渭北旱塬不同树龄矮砧密植苹果园土壤水分空间分布特征

[目的]提高土壤水分利用效率,为矮砧密植苹果园水分管理提供参考,实现果园的可持续高质量发展。[方法]通过空间代时间的方法,以人工打土钻的方式定期采集6 a,9 a和12 a果园0—300 cm的土样,监测树下、株间、中间点和行间位置的土壤水分状况,揭示了不同树龄和空间位置的果园土壤水分变化特征。[结果](1)在垂直方向上,各树龄果园的土壤含水量在雨季前、中、后期差异显著,土壤含水量随土层深度呈现减—增—减—增的变化趋势。(2)在水平方向上,各树龄果园在雨季前、中、后期的土壤含水量分布特征相似,即树下的含水量明显小于株间、行间和中间点,尤其是树下位置浅层(0—60 cm)和中层(60—160 cm)的土壤水分亏损最多。[结论]雨季前(3—6月)是矮砧密植苹果园水分亏缺最多的时期,此时应及时人工灌溉;苹果树主要吸水部位是树下土壤浅层(0—60 cm)和中层(60—160 cm),应加强对树下部位的灌溉。

渭北旱塬区不同沟垄覆盖模式对春玉米土壤温度、水分及产量的影响

为提高旱作区降水利用率,改善作物的水分有效性,于2007-2010年在陕西合阳县旱农试验站,设置了垄上覆地膜,沟内分别覆普通地膜、生物降解膜、玉米秸秆、液体地膜和沟不覆盖5个不同沟垄覆盖栽培模式。以传统平作为对照,研究了不同沟垄覆盖栽培模式对春玉米田土壤温度、水分及产量的影响,并对其经济效益进行了比较分析。4a结果表明,沟覆普通地膜和沟覆生物降解膜处理玉米苗期5～25cm平均土壤温度分别较对照增高2.4和2.1℃;沟覆玉米秸秆处理较对照降低1.7℃。不同集雨处理均能显著改善玉米前期土壤水分,而后期沟覆玉米秸秆、沟覆液体地膜和和沟不覆盖处理0～200cm土层土壤贮水量与对照无差异,沟覆普通地膜和沟覆生物降解膜处理下层土壤贮水量低于其他处理。沟覆生物降解膜、沟覆普通地膜和沟覆玉米秸秆处理增产效果显著,4a平均产量分别较对照增产35.2%、34.7%和33.6%,平均水分利用效率提高30.6%、30.2%和28.6%。沟覆玉米秸秆处理净收入最高,生物降解膜次之,4a平均净收入分别较对照增加3299和2752元/hm2。因此,垄覆普通地膜沟覆秸秆和垄覆普通地膜沟覆生物降解膜处理在改善土壤水温效应的同时能显著增产增收,是渭北旱塬区春玉米的高效栽培模式。

渭北旱塬不同秸秆覆盖量对土壤水分和春玉米产量的影响

为了探明不同秸秆覆盖量对渭北旱塬土壤水分及春玉米产量的影响,于2008-2009年在陕西合阳县旱农试验站进行了3个水平的秸秆覆盖量(4500、9000和13500kg/hm2)试验,以不覆盖为对照(CK)。2a结果表明,3个处理0～200cm土层平均土壤贮水量较CK均显著提高,分别增加16.52、25.52和34.04mm(P<0.05);播后0～60d,农田蒸散量较CK分别减少4.43、8.23(P<0.05)和6.96mm(P<0.05);9000kg/hm2处理2年平均籽粒产量及水分利用效率表现最优,较CK分别提高11.03%(P<0.05)和9.25%(P<0.05),13500kg/hm2处理次之,4500kg/hm2处理最差。本研究表明,渭北旱塬春玉米生育期降水量低于390mm时,不同秸秆覆盖量处理蓄水保墒及增产效应明显,且以9000kg/hm2覆盖量为宜。

