减穴增株在半干旱区全膜双垄沟播玉米上的应用研究

为进一步优化全膜双垄沟播玉米生产技术,2020—2022年在甘肃省中部半干旱雨养农业区研究了玉米减穴增株高产高效栽培技术。试验采用全膜双垄沟播技术,设每穴留苗1株(对照)、留苗2株、留苗3株、留苗4株4个处理,观察各处理下玉米经济性状、生育期和产量。结果表明,在密度相同的情况下,全膜双垄沟播玉米每穴留苗3株、4株主要性状明显优于每穴留苗1株。每穴苗4株玉米折合产量为7 723.48 kg/hm^(2),较每穴留苗1株增产723.48 kg/hm^(2),增产率10.34%;每穴留苗3株为7 549.24 kg/hm^(2),较每穴留苗1株增产549.24kg/hm^(2),增产率7.85%,增产效果明显。该种植模式适宜在海拔2 000 m以下、年降水量350~500 mm的半干旱雨养农业区应用。

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。

全膜双垄沟播改善干旱冷凉区盐渍土水盐状况提高玉米产量

为探明全膜双垄沟播技术在内陆干旱冷凉地区盐渍土的水盐调控机制,在山西省大同市,采用大田试验的方法,以半膜覆盖垄播（LB）、半膜平铺穴播（CK）为对照,研究全膜双垄沟播（QM）技术对盐渍土水盐时空动态变化及其对玉米生长发育的影响。结果表明：在苗期QM处理0～30 cm土壤含水率比LB和CK高3.6%和2.9%,在大喇叭口期比LB和CK高27.8%和7.0%,能大幅优化耕层土壤水盐环境,提高玉米的出苗率和成苗率;QM处理各层土壤含盐量均显著降低（P〈0.05）,在大喇叭口期比LB和CK低28.3%、36.3%,在收获前期比LB和CK低31.2%、30.5%;对比1 m土体脱盐率,QM处理脱盐作用最强,比LB和CK高16.9%、30.7%,能大幅降低耕层土壤含盐量;QM处理比LB、CK玉米提早成熟4 d,增产69.7%和125.3%。总之,采用QM处理可以优化土壤耕层水盐分布,提高出苗率,缩短玉米生育进程,大幅提高产量。研究可为内陆干旱冷凉地区盐碱地的高效利用提供最佳的技术模式。

全膜双垄沟播起垄施肥铺膜机的研制

针对全膜双垄沟播种植的农艺要求,研制了一种起垄施肥铺膜机,可完成起垄、施肥、喷药、铺膜和覆土压膜联合作业。用旋耕方式整地起垄,覆土装置实现地膜纵向两边均匀覆土和地膜横向间隔覆土。采用旋耕前喷药和铺膜前施肥的作业方式,保证药效和肥效最大限度地发挥作用。试验表明,垄面光滑,无明显缺陷且覆土后的地膜无机械破膜现象。膜横向覆土距离的平均值为102 cm,纵向覆土厚度和宽度的平均值为5.1 cm和11.4 cm,大垄的垄宽和垄高的平均值分别为69.3 cm和14.9 cm,小垄的垄宽和垄高的平均值为40.5 cm和15.2 cm,满足全膜双垄沟播种植农艺要求。覆土的厚度、宽度的变异系数分别为4.83%和7.52%,大垄宽度、高度的变异系数为1.22%和2.14%,小垄宽度、高度的变异系数为2.26%和1.58%,符合设计要求。

