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。

Asymmetric Ridge–Furrow and Film Cover Improves Plant Morphological Traits and Light Utilization in Rain-Fed Maize

Light is one of the most important natural resources for plant growth. Light interception （LI） and use efficiency （LUE） are often affected by the structure of canopy caused by growing pattern and agronomy managements. Agro-nomy practices, such as the ridge-furrow system and plastic film cover, might affect the leaf morphology and then light transmission within the canopy, thus change light extinction coefficient （k）, and LI and LUE. The objective of this study is to quantify LI and LUE in rain-fed maize （Zea Mays L.）, a major cropping system in Northeast China, under different combinations of ridge-furrow and film covering ratios. The tested ridge-furrow system （DRF： ＂double ridges and furrows＂） was asymmetric and alternated with wide ridge （0.70 m in width and 0.15 m in height）, narrow furrow （0.10 m）, narrow ridge （0.40 m in width and 0.20 m in height）, and narrow furrow （0.10 m）. Field ex-periments were conducted in 2013 and 2014 in Jilin Province, Northeast China. Four treatments were tested： no ridges and plastic film cover （control, NRF）, ridges without film cover （DRF0）, ridges with 58% film cover （DRF58）, and ridges with 100% film cover （DRFl00）. DRF0 significantly increased LI by 9% compared with NRF, while film cover showed a marginal improvement. Specific leaf area in DRF experiments with film cover was significantly lower than in NRF, and leaf angle was 16% higher than in NRF, resulting in a 4% reduction in k. LUE of maize was not increased by DRF0, but was significantly enhanced by covering film in other DRF experiments, especially by 22% in DRF100. The increase of LUE by film cover was due to a greater biomass production and a lower assimilation portioning to vegetative organs, which caused a higher harvest index. The results could help farmers to optimize maize managements, especially in the region with decreased solar radiation under climate change.

种植模式对夏播高油酸花生生殖发育及产量的影响

为探讨不同夏播种植模式对高油酸花生品种豫花37号的生殖生长及产量、品质的影响,以豫花37号为材料,采用6种不同的夏播种植模式,调查并分析不同处理开花动态、荚果发育动态、产量及品质构成等。研究结果表明,相较麦套种植,夏直播花生虽生育期较短,但由于温度高,生育进程加速,开花早、花量大、荚果充实快。夏直播起垄覆膜和夏直播起垄播种出苗后12 d喷施液态膜处理的单株日开花量峰值分别为7.56朵/株·日、6.96朵/株·日,均高于麦套种植,其开花量可达148.45和126.47朵/株,高于麦套或与麦套相当。夏直播起垄覆膜和夏直播起垄播种出苗后12 d喷施液态膜处理的基豆和先豆分别在35 d、42 d左右达到最大并开始充实,比麦套种植提前7 d左右。夏直播起垄覆膜产量最高,2019年、2020年相比麦套分别增产5.36%、3.07%;夏直播起垄播种出苗后12 d喷施液态膜2019年产量相比麦套增产3.25%,2020年基本与麦套产量持平。因此夏直播花生如能采用起垄覆膜种植或出苗后喷施液态膜,则可实现营养生长和生殖生长的协调发展,加速荚果充实,保证产量和品质。

甘肃旱地农业发展与研究前沿

甘肃省72%的耕地属于旱地雨养农业,发展旱地农业对甘肃脱贫攻坚和高质量发展具有重要意义。20世纪90年代以来,甘肃旱地农业以“雨水富集、提升利用效率”为核心的集水农业发展思路得到快速传播,发展了丰富多样的旱地农业高效用水方法和技术,并在21世纪展现出明显成效。2000—2021年间,全省粮食生产总量从713万t增加到1231万t,人均粮食产量从278 kg增加到491 kg,超过全国人均水平。2021年省政府提出优势特色产业三年倍增行动,快速推进多产业协同发展,为旱地农业高质量发展树立了典型案例。在总结过去20年甘肃旱地农业主要发展经验和成就的基础上,提出了未来需要重点研究的前沿科学问题。

