沟垄二元覆盖对渭北旱塬区土壤肥力及玉米产量的影响

探讨沟垄二元覆盖对旱地土壤肥力及作物生产力的影响,对完善半湿润区作物微集水栽培技术具有重要的理论和实践意义。2007—2011年在渭北旱塬进行5年定位试验,设置垄上覆地膜,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等不同沟垄覆盖模式,以传统平作为对照。结果表明,2011年春玉米收获后各处理土壤有机质及速效养分含量随土层的加深而降低,与2007年试验处理前相比,沟垄二元覆盖各处理土壤养分含量明显增加,而垄覆地膜+沟不覆盖和传统平作处理有所下降。垄覆地膜沟覆秸秆处理0~20 cm层土壤有机质、碱解氮、有效磷和速效钾含量均显著高于对照,垄覆地膜沟覆地膜和垄覆地膜沟覆生物降解膜处理有机质和碱解氮含量较对照有所增加,而其有效磷和速效钾含量显著增加。20~60 cm层土壤有机质和速效养分含量各沟垄二元覆盖处理均略高于对照。各沟垄覆盖处理表层(0~20 cm)土壤脲酶、磷酸酶和蔗糖酶活性均较对照增加,且以垄覆地膜沟覆秸秆处理土壤酶活性最高,垄覆地膜沟覆生物降解膜和垄覆地膜沟覆地膜处理次之。垄覆地膜沟覆生物降解膜、垄覆地膜沟覆地膜和垄覆地膜沟覆秸秆处理较对照显著增产41.1%、42.1%、39.3%,水分利用效率显著提高38.0%、39.6%、37.0%。在渭北旱塬区进行沟垄二元覆盖对提高土壤肥力、酶活性及春玉米产量和水分利用效率有显著提高作用,以垄覆地膜沟覆秸秆处理最佳,垄覆地膜沟覆地膜和垄覆地膜沟覆生物降解膜次之。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在渭北旱塬雨养农业区春玉米生产栽培具有一定的可行性和应用价值。

沟垄二元覆盖下土壤水温效应对玉米生长发育的影响

2008—2010年在渭北旱塬区通过3年定位试验,研究了沟垄二元覆盖模式下土壤水温效应对玉米生长发育的影响。结果表明:垄覆地膜沟覆秸秆处理玉米各生育时期土壤蓄水量均最高,垄覆地膜沟覆地膜和垄覆地膜沟覆生物降解膜处理玉米前期土壤蓄水量较对照显著增加,垄覆地膜沟覆液膜和垄覆地膜沟不覆盖处理下玉米大喇叭口期土壤蓄水量较对照显著增加,其他各生育时期与对照无显著差异。沟覆普通地膜与生物降解膜增温效果明显,玉米全生育期平均土壤温度较对照显著增加,而垄覆地膜沟覆秸秆处理较对照显著降低,垄覆地膜沟覆液膜和沟内不覆盖处理土壤温度均高于对照,但差异不显著。垄覆地膜沟覆地膜和沟覆生物降解膜处理下玉米各生育时期进程均较对照提前,而垄覆地膜沟覆秸秆处理下玉米生育前期较对照略有推迟,生育后期与对照持平;垄覆地膜沟覆地膜和垄覆地膜沟覆降解膜处理促进玉米前期旺盛生长,垄覆地膜沟覆秸秆处理促进玉米后期生长。沟垄二元覆盖下玉米产量均较对照显著增加,以垄覆地膜沟覆地膜、垄覆地膜沟覆生物降解膜和垄覆地膜沟覆秸秆处理最高,分别显著提高39.1%、40.1%和41.7%。