种植密度对旱地不同株型春玉米品种光合特性与产量的影响

【目的】研究种植密度对渭北旱塬不同株型春玉米品种光合特性与产量差异的影响,旨在揭示旱地不同株型玉米品种对种植密度的响应规律,确定与降水资源相适应的适宜种植密度。【方法】于2015—2016年以豫玉22、郑单958和先玉335为供试品种,设置D1(5.25万株/hm^2)、D2(6.75万株/hm^2)、D3(8.25万株/hm^2)和D4(9.75万株/hm^2)4个种植密度处理,研究玉米各生育时期光合特性、叶面积指数(LAI)、干物质量和产量相关性状的变化规律。【结果】(1)随着种植密度增加,光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)均降低,而LAI增加,密度每增加1万株/hm^2,Pn降低1.32μmol CO2·m-2·s-1,Tr降低0.297 mmol·m-2·s-1,LAI增加0.181。(2)有效穗数随种植密度增加而显著增加,但穗粒数和千粒重显著降低(P<0.05),密度每增加1万株/hm^2,穗粒数平均减少45粒,千粒重平均减小12 g。3个品种籽粒产量均以D2密度最高,2015年豫玉22、郑单958、先玉335产量分别为10.52、9.59、9.14 t·hm-2,2016年分别为11.37、9.73、9.77 t·hm-2。密度从5.25万株/hm^2增加到6.75万株/hm^2,两年内平均籽粒产量分别提高了21.9%、19.5%和7.5%;密度从6.75万株/hm^2增加加到9.75万株/hm^2,籽粒产量分别降低了19.8%、15.4%和7.7%。(3)春玉米基部茎粗、穗长随种植密度增加而逐渐减小。密度每增加1万株/hm^2,穗长平均降低0.86 cm,基部茎粗平均减小0.09 cm,豫玉22和郑单958倒伏率随之增高,但先玉335各密度下均未出现倒伏。(4)收获指数在两年间差异较大,平均表现为2015年高于2016年,品种间表现为先玉335>郑单958>豫玉22。水分利用效率和光能利用率均随着种植密度增加而先增大后降低。【结论】渭北旱塬旱地豫玉22、郑单958和先玉335最适种植密度分别为7.25、7.40、7.32万株/hm^2,其中豫玉22稳产性和丰产性较高,不同类型玉米品种最适种植密度范围为7.26—7.40万株/hm^2,稀植型品种宜采用较低密度,密植型品种宜采用较高密度。

不同秸秆覆盖量对春玉米田蓄水保墒及节水效益的影响

为了探明不同秸秆覆盖量对渭北旱原春玉米田蓄水保墒及节水效益的影响,2007—2009年度在合阳旱农试验站设置3个水平玉米秸秆覆盖量:4500(S1)、9000(S2)和13500kg/hm2(S3),以不覆盖为对照(CK)。结果表明,S1、S2和S3处理2m土层2年(2008和2009)平均土壤贮水量,与CK相比,冬闲末分别高13.9、22.6和33.5mm;播种~拔节期分别高20.2、32.6和42.1mm;收获期分别高15.6、19.1和21.0mm。不同覆盖处理延缓了春玉米前期的生长,但加快了中后期的生长速度。S1、S2和S3处理2008年籽粒产量,较CK分别增产7.65%、16.19%和17.84%,增幅均达显著水平(P【0.05),2009年籽粒产量增长趋势和2008年相似,但前者整体低于后者。与CK相比,S1、S2和S3处理2年平均纯收益分别增加6.53%、16.89%和15.95%,同等产量节水率分别提高5.14%、8.35%和7.44%,节水效益分别增长50.07、81.31和72.30元/hm2。本研究表明,春玉米生育期降水量低于390mm时,9000kg/hm2秸秆覆盖量综合表现较优,是渭北旱原及同类生态区适宜的覆盖量。

