半干旱地区冬小麦地膜覆盖穴播技术研究

1994～1996年，在山西浮山以露地条播等为对照，就冬小麦地膜覆盖穴播技术进行了研究。结果表明：全生育期地膜覆盖穴播技术在冬前、拔节期之前有较好的增温效果，有效地促进了小麦生育进程，延长了幼穗分化时间，使单株分蘖、次生根、绿叶数优于对照；在生长中后期有效利用深层水，使水分生产效率较对照提高0．11kg／mm，较好地协调了高产小麦水热规律需求，达到小麦公顷产量4521．0kg。该项技术有效地改善了半干旱地区冬小麦水热环境，是半干旱地区冬小麦实现高产稳产的一项战略性措施。

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。

全膜覆土穴播小麦最佳播种密度的研究

研究了小麦全膜覆土穴播栽培技术的最佳播种密度。结果表明:中密度处理的单位面积穗数适中,群体能够合理的利用有限的光、肥、水等资源,并且群体中单个植株都能正常生长,其群体产量也较高,所以播种时应以中密度为宜,即播种量大约为405万株/hm2。

全膜覆土穴播冬小麦农田土壤含水率与耗水量时空动态

2008-2010年度,通过田间试验,研究了全膜全生育期覆土穴播平作栽培技术（简称M）对冬小麦全生育期0～100 cm土层内土壤含水率和耗水量时空动态的影响,以期为提高全膜覆盖冬小麦土壤水分利用效率、优化地膜覆盖技术提供理论参考.设计M和露地（CK）、10粒/穴密度（相当于267.75 kg/hm2的播种量）、重复3次、随机区组排列的二因素试验.结果表明,M全生育期显著影响到30～40 cm和40～50 cm土层水分;M在抽穗和灌浆前期能够显著影响30～50 cm土层含水率,使供水峰值提前出现.M灌浆中、后期能够充分调动50～60 cm水分到0～30 cm土层,对60～70 cm产生显著的提升作用以补充上层水分的亏缺.M也有效拉升70～90 cm区域水分的向地表运动,作为重要的水源在生长关键期发挥有效补给作用.本试验结果同时表明,M的水分利用高效区域主要发生在0～90 cm;对90～100 cm含水率和耗水量动态变化的分析表明,M效应可以达到100 cm以下.露地栽培（CK）在相同时期、相同土层,水分补给现象不显著;在灌浆中、后期,对50～70 cm水分的利用率较高,造成阶段性的水分高消耗和含水率快速降低现象,无法及时获得补给;对水分的利用主要发生在0～70 cm土层.此外,M最大的效应之一就是在生育期内、0～40 cm土层内拥有的水分含量总体远高于CK.对各层相关分析表明,取样层次、取样阶段、覆膜与含水率存在显著关系;M条件下,水分呈连续体,在补给、平衡能力方面显著高于CK,从而保证了小麦的生长.该技术能够显著提升中、深层土壤水分,有效保蓄土壤水分,从而增强小麦抗旱能力;其对旱地冬小麦生产或可产生较大的影响,值得进一步深入研究.较之以往雨养旱区小麦覆膜技术有突破,即全生育期全地面平作覆膜、膜上覆土1～2 cm、一膜多年连用、免耕,解决了苗穴错位、前期低温有碍生长、后期高温逼熟问题,达到变无效降水为一部分或绝大部分有效、高效保墒、增温提墒、调动中深层水分的效果.