河套灌区垄膜沟灌模式对春玉米田水热运移及籽粒产量的影响

河套灌区降水稀少、昼夜温差大,早春温度偏低影响春玉米生长,为改善灌区春玉米水热环境,以不同覆膜与灌溉组合为研究对象,探究适宜的保墒增温和提质增效的覆膜灌溉耕作模式,为河套灌区水热资源的高效利用提供理论指导与技术支撑。试验布设4个处理:畦灌+不覆膜(CK)、畦灌+透明地膜覆盖(QB)、沟灌+透明地膜垄体覆盖(GB)、沟灌+黑色地膜垄体覆盖(GH),以探究不同覆膜灌溉方式下春玉米田土壤含水率和土壤温度变化规律、春玉米产量及水热资源利用效率。结果表明:垄膜沟灌可提高表层土壤含水率和根区储水量。播后61d,GH、GB和QB处理根区土壤储水量分别较CK增加36.01%、36.61%和21.37%,且垄膜沟灌显著高于覆膜畦灌。播后133 d,GH根区土壤储水量较CK和QB增加19.02%和17.40%。垄膜沟灌有效提高日均土壤温度,GB生育期日均土壤温度较QB和CK平均增加1.01℃和1.59℃,GH较QB和CK平均增加0.86℃和1.44℃。垄膜沟灌土壤有效积温显著高于畦灌处理,其中GB较QB和CK提高7.78%和16.70%;GH较QB提高6.26%,较CK提升14.46%。春玉米产量呈现出与百粒重结果相同的显著性差异,其中QB较CK提升16.19%,GB较QB提升13.64%,较CK提升32.04%。GB处理下水分利用效率(WUE)和土壤有效积温生产效率(TUE)较QB提升25.79%和5.41%,较CK提升45.69%和13.66%。GB可有效提升根区土壤储水量及温度,改善春玉米水热资源利用效率,提高籽粒产量。综上,建议在内蒙古河套灌区推行沟灌+透明地膜垄体覆盖技术,以提高春玉米产量及水热资源利用效率。

垄沟覆膜集雨系统垄宽和密度效应对玉米产量的影响

通过大田试验研究了垄沟覆膜集雨系统中,垄宽和密度效应对玉米产量和水分利用效率的影响。垄沟覆膜集雨系统有30、60cm2种垄宽,低、中、高3种玉米种植密度。结果表明,垄沟覆膜集雨能提高土壤含水率和土壤微生物量碳质量分数。随着玉米密度的增加,同一垄宽的垄沟集雨系统中,玉米株高和单株生物量逐渐下降,玉米单位面积生物量逐渐增加。降雨量较少的情况下,60cm垄宽的垄沟覆膜集雨能显著提高玉米的叶绿素质量分数,但其在高密度条件下却显著降低玉米叶绿素质量分数。高密度条件下,30cm垄宽的垄沟覆膜集雨处理,由于玉米种内竞争较激烈而导致有机物质向籽粒输入减少,从而引起产量降低。在所有的处理中,高密度、60cm垄宽的垄沟覆膜集雨种植的玉米产量和水分利用效率最高。

沟覆盖材料对垄沟集雨种植土壤温度、作物产量和水分利用效率的影响

为寻求半干旱地区垄沟集雨环保的沟覆盖材料,改善土壤水分和温度状况,提高降雨资源利用效率,采用完全随机设计大田试验,以玉米和高粱作为供试作物,以沟无覆盖作为对照,研究垄沟集雨不同沟覆盖方式(无覆盖、液体地膜覆盖、秸秆覆盖和生物可降解地膜覆盖)对土壤温度、土壤水分、作物产量、水分利用效率等的影响。结果表明,与沟无覆盖相比,液体地膜和生物可降解地膜覆盖种植玉米的沟中作物全生育期表层(0~25 cm)土壤温度分别提高0.2℃和1.0℃,种植高粱的沟中表层土壤温度分别提高0.2℃和1.1℃,秸秆覆盖种植玉米和高粱的沟中表层土壤温度分别降低1.1℃和1.3℃;液体地膜覆盖、秸秆覆盖和生物可降解地膜覆盖0~140 cm土壤贮水量种植玉米分别提高0.4 mm、21.5 mm和8.6 mm,种植高粱分别提高2.3 mm、21.0 mm和10.9 mm。液体地膜覆盖和生物可降解地膜覆盖玉米青贮产量分别提高增加0.4%和10.4%,玉米籽粒产量分别增加1.6%和11.3%,玉米地上生物量分别增加0.7%和7.3%;高粱青贮产量分别增加0.2%和10.9%,高粱籽粒产量分别增加1.1%和11.8%,高粱地上生物量分别增加1.6%和9.4%;秸秆覆盖的玉米青贮产量、玉米籽粒产量、玉米地上生物量、高粱青贮产量、高粱籽粒产量和高粱地上生物量分别减少2.9%、2.2%、1.9%、0.7%、1.4%和1.0%。液体地膜覆盖、秸秆覆盖和生物可降解地膜覆盖种植玉米的水分利用效率分别提高0.9 kg·hm^(-2)·mm-1、0.5 kg·hm^(-2)·mm-1和4.9 kg·hm^(-2)·mm-1,种植高粱分别提高0.3 kg·hm^(-2)·mm-1、0.4 kg·hm^(-2)·mm-1和2.7 kg·hm^(-2)·mm-1。综合分析表明,生物可降解地膜适宜作为半干旱黄土高原区垄沟集雨沟覆盖材料。