渭北旱塬春玉米田保护性耕作蓄水保墒效果与增产增收效应

【目的】探索渭北旱塬春玉米田不同保护性耕作措施对土壤蓄水保墒效果及其与不同施肥处理组合的增产增收效应。【方法】在2007—2009年通过大田试验,测定冬闲期和玉米生育期秸秆还田免耕、深松和翻耕处理土壤湿度,分析各耕作处理在平衡施肥、无肥和常规施肥处理下春玉米产量和经济收益。【结果】2年冬闲期免耕和深松处理0—200cm土层平均土壤贮水量分别较翻耕处理高33.4和31.1mm,2年玉米生育期免耕和深松处理平均土壤贮水量分别较翻耕处理高36.3和37.3mm;平衡施肥深松处理组合春玉米产量和水分利用效率最高,2年平均产量和水分利用效率分别达到10341.0kg.hm-2和24.89kg.hm-2.mm-1,平衡施肥免耕次之,平衡施肥翻耕处理位居第三位。【结论】无论在何种施肥处理下,土壤蓄水保墒能力和增产增收效应均为深松>免耕>传统翻耕处理。平衡施肥深松处理组合效益最好,为渭北旱塬较适宜的春玉米保护性耕作种植模式。

不同秸秆覆盖模式下农田土壤水温效应研究

为探明不同秸秆覆盖模式下农田土壤温度和水分的效应问题,于2007—2010年在陕西合阳县西北农林科技大学旱农试验站,以不覆盖为对照(CK),设置3个水平秸秆覆盖量(4500、9000、13500kg·hm-2)在全年覆盖方式(QSM)下(分别以S1、S2和S3表示)和生育期覆盖方式(SSM)下(分别以S4、S5和S6表示)的定位试验。结果表明,不同覆盖处理在0～25cm土层的降温效应,表现为随覆盖量的增加而增大,随土壤深度增加而减小。在0～15cm土层"低温效应"在全生育期内表现出前期大、后期小的变化趋势。0～5cm土层不同处理的地温日变化在早上6:00最低,与CK差异最小;中午14:00最高,与CK差异最大;晚上20:00介于前两者之间。QSM方式下,S1、S2和S3处理与CK相比,3个年度休闲期的0～200cm土壤贮水量分别增加7.6、10.8、12.3mm;生育期内0～20cm土层土壤含水率分别高出3.9%、8.5%和11.8%。SSM下各覆盖量处理土壤温度和水分的运移规律与QSM方式相似,但均弱于后者。从水温效应综合来看,QSM覆盖方式整体优于SSM方式,尤以S2处理综合表现较优。故在渭北旱塬或其他同类生态区进行玉米整秸秆覆盖时,推荐选择QSM方式,且以9000kg·hm-2覆盖量为宜。