沟垄二元覆盖对旱作马铃薯耗水特征、产量及水分利用效率的影响

为探讨旱作区沟垄二元覆盖模式下土壤水分、阶段耗水特性及对马铃薯产量和水分利用效率的影响效果,于2016年在宁夏南部山区通过设置垄覆地膜,沟内分别覆盖普通地膜(DD)、秸秆(DJ)、生物降解膜(DS)、液态地膜(DY)、麻纤维地膜(DM)和沟不覆盖(DB)等6种沟垄二元覆盖模式,以传统平作为对照(CK)。结果表明,DJ处理的马铃薯整个生育期土壤蓄水量最高,明显改善了马铃薯生育期土壤水分状况。在马铃薯整个生育期0~200 cm土层土壤含水量以DJ处理最高,尤其耕层(0~40 cm)土壤含水量最为显著。各处理阶段耗水量、耗水强度、耗水模系数在马铃薯各生育阶段表现不同,总体呈生育前期较低、中期增加、后期降低的趋势。在播种-苗期阶段、块茎形成-块茎膨大期阶段以DS处理的马铃薯耗水量、耗水强度和耗水模系数最大,DJ处理最低;苗期-现蕾期阶段以DD处理的耗水量、耗水强度和耗水模系数最大,其次为DM处理,DS处理最小;现蕾期-块茎形成期阶段以DY处理的耗水量、耗水强度和耗水模系数最大,DJ处理次之,DM处理最小。沟垄二元覆盖模式能够提高马铃薯产量和水分利用效率,以DJ和DD处理的增产效果最显著,分别较CK增产47.77%、44.84%;DJ处理的水分利用效率最高(68.2 kg·hm-2·mm-1),较CK显著提高58.97%。综上可知,垄覆地膜沟覆秸秆种植模式可显著改善马铃薯中后期0~200 cm土层土壤水分状况,使前期耗水少,中后期耗水增多,且能显著提高产量和水分利用效率。本研究结果为宁南旱作马铃薯覆盖种植高产技术提供了科学依据。

北方旱作区沟垄二元覆盖技术研究进展

北方旱作区降水稀少,水分不足是限制作物生长的主要因素,沟垄二元覆盖技术可进一步提高降水的利用效率和作物生产水平,在国内外已备受关注.为深刻理解中国北方旱作区沟垄二元覆盖技术模式及研究进展,本文就沟垄二元覆盖技术的概念、研究现状、配套农机具、技术模式及其土壤生态与作物效应进行了综述;在总结现有研究的基础上,归纳了典型旱作区沟垄二元覆盖技术模式的类型、作业操作及应用效果;科学评价不同沟垄二元覆盖技术下土壤与作物的生态效应;指出了目前沟垄二元覆盖技术研究中所存在的问题,并提出相应的建议.综合国内外沟垄集雨栽培技术的研究进展,提出沟垄二元覆盖模式及技术体系今后的重点研究方向:1)建立适合北方不同旱作类型区及不同作物的垄沟比;2)重视土壤水分与温度、肥力等其他因子耦合性研究;3)探索最佳环保型覆盖材料;4)加强沟垄二元覆盖模式及体系的技术评价、技术推广与配套机具设计等方面的研究.

宁南旱区沟垄覆盖改善土壤水热状况提高马铃薯产量

垄覆塑料地膜沟内覆盖集雨种植模式可影响土壤水热状况,促进作物生长,提高作物的产量和水分利用效率。为探讨旱作条件下沟垄二元覆盖的土壤水热效应对马铃薯产量的影响效果,于2015年在宁南旱区设置垄覆地膜沟内覆盖不同材料(普通塑料地膜、玉米秸秆、生物降解膜、麻纤维地膜及液态地膜),以垄覆地膜沟不覆盖为对照,研究沟垄二元覆盖模式对土壤水分、耕层土壤温度、马铃薯生长、产量及水分利用效率的影响。结果表明:垄覆地膜沟覆地膜处理在马铃薯前期、中期土壤蓄水量较对照显著增加(P<0.05),垄覆地膜沟覆秸秆处理在马铃薯生育后期土壤蓄水量最高(P<0.05)。垄覆地膜沟覆地膜处理增温效果明显,马铃薯全生育期0~25 cm土壤温度较对照显著增加(P<0.05),而垄覆地膜沟覆秸秆处理较对照显著降低(P<0.05)。在马铃薯整个生育期,垄覆地膜沟覆秸秆处理植株株高和茎粗均明显高于对照处理(P<0.05),在马铃薯生育后期垄覆地膜沟覆秸秆处理的地上部生物量显著高于对照处理(P<0.05)。沟垄二元覆盖模式下马铃薯增产效果以垄覆地膜沟覆秸秆处理最为显著,较对照增产56.1%(P<0.05),且水分利用效率最高(81.1kg/(hm2·mm))。总之,垄覆地膜沟覆秸秆处理对改善土壤水热状况,提高马铃薯水分利用效率和产量的效果显著,建议在宁南旱区进行推广应用。