覆膜时期对全膜双垄沟播玉米籽粒灌浆特性的影响

采用田间试验,研究了秋季覆膜、春季顶凌覆膜和播前覆膜对全膜双垄沟播玉米土壤温度、籽粒灌浆特性及产量的影响。结果表明：春季顶凌覆膜处理可显著提高全膜双垄沟播玉米15 cm土层温度,较播前覆膜和秋季覆膜处理分别提高4.10℃和7.76℃,差异极显著,秋季覆膜处理可使20 cm和25 cm土层温度较春季顶凌覆膜和播前覆膜处理高4.07℃～5.35℃和3.15℃～5.07℃,差异极显著;秋季覆膜处理籽粒灌浆速率较春季顶凌覆膜和播前覆膜处理高45.93%和36.28%,均达极显著水平,籽粒产量分别高18.17%和7.98%,均达极显著水平,百粒重较春季顶凌覆膜处理高15.28%,达显著水平。相关性分析表明,秋季覆膜处理下玉米灌浆期20 cm和25cm土层温度与最大灌浆速率呈极显著正相关关系,与籽粒产量呈正相关关系。研究得出秋季覆膜处理可显著提高全膜双垄沟播玉米20 cm土层以下土壤温度,缩短籽粒最大灌浆速率出现的时间,加快籽粒的灌浆速率,提高单位面积的籽粒产量,是干旱半干旱地区玉米生产获得高产的最佳覆膜时期。

秸秆覆盖对全膜双垄沟留膜复种马铃薯产量、水分利用效率及氮肥效应的影响

采用田间试验研究秸秆覆盖对全膜双垄沟留膜免耕复种马铃薯产量及水分利用效率、氮肥效应的影响。结果表明,在全膜双垄沟留膜免耕复种栽培模式下,秸秆覆盖有利于促进马铃薯生长和显著提高马铃薯产量及水分利用效率,且马铃薯产量及水分利用效率均随着前茬施N量的增加呈明显增加趋势,N肥的后效增产作用非常明显;秸秆覆盖条件下,相同施肥处理马铃薯产量及水分利用效率、N肥农学效率分别比无秸秆覆盖提高25.5%～59.5%、30.8%～67.3%、8.8%～155.6%,前茬N、P2O5和K2O的用量分别为300、120、60kg/hm2时(F1N5处理),马铃薯产量最高,可达16 737kg/hm2,明显高于其他处理,表明马铃薯在全膜双垄沟留膜复种模式下,秸秆覆盖可显著提高马铃薯产量及水分利用效率、氮肥效应更加明显。

密度和施氮量互作对全膜双垄沟播玉米产量、氮素和水分利用效率的影响

【目的】本研究旨在探讨旱地全膜双垄沟播玉米产量、氮素和水分利用效率对种植密度和施氮量的响应。【方法】选择甘肃省定西市安定区农业部西北黄土高原地区作物栽培科学观测试验站,作物一年一熟,无灌溉,为典型旱地雨养农业区。2016和2017年,以耐密品种‘先玉335’为试验材料进行了大田试验。设置了3个种植密度(45000、60000、75000株/hm^2)和4个施氮量(N0、138、207、276 kg/hm^2,分别表示为N0、N138、N207、N276)。收获期调查分析了玉米籽粒产量、氮素和水分利用效率。【结果】种植密度和施氮量均显著影响玉米籽粒产量、氮素和水分利用效率,且两者互作效应显著。在中密度(60000株/hm^2)条件下,玉米籽粒产量较低密度(45000株/hm^2)和高密度(75000株/hm^2)分别增加了24.86%～26.91%和25.83%～34.34%,氮素利用效率分别提高了41.07%和41.63%,水分利用效率分别提高了9.87%～18.09%和17.81%～32.89%,且差异性均达到了显著水平。施氮量在138～276 kg/hm^2范围内的玉米籽粒产量和水分利用效率均显著高于无氮处理,各施氮处理表现为N276> N207> N138> N0,且N276、N207与N138、N0处理间差异显著。随着施氮量的增加,氮肥偏生产力呈下降趋势,氮肥利用率呈先升高后降低趋势,以施氮量为207 kg/hm^2时玉米氮肥吸收利用率最大,较N276和N138处理分别提高了4.23%和27.37%。玉米产量提高引起了氮肥吸收利用率和水分利用效率的协同提高。【结论】综合考虑产量、氮素利用率和水分利用效率等因素,在本试验条件下,旱地全膜双垄沟播玉米栽培以种植密度为60000株/hm^2,施氮量为207 kg/hm^2较为适宜。

