Effects of film mulching regime on soil water status and grain yield of rain-fed winter wheat on the Loess Plateau of China

Shortages and fluctuations in precipitation are influential limiting factors for the sustainable cultivation of rain-fed winter wheat on the Loess Plateau of China. Plastic film mulching is one of the most effective water management practices to improve soil moisture, and may be useful in the Loess Plateau for increasing soil water storage. A field experiment was conducted from July 2010 to June 2012 on the Loess Plateau to investigate the effects of mulching time and rates on soil water storage, evapotranspiration （ET）, water use efficiency （WUE）, and grain yield. Six treatments were conducted： （1） early mulching （starting 30 days after harvest） with whole mulching （EW）; （2） early mulching with half mulching （EH）; （3） early mulching with no mulching （EN）; （4） late mulching （starting 60 days after harvest） with whole mulching （LW）; （5） late mulching with half mulching （LH）; and （6） late mulching with no mulching （LN）. EW increased precipitation storage efficiency during the fallow periods of each season by 18.4 and 17.8%, respectively. EW improved soil water storage from 60 days after harvest to the booting stage and also outperformed LN by 13.8 and 20.9% in each growing season. EW also improved spike number per ha by 13.8 and 20.9% and grain yield by 11.7 and 17.4% during both years compared to LN. However, EW decreased WUE compared with LN. The overall results of this study demonstrated that EW could be a productive and efficient practice to improve wheat yield on the Loess Plateau of China.

Effect of different mulch materials on winter wheat production in desalinized soil in Heilonggang region of North China

Freshwater shortage is the main problem in Heilonggang lower-lying plain, while a considerable amount of underground saline water is available. We wanted to find an effective way to use the brackish water in winter wheat production. Surface mulch has significant effect in reducing evaporation and decreasing soil salinity level. This research was aimed at comparing the effect of different mulch materials on winter wheat production. The experiment was conducted during 2002-2003 and 2003-2004. Four treatments were setup： （1） no mulch, （2） mulch with plastic film, （3） mulch with corn straw, （4） mulch with concrete slab between the rows. The result indicated that concrete mulch and straw mulch was effective in conserving soil water compared to plastic film mulch which increased soil temperature. Concrete mulch decreases surface soil salinity better in comparison to other mulches used. Straw mulch conserved more soil water but decreased wheat grain yield probably due to low temperature. Concrete mulch had similar effect with plastic film mulch on promoting winter wheat development and growth.

不同种植方式对高寒旱区地膜小麦耗水特征和产量的影响

于2019—2022年在陇中高寒旱区以裸地条播为对照(CK),设置全膜覆土穴播(FM)和膜侧沟播(FS)两种覆盖方式,研究不同覆盖种植方式对冬小麦耗水特性、生长发育及产量的影响。结果表明:与CK相比,FM和FS处理播种期~拔节期0~20 cm土层土壤温度分别平均提高3.1℃和2.1℃,灌浆期分别降低0.6℃和1.0℃。覆盖能不同程度提高冬小麦各生育期0~200 cm土层土壤含水量,其中出苗期、返青期、拔节期和灌浆期提高幅度均高于20%。与CK相比,FM处理返青后冬小麦耗水量平均显著提高29.2%,返青前显著降低42.4%;FS处理返青期~灌浆期耗水量提高12.6%,返青前降低25.7%。各处理冬小麦基本苗、分蘖数、公顷穗数、穗粒数、千粒重和产量均表现为FM>FS>CK,处理间差异显著,其中FM和FS处理产量分别较CK平均提高74.7%和45.4%;处理间耗水量差异不显著;FM处理水分利用效率最大,较CK平均提高67.3%,FS次之,较CK平均提高46.1%。综上,地膜覆盖可调节土壤水分状况,改善冬小麦生长发育和成穗情况,显著提高产量和水分利用效率,其中全膜覆土穴播调节效应优于膜侧沟播,是适宜在高寒旱区地膜小麦生产中推广应用的种植方式。