轮耕对渭北旱塬麦田土壤有机质和全氮含量的影响

【目的】研究由秸秆覆盖免耕、秸秆覆盖深松和秸秆还田翻耕组成的不同保护性轮耕模式对渭北旱塬连作麦田土壤肥力的影响。【方法】2007—2014年在陕西合阳实施夏闲期免耕/深松轮耕(NT/ST)、深松/翻耕轮耕(ST/CT)、翻耕/免耕轮耕(CT/NT)、连续免耕(NT/NT)和连续翻耕(CT/CT)5种不同耕作模式定位试验,测定并分析2011—2014年小麦收获后不同耕作处理下土壤有机质和全氮变化规律及产量差异。【结果】与连续翻耕相比,连续免耕有利于表层土壤有机质和全氮积累,而免耕、深松和翻耕组成的3种轮耕处理更有利于提高20—40和40—60 cm土层土壤有机质和全氮含量,其中随着耕作年限延长,连续免耕处理下土壤养分逐渐表现出"上层富集,下层贫化"的现象;而免耕/深松轮耕更有利于耕层及耕层以下土壤养分均匀分布。随着轮耕年限增加,各耕作处理0—60 cm土层土壤有机质含量和总量均呈现出整体增加趋势,其中以免耕/深松处理增加趋势比较明显。与2007年相比,免耕/深松、深松/翻耕和翻耕/免耕3种轮耕处理的0—60 cm土层年平均有机质含量增加速率分别为4.53%、3.02%和2.26%,2014年土壤有机质总量分别增加了4.07、2.68和1.65 kg·m-3。轮耕7年后,免耕/深松、深松/翻耕和翻耕/免耕轮耕处理较连续翻耕处理0—60 cm土层土壤有机质含量分别显著增加25.3%、15.2%和10.2%,有机质总量分别增加31.57%、21.45%和13.94%,其中免耕/深松处理较连续免耕有机质含量增加9.20%,总量增加3.84%。在2011—2014年期间,与连续翻耕相比,连续免耕和3种轮耕处理0—60 cm土层土壤全氮含量及总量均有不同程度增加。其中2014年免耕/深松、深松/翻耕和翻耕/免耕轮耕处理较连续翻耕处理0—60 cm土层土壤全氮含量分别增加17.3%、8.0%和6.4%,氮总量分别显著增加了0.21、0.13和0.09 kg·m-3,其中,免耕/深松处理较连续免耕全氮含量增加了3.02%,总量减少了2.26%。2011—2014年冬小麦平均产量表现为深松/翻耕>免耕/深松>连续翻耕>翻耕/免耕>连续免耕,其中深松/翻耕和免耕/深松处理冬小麦平均产量接近,分别较连续翻耕处理显著增产10.36%和9.80%,较连续免耕处理显著增产17.84%和17.24%;翻耕/免耕较连续翻耕处理减产1.59%,较连续免耕处理增产5.08%,但差异不显著。不同保护性轮耕措施下,各土层土壤有机质含量与全氮含量间呈显著正相关;0—20 cm土层有机质含量与轮耕年限呈显著线性相关。【结论】3种轮耕模式较连续翻耕有利于提高0—60 cm土壤有机质和全氮总量,且较连续免耕有利于土壤养分含量在耕层及耕层以下土层均匀分布,其中以免耕/深松轮耕处理效果最优,且增产效应较佳,为渭北旱塬连作麦田较适宜的休闲轮耕模式。

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。

轮耕对渭北旱塬春玉米田土壤理化性状和产量的影响

为了揭示不同轮耕处理对渭北旱塬春玉米田土壤理化性状及春玉米产量的影响,于2008—2010年在陕西合阳设置了免耕深松免耕(NT/ST/NT)、深松翻耕深松(ST/CT/ST)、翻耕免耕翻耕(CT/NT/CT)、免耕免耕免耕(NT/NT/NT)、深松深松深松(ST/ST/ST)和翻耕翻耕翻耕(CT/CT/CT)6种轮耕模式,测定和分析了各轮耕处理下土壤容重、土壤养分与玉米产量差异。结果表明:(1)各轮耕处理降低了土壤容重,提高了土壤孔隙度,增加了田间持水量,且以NT/ST/NT处理效果最佳;与对照CT/CT/CT相比,NT/ST/NT处理0～20cm和20～40 cm土层土壤容重分别降低11.43%和9.79%,土壤孔隙度分别增加11.05%和9.87%。(2)NT/ST/NT处理对耕层0～20 cm土层土壤有机质和全氮含量影响显著(P<0.05),0～60 cm土层土壤有机质平均含量最高(10.36 g.kg 1),土壤全氮含量平均值比试验开始前和对照CT/CT/CT分别提高10.65%和4.31%;各耕作处理对0～20 cm土层土壤全氮和碱解氮含量影响较大,而对20～40 cm土层土壤有效磷和速效钾含量影响较大,保护性轮耕处理对土壤培肥效应显著(P<0.05)高于传统翻耕处理。(3)NT/ST/NT、ST/CT/ST、CT/NT/CT、NT/NT/NT和ST/ST/ST处理产量比对照CT/CT/CT处理分别增产22.42%、16.33%、3.77%、9.91%和14.18%(P<0.05),以NT/ST/NT处理春玉米增产率最高。