旱地全膜覆土穴播和全沙覆盖平作对小麦田土壤水分和产量的调节机理

以春小麦品种‘陇春27’为试材,采用田间试验法,以裸地平作为对照,研究半干旱区旱地全膜覆土穴播和全沙覆盖平作对小麦田土壤水分和产量的调节作用。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）小麦田0-40 cm土壤水分条件明显改善,尤其在干旱年份,能满足小麦前期生长,同时促进小麦出苗后对0-200 cm土壤水分的利用;种植第1年PM在60-80 cm土层耗水量最大,SM和CK在40-60 cm土层耗水量最大;种植第2年PM以120-180 cm土层耗水量最多,SM和CK则以60-80 cm土层耗水量最多。连续种植两年后,PM耗水深度从120 cm延伸到200 cm,SM耗水深度从120 cm延伸到140 cm,CK耗水深度无变化;小麦田休闲效率PM最大,SM次之,CK最小,但是各处理休闲效率随种植年限增加而降低。可见,PM和SM能改善小麦前期生长水分环境,促进出苗后耗水,并加快小麦对土壤深层水分的利用,因而与CK相比,PM产量增加48.77%-815.79%,SM产量增加49.41%-702.24%。但随种植年限增加,耗水深度加大,休闲效率降低,多年种植可能对土壤水分生态产生不利影响。

滨海低平原干旱区全膜覆土穴播冬小麦田水热特征和产量效应

为研究全膜覆土穴播栽培技术在环渤海低平原区对冬小麦田土壤水分、盐分、温度、热量状况和冬小麦产量的影响,采用田间试验法,于2014—2015年在中国科学院南皮生态农业试验站,设置全膜覆土穴播(PM)和常规旋耕播种(CK)冬小麦试验,定位监测了耕层土壤温度、水分、盐分和热通量数据动态,并分析了冬小麦产量。结果表明:PM在越冬期和返青期可以有效保持土壤水分,平均土壤含水量比CK高16.4%,达显著性差异(P<0.05);但是,覆膜也阻隔了后期降水对土壤水分的补充,最大含水量差异可达10.0%。PM处理10 cm深土壤日均温度始终高于CK处理,平均增幅3.8%,差异不显著(P>0.05);同时,PM减小了土壤温度日较差0.5℃。PM有利于土壤吸收和储存热量,白天具有较高的向下地面热通量,日均土壤热通量比CK显著增加数倍。温度和热通量变化均表明覆膜增强了土壤抵御外界温度变化的能力。PM的土壤电导率显著低于CK24.2%(P<0.05),特别是在春季返盐期,PM的土壤电导率比CK降低39.7%。PM较CK增加了冬小麦穗粒数和千粒重,增产10.4%,但均未达显著水平。因此,全膜覆土穴播冬小麦栽培技术能改善土壤水热状况,降低土壤盐分对小麦的危害,这为全膜覆土穴播冬小麦栽培技术在环渤海低平原干旱区农业生产中的应用提供理论与技术支持。

半干旱区全膜覆土穴播对小麦土壤氮素矿化、无机氮及产量的影响

研究全膜覆土穴播对半干旱区小麦土壤氮素矿化及无机氮的影响,为优化田间氮肥管理措施提供理论依据。于2014~2017年在甘肃省中部半干旱区设置定位试验,设全膜覆土穴播(MS)、传统地膜覆盖穴播(M)、露地穴播(CK) 3个处理,研究各处理对春小麦生育期土壤氮素矿化、无机氮及产量的影响。结果表明,MS较M处理增加了耕层0~20 cm 土壤水分含量,提高了 0~15 cm 土壤氮素矿化速率,显著增加了土壤NO_(3)^(-)-N和矿质氮净矿化量,较传统地膜覆盖(M)分别显著提高29.02%和27.81%。MS处理增加了 0~20 cm 土层土壤无机氮含量,且以NO_(3)^(-)-N为主,降低了40~200 cm深层土壤NO_(3)^(-)-N和无机氮含量,NH_(4)^(+)-N含量变化不明显。从小麦生长阶段看,小麦生长早期T2~T4 (14-62 d)阶段矿质氮表现为净固持,小麦生长中后期T5~T7 (63~116 d)阶段表现为净矿化,小麦全生育期表现为净矿化,MS、M、CK处理矿质氮净矿化量分别为23.9、18.7、8.5 mg/kg;在小麦生长中期T5 (63~75 d)阶段MS处理土壤氮素净矿化速率[1.61 mg/(kg·d)]达到最大,较M [1.39 mg/(kg·d)]和CK [0.27 mg/(kg·d)]分别显著提高15.83%和496.30%。从小麦产量及水分利用效率看,MS较M分别显著增加8.81%~59.45%和5.91%~22.15%。因此,在本试验条件下,全膜覆土穴播改善了土壤的水热条件,提高了土壤氮素的矿化速率,增加了土壤氮素的有效性,提高了土壤氮素供应能力,显著提高了产量和水分利用效率。

