喷施羧甲基纤维素铵对土壤水热效应及饲用苏丹草根系和产量的影响

【目的】研究喷施羧甲基纤维素铵(CMC-NH_(4))对土壤含水量和温度及苏丹草根系和产量的影响,为解决宁夏引黄灌区热量紧缺问题、保障后茬作物稳产增产提供技术支撑。【方法】在宁夏引黄灌区,以小麦收获后复种的苏丹草为材料,采用大田试验,设置喷施0 kg/hm^(2)(CK)、50 kg/hm^(2)(T1)、100 kg/hm^(2)(T2)、200 kg/hm^(2)(T3)和300 kg/hm^(2)(T4) CMC-NH_(4) 5个处理,研究喷施CMC-NH_(4)对土壤含水量和温度,以及苏丹草根系特征、株高和干草产量的影响,并分析了CMC-NH_(4)喷施量与土壤含水量、温度及苏丹草生长指标和产量间的相关性。【结果】喷施CMC-NH_(4)处理土壤含水量较对照显著提高2.82%~29.19%(P<0.05),且随着CMC-NH_(4)喷施量的增加而增大。喷施CMC-NH_(4)处理土壤温度较对照显著提高5.14%~31.82%,且随着CMC-NH_(4)喷施量的增加而增大。在0~30 cm土层,与对照相比,喷施CMC-NH_(4)处理苏丹草的根长、根直径、根表面积和根体积分别显著提高16.35%~65.52%,7.69%~30.77%,42.40%~93.85%和120.76%~229.90%;0~10 cm土层苏丹草根长、根直径、根表面积和根体积占0~30 cm土层的比例均最高,根长、根直径、根表面积和根体积分别较对照提高了21.21%~74.76%,9.68%~58.06%,61.95%~136.13%和122.60%~273.18%。与对照相比,喷施CMC-NH_4处理苏丹草0~1.0 mm径级根长、根表面积和根体积显著提高,其中以0.6~1.0 mm径级根系增加幅度较大。喷施CMC-NH_4处理苏丹草株高和干草产量较对照分别显著增加了9.34%~22.52%和55.50%~110.55%。相关性分析结果表明,CMC-NH_(4)喷施量与土壤含水量、温度及苏丹草的根直径、体积和干草产量呈极显著正相关,与根长和根表面积呈显著正相关。【结论】在宁夏引黄灌区农田喷施CMC-NH_(4)能够改善土壤水温状况,促进苏丹草根系生长,提高干草产量,当CMC-NH_(4)喷施量为200 kg/hm^(2)时效果最佳。

黑色地膜覆盖的土壤水热效应及其对马铃薯产量的影响

以马铃薯为研究材料,采用随机区组设计,设全膜覆盖垄沟种植(PM)和裸地平作(CK)两个处理,研究西北半干旱区黑色地膜覆盖的土壤水热效应及其对马铃薯产量的影响。结果表明:PM能增加马铃薯全生育期0—25 cm土壤温度1.5℃左右,增温效应呈"抛物线型";盛花期PM增温效果主要在8:00,14:00和20:00具有降温和稳定地温作用;同时,在平水年和欠水年,PM能促进马铃薯盛花期和薯块膨大期耗水,盛花期PM耗水量增加21.2%—50.5%,块茎膨大期增加5.4%—57.9%,但全生育期耗水量PM与CK差异不显著;PM在调节地温、促进关键生育期耗水作用下,产量较CK提高13.6%—64.5%,WUE提高24.1%—69.5%,差异均达显著水平。在年均降水391.4 mm条件下,连续4a地膜覆盖高产种植的0—200 cm土层土壤贮水量增加了123.4 mm,优化了土壤水分状况。