生物降解膜降解、保墒增温性能及对玉米生长发育进程的影响

通过3年试验,研究生物降解膜降解、增温保墒性能及全覆盖双垄沟播玉米苗期0-25 cm土壤温度动态和对玉米生长发育进程的影响,明确生物降解膜在生产中对普通农用地膜的可替代性。结果表明,生物降解地膜埋入土壤约30 d左右可以观测到降解效果,40 d以后开始快速降解,到80-90 d时降解可达到85%-95%,种植地膜玉米后,压入土壤或地膜上有土覆盖的部分同样有明显的降解效果,而垄上的地膜在玉米收后绝大部分仍与常规膜一样保持完好;生物降解膜保墒性能达普通农用地膜的90.4%-95.4%;作物生育前期0-25 cm土层08∶30、14∶30和20∶30平均温度比普通农用地膜低0.85℃,比露地高1.91℃;生物降解膜全覆盖双垄沟播玉米比裸地平作出苗提前5-9 d,成熟期提前11-12 d。生物降解地膜具有一定的增温、保墒作用,降低生产成本后,可在一定程度上替代不能降解的普通农用地膜。

旱地小麦不同栽培条件对土壤硝态氮残留的影响

在陕西渭北旱塬进行了2a田间试验,研究不同栽培模式、施氮量和小麦种植密度对旱地硝态氮残留的影响.结果表明,种植小麦2a后0～200 cm土壤剖面中残留硝态氮58.6～283.9kg/hm2,数量可观,短期内在渭北旱塬深厚的土壤中不会对地下水造成威胁,但夏季休闲期间容易下迁至作物无法吸收的土壤深度.与常规无覆盖模式相比,地膜覆盖和垄沟种植显著提高了作物对氮素的吸收,但同时也增加了土壤0～200 cm的硝态氮残留,这与地膜覆盖导致有机氮矿化增加有关;秸秆覆盖对作物氮素吸收和硝态氮残留均没有明显影响.施氮量低于120kg/hm2时,各种栽培模式土壤剖面残留硝态氮的分布差异较小,只有地膜覆盖和垄沟种植处理在土壤表层有少量硝态氮累积;施氮量为240 kg/hm2时,无覆盖和秸秆覆盖土壤60～120 cm深度都有明显累积峰,地膜覆盖和垄沟种植土壤残留硝态氮则在60 cm以上土层累积较多.小麦种植密度也影响了各种栽培模式土壤硝态氮及其分布特点.垄沟种植条件下,从土壤表层到200 cm的深层,垄上土壤残留硝态氮均显著高于沟内土壤;上层差异最大,随着土壤深度的增加其差异逐渐降低;随着施氮量的增加,这种差异显著增大;随小麦种植密度的增加则显著降低.随着施氮量增加,小麦吸氮量和土壤中残留硝态氮量均显著提高;施氮增加的残留硝态氮占施氮量的0.3%～44.6%.垄沟种植模式施氮增加的残留硝态氮最多,地膜覆盖处理次之,垄沟种植处理垄上土壤增加量远远高于沟内土壤.施氮量提高1倍,增加的残留硝态氮量平均提高了3倍多.提高小麦种植密度,施氮增加的残留硝态氮平均减小13.2 kg/hm2.由于种植密度增加显著提高了小麦对氮素的吸收,因此硝态氮残留有降低的趋势.其中,秸秆覆盖模式80～140 cm土层降低显著;地膜覆盖条件下高密与低密残留硝态氮的差异主要在深层;垄沟模式中,低密度种植硝态氮残留量在整个土壤剖面都高于高密度处理;而无覆盖条件下,残留硝态氮则随种植密度的提高呈增加趋势.