地膜穴播冬小麦增产机理研究

１９９６～１９９８年，在山西临汾以露地条播为对照，就冬小麦地膜穴播的增产效应及机理进行了研究。结果表明，地膜穴播方式在冬前、拔节期之前有较好的增温效果，有效延长了幼穗分化时间，促进了小麦生育进程；在生长中后期有效利用土壤深层水，子粒灌浆强度大，水分生产效率较对照提高０１６ｋｇ／ｍｍ；较好地协调了旱地小麦产量三要素，使穗数、穗粒数、千粒重均优于露地条播，达到公顷产４０８４５ｋｇ。

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。

旱作农业区全膜微垄沟播蚕豆留膜免耕穴播胡麻栽培技术研究

为探讨旱作农业区全膜微垄沟播蚕豆留膜免耕穴播胡麻种植技术的效应,于2014-2017年在甘肃省渭源县进行大田试验,设白膜全膜微垄沟播蚕豆留膜免耕穴播胡麻(T1)、黑膜全膜微垄沟播蚕豆留膜免耕穴播胡麻(T2)、白膜全膜双垄沟播蚕豆留膜免耕穴播胡麻(T3)、露地种植(T4) 4个处理,来研究蚕豆-胡麻轮作产量、土壤水热效应。结果表明,不同处理的蚕豆、胡麻增产顺序均为T1>T2>T3>T4,0～25 cm土壤平均含水量为T1>T2>T3>T4,0～25 cm平均地温为T1>T3>T2>T4。T1蚕豆和胡麻降水利用率分别为19.9、16.9 kg·hm-2mm-1,分别较T2提高24.4%、15.0%,分别较T3提高55.5%、19.9%,分别较T4(CK)提高188.4%、156.1%; T1蚕豆、胡麻平均产量分别为2 454.5、1 875.6 kg·hm-2,蚕豆分别较T2、T3、T4(CK)增产23.8%、54.9%、186.2%,胡麻分别较T2、T3、T4(CK)增产14.9%、19.6%、154.3%。因此,白膜全膜微垄沟播蚕豆留膜免耕穴播胡麻种植技术是适合当地的蚕豆-胡麻轮作高效栽培技术。

旱地小麦全膜覆土穴播技术肥料效应研究

采用多点田间小区试验研究了不同旱作区小麦全膜覆土穴播技术的肥料效益。结果表明,全膜覆土穴播技术能显著提高小麦肥料利用率和肥料利用效率。全膜覆土穴播小麦氮、磷、钾肥利用率最高分别为44.3%、24.7%、37.9%,平均分别为38.7%、21.0%、29.1%,较露地条播分别增加8.6、5.1、6.6个百分点;全膜覆土穴播小麦氮、磷、钾肥料利用效率最高分别为14.8、25.0、13.1 kg·kg-1,平均分别为12.9、21.2、12.3 kg·kg-1,较露地条播分别增长29.0%、31.7%、23.0%。全膜覆土穴播技术能增强小麦对土壤养分的吸收利用能力,显著提高缺素区小麦的相对产量,从而降低氮、磷、钾施肥依从度。全膜覆土穴播小麦缺氮、缺磷、缺钾区相对产量最高分别为60.0%、54.7%、89.7%,平均为58.7%、52.7%、88.8%,较露地条播分别增加3.7、3.9、2.7个百分点;全膜覆土穴播小麦氮、磷、钾施肥依从度最高分别为42.6%、49.5%、11.9%,平均为41.3%、47.3%、11.2%,较露地条播分别减少3.7、3.9、2.7个百分点。