半干旱区旱地春小麦全膜覆土穴播对土壤水热效应及产量的影响

以春小麦"陇春27"为试材,研究半干旱区旱地全膜覆土穴播对土壤水热效应及小麦产量的影响。结果表明:与裸地平作(CK)相比,全膜覆土穴播(PM)和全沙覆盖平作(SM)增温效果呈"挂钩型",增温效果在小麦拔节期前最为明显,PM 0—25 cm土壤平均温度较CK提高1.8℃,全沙覆盖平作提高1.4℃,拔节后PM和SM的增温效果逐渐减弱直至消失,而在成熟期又呈现较弱的增温效果。PM和SM能提高小麦出苗后耗水速度并加大耗水量,其中,小麦拔节到扬花期耗水量增加最多,分别较CK平均增加54.93%和31.54%,且此阶段越是干旱,促进耗水作用越明显,PM促进作用大于SM。PM和SM能显著提高小麦阶段性水分利用效率(WUE b),其中PM以苗期提高最多,2a平均较CK提高365.17%,SM拔节期提高最多,2年平均较CK提高119.00%。PM和SM在增温、促进耗水作用下使小麦各生育期提前并增加单株干重,产量较CK分别平均增加432.28%和375.82%,水分利用效率(WUE)分别平均增加351.51%和338.29%,而且越干旱年份增产效应愈加明显。可见,PM和SM在越为干旱的年份促进耗水、增产和提高WUE的作用越显著,PM效果强于SM。

全膜覆土穴播对旱地春小麦农田土壤水热效应及产量的影响

【目的】通过研究全膜覆土穴播栽培方式对旱地春小麦农田土壤水热环境及小麦产量的影响,以期为旱作区农业高效、健康、平稳发展提供理论基础.【方法】通过田间试验的方法,研究全膜覆土穴播栽培方式下,土壤水热环境的变化,小麦干物质积累规律、产量形成及水分利用效率等指标.【结果】与露地穴播(CK)相比,全膜覆土穴播(MS)与传统地膜覆盖穴播(M)增温效果呈"U"型变化,苗期的增温效果最明显.MS和M处理0～25cm土壤平均温度较CK分别提高了1.5℃和1.7℃,孕穗期增温效果不明显,成熟期又有提高.MS和M能提高小麦阶段性耗水量,拔节和灌浆期分别较CK提高46.5%和10.4%.MS和M也提高了小麦产量和籽粒水分利用效率,产量较露地分别提高65.26%和50.67%,籽粒水分利用效率分别提高46.46%和37.85%.【结论】全膜覆土栽培方式有效的解决了旱作区干旱缺水,水分利用率低等问题,且优于传统地膜覆盖.

陇中半干旱区不同覆盖种植方式对土壤水热效应和玉米产量的影响

【目的】探讨黄土高原半干旱区不同覆盖种植方式对土壤水热效应及春玉米产量和水分利用效率的影响,为优化陇中旱作农业区春玉米农田土壤水热环境,提高作物产量提供依据。【方法】于2015-2016年在甘肃省榆中县石头沟省级旱作农业示范点开展田间定位试验,设平地全膜覆盖(WM)、平地半膜覆盖(HM)、隔沟覆膜垄播(MRM)、全膜双垄沟播(WRF)、秸秆覆盖(SM)和露地平播(CK)6种种植方式,测定分析春玉米各生育时期土层剖面水热状况、物候特征、不同生长阶段耗水特性和水分利用效率,以及收获后春玉米产量与水分利用效率。【结果】与露地平作(CK)相比,地膜覆盖处理较CK具有增温效应,全生育期土壤平均增温2.42℃,而SM处理表现为降温效应,平均降温0.36℃,且该调节效应主要表现在苗期,随后温度调节效应逐渐减弱;MRM、WRF、HM和SM处理在春玉米整个生育期内保墒效果显著,而WM处理不利于降水收集,仅在春玉米生长前期具有保墒效果,而在中后期随作物耗水增加,土壤含水率低于CK;春玉米在生长中期(拔节至吐丝)耗水最多,生长后期(吐丝至成熟)次之,生长前期(出苗至拔节)耗水最少,其中地膜覆盖耗水量大于秸秆覆盖,全膜覆盖耗水量大于半膜覆盖;地膜覆盖能显著提高春玉米中前期水分利用效率,其中生育前期和中期分别以HM和WRF处理提高幅度最大,2年平均较CK分别提高250.68%和61.30%;地膜覆盖种植方式在增温、促进耗水作用下使春玉米各生育期提前并增加单株干重,最终表现为产量和水分利用效率的提高,其中以WRF和MRM处理增产和提高水分利用效率效果最为显著,产量较CK分别平均增加171.40%和155.05%,水分利用效率分别平均增加142.80%和125.44%。【结论】垄沟集雨种植方式可明显改善黄土高原半干旱地区土壤水热环境,增加玉米物质积累量,其中全膜双垄沟播种植方式的玉米产量和水分利用效率最佳。

