2008盘径适中、空秕率低、籽粒大、产量高达3 541.7 kg/hm2,适宜在彭阳县大面积推广。

全膜双垄覆盖沟穴播条件下谷子品种筛选

在宁夏固原市原州区官厅镇进行了全膜双垄覆盖沟穴播条件下谷子品种筛选试验,筛选出了适宜宁南山区种植的谷子品种——张杂谷3号、陇谷11号、晋谷29号。其产量分别为4 014.0、4 330.5、4 569.0 kg/hm2,较对照陇谷3号分别增产10.57%、19.28%、25.89%,以张杂谷3号表现最好。

双垄沟播喷灌垄沟膜孔界面水分分布特征

[目的]分析河西内陆干旱区甘肃省民勤县双垄沟播喷灌条件下水量在垄-沟-膜孔界面汇流入渗特征,探索农业节水与耕作技术耦合的水量传输与利用关系研究的关键科学问题,为发展高效农业节水技术提供理论依据。[方法]通过田间试验设置24 mm(G_(1)),30 mm(G_(2)),36 mm(G_(3)),42 mm(G_(4))4个喷灌灌水定额处理,并通过HYDRUS-2D模型模拟了双垄沟播喷灌垄沟膜孔不同位置土壤水分的差异性和土壤水分二维分布特征。[结果]基于HYDRUS-2D构建的双垄沟播喷灌垄沟膜孔土壤水分模型精度较高,平均相对误差为6.46%~9.08%,决定系数为0.85~0.95。土壤水分分布特征表现为灌水后1 d土壤饱和湿润区主要集中在0-30 cm土层,并且24 mm(G_(1))处理的饱和区面积最小,存在水分亏缺现象。在0-20 cm土层,30 mm(G_(2)),36 mm(G_(3)),42 mm(G_(4))处理的饱和区面积呈现随灌水量的增加而增加的规律。而在50 cm土层以下,不同处理含水率并无显著差异。[结论]在河西内陆干旱地区喷灌农田,灌水主要对土壤上层产生影响;HYDRUS模型模拟效果较令人满意,参数较为可靠,在双垄沟播喷灌技术灌溉制度制定时可以参考。

谷子全膜双垄沟穴播技术效应研究(原州试点)

在宁夏固原市原州区官厅镇进行了旱地谷子全膜双垄覆盖沟穴播技术效应研究,结果表明:在降雨量400 mm的半干旱区,采用全膜双垄覆盖沟穴播技术种植谷子有效地提高了土壤蓄水保墒能力和地积温,促进了谷子增产增收。7种覆膜种植方式中,秋季全膜、早春全膜、全膜覆土穴播增产效果显著,籽粒平均产量超过3 900.0 kg/hm2,生物产量超过5 625.0kg/hm2,水分利用率达到60%以上,水分生产效率达到15 kg/(mm·hm2)。

玉米双垄全膜覆盖沟播密度试验

在宁夏固原市郊大堡试验场进行了玉米双垄全膜覆盖沟播密度试验,结果表明,采用全膜双垄沟播技术,种植密度以75 000株/hm2为宜,最佳产量达11 955 kg/hm2,比常规种植密度60 000株/hm2增产16.2%。

全膜双垄覆盖沟穴播条件下谷子品种比较试验

在宁夏彭旭县城阳乡涝池村对张杂3号、大同29号、晋谷10号、陇谷11号、张杂谷5号、陇谷6号(CK)等7个谷子品种进行了全膜双垄覆盖沟穴播品种比较试验,结果表明:张杂谷5号、张杂谷3号和大同32号3个谷子品种属中晚熟品种,生育期适中,丰产性能好,增产幅度大,可作为宁夏南部半干旱地区主推品种大面积推广应用。

全膜双垄沟旋耕起垄覆膜机的设计和试验研究

针对全膜双垄沟玉米种植起垄前机械翻耕功率消耗大,玉米割茬难以清除影响覆膜等问题,设计了1种可一次完成局部旋耕整地、起垄埋茬、施肥、喷药和覆膜的联合作业机.该作业机实际旋耕面积仅占作业面积的45.4%,减少了旋耕时的功率消耗;作业机起垄时可将玉米残茬埋在新垄下,并将肥料通过施肥装置均匀撒到沟底之后进行喷药覆膜,充分发挥了肥效和药效.田间试验结果表明,经本机起垄后垄面光滑、无明显缺陷,且覆土后无机械破膜现象;大垄的垄宽和垄高平均值分别为70.05cm和14.98cm;小垄的垄宽和垄高平均值为39.86cm和19.92cm;纵向覆土厚度和宽度平均值为2.50cm和10.03cm,符合设计要求和全膜双垄沟玉米种植农艺要求.