甘肃省旱地全膜双垄沟播技术研究与应用进展

系统分析了旱地全膜双垄沟播技术体系的研究阶段、技术创新、应用状况、技术评价和发展前景。结果表明,旱地全膜双垄沟播及其配套技术集覆膜抑蒸、垄面集流、雨水富集于一体,极显著地提高了农田降水保蓄率、利用率和作物水分利用效率,使秋季全覆膜和顶凌全覆膜1 m土壤贮水分别较常规播前半膜平铺增加50.2mm和31.7 mm;降水利用率最高达到75.2%,平均达到70.0%;玉米水分利用效率最高达到37.8 kg/(mm.hm2),平均达到33 kg/(mm.hm2)。从而有效解决了黄土高原旱作农业区玉米等大秋作物因春旱无法播种、出苗的瓶颈,大幅度提高了作物产量,使玉米产量平均达到8 374.5 kg/hm2,增产37.1%。

施肥和覆膜垄沟种植对旱地小麦产量及水氮利用的影响

通过大田试验研究了施肥和覆膜垄沟种植对旱地冬小麦群体动态、产量构成及水氮利用的影响。结果表明,覆膜垄沟种植和追肥处理可显著提高旱地冬小麦穗数,追肥处理可减少后期无效分蘖;覆膜垄沟种植和追肥处理产量分别比农户模式提高了11.73%和13.91%,穗数和穗粒数是其产量提高的关键因素;覆膜垄沟种植方式可减少土壤水分损耗,水分利用率为11.60kg.hm-.2mm-1,显著高于其他处理;追肥处理能有效促进小麦生育中后期对氮素的吸收利用,在基施氮量165 kg/hm2上再追肥30 kg/hm2,地上部分吸氮总量增加15.45 kg/hm2,追肥氮的利用率显著高于底肥氮利用率,为51.5%。

辽西半干旱区垄膜沟种方式对春玉米水分利用和产量的影响

【目的】春玉米是辽西地区的主要作物,其整个生育期需水量较多,但该区降水资源短缺且降水变率大,时空分布不均,有限降水难以满足春玉米高产稳产所需。垄膜沟种可有效汇集天然降水,提高降水资源化程度,开展相关研究以充分有效地利用该区有限的自然降水,提高农田水分利用效率,促进玉米稳产高产。【方法】2007—2013年在辽宁朝阳地区进行玉米垄膜沟种微集雨种植试验,研究不同种植模式对土壤水分、玉米产量和农田水分利用效率的影响。试验设垄膜沟种(沟内不覆盖,T1)、垄膜沟覆秸秆(T2)、垄膜沟覆膜(T3)和传统种植(CK)4种处理,随机区组设计,3次重复。传统种植为垄沟种植,行距50 cm,垄膜沟种方式为沟垄相间排列,沟宽80 cm,垄宽40 cm,垄高15 cm,垄上覆膜为集雨区,沟为种植区,种植2行玉米。各处理种植密度为52 500株/hm2左右,种肥为磷酸二铵(375 kg·hm-2,N 18%,P2O5 46%),拔节初期追施尿素(375 kg·hm-2,N 46%)。【结果】垄膜沟种微集雨种植可有效汇集天然降雨,2009年和2010年玉米出苗率分别提高13.0%和14.9%,出苗时间提前1—2 d。前期长时间无有效降雨的情况下,一场有效降雨过后,土壤贮水量增加幅度依次为T2>T1>CK>T3,T1和T2种植区水分入渗深度至少达到60 cm,而CK水分入渗深度只有40 cm,产流效率为61%,T1和T2蓄墒增加率分别为72%和88%。各处理生育期间土壤水分平均值从大到小依次为T2>T1>T3>CK,其值分别为140.93、135.27、127.85和118.98 mm,较对照分别增加18.45%、13.69%和7.46%。2007—2013年,T1—T3产量比对照分别增产24.31%—32.58%、9.95%—17.81%、32.12%—37.16%、16.58%—27.96%、2.50%—9.40%、10.85%—29.33%和4.14%—17.95%,T1、T2和T3较对照平均增产幅度分别为14.52%、20.01%和23.44%。2007—2012年,T1—T3水分利用效率较对照分别增加24.66%—36.07%、14.12%—23.73%、38.34%—53.89%、29.07%—35.68%、1.20%—19.60%和9.02%—32.55%,T1、T2和T3水分利用效率较对照平均增加幅度分别为20.39%、27.94%和28.02%。在相对干旱年份,产量和水分利用效率增加幅度较大。【结论】通过连续7年进行旱作农田垄膜沟种微集雨种植试验,明晰了该技术模式在辽西半干旱地区的集雨、蓄水和保墒效果,有效减轻春季干旱对春播保苗和幼苗生长造成的不利影响,丰富了辽西半干旱地区旱作集水农业的理论基础。通过该项技术的推广应用,可有效提高该区降水资源利用率和农田水分利用效率,使玉米稳产高产,从而促进该区旱作农业健康、可持续发展。该项研究对中国北方旱作集水农业的发展也具有重要的借鉴意义。