不同保护性耕作对渭北旱塬麦玉轮作田肥力和产量的影响

2007-2010年在渭北旱塬实施了冬小麦-春玉米轮作模式连续保护性耕作定位试验,研究了秸秆覆盖免耕、秸秆覆盖深松和秸秆还田翻耕等不同保护性耕作方式和平衡施肥、无肥（或低肥）和常规施肥处理组合对土壤养分、WUE和作物产量的影响。结果表明：随着保护性耕作年限延长,0-40 cm土层土壤养分含量显著增加;有机质含量由研究初期的免耕〉深松〉翻耕渐变为深松〉免耕〉翻耕;在平衡施肥的表层土壤碱解氮、速效磷、速效钾含量为免耕〉深松〉翻耕,常规施肥和低肥（无肥）处理则为深松〉免耕〉翻耕;在各施肥处理下深松处理中层土壤碱解氮、速效磷、速效钾含量最高;在3 a试验过程中,在各施肥处理下WUE和作物产量均为深松〉翻耕〉免耕,在9种施肥和耕作处理组合中,平衡施肥与深松处理组合WUE和产量最高。因此,在冬小麦与春玉米轮作条件下,三种保护性耕作中,深松处理能显著提高土壤养分、肥料利用效率、WUE和作物产量。

轮耕对渭北旱塬玉米连作系统土壤水分和作物产量的影响

陕西渭北旱塬属于暖温带半湿润易旱气候区,干旱对旱地农作物生产威胁严重,该地区制约春玉米生长发育和产量低而不稳的主要因素为降水少且季节性差异较大。该研究力求探索渭北旱塬春玉米连作田在不同保护性耕作措施下土壤蓄水保墒效果和作物增产增收效应。于2007-2013年在陕西合阳实施了渭北旱塬春玉米连作田保护性耕作长期定位试验,设置了连续免耕、免耕/深松和连续翻耕等3种不同轮耕处理措施下的田间定位试验,测定春玉米休闲期和生育期土壤水分,分析各耕作处理下春玉米产量及水分利用效率的变化规律。结果表明：1相对于连续翻耕处理,冬闲期免耕/深松和连续免耕处理0~200 cm土层土壤蓄水效率6 a平均值分别提高64.6%（P〈0.05）和46.1%（P〈0.05）。平水年免耕/深松较连续免耕处理土壤蓄水效率有提高的趋势,但枯水年差异不显著。2相对于连续翻耕处理,玉米生育期免耕/深松和连续免耕处理0~200 cm土层土壤蓄水量6 a平均分别增加了9.7和2.1 mm,休闲期蓄水效率分别增加了0.7和0.5个百分点（P〈0.05）。3相对于连续翻耕处理,免耕/深松和连续免耕处理6 a平均玉米籽粒产量分别提高7.6%、0.3%,收获指数分别提高3.6和2.3个百分点,水分利用效率分别提高18.6%、5.8%（P〈0.05）。在3种耕作处理中,冬闲期和生育期深松/翻耕和连续免耕模式下土壤蓄水量、玉米籽粒产量、收获指数和水分利用效率均优于传统连续翻耕,且免耕/深松处理模式对于提高土壤蓄水保墒能力和作物增产效果最好,可作为渭北旱塬区春玉米连作田较适宜的休闲保护性轮耕模式。