覆盖栽培对旱地春玉米耗水特性的影响

【目的】探讨覆盖方式对旱地春玉米产量及耗水特性的影响,以期为半干旱区玉米高效及绿色生产提供理论支撑。【方法】在陇中旱作区设置秸秆带状覆盖(SM)、白膜双垄沟覆盖(BM)和黑膜双垄沟覆盖(HM)和露地平作(CK)4种栽培方式。【结果】与CK相比,SM、BM和HM处理下春玉米播种~成熟期0~200 cm土壤水分增加2.6%~20.9%;各生育时期间,增墒幅度SM以抽雄吐丝期最大,BM和HM均以苗期最大;不同土层间,SM、BM和HM增墒幅度分别以60~120、60~120和120~200 cm土层最大。覆盖处理较对照降低了春玉米全生育期耗水量5.1%,其中SM处理均降低了春玉米生育前期(播种期-拔节期)、中期(拔节期-灌浆期)和后期(灌浆期-收获期)耗水,降幅为2.4%~50.0%,而地膜覆盖(BM和HM)降低了生育前期和后期的耗水量,而增加了中期的耗水。与CK相比,覆盖均能显著增加春玉米籽粒产量22.9%~34.9%和水分利用效率33.1%~39.7%,增幅分别以BM和SM处理最大。相关分析发现,春玉米籽粒产量与穗粒数(r=0.922**)和百粒质量(r=0.833**)高度相关。【结论】在西北旱作区,应用秸秆带状覆盖能明显增墒、增产,显著降低耗水而增加水分利用效率,是适宜旱地玉米生产的可行措施。

不同覆盖方式对旱地冬小麦土壤水热及光合特性的影响

为了探明不同覆盖方式对旱地冬小麦土壤水热、光合特性的影响,在陇中半干旱区,设置了露地无覆盖(CK)、秸秆带状覆盖(SM4、SM5)和地膜覆盖(PM),对不同处理下小麦田土壤水热状况、叶片光合指标和产量进行测定与分析。结果表明,与CK比较,SM4、SM5和PM处理均显著增加了冬小麦播种至收获期的土壤平均含水量,增幅分别为7.0%、9.0%和8.5%;SM4和SM5处理显著降低了冬小麦全生育期土壤平均温度,降幅分别为11.3%和13.7%,而PM处理显著增加了全生育期土壤平均温度,增幅为6.7%;SM4、SM5和PM处理使小麦净光合速率(P_(n))、蒸腾速率(T_(r))、气孔导度(G_(s))分别增加了16.3%、18.4%、2.6%,17.2%、19.2%、8.9%和26.0%、30.7%、8.9%,使胞间CO_(2)浓度(C_(i))分别降低7.2%、9.1%和3.1%,SM5处理较SM4处理的变幅更大。与CK相比,SM4、SM5、PM处理显著增加了冬小麦籽粒产量和生物产量,增幅分别为11.9%、18.0%、20.9%和16.7%、19.0%、25.5%。相关分析表明,冬小麦籽粒产量与旗叶P_(n)(r=0.539*)和T_(r)(r=0.633*)呈显著正相关;冬小麦开花期和灌浆前期旗叶光合生理特性对籽粒产量和千粒重的影响大于灌浆后期。可见,在旱地小麦种植中,秸秆带状覆盖能显著改善土壤水热情况,提高旗叶光合能力,使小麦产量显著增加。

莱阳市春播花生地膜覆盖高产栽培技术要点

从良种选择、种子处理、整地施肥、适时早播、地膜覆盖、破膜放苗、查苗补苗、田间灌溉、看苗施追肥、病虫害防控、适时收获等方面论述了春播花生地膜覆盖高产栽培技术,系统地归纳了技术要点,为花生高产栽培提供技术指导。

地膜覆盖对土壤水温和春小麦产量形成的影响

通过大田试验研究了地膜覆盖对土壤水温状况及春小麦产量形成的影响 .结果表明 ,地膜覆盖对土壤的增温作用在春小麦生育期内呈“U”型变化 ,地膜覆盖可以通过防止蒸发和提升土壤深层水分至作物可利用层来增加土壤中有效水含量 ,利于作物利用 .地膜覆盖的增温保墒作用利于作物前期生长和水分利用 ,在生育后期覆膜 ,作物根系发育受到抑制 ,作物蒸散量和水分利用效率下降 ,影响产量的形成 .对照(CK)、播前灌水 (W )、全程覆膜 (M)、播前灌水 +覆膜 3 0d(WM3 0 )、播前灌水 +覆膜 60d(WM 60 )及播前灌水 +全程覆膜 (WMw) 6个处理的产量分别为 2 5 5 4、2 42 4、2 75 0、3 13 8、3 3 0 5、3 12 3kg·hm-2 ,最佳覆膜时间在 40～ 60d .