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。

旱地玉米垄膜沟种微集水种植技术研究

为提高我国北方旱地玉米的水分利用效率和土壤温度，以达到进一步增产的目的。设计出一套旱地玉米的垄膜沟种微集水种植技术。通过对比试验发现：单向丁风垄（D2）种植沟间的含水量，较对照和平铺膜提高2．87％和1．82％；水分利用效率也最高，达18．05kg／hm^2·mm，较对照和平铺膜提高48．70％和25．54％。整个生育期种植行间各层平均地温．垄膜沟种技术高出对照1．4℃．高出平铺膜0．1℃；总积温在2901．0～2984．7℃之间，平铺膜为2908．7℃，对照仅为2699．3℃。垄膜沟种平均产量为7237．26kg／hm^2，其中单向顺风垄（D1）的产量最高。达7569．62kg／hm^2．较对照和平铺膜提高47．72％和21．46％。

沟垄全覆盖种植方式对旱地玉米生长及水分利用效率的影响

2008—2010年在渭北旱塬区,以沟不覆盖为对照(CK),研究垄上覆地膜沟内分别覆普通地膜(PP)、生物降解膜(PB)、玉米秸秆(PS)和液体地膜(PL)4种沟垄全覆盖种植模式对土壤水温、玉米生长、产量及水分利用效率的影响。结果表明,在玉米生长前期,PP、PB和PS处理可明显提高0—200 cm土壤蓄水量;生育中期,PS处理蓄水保墒效果最为显著;生育后期,各沟垄全覆盖处理与对照的土壤蓄水量无显著差异;整个生育期PL处理与CK的土壤蓄水量差异不显著。PP和PB处理3a玉米生育期5—25 cm平均土壤温度分别较CK增高1.6℃和1.3℃,PS处理降低1.9℃,而PL处理与CK无显著差异。PP和PB的增温保水效应使玉米株高、叶面积及地上生物量均高于CK;PS处理的降温效应促进玉米中后期生长,其株高、叶面积及地上生物量均高于CK;PL处理对玉米各生长指标影响不显著。与CK相比,PP、PB和PS处理3a平均的籽粒产量分别提高13.0%、13.8%和15.0%,水分利用效率分别提高9.8%、10.2%和11.6%。可见,垄覆地膜沟覆地膜、生物降解膜或秸秆的沟垄全覆盖种植可明显改善土壤的水温状况,促进玉米生长,从而显著提高作物产量和水分利用效率,对渭北旱塬区春玉米丰产栽培具有重要指导意义。