不同量秸秆覆盖对春玉米光合生理的影响

为了探明不同量秸秆覆盖对春玉米全生育期光合特性的影响机理,2007—2009年在陕西合阳县西北农林科技大学旱农试验站,以传统耕作为对照(CK),设置玉米秸秆覆盖量分别为4500(S1)、9000(S2)、13500kg.hm-(2S3)的定位试验。结果表明,各覆盖量处理春玉米叶片群体净光合速率(Pn)、蒸腾速率(T)r和气孔导度(GS)在2008和2009年均表现出协同变化趋势,随覆盖量的递增,Pn、Tr、GS、叶片水分利用效率(WUE瞬时)、PSⅡ潜在活性(Fv/F0)、PSⅡ最大光化学效率(Fv/Fm)和光化学萃灭系数(qP)呈依次升高趋势,其中,S1和CK处理的Pn在2008—2009年均呈"单峰型"曲线变化特征,峰值出现在拔节期;S2和S3处理则表现为"双峰型"曲线变化特征,峰值分别出现在拔节期和孕穗期,且前者高于后者。S1、S2和S3处理2008年籽粒产量较CK分别显著增产7.65%、16.19%和17.84%(P<0.05)。2009年各处理籽粒产量增长趋势和2008年一致,但增幅整体低于2008年,统计分析表明,S3处理光合特性及籽粒产量整体优于S2,但两者间无显著差异(P>0.05)。以上结果表明,不同量秸秆覆盖措施均能通过改善春玉米不同生育时期光合特性,达到增产目的,但从有利于生产实际及提高经济效益来看,渭北旱塬乃至其他同类生态区(春玉米生育期降水量低于390mm)进行玉米整株秸秆覆盖时推荐选择9000kg.hm-2的覆盖量。

渭北旱塬麦田保护性轮耕方式的产量和土壤水分效应长周期模拟研究

【目的】渭北旱塬是中国北方典型雨养旱作农区,干旱缺水是当地粮食生产主要限制因素,降水偏少且季节分布不均,制约着旱地冬小麦生长及发育,导致其产量低而不稳。研究旨在探索长周期下渭北旱塬连作冬小麦区在不同轮耕措施下麦田的土壤蓄水保墒和作物增产效应。【方法】在模拟精度验证基础上,应用Win EPIC模型长周期定量模拟研究了1980—2009年渭北旱塬连作麦田连续翻耕、免耕/深松轮耕、翻耕/深松轮耕、免耕/免耕/深松轮耕和免耕/翻耕/深松轮耕不同保护性轮耕方式下冬小麦产量和土壤水分效应。【结果】在30年模拟研究期间,随着降水量的逐年趋势性减少,不同轮耕方式下渭北旱塬冬小麦产量、年度耗水量以及水分利用效率均呈现波动性下降趋势;免耕/深松、翻耕/深松、免耕/免耕/深松和免耕/翻耕/深松轮耕处理产量较连续翻耕处理分别高14.4%、12.2%、2.4%和3.2%,以免耕/深松轮耕处理产量最高,30年平均值为3.53 t?hm-2;免耕/深松、翻耕/深松、免耕/免耕/深松和免耕/翻耕/深松轮耕处理水分利用效率较连续翻耕处理分别高6.36%、6.13%、6.40%和6.41%,以免耕/免耕/深松轮耕和免耕/翻耕/深松轮耕处理水分利用效率最好,30年平均值为8.68 kg?hm-2?mm-1;与连续翻耕处理相比,干旱年型免耕/深松、翻耕/深松、免耕/免耕/深松耕和免耕/翻耕/深松轮耕处理耗水量明显增加,平水年型和丰水年型各耕作处理间耗水量差异不显著,以免耕/深松轮耕处理麦田耗水量高于其他轮耕方式。冬小麦田0—3 m土层土壤有效含水量呈现季节性波动降低趋势;与连续翻耕处理相比,免耕/深松轮耕、翻耕/深松轮耕、免耕/免耕/深松轮耕和免耕/翻耕/深松轮耕处理麦田土壤有效含水量分别高28.7%、27.2%、26.8%和26.7%;免耕/深松轮耕处理蓄水保墒效果最好,0—3 m土层土壤有效含水量平均为107.1 mm,翻耕/深松轮耕和免耕/翻耕/深松轮耕次之,连续翻耕最差。麦田0—1 m土层土壤湿度随季节降水而上下波动性变化,在降水较多或者较为干旱的年份1—1.5 m土层土壤湿度也会发生变化,1.5—3 m土层土壤湿度较为稳定,不同轮耕处理间差异不大;免耕/深松轮耕土层土壤湿度较其他耕作处理稍高。【结论】与连续翻耕处理相比,翻耕/深松产量和土壤蓄水保墒效果较好,但水分利用效率稍低。免耕/免耕/深松和免耕/翻耕/深松轮耕处理水分利用效率和土壤蓄水保墒效果较好,但产量较低。综合考虑麦田产量和水分利用效率以及土壤蓄水保墒效果,在长期连作冬小麦田,免耕/深松轮耕处理为渭北旱塬麦田最适宜保护性轮耕模式。