覆膜穴播栽培技术对青海旱地春油菜产量的影响

为了解覆膜穴播栽培技术和常用不同类型地膜对青海高寒冷凉地区旱地春油菜生育期、经济性状及产量的影响。设置了覆膜和露地栽培方式对比试验及常用地膜对比试验,并在互助中低海拔和高海拔地区开展了机械化覆膜穴播栽培技术的示范验证。结果表明:覆膜穴播栽培技术比露地栽培缩短了春油菜的生育期,明显提高了春油菜的分枝数和单株角果数等经济性状,春油菜增产21.44%~32.06%;黑膜在春油菜增产上明显高于白膜,白膜不同厚度之间春油菜产量无显著性差异。黑膜穴播栽培技术明显提高了青海高寒冷凉地区旱地春油菜的产量,适宜进行大面积的推广示范。

旱地小麦全膜覆土穴播技术高效施肥机理研究

采用多点田间小区试验研究了不同旱作区小麦全膜覆土穴播技术的高效施肥机理。结果得出,随年降雨量由350→600 mm增加,全膜覆土穴播小麦氮、磷、钾最佳施肥量分别由N 103.2 kg·hm-2→181.3 kg·hm-2、P2O570.3 kg·hm-2→134.1 kg·hm-2、K2O 32.4 kg·hm-2→73.0 kg·hm-2显著增加;最高施肥量分别由N113.2 kg·hm-2→214.4 kg·hm-2、P2O576.1 kg·hm-2→153.0 kg·hm-2、K2O 40.1 kg·hm-2→88.0 kg·hm-2显著增加。全膜覆土穴播小麦氮、磷、钾肥料利用率和利用效率随降雨量增加而明显提高。表现在:随降雨量由350→600 mm增加,全膜覆土穴播小麦平均氮、磷、钾肥利用率分别由26.4%、17.0%、20.2%增加到32.8%、22.6%、26.8%,氮、磷、钾肥料利用效率平均分别由8.8、17.2、7.0 kg·kg-1增加到10.9、22.9、9.3 kg·kg-1。结果还得出,全膜覆土穴播小麦氮、磷、钾肥料利用率和利用效率随施肥水平提高而明显降低。表现在:随施肥量增加,全膜覆土穴播小麦平均氮、磷、钾肥料利用率分别由37.1%、25.6%、31.4%降低到17.8%、13.2%、11.8%;平均氮、磷、钾肥料利用效率分别由12.4、25.9、10.7 kg·kg-1降低到5.9、13.4、4.1 kg·kg-1。在旱地全膜覆土穴播小麦肥料高效利用机理方面取得明显研究进展。

宁夏灌区覆膜穴播小麦栽培技术问题的分析及对策

宁夏灌区１９９６年种植的０．４万ｈｍ２覆膜穴播小麦增产效果差异显著。分析认为：在栽培中还存在着诸如个体与群体的协调、后期早衰、麦套玉米的促控矛盾、施肥未尽合理等问题，使覆膜穴播小麦的增产潜力还远远没有挖掘出来。因此，应改进施肥方法，采用合理的群体结构，从播种机械与肥水促控上、不同的栽培途径上解决小麦后期早衰等问题。