西北黄土高原旱地全膜双垄沟播种植对玉米季节性耗水和产量的调节机制

【目的】从玉米季节性耗水调节产量和水分利用效率的角度,揭示旱地全膜双垄沟播的增产机制。【方法】通过测定土壤温度、含水量、玉米地上干物质和产量及其构成因子,以及计算土壤温度梯度等,探讨旱地全膜双垄沟播对玉米季节性耗水和产量的调节机制。【结果】全膜双垄沟播(PMF)和全沙覆盖平作(SM)对玉米生长期的水分环境有显著的调节作用。与裸地平作(CK)相比,PMF和SM能提高地温最低点玉米全生育期土壤温度梯度和地温最高点玉米拔节前土壤温度梯度,在显著高于CK和地温最高、最低点反方向温度梯度驱动下实现了对土壤水分的调节,使玉米在需水较少阶段保蓄更多的水分以供需水盛期利用;各处理玉米耗水高峰出现的时期与当年降雨分布密切相关,PMF和SM可以促进玉米拔节后耗水,其中灌浆期增加最为显著,该时期PMF和SM的耗水量分别较CK增加237.7%和83.1%,差异显著(P<0.05);其次是拔节-抽雄期,分别较CK增加31.8%和27.4%,差异显著(P<0.05);玉米收获指数分别提高132.5%和116.1%。【结论】PMF能够增大土壤温度梯度,减少前期地表蒸发为主的水分耗散,保蓄更多水分供后期使用;在后期雨季能够充分利用降水,促进籽粒形成和灌浆,表现较高的穗粒数和百粒重,显著提高产量和水分利用效率。

旱地全膜双垄沟播玉米高效用水机制研究

通过田间试验对半干旱区不同栽培方式下玉米土壤水分分布及水分利用效率的研究,探明了全膜双垄沟播玉米农田高效用水的机制。结果表明：全膜双垄沟播栽培不同位置大垄、垄沟、小垄土壤平均含水量在0-60 cm土层内差异显著（P〈0.05）,且垄沟含水量最高,其次为大垄,小垄最低;播种期0-60 cm土层平均体积含水量全膜双垄沟播与露地平作差异显著（P〈0.05）,升高14.19%,且拔节期以前全膜双垄沟播种植土壤贮水量最高,表明全膜双垄沟播栽培有利于玉米的出苗及前期的生长;全膜双垄沟播栽培较半膜平作增产26.76%,水分利用效率较半膜平作提高14.83%。

旱地冬小麦不同栽培模式、施氮量和种植密度土壤水分利用状况

通过3年田间试验,研究不同栽培模式、不同施氮量及种植密度对冬小麦田土壤水分特征的影响,结果表明：无论何种栽培模式,冬小麦生长期间水分动态变化具有相似的规律,播前贮存在土壤中的水分经过一个生长季后都会有大量消耗,消耗深度延伸到2 m及其以下土壤深层。小麦收获后,各种处理土壤在40-80 cm和120-160 cm深度均出现两个低水层。覆盖栽培措施对水分利用的影响表现出较大的年度变异性,原因可能主要与生育期降水量和播前土壤贮水量有关系：与无覆盖相比,秸秆覆盖在降水较少的年份可显著提高水分生产效率;地膜覆盖具有稳定的促进水分有效利用的作用;垄沟种植没有表现出预期的增产增效的效果。施用氮肥显著促进土壤水分的消耗,这种作用随着种植年限的增加而增大,这种作用在0-200 cm整个土壤深度都有反映,而且深层比表层更显著,低水土层（40-80 cm和120-160 cm）比其它深度土层更显著。施氮显著提高水分生产效率。适当增加小麦种植密度有利于提高旱地水分生产效率。

半干旱区全膜覆盖垄沟间作种植马铃薯和豆科作物的水热及产量效应

【目的】间套作是克服马铃薯连作障碍、提高降水利用效率和农田生产力的有效途径,但在半干旱旱作区发展间套作,必须选择基于水分承载力的模式。【方法】依托4年大田定位试验,测定全膜覆盖垄沟种植马铃薯单作(PM)、马铃薯蚕豆间作(PF)、马铃薯豌豆间作(PS)和马铃薯扁豆间作(PH)的土壤温度、土壤贮水量、作物产量等指标,计算耗水量、经济收益和水分经济收益率,明确其产量和水分效应,并评价其农田水分持续性。【结果】间作有利于缓解6—7月份的高温胁迫,在2012—2014年,PF、PS和PH处理在该时期0—25 cm土层的土壤温度较PM处理下降0.8—3.6℃、0.4—2.8℃和0.8—1.8℃。间作促进作物利用深层土壤水分,在干旱和平水年的耗水深度达200 cm。与马铃薯单作相比,PF处理使花前耗水增加41.6—131.7 mm,而使干旱(2011)和平水年份(2012)的花后耗水分别减少48.6 mm和34.3 mm;PH同样增加了花前耗水,但花后耗水量和单作处理无显著差异;PS的花前花后耗水量介于二者之间。PH的经济收益和水分经济收益率最高,分别较马铃薯单作增加了29.8%—51.4%和19.8%—24.0%。4个处理0—200 cm土层土壤贮水量在4年期间增加了100 mm以上,表明全膜覆盖条件下马铃薯和豆科作物间作种植,对土壤水分的年际平衡无显著负影响。【结论】PH能够降低6—7月高温期间0—25 cm土层的土壤温度,增加马铃薯花后耗水量,增产效果显著,并对土壤水分持续性无明显负面影响,可作为西北黄土高原半干旱区较为理想的间作模式推广应用。