覆膜对春小麦农田微生物数量和土壤养分的影响

研究了黄绵土区不同覆膜时期对旱作麦田土壤微生物数量及其与土壤碳、氮、磷含量的关系。丰水的 1 999年 ,土壤微生物数量增长早 ,延续时间长 ,覆膜 60 d微生物数量最高 (3 3 .93 8× 1 0 6 /g dry soil) ,其次为全程覆膜 (3 2 .2 5 9× 1 0 6 ) ;干旱的 2 0 0 0年微生物平均数量只有 1 999年的 3 6.5 % ,在后期有一定降水后微生物数量才出现高峰 ,以全程覆膜数量最高(1 4.83 6× 1 0 6 ) ,覆膜 60 d次之 (1 1 .5 2 9× 1 0 6 )。 1 999年各类群微生物数量同土壤有机碳之间均呈显著或极显著负相关。2 0 0 0年相关系数几乎全面下降 ,氨化细菌、硝化细菌和反硝化细菌 ,甚至微生物总量同土壤有机碳之间都已不再显著相关。 1 999年土壤全氮同氨化细菌、硝化细菌、亚硝化细菌、解磷细菌及微生物总量均呈显著或极显著负相关 ,2 0 0 0年只与氨化细菌、亚硝化细菌、微生物总数显著负相关。土壤速效磷含量在 1 999年与解磷细菌显著负相关 ,而在 2 0 0 0年相关已不再显著。两年试验结束后 ,全程覆膜处理有机质下降 2 1 .2 % ,覆膜 60 d处理下降 1 7.2 % ,覆膜 3 0 d和不覆膜处理下降相对较小 (4 .3 %和 6.7% )。由于施用化肥 ,土壤全氮有明显升高。速效磷在 1 999生长季和随后的休闲期都有升高 ,在干旱的 2 0 0 0?

西北旱地春小麦不同覆盖措施的温度和产量效应

在西北半干旱雨养条件下,以春小麦为材料,研究了夏季覆膜(T1)、秋季覆膜(T2)、春季覆膜(T3)、小麦碎秆覆盖(T4)、小麦整秆覆盖(T5)、夏季覆膜+麦秆还田(T6)和无覆盖对照(CK)7个处理间0—20 cm土壤温度、产量和重要农艺指标的差异。结果表明:处理间在不同生育时期、不同土层的土壤温度存在显著差异。生育时期间比较,处理间土壤温度差异以播种期—分蘖期最大、蜡熟期—成熟期次之、拔节期—灌浆中期较小;土层间比较,处理间土壤5 cm处的温度差异依次大于10 cm、15 cm、20 cm处。T6在各时期、各土层均表现出突出的增温效应,全生育期土壤平均温度较CK高0.57℃,以成熟期、播种期及分蘖期增温效果较大;其它覆盖处理存在增温和降温的双重效应,增温效应覆膜>秸秆覆盖,而降温效应则秸秆覆盖>覆膜,各处理的32个土壤温度测试点中,增温点次以T4最少(仅有9个),降温点次为23个,且T4降温幅度最大,全生育期0—20 cm土壤平均温度较CK低0.63℃,降温效果在播种期和分蘖期尤为突出。覆盖处理全生育期土壤平均温度表现为覆膜>CK>秸秆覆盖。温差最高值出现在分蘖期土壤5 cm处的T6与T4间,T6高出T44.23℃。T6可以平抑生育期间土壤温度的变化,其它5个覆盖处理则加剧土壤温度的波动,以T4处理的土壤温度波动最明显(CV为32.4%)。处理间产量、单位面积穗数、穗粒数间差异显著,而千粒重差异不显著。无论覆膜还是秸秆覆盖,都较CK穗粒数显著增加(17.4%—36.3%)。除T5较CK显著减产14.1%外,其它覆盖处理均较CK显著增产21.7%—37.3%,其中以全膜覆土穴播基础上的秋季覆膜(T2)增产最显著,适宜在西北旱地春小麦产区推广应用。土壤温度主要影响营养生长,拔节—开花期0—20 cm的土壤温度与株高高度正相关(0.77*—0.92**),但覆盖引起土壤温度的变化最终对西北旱地春小麦产量没有关键影响。