不同覆盖种植方式与平衡施肥对旱地春玉米产量及水分利用效率的影响

采用田间试验方法,研究了不同覆盖种植方式与平衡施肥对旱地春玉米产量及其水分利用效率的影响。结果表明,三种覆盖种植方式中,全膜双垄沟播种植方式有利于玉米碳水化合物的合成,增加玉米干物质积累量,N、P、K平衡施肥干物质积累量增加效果明显;与全膜双垄沟播相比,半膜覆盖和裸地种植玉米籽粒产量分别减产8.5%-17.6%和61.1%-95.3%,水分利用效率分别降低3.5%-15.1%和52.8%-60.2%;N、P2O5和K2O的用量分别为225、120、60 kg·hm-2时,F1N1处理玉米籽粒产量和水分利用效率最高。研究表明,在玉米全膜双垄沟播栽培技术条件下,平衡施肥可显著提高玉米籽粒产量和水分利用效率。

全膜双垄沟播玉米干物质积累规律及高产施肥技术

采用田间试验的方法研究玉米干物质积累规律及高产施肥技术。结果表明,在不同施肥方式下,玉米各生育期全株、籽粒、叶片、茎秆+穗芯干物质积累均呈现出"S"型曲线变化规律,玉米全株干物质量均随生育期的延长而增长;N、P2O5和K2O的用量分别为225、1209、0 kg/hm2时(OPT处理),玉米产量最高,可达到9 028.2 kg/hm2,明显高于其他处理,表明玉米在全膜双垄沟播栽培技术条件下,平衡施肥可显著增加玉米籽粒产量,N、P、K缺素施肥及不施肥都会对玉米产量造成不同程度的影响。

施磷量对旱地全膜双垄沟播玉米产量土壤速效磷和磷肥利用率影响

针对黄土高原半干旱区春玉米全膜双垄沟播栽培中施肥不科学和磷肥利用率低的问题,2011—2013年在甘肃省定西市安定区设置了三年定位试验,研究了P2O5投入量为0 kg·hm-2（CK）、120 kg·hm-2（P1）、240kg·hm-2（P2）和480 kg·hm-2（P3）对春玉米产量、土壤速效磷及磷肥利用效率的影响。结果表明：磷肥能显著增加玉米产量,但过量投入磷肥会使玉米减产,玉米产量整体表现为P1〉P2〉P3〉CK;在同一生育时期,随着施磷量的增加,土壤速效磷累积量呈增加趋势;随着种植年限延长,施磷处理土壤速效磷累积量增幅呈增大趋势,与2011年播前基础量相比,2013年收获后累积量增加53.6%~208.5%;磷肥利用率随施磷量的增加而降低,优化施磷量下,磷肥当季和累计利用率达到最大,为15.51%、13.91%。综合考虑玉米产量、磷肥利用率和生态环境安全,P2O5的投入量以120 kg·hm-2为宜。

11种除草剂对全膜双垄沟播玉米田杂草的防治效果

为了明确11种除草剂对全膜双垄沟播玉米田杂草的防治效果,采用随机区组法开展了田间小区药效试验。结果表明:42%甲·乙·莠悬浮剂5625 mL/hm2、48%乙·莠可湿性粉剂3.75 kg/hm2和42%异丙草·莠悬浮剂4 125 mL/hm2对全膜双垄沟播玉米田杂草有较好的防效,其中,30 d和45 d的株防效分别为92.9%、91.3%、92.3%和89.0%、88.0%、88.3%,45 d的鲜重防效分别为89.1%、88.2%、88.6%,显著优于其他药剂处理(P<0.05)。同时,3种药剂处理玉米出苗整齐、生长良好、安全无药害发生,且分别比对照增产24.19%、22.04%、20.43%。