西北旱区玉米不同覆膜方式下土壤水热效应数值模拟研究

为了进一步探明西北旱区玉米在不同覆膜方式下土壤水热效应规律以及保温保水性能,采用数值模拟的方法通过ABAQUS软件分别建立了露地平作、全膜平作、单垄覆膜、全膜双垄沟播4种覆膜方式下的土壤模型,并对不同覆膜方式下玉米出苗期土壤热平衡和降雨入渗进行了数值模拟试验。通过热平衡模拟得出,起垄和覆膜改变了土壤剖面温度和热通量分布,增加了表层温度和热传递能力。在40 cm土层范围内全膜平作模式下垄沟内土壤平均温度最高,为24.1℃,其次为全膜双垄沟播模式,但全膜双垄沟播模式下温度变化趋势最为缓慢,稳定性最好。降雨入渗模拟结果表明:降雨结束后全膜双垄沟播模式产生了明显的侧渗现象,垄沟内土壤平均含水率最高,为19%,高于其他3种模式。研究表明在玉米出苗期全膜双垄沟播技术保水和保温性达到最佳。

春玉米覆膜垄作沟灌条件下土壤水热效应及对产量的影响

为了对河套灌区的玉米覆盖垄作沟灌种植模式的土壤温度、含水率变化规律进行研究与分析,了解两者之间的联系与影响,以甘肃省武威市凉州区的春玉米覆盖垄作沟灌种植为研究对象,阐述了土壤水热效应以及对产量的影响。

不同类型地膜覆盖的抑草与水热效应及其对马铃薯产量和品质的影响

地膜覆盖被广泛应用于马铃薯栽培中,随之而来的白色污染以及杂草问题十分严重。为筛选适宜黄淮海地区的马铃薯专用地膜,以马铃薯品种荷兰15为供试材料,在2013—2015年进行大田定位试验,设置黑白配色地膜(BW)、透明生物降解地膜(BI)和普通聚乙烯地膜(CK)覆盖3个处理,研究其抑草与水热效应及其对马铃薯产量和品质的影响。结果表明,与CK相比,BW和BI分别减少杂草密度44.1%~58.5%和26.7%~38.3%。马铃薯生育前期,CK增温效果明显;在淀粉积累期,BW的温度日变化幅度较小,控温效果显著。干旱年份(2014)BW保墒效果显著优于BI和CK。与CK相比,降水正常(2013)和干旱年份BW分别增产6.2%和8.2%;干旱年份BI增产7.1%;而湿润年份(2015),不同地膜处理间马铃薯产量无显著差异。与CK相比,BW处理淀粉含量提高18.3%~37.6%,BI提高7.0%~28.9%;BW维生素C含量提高1.0%~4.3%;BW与BI均显著降低了马铃薯块茎中蛋白质含量。因此,用黑白配色地膜和生物降解地膜替代普通地膜,可降低膜下杂草密度,创造更适宜的土壤温度和水分条件,有利于马铃薯增产和改善品质。