全膜覆土穴播平作对冬小麦不同器官含水率动态变化效应

2008-2010年度,通过田间试验,研究了全膜全生育期覆土穴播平作栽培技术（简称M）对冬小麦叶片、秆鞘（节秆和叶鞘）、颖壳（颖壳和穗轴）、整株与籽粒在不同生育阶段的含水率动态变化,并以相应的千粒重大小来衡量水分消耗的效应,目的在于揭示水分在不同器官内的分布、流动和消长规律,为该技术在旱区大面积推广提供理论参考.设计M和露地（CK）、10粒/穴密度（相当于267.75kg· hm-2的播种量）、重复3次、随机区组排列的二因素试验.结果表明,M能够显著（P＜0.01）增加各器官水分含量,在不同生育期内总体水分含量显著高于CK;返青至完熟阶段,M叶片、秆鞘、整株的平均含水率分别显著（P＜0.05）高于CK处理4.76％、3.0％、4.76％;扬花至灌浆,M处理的籽粒与颖壳平均含水率显著高于CK 3.33％ （P ＜0.05）与6.12％ （P ＜0.01）.CK千粒重略高（P＞0.05）于M处理0.29％～2.73％,但在群体和穗粒数上显著（P＜0.01）比M低16.69％～35.11％与4.03％～5.11％,从而影响了最终产量的提高,显著（P＜0.01）低于M29.87％ ～34.73％.M处理能够满足较高的公顷穗数和穗粒数生长发育要求,从而通过大群体和高的籽粒产量获得高产,也是M供给、调配、协调不同生育阶段植株、不同部位水分能力的体现.相关性分析表明,M显著地影响各器官的水分分布和流动关系,叶片与整株的含水率同步性最高.同时,M也在一定程度上解决了大群体营养器官冗余导致的水分和养分偏耗与供应不足问题.本研究揭示了全膜覆土穴播平作栽培条件下冬小麦不同部位水分消长动态和规律,为该技术在不同降水区域推广使用提供参考依据.

旱地莜麦全膜覆土穴播技术肥料效应

采用田间小区试验研究了旱地莜麦(Avena nuda)全膜覆土穴播技术的肥料效应,结果表明,全膜覆土穴播技术能提高莜麦肥料利用率和肥料利用效率。全膜覆土穴播莜麦氮、磷、钾肥料利用率分别为36.0%、20.0%和31.8%,较露地条播分别增加了8.2、5.7和6.4百分点;利用效率分别为12.0、20.0和11.0 kg·kg-1,较露地条播分别增长了29.0%、39.9%和25.0%。全膜覆土穴播莜麦缺氮、缺磷、缺钾区相对产量分别为65.4%、59.6%和90.5%,较露地条播分别增加了11.6、9.6和4.2百分点;氮、磷、钾施肥依从度分别为34.6%、40.4%和9.5%,较露地条播分别降低了25.1%、19.2%和27.6%。全膜覆土穴播技术能增强莜麦对土壤养分的吸收利用能力,提高缺素区莜麦的相对产量,从而降低氮、磷、钾施肥的依从度。

旱地小麦全膜覆土穴播技术的土壤水分效应

采用田间小区试验研究了旱地小麦全膜覆土穴播技术的土壤水分效应。结果表明，小麦生长前期，不同层次土壤含水量均表现为全膜覆土穴播〉膜侧沟播〉露地条播；拔节～孕穗期0～20cm土壤含水量全膜覆土穴播较露地条播提高4．6—5．2个百分点，而膜侧沟播较露地条播提高2．2～2．3个百分点；1m土壤贮水量，全膜覆土穴播较露地条播增加29．0．48．0mm，而膜侧沟播较露地条播增加12．9～20．4mm。全膜覆土穴播技术大幅度提高了小麦农田降水利用率和水分利用效率，使降水利用率最高达到74．1％，平均降水利用率达到71．0％；使小麦水分利用效率最高达到19．58kg·mm-1·hm-2，平均达到18．33kg·mm-1·hm-2，在旱作小麦农田降水高效利用方面取得了重大突破。

旱作小麦覆膜穴播栽培综合效应

The pedological,biological and economic effects of mulch bunch planting cultivation of rain fed wheat were studied systematically using methods combining experiment and demonstration. The results showed that compared with other cultivation methods such as open ground drill seeding,covering at seedling stage and open ground bunch planting, the mulch bunch planting cultivation had following merits:the water conservation of the soil of wheat field was improved,the productive efficiency of water increased,the soil moisture enhanced,the accumulated ground temperature lifted,the physical behavior and aeriation of the soil improved,the mineralization of organic matter quickened,N、P nutrient decreased significantly,the time from seeds to emergence of