半干旱区补灌及施氮对全膜双垄沟播玉米干物质积累及产量的影响

采用田间试验的方法研究补灌及施氮对全膜双垄沟播玉米干物质积累及产量的影响。结果表明,在不同施肥方式下,玉米各生育期全株、秸秆干物质积累均呈现出"S"型曲线变化规律。玉米全株干物质量均随生育期的延长而增加。相同P、K肥条件下,增施N肥可增加玉米秸秆干物质量;补灌(50mm)条件下,相同施肥处理玉米产量和N肥农学效率分别比无灌溉增加4%～21%、1.8%～20%;补灌条件下,N、P2O5和K2O的用量分别为225、120、60kg/hm2时(W1N4处理),玉米产量最高,可达到10 971kg/hm2,明显高于其他处理。表明玉米在全膜双垄沟播栽培技术条件下,平衡施肥和补灌可显著增加玉米籽粒产量。

覆膜与钾肥互作对油葵产量和钾肥利用效率的影响

为了获得半干旱区油葵高产高效的最佳栽培措施,2015-2017年以油用向日葵(陇葵杂3号)为材料,研究3个覆膜栽培条件及4个钾肥水平条件下的油葵产量和钾肥利用效率。3个栽培模式分别为露地、全膜双垄沟播、全膜双垄沟播+补灌。4个钾肥水平分别为0、48、84和120kg/hm^2。调查籽粒产量和干物质积累,计算钾肥吸收利用,结果表明:覆膜与钾肥互作显著影响籽粒产量、干物质积累和钾肥利用效率,且两者互作效应显著;栽培方式对上述三者的影响均表现为全膜双垄沟播+补灌>全膜双垄沟播>露地,且差异显著;与露地相比,全膜双垄沟播+补灌和全膜双垄沟播处理油葵籽粒产量、钾肥利用效率分别显著提高了170. 1%和103. 9%、184. 3%和143. 7%。各施钾处理籽粒产量和器官干物质积累量均显著高于不施钾,表现为K120> K84> K48> K0,施钾处理间除K120与K84外,籽粒产量和干物质积累量差异显著。钾肥偏生产力随施钾量的增加而下降,钾肥农学效率和钾肥利用效率则先升高后降低,以84kg/hm2时钾肥农学效率和钾肥利用效率最大。油葵产量与钾肥农学效率和利用效率协同提高。综上认为,在本试验条件下,全膜双垄沟播栽培和施钾量为84kg/hm^2,是半干旱区油葵适宜种植模式,且补灌效果明显。

地膜覆盖方式与施肥对春玉米农田土壤水分及产量的影响

于2011—2013年在甘肃省定西唐家堡村连续三年进行田间定位试验,以裸地为对照,研究不同地膜覆盖方式和施肥对玉米农田土壤水分特征、子粒产量及水分利用效率的影响。结果表明:全膜双垄沟播较裸地0~200 cm土层土壤含水量明显增加,其中深层60~200 cm土层土壤含水量提高24.9%,水分利用效率显著提高129.9%~188.3%,丰水年效果更突出,配施N、P、K肥(N、P2O5和K2O的用量分别为225、120、60 kg·hm^(-2))时,玉米子粒产量和水分利用效率分别达到10 430 kg/hm^(-2)和31.9 kg·mm-1·hm^(-2),较当地农民习惯施肥分别提高10.2%和11.5%。说明全膜双垄沟播种植有利于纳雨蓄墒,具有集水高效利用和增产的效果,配套平衡施肥效果更佳。

甘肃省陇东旱塬区全膜双垄沟播玉米田杂草消长动态

在陇东旱塬区研究了全膜双垄沟播和露地玉米田杂草的消长动态,结果表明,全膜双垄沟播田杂草发生期(4月上中旬)较露地约提前1个月。全膜双垄沟播田杂草群落的物种丰富度及其密度分别呈"N"字形和"∧"形,均与露地相似,但其波动幅度明显大于露地,高峰期均明显早于露地。全膜双垄沟播和露地种植模式下,阔叶杂草物种丰富度和密度的波动幅度均远大于禾本科杂草。全膜双垄沟播玉米田阔叶杂草群落鲜质量及其单株鲜质量均呈"∧"形,而露地呈持续递增形,高峰期均明显早于露地,峰值均明显小于露地;全膜双垄沟播玉米田禾本科杂草群落鲜质量及其单株鲜质量波动幅度均远大于阔叶杂草,均与露地情形相反。杂草发生对全膜双垄沟播田集水、保墒及玉米生长发育均造成持续性危害,以玉米播后出苗期和玉米拔节至大喇叭口期危害最重,分别称之为第一、第二危害盛期。