西北黄土高原半干旱区全膜覆土穴播对土壤水热环境和小麦产量的影响

全膜覆土穴播是西北黄土高原旱作区大面积应用于密植作物栽培的关键增产技术,可显著提高降水利用率和作物生产力,但目前对其增产机制和环境效应缺乏系统研究分析。在2011—2013年以春小麦陇春27号为试验材料,设全膜覆土穴播(FMS)、地膜覆盖穴播(FM)和露地穴播(CK)3个处理,研究半干旱旱作区全膜覆土穴播的土壤水热效应及其对小麦产量的影响。结果表明,小麦苗期FMS在0—25 cm土层的平均地温比CK提高1.4—3.5℃,但孕穗到灌浆期正午地表地温比FM和CK分别降低5.3—6.4℃和3.1—4.3℃。FMS和FM使小麦拔节前0—200 cm土层土壤贮水量分别增加33.1和29.3 mm,且可促进小麦对深层水分(100—200 cm)的利用,FMS成熟期100—200 cm土层土壤贮水量比播前下降44.4—69.6 mm,较CK高8.4—145.5%,但FMS在休闲期补充土壤水分77—127 mm,分别较FM和CK增加4.5%—40.9%和12.8%—109.5%;FMS的休闲效率为30.5%—52.6%,比CK高12.8%—109.5%,比FM高4.5%—40.9%。基于对土壤水热环境和作物耗水的影响,FMS的产量达1750—3180 kg/hm2,水分利用效率为5.5—11.5 kg hm-2mm-1,分别比CK增加40%—220%和27%—239%,而且干旱年份的增加幅度更高。因此,FMS改善了小麦生长前期的土壤水热条件,调节作物不同生育期的耗水强度,显著提高作物水分利用效率和产量,并提高降水休闲效率,使小麦生育期耗散的土壤水分在休闲期得到有效补充。

不同覆膜方式对西北旱地麦田土壤水热特征和产量形成的影响

为了改善西北旱区土壤水热条件,提高降水利用效率,研究西北旱作条件下白膜平铺覆土穴播(T1)、黑膜平铺覆土穴播(T2)、白膜垄沟覆土穴播(T3)、黑膜垄沟覆土穴播(T4)、白膜平铺无土穴播(T5)、黑膜平铺无土穴播(T6)和露地穴播(CK)对麦田土壤水热效应和籽粒产量及水分利用效率的影响,以期为实现春小麦高产高效种植提供理论依据。结果表明:地膜覆盖具有明显增温和降温双重效应。与CK相比,在春小麦苗期和分蘖期覆膜处理下0~25cm土层土壤平均温度增加0.73℃和0.88℃,而在扬花期和灌浆期降低0.38℃和0.75℃。从整个生育期看,不同覆膜处理在0~25cm土壤温度变异系数(18.24%~20.02%)低于CK处理(21.48%),说明地膜覆盖有利于减轻土壤温度波动。不同处理下小麦全生育期0~25cm土层地温随土层的加深而逐渐降低,在25cm处的平均地温低于5cm处5.38℃。春小麦抽穗至灌浆期阶段的耗水量和耗水比例均最大,平均分别为126.83mm和47.37%,T3处理在此阶段的耗水量最高,显著高于CK处理21.33%。地膜覆盖可显著提高春小麦的籽粒产量和水分利用效率,增幅分别为9.64%~21.92%和6.45%~20.15%,且T3处理的籽粒产量最高(3 915.40kg·hm^(-2));而T4处理的水分利用效率最高,T1处理次之,T5处理最低,分别较CK显著增加20.15%、15.39%和6.45%。综合考虑,T4处理是最适宜在西北旱区条件下推广的春小麦种植模式。