水肥调控对全膜双垄沟播糯玉米产量及水分利用率的影响

在山西省晋中盆地,通过田间试验,研究在全膜双垄沟播条件下,不同施肥方式与灌水处理对糯玉米产量及水分利用率的影响,以探讨糯玉米高产、水分高效利用的最佳栽培模式。试验设置3种施肥方式与2种控制灌水,随机区组设计,研究不同灌水与施肥处理对糯玉米产量及水分利用率的影响。试验结果表明:①在全膜双垄沟播种植条件下,F2处理与F0处理均较F1可提供较好的土壤水分环境;②糯玉米的鲜穗产量随耗水量的增加表现出迅速增加-缓慢增加-负增加的变化;③F2I1处理的土壤水分利用率与灌溉水利用率均为最高,是全膜双垄沟播种植条件下,糯玉米高产及水分高效利用较好的配套水肥措施。

全膜双垄沟播技术对玉米抗旱高产的影响

为了证明全膜双垄沟播技术对玉米抗旱高产的影响及其种植技术的优越性,找出水分利用率与玉米产量的相关性,设计了此试验。结果表明:全膜双垄沟播技术优于常规半膜传统种植技术,在旱季作用更加显著;全膜双垄沟播技术能明显提高水分利用率,大幅增加玉米产量。

基于AquaCrop模型的玉米全膜双垄沟播技术研究

采用以水为驱动力的AquaCrop模型对定西市2016—2020年玉米全膜双垄沟播技术模拟产量进行研究,分别建立I_(1)(裸地种植)、I_(2)(覆膜率为45%的窄膜种植)、I_(3)(覆膜率为81.8%的宽膜种植)、I_(4)(覆膜率为100%全膜双垄沟播技术种植)4种种植模式,对比分析4种模式的产量优越性与环境适应性,得出播种日期以及降雨量与土壤含水率关系。AquaCrop模拟结果表明,该模型适宜模拟定西市旱作农业,I_(4)模式产量模拟值和实测值之间皮尔逊相关系数(r)均大于0.91、均方根误差(RMSE)为0.1~0.24、归一化均方根误差(CV(RMSE))为1.66%~2.10%、纳什效率系数(EF)均大于0.9、一致性指数(d)大于0.94。定西市最佳播种日期选取平均气温稳定在15℃左右(每年4月15—25日左右),该时段播种后产量最高,种植模式I_(4)产量、地上生物量、水分生产力比种植模式I_(1)分别高84.01%、19.79%、101.13%,比种植模式I_(2)分别高82.26%、19.74%、85.47%,比种植模式I_(3)分别高63.26%、14.80%、82.63%;干旱年种植模式I_(4)土壤总含水率比I_(1)、I_(2)、I_(3)模型均高90%以上,丰水年均高80%以上;2000—2020年间耗水量大于有效降雨量有7 a,耗水量小于有效降雨量有13 a,模拟结果表明全膜双垄沟播技术耗水量与降雨量持平,不会透支土壤水分。

全膜双垄沟播马铃薯套种大豆栽培技术及效益评价

在推广全膜双垄沟播栽培技术的基础上,从增加效益入手,进行全膜双垄沟播马铃薯大垄面套种大豆的研究。结果表明,相对马铃薯单种,马铃薯套种大豆的活动积温利用率提高32.94%,水分生产率提高18.4%,土地利用率提高36%,主粮平均产量达6 373.5 kg/hm2,较单种马铃薯增产9.6%,经济纯收入提高25.0%,效益十分明显。