甘肃省旱地农业技术创新与实践

甘肃省地理跨度大,气候类型多种多样,旱地农业类型齐全,在长期的生产实践和科研活动中,把有效的传统抗旱办法与农田微集雨保墒工程、旱农耕作栽培技术、农业机械有机结合,创造了很多有区域特色的旱地农业技术。本文对甘肃省传统的砂田种植技术和旱地地膜小麦穴播技术、集雨农业技术体系进行简单回顾,对现阶段正在应用的主体创新旱农技术——全膜双垄沟播玉米、膜上覆土小麦种植技术体系的基本特点、抗旱增产机理及应用情况进行较详细的介绍。

旱地全膜覆盖双垄沟播种植模式对土壤纤维素分解菌数量与纤维素酶活性的影响

研究了常规覆膜种植(M1)、全膜覆盖双垄沟播"一膜用二年"种植(M2)、全膜覆盖双垄沟播"一膜用一年"种植(M3)3种覆膜种植模式对土壤纤维素分解菌和纤维素酶活性的影响.结果表明,与M1相比,M2、M3土壤纤维素分解菌数量分别提高了22.96%、10.76%,纤维素酶活性分别提高了43.35%、21.14%;随深度的加深,土壤纤维素分解菌数量和纤维素分解酶活性均呈现降低的变化趋势.

干旱区农业关键技术对功能区划的影响——以“全膜双垄沟播”技术为例

该文以甘肃省在"十一五"期间大力推行的"全膜双垄沟播"旱作农业技术为例,对甘肃省农业功能区的划分进行了拓展和展望。研究表明,该项农业关键技术的创新与推广将会使甘肃省中部的11个干旱县由"就业和生活保障"功能区转变为"农产品供给"功能区,从而承担马铃薯种植、玉米制种等多项特色农产品产业发展的重要任务。

西吉县谷子全膜双垄沟穴播高产栽培技术

从茬口选择、整地施肥、品种选择、田间管理等方面介绍了西吉县谷子全膜双垄沟穴播高产栽培技术。

半干旱地区玉米种植模式与土壤肥力响应分析

为了探讨可持续的旱作农业生产模式,进行了旱作玉米种植试验,分析了采用全膜覆盖双垄沟播、无膜覆盖双垄沟播、全膜覆盖与黑豆间作双垄沟播、生态有机无膜覆盖双垄沟播(对照)4种种植模式的玉米产量及农艺性状表现,评估种植前后的土壤肥力变化。种植模式结果表明:全膜覆盖双垄沟播使玉米的生育节点提前,明显缩短了玉米的生育期;全膜覆盖双垄沟播模式玉米产量显著高于其他种植模式,各种植模式下玉米产量由高到低的顺序:全膜覆盖双垄沟播>生态有机无膜覆盖双垄沟播>无膜覆盖双垄沟播>全膜覆盖双垄间作;全膜覆盖双垄沟播玉米植株整体性状优于无膜覆盖双垄沟播,植株穗行数和行粒数在2种种植模式下差异达到显著水平。春季和秋季土壤肥力测定结果表明:土壤碱解氮含量差异显著,秋季低于春季本底水平;在4个处理间,全膜覆盖双垄沟播、无膜覆盖双垄沟播、生态有机无膜覆盖双垄沟播以及全膜覆盖与黑豆间作双垄沟播的春季和秋季土壤速效磷以及全磷含量差异显著,但秋季全磷含量高于春季水平,而秋季速效磷含量低于春季水平;在4个处理间,全膜覆盖双垄沟播、无膜覆盖双垄沟播、生态有机无膜覆盖双垄沟播以及全膜覆盖双垄间作的春季和秋季土壤速效钾含量差异显著,秋季低于春季本底水平。