西北沿黄灌区地膜覆盖和套作对土壤水热特征及马铃薯产量的影响

在西北沿黄灌区,以马铃薯-大豆套田为研究对象,研究了地膜覆盖与套作对土壤水热效应和马铃薯产量的影响。结果表明,在马铃薯块茎增长期和成熟期,地膜覆盖马铃薯单作的土壤含水量显著高于套作。马铃薯各生育期,地膜覆盖马铃薯单作土壤温度显著高于套作。不同地膜覆盖马铃薯套作大豆的土地当量比(LER)均大于1。黑色地膜覆盖比透明地膜覆盖马铃薯水分利用效率提高了11.3%,产量提高了5.1%,且在一定程度上降低了马铃薯生育期土壤温度,有利马铃薯植株的生长及提高马铃薯产量,可作为西北沿黄灌区的马铃薯优化栽培方式。

地膜玉米栽培的农业气象效应初探

地膜玉米栽培是防御低温干旱的一项行之有效的措施,地膜具有增温保温作用,以苗期阶段最为显著,这对玉米播种、全苗、壮苗十分有利,为玉米前期生长提供了良好的环境条件,为使玉米积累较多的干物质打下基础。从而提高灌浆速度,延长灌浆时间,增加百粒重,提高产量。

不同栽培模式的土壤水热效应对马铃薯产量及结薯规律的影响

针对云贵高原高海拔冷凉地区马铃薯产量低的问题,通过采取覆膜等栽培措施提高地温以增加产量。为明确该地区最适宜的覆膜模式,通过3年的大田试验,设置4种栽培模式:平播后起垄(A1)、侧膜覆膜(A2)、覆膜覆土(A3)和大垄双行(A4,对照),分析不同模式对土壤温湿度、产量及发育进程的影响。结果表明,以野马村为代表的云贵高海拔冷凉地区马铃薯全生育期内平均气温为14℃,比最适气温低4℃,土壤湿度>45%,水分不是主要限制因素,而提高地温是增产的关键。覆膜覆土是以野马村为代表的云贵高原高海拔冷凉地区的最适种植模式,可提早结薯9d,增产26.8%,提高商品薯率1.05%。

甘肃旱作大豆全膜双垄种植的土壤水热及产量效应

以晋豆23为材料,在甘肃省农业科学院镇原试验站进行田间试验,研究了全膜双垄沟播(FMRFC)、覆膜沟播(FMFC)、覆膜条播(FMSC)和露地条播(NMSC,CK)4个处理的水热及产量效应.结果表明:在大豆生育期降水量为246.3 mm(干旱年)和407 mm(丰水年)两种年型下,各覆盖处理0~20 cm土层平均地温在24 h内呈"S"型变化,并随生育进程波动振幅缩小.各覆盖处理使大豆苗期(VE^V3)至鼓粒期(R6)0~20 cm土层平均土壤温度显著提高0.5~2.5℃,并使全生育期平均地温提高1.3~1.6℃.各覆盖处理分别加速了大豆植株对0~120 cm土层土壤水分的消耗,但使0~200 cm土层的平均含水量和贮水量分别提高了1.2%~1.4%和62.7~70.3 mm.与CK相比,FMRFC和FMFC在旱年增温增湿作用显著,改善了大豆株高、分枝数、单株荚数和百粒重等经济性状,使水分利用效率分别提高47.7%~56.3%和33.3%~35.4%,产量分别提高27.7%~51.1%和10.2%~25.2%,是旱作大豆优选的抗寒抗旱覆盖种植方式.

On Urban Heat Island of Beijng Based on Landsat TM Data

Land surface temperature (LST) of Beijing area was retrieved from Landsat TM thermal band data utilizing a radiative transfer equation and the urban heat island (HUI) effects of Beijing and its relationship with land cover and normalized difference vegetation index (NDVI) were discussed. The result of LST showed that the urban LST was evidently higher than the suburban one. The average urban LST was found to 4.5 ℃ and 9 ℃ higher than the suburban and outer suburban temperature, respectively, which demonstrated the prominent UHI effects in Beijing. Prominent negative correlation between LST and NDVI was found in the urban area, which suggested the low percent vegetation cover in the urban area was the main cause of the urban heat island.