不同覆盖材料和方式对旱地春小麦产量及土壤水温环境的影响

在西北半干旱雨养条件下,研究了不同覆盖材料、覆盖方式对春小麦土壤水分、土壤温度、产量及重要农艺指标的影响.试验以无覆盖栽培为对照（CK）,设置了秸秆覆盖及地膜覆盖（平作全地面覆膜、微垄全地面覆膜、大垄半覆膜）,共8个覆盖处理.结果表明：处理间土壤水分、土壤温度、产量等都存在显著差异;各覆盖处理均较CK 显著增产7.6%～44.9%,其中以微垄全地面覆膜增产最显著,处理间单位面积穗数的差异是引起产量差异的主要结构因素;与CK 相比,全生育期0～200cm 土壤水分含量各覆盖处理均高于CK0.3%～1.7%,其中以平作黑膜全覆盖（B2）和微垄白膜全覆盖（C1）最高;比较全生育期0～25cm 土壤平均温度差异,除小麦秸秆覆盖（A1）和大垄黑膜半覆盖（D2）较CK 分别降低1.4和0.9℃外,其他6个覆盖处理较CK 提高0.3～1.8℃,其中以平作白膜全覆盖（B1）增温幅度最大;但进一步分时期、分土层比较发现,各覆盖处理在不同生育时期和土层,基本出现较CK 增墒与降墒、增温与降温的双重效应.各处里增墒点次比例为54.2%～83.3%,相应降墒点次比例为16.7%～45.8%,时期上,增墒效应以开花期和灌浆期最明显、降墒效应以孕穗期最明显;土层上,增墒效应以20～40cm 土层最明显、而降墒效应以60～90cm 土层最明显.各处理较CK 增温的点次比例为4%～100%,时期上,覆盖增温效果以灌浆期最明显,降温效果以均分蘖期和开花期最高;从土层来看,以土壤25cm 处增温幅度最高.

秸秆与地膜覆盖春玉米和春小麦耕层土壤碳氮动态

采用田间试验研究了秸秆和地膜覆盖处理春玉米和春小麦生育期耕层土壤有机碳、全氮和硝态氮的动态变化。结果表明:秸秆覆盖处理明显提高了春玉米和春小麦生育期土壤有机碳含量,而地膜覆盖处理土壤有机碳含量呈下降趋势;灌溉同时降低了春小麦地膜覆盖处理土壤有机碳的降低幅度和秸秆覆盖处理土壤有机碳的增加幅度;秸秆和地膜覆盖处理土壤全氮与硝态氮含量在春玉米和春小麦生育期的动态变化都呈"增加-降低-增加"的趋势,但土壤全氮变化幅度较小,处理间差异不显著,而硝态氮变化剧烈,处理间差异达显著或极显著水平;灌溉对不同覆盖处理春小麦生育期土壤全氮含量影响较小,但灌溉显著降低了不同覆盖处理春小麦拔节期土壤硝态氮的增加幅度。

半干旱地区播前灌溉和地膜覆盖对春小麦产量形成的影响

两年大田试验研究了播前灌溉和地膜覆盖对春小麦产量形成及水分利用的影响。试验设4个处理,对照(CK)、播种前灌水30mm(W),覆膜60d(M)和播种前灌水30mm加覆膜60d(WM)。结果表明,播前灌溉后土壤水分状况得到明显改善,但由于土壤温度显著下降,播前灌水会影响春小麦苗期的干物质积累。地膜覆盖在作物生育前期可以改善土壤水温条件,促进干物质积累,在后期则会导致土壤水分状况恶化,导致收获指数的下降,影响产量的形成和水分利用。在春小麦生产中将播前灌溉与地膜覆盖相结合:一方面可以在作物出苗时及苗期改善土壤水温条件,促进作物生长发育;另一方面在产量形成的关键时期可以通过更好的水分条件去除覆膜的负效,获得产量和水分利用效率的显著提高。

黄土区地膜覆盖对麦田土壤微生物体碳的影响

研究了1999年(丰水年)和2000年(干旱年)旱地条件下不同时间覆膜(不覆膜、覆膜30 d、覆膜60d和全程覆膜)对春小麦(Triticum aestivum)农田土壤微生物体碳的影响。结果表明,1999年土壤微生物体碳平均为335.3 mg·kg^(-1)干土,2000年平均为259.3 mg·kg^(-1)干土,前者高出后者29.37％。2年中最高微生物体碳均出现在全程覆膜处理。1999年,土壤微生物体碳在覆膜60d时即接近最高值,该处理籽粒产量也最高。2000年,由于春小麦生育后期降水丰富,在整个生育期中,微生物体碳增长表现为“增长-平稳甚至出现下降-再增长”的梯形方式,到生育后期,各处理之间才出现显著差异,全程覆膜处理的微生物体碳后期大幅度增加,与1999年接近。2年中各处理的C/N处于7.732～9.042之间,远低于11.3的临界值,C/P处于300.8～719.6之间,均高于300的临界值,不利于土壤微生物体碳的增加,微生物和作物对土壤有效态氮和磷的吸收处于竞争状态,表明该农田生态系统有机质严重不足,已经构成了限制作物生产力发挥的重要因素,长期地膜覆盖和大量使用化肥将加剧这一问题的严重性。