渭北旱塬玉米田保护性轮耕土壤固碳效果与增产增收效应

针对渭北旱塬降水少、季节性差异大及长期采用单一土壤耕作制度等制约作物增产增收的因素,该研究探索有利于提高旱作农田土壤质量及作物生产能力的轮耕模式。2007-2012年在陕西合阳实施了渭北旱塬春玉米连作田6种不同轮耕模式的长期定位试验,设置以免耕（NT,no-tillage）、深松（ST,sub-soiling）和翻耕（CT,continuous tillage）3种耕作处理组合集成的6种轮耕模式（NT？ST、ST？CT、CT？NT、NT？NT、ST？ST和CT？CT）,测定各轮耕模式下春玉米田土壤容重和有机碳储量,分析各轮耕模式下春玉米籽粒产量、水分利用效率和经济效益的变化规律。结果表明：1）在疏松土壤、减少耕作机械碾压次数,改善土壤结构和降低容重等方面,6种轮耕模式以NT？ST表现最佳,ST？ST次之,差异显著（P〈0.05）。2）6种轮耕模式在0～60 cm土层土壤有机碳平均储量较试验前均增加幅度6.6%～17.4%。NT？NT轮耕模式对增加表层土壤有机碳储量具有优势,且与各处理间差异显著（P〈0.05）。NT？ST轮耕模式可改变耕层土壤有机碳储量分布特征,进而使土壤营养均匀分布。3）6种轮耕模式5年春玉米籽粒产量、水分利用效率和经济效益综合评价分析,NT？ST轮耕模式最高,分别为9 338.8 kg/hm2、22.6 kg/（hm2·mm）和7 600.5元/hm2;其次是ST？CT,其中NT？ST轮耕模式下春玉米籽粒产量、水分利用效率和经济效益较其他处理增加幅度分别为3.7%～15.7%、17.6%～45.8%和10.1%～40.4%,差异显著（P〈0.05）;且5种轮耕模式下作物籽粒产量、水分利用利用效率和经济效益均高于传统CT？CT模式。综上所述,在6种轮耕模式下,以NT？ST（免耕与深松逐年轮换）轮耕模式下土壤容重和有机碳储量最佳,生产能力最强,水分利用率最高,是渭北旱塬地区春玉米连作田最佳适宜轮耕模式,其次是ST？CT（深松与翻耕逐年轮换）轮耕模式。

豆科绿肥对渭北旱塬土壤养分及生态化学计量学特征影响

渭北旱塬是我国重要的农业生态区,但土壤贫瘠、水土流失严重,亟需培肥土壤、改善生态环境。为探究渭北旱塬地区夏闲期种植并翻压豆科绿肥后土壤养分及其生态化学计量学特征的变化规律,采用田间定位试验,分别设置了3种豆科绿肥(绿豆、大豆和长武怀豆)和4个施氮水平,连续6年种植并翻压绿肥后,分析了土壤中养分含量,采用生态化学计量学方法计算了不同条件下的生态化学计量比值。结果表明:与对照(休闲)处理相比,长期种植并翻压豆科绿肥能显著提高土壤有机碳、全氮和碱解氮等养分指标含量,3种养分分别提高了4.47%~15.35%、5.21%~6.25%和11.00%~14.35%,且均以怀豆处理提升效果最佳。翻压绿肥短期内(2周后),土壤全氮含量的提升幅度大于有机碳和碱解氮。怀豆处理的有机碳、全氮、碱解氮、全磷和有效磷含量在短期和长期内均显著升高,培肥效果最为明显。翻压绿肥后,短期内土壤C∶N降低,但从长期效应来看,翻压绿肥提高了土壤C∶N,有利于土壤有机质的积累,能有效改善土壤养分平衡状态。土壤C∶P和N∶P与土壤C、N含量变化关系较为密切。夏闲期长期种植并翻压绿肥明显改善了土壤碳、氮养分状况,是渭北旱塬地区土壤培肥的有效措施。