覆膜种植对甘南高寒区苜蓿生长和杂草数量的影响

【目的】甘南高寒区缺乏适宜的苜蓿栽培和苜蓿草地杂草防除技术,严重影响了该区域苜蓿和草地畜牧业的发展。研究不同覆膜种植方式对甘南高寒区种植当年苜蓿和杂草生长的影响,为建立优质苜蓿草地提供依据。【方法】在甘肃省夏河高寒草地,比较垄沟覆膜、平膜、垄沟和普通种植方式对苜蓿和杂草生长的影响。【结果】普通种植和垄沟种植下的苜蓿株高分别为14.4和19.1 cm,显著低于垄沟覆膜和平膜种植(P<0.05)。垄沟覆膜下的苜蓿一级分枝数为7.7个,显著高于平膜(5.2个)、垄沟(4.8个)和普通种植(4.5个,P<0.05)。垄沟覆膜和平膜种植的苜蓿主茎粗分别为2.70 mm和2.50 mm,两者间无显著差异(P>0.05),但均显著高于垄沟和普通种植(P<0.05)。垄沟覆膜下的苜蓿根颈粗为6.19 mm,显著高于平膜种植(5.29 mm)(P<0.05);平膜种植下的苜蓿根颈粗显著高于垄沟种植(3.99 mm),垄沟种植下的苜蓿根颈粗显著高于普通种植(2.80 mm)(P<0.05)。垄沟覆膜种植下的苜蓿根颈入土深度为2.73 cm,显著高于平膜种植(2.24 cm)(P<0.05)。与普通种植和垄沟种植相比,垄沟覆膜种植苜蓿根颈入土深度分别提高了56.0%和29.4%。垄沟覆膜种植下的苜蓿干草产量为1503.2 kg·hm^(-2),显著高于平膜种植(1089.6 kg·hm^(-2))、垄沟种植(317.6 kg·hm^(-2))和普通种植(224.4 kg·hm^(-2))(P<0.05)。高寒区垄沟覆膜和平膜种植下0—10、10—20、20—30、30—40和0—40 cm土层的苜蓿根体积、根表面积和根生物量均显著高于垄沟种植和普通种植(P<0.05);除30—40 cm土层外,垄沟种植均显著高于普通种植(P<0.05)。供试苜蓿人工草地种植的第一年,共发现21种杂草,主要以香薷、乳浆大戟、节裂角茴香和藜等一年生杂草为主。垄沟和普通种植下的杂草物种数最多,分别为14.3和13.3种,二者间无显著差异(P>0.05);但均显著高于平膜(9.7种)和垄沟覆膜种植(9.3种);后二者间也无显著差异(P>0.05)。杂草总密度最高的是垄沟种植,为272.3株/m^2,高于普通种植(241.7株/m^2);二者显著高于平膜(74.0株/m^2)和垄沟覆膜种植(86.0株/m^2)(P<0.05)。杂草地上部分生物量干重最高的是垄沟覆膜种植,为186.8 g·m^(-2);其次为平膜处理(157.7 g·m^(-2))、垄沟(88.5 g·m^(-2))和普通种植(79.0 g·m^(-2))。【结论】利用黑色地膜进行的垄沟覆膜和平膜处理提高了甘南高寒区苜蓿种植当年的株高、主茎粗、根颈粗、根颈入土深度和干草产量,显著提高了苜蓿的根系生物量、根表面积和根体积,提高了优势杂草的生物量和株高,极大降低了杂草物种类和密度。