覆膜栽培下春小麦种群的生长冗余与个体大小不整齐性的关系

增加有效分蘖数被认为是提高小麦 (Triticumaestivum)产量的重要方法之一 ,但是小麦种群在生长进程中也会形成大量的无效分蘖 ,存在“生长冗余”。研究了覆膜栽培对两个春小麦种群中无效分蘖比率和收获指数的影响 ,并从植物个体大小不整齐性和生活史策略的种群生态学角度探讨其影响机制。与露地对照相比 ,覆膜栽培能显著提高春小麦产量 (+38.5 %) ;产量的提高源于地上部分生物量 (+4 4.7%)的显著增加。但是 ,覆膜种群的繁殖分配 (穗重 /地上部分生物量 ,- 5 .2 %)和收获指数 (- 4.5 %)显著降低 ;在几个主要生育期里 (拔节期、开花期和成熟期 )覆膜种群中无效分蘖数及无效分蘖生物量比率均显著大于露地对照。说明覆膜种植加剧了春小麦种群的生长冗余。地膜覆盖与其对照的Gini系数动态有显著差异 ;其中在拔节期与开花期覆膜处理高于对照 ;在成熟期覆膜处理低于对照 ;并且 ,种群的繁殖分配和收获指数都与种群的平均Gini系数 (4个生育期的均值 )呈显著的负相关。我们认为覆膜种群中生长冗余的显著增加 (繁殖分配的下降及无效分蘖生物量的增加 ) ,是由于覆膜处理促进分蘖的过度发生和生长、造成群体密度过高、个体大小不整齐性增加从而使种群内个体间竞争加剧的结果。由此表明 ,伴随着产量的显著提高 。

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。

秸秆带状覆盖对旱地冬小麦产量及土壤水分的影响

为探讨西北半干旱雨养条件下秸秆带状覆盖麦田水分利用特征和增产效果,通过田间试验,以露地条播为对照（CK）,研究了3种不同覆盖处理[秸秆带状覆盖常规条播（SM1）、秸秆带状覆盖宽幅条播（SM2）和全膜覆土穴播（PM）]对旱地冬小麦田土壤含水量、小麦产量和水分利用效率的影响。结果表明,秸秆带状覆盖和全膜覆土穴播均可显著改善小麦全生育期0-20cm以及开花前20-90cm土壤墒情,但开花后20-90cm以及全生育期90-200cm土壤墒情普遍不如CK。3种覆盖处理均能促进冬小麦对土壤贮水的利用,显著提高开花至成熟阶段的耗水量及其占总耗水量的比例。秸秆带状覆盖和全膜覆土穴播生育期耗水量分别比CK增加4.6%和7.6%。秸秆带状覆盖在孕穗前0-200cm土壤墒情与全膜覆土穴播无显著差异,孕穗期开始则好于全膜覆土穴播;全膜覆土穴播0-200cm土壤贮水消耗量显著高于秸秆带状覆盖,而开花至成熟阶段的耗水量及其占总耗水量的比例则略低于秸秆带状覆盖。3种覆盖处理均显著提高产量和水分利用效率,PM、SM1和SM2较CK分别增产36.8%、29.7%和27.5%,水分利用效率分别提高27.3%、23.9%和22.7%。产量与生育期耗水量呈显著正相关（r=0.97＊）。覆盖处理中,全膜覆土穴播产量虽最高,但从产量、水分利用效率和经济效益角度综合考虑,秸秆带状覆盖优于全膜覆土穴播。因此认为,秸秆带状覆盖是一种更加高产高效、适宜在西北半干旱雨养区推广的覆盖种植方式。