不同栽培模式对渭北旱塬区冬小麦生长期间土壤水分、温度及产量的影响

通过2a大田试验研究了不同栽培模式对渭北旱塬区冬小麦生育期内0-2 m土壤水分,耕层(10 cm处)地温,以及作物产量和水分利用效率的影响。结果表明:(1)推荐施肥+垄上覆膜+沟内覆草(NP+PF+S)、推荐施肥+垄上覆膜(NP+PF)和推荐施肥+麦秸覆盖处理(NP+S)均能增加土壤储水量,但以NP+PF+S和NP+PF处理较好;(2)3种覆盖栽培模式均提高了冬小麦越冬期间耕层地温,但推荐施肥+麦秸覆盖处理(NP+S)在冬小麦返青期耕层地温要低于对照(CK),推荐施肥+垄上覆膜+沟内覆草(NP+PF+S)和NP+S处理在冬小麦返青期后期到收获期耕层地温也均低于CK;(3)NP+PF+S处理较其它处理可增加冬小麦产量,并提高水分利用效率,其次是NP+PF处理,而NP+S处理增产效果不明显。可见,覆膜覆草和覆膜是较为适宜渭北旱塬雨养区冬小麦发展的栽培模式。

渭北旱塬不同覆盖对冬小麦生产综合效应研究

为了探讨旱地有效蓄水保墒对冬小麦的综合效应,从1998～2000年在渭北旱原合阳县西北农林科技大学试验基地进行实验研究。3年的试验结果表明,冬小麦在生长期采用渗水地膜、秸秆、常规地膜及不同覆盖技术,均有显著增产效果,能显著增加土壤贮水量(除常规地膜覆盖外),使土壤上层长期保持湿润状态,提高土壤温度,降低昼夜温差,避免降雨直接冲击地面,保持良好的土壤结构。与常规地膜覆盖和秸秆覆盖比较,渗水地膜覆盖冬小麦增产分别为43.1%和40.4%。秸秆覆盖能增加土壤有机质,提高土壤肥力。渗水地膜和常规地膜具有相同的增温效果,当气温达35℃以上时,渗水地膜还具有降低极端温度的调节功能。但是,覆盖易造成有机质大量矿化物和NO-3-N的淋失。

不同轮耕方式对渭北旱塬麦玉轮作田土壤物理性状与产量的影响

为研究不同轮作模式对渭北旱作冬小麦？春玉米一年1熟轮作田土壤物理性状和产量的影响,于2007-2014年在陕西省合阳县冬小麦？春玉米轮作田连续7年实施了保护性耕作定位试验,测定和分析了免耕/深松、深松/翻耕、翻耕/免耕、连续免耕、连续深松和连续翻耕6种轮耕模式下麦田0-60 cm土层物理性状、0-200 cm土层土壤湿度和小麦产量的变化。结果表明：1）不同轮耕模式0-40 cm土层土壤容重、孔隙度和田间持水量差异显著,其中以免耕/深松效果最显著;0-60 cm土层免耕/深松轮耕处理平均田间持水量较连续翻耕处理提高12.9%;2）轮耕对土壤团聚体特性影响明显,免耕/深松〉0.25 mm水稳性团聚体含量（R0.25）最高,结构体破碎率和不稳定团粒指数（ELT）最低,水稳性均重直径（WMWD）最高,水稳性和力稳性团聚体分形维数（D）均最低;3）小麦生育期间免耕/深松处理0-200 cm土层土壤蓄水量和小麦产量较连续翻耕分别增加17.7 mm和9.5%。综合可知,轮耕有利于耕层土壤物理结构改善,免耕/深松更有利于耕层土壤大团聚体形成和土壤结构稳定,利于土壤蓄水保墒和作物增产,为渭北旱塬区麦玉轮作田较适宜的轮耕模式。

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。