半干旱农田生态系统覆膜进程和施肥对春小麦耗水量及水分利用效率的影响

在年降水量 4 15 m m的黄土高原中部黄绵土上 ,以春小麦 (Triticum aestivum)为供试作物进行大田试验 ,研究了地膜覆盖 (设不覆膜、播种后覆膜 30 d、覆膜 6 0 d和全程覆膜 )和施氮 (设不施氮和施氮 75 kg/hm2 )对春小麦耗水量和水分利用效率的影响。结果表明 ,地膜覆盖对春小麦耗水量和水分利用效率的影响与底墒和覆膜进程有关。增加底墒和施肥 ,春小麦全生育期耗水量显著增加。高底墒处理的平均耗水量 (32 7.7m m)比低底墒(2 85 .4 mm)高 4 2 .3m m,差异达显著水平 (P<0 .0 5 ) ;施氮后 ,耗水量也显著增加 ,不施氮时 ,平均耗水量为2 99.0 m m,施氮后平均为 314 .1mm,施氮比不施氮增加 15 .1m m。在降水相对丰富年份 ,对低底墒处理 ,不同覆膜进程对春小麦全生育期耗水量没有显著影响 ,而对高底墒处理 ,覆膜 30 d和 6 0 d作物全生育期耗水量显著高于对照和全程覆膜 ,但覆膜 30 d和 6 0 d间、全程覆膜和不覆膜间的差异均不显著。因此在降水丰富年份 ,全程覆膜并没有使作物全生育期耗水量减少 ,同时也并没有使作物收获后的残留底墒增加。从总体上看 ,覆膜处理比底墒和施肥对作物耗水量的影响小。无论是用地上干物质计算 ,还是用籽粒计算 ,施氮后水分利用效率明显增加。

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.

覆膜抑制土壤呼吸提高旱作春玉米产量

为从农田碳通量角度揭示地膜覆盖种植方式的增产增效机理,于2011年在山西寿阳旱作农业野外试验站对覆膜和露地春玉米田,进行了表层土壤温湿度、土壤呼吸和净碳交换规律及作物生长发育规律的研究和分析。结果表明:与露地处理相比较,覆膜处理全生育期表层土壤含水率提高了18.7%,前期可平均提高表层土壤温度1.67℃。覆膜和露地处理土壤呼吸变化规律总体一致,但前者的温度敏感系数Q10比后者低,且中后期前者排放的碳仅为后者的61.7%,说明采用覆盖地膜种植方式有利于农田土壤碳管理。前期和中期覆膜处理绿叶面积指数比露地处理平均高0.81 m2/m2,后期覆膜处理衰老较快,收获时比露地处理低1.00 m2/m2;露地处理在前期和中期日均净碳通量平均比覆膜处理大0.04 mg/(m2·s),而后期仅小0.02 mg/(m2·s),这是造成2处理最终生物产量和经济产量差异的根本原因。在地上干物质积累和地下干物质积累方面,覆膜处理始终比露地处理高,收获时差值分别为269.7和38.6 g/m2。露地处理每公顷少收春玉米籽粒1 348 kg。由此可见,覆膜种植可提高表层土壤温湿度,促进作物生长发育,抑制土壤呼吸,促进碳积累,增加农民收入的同时更有利于土壤碳管理。

半干旱黄土高原地区春小麦地膜覆盖研究概述

在黄土高原半干旱地区春小麦上进行的地膜覆盖试验表明 ,地膜覆盖通过改善耕层土壤生态环境条件 ,即通过改善水、热状况 ,活化土壤养分 ,对提高水分和养分利用效率 ,实现粮食增产具有重要作用。但近年来在生产实践和科学实验中发现 ,不合理的长期全生育期地膜覆盖 ,因在作物生长前期和中期覆膜作物较不覆膜作物生长好 ,覆膜作物在生长期水分蒸腾损失严重 ,土壤水分的蒸散 (蒸发 +蒸腾 )损失远比不覆膜土壤严重 ,在作物生长后期降水少或没有补充灌溉时 ,会产生严重的水分胁迫现象 ,显著抑制小穗分化和灌浆 ,最终导致收获指数和产量下降 ;同时 ,地膜覆盖的增产作用在一定程度上是以耗竭土壤肥力 ,特别是有机物质为代价的。因此 ,不正确的地膜覆盖 (如全生育期的地膜覆盖 ) ,不仅有时起不到显著的增产作用 ,而且易造成土壤养分 ,特别是土壤中硝态氮的累积和损失 ,肥料利用效率降低 ,土壤生态条件恶化 ,肥力下降 ,难以持续高产。因此在确定地膜覆盖范式时 ,必须要考虑底墒、作物生育期降水、地膜覆盖的阶段性和氮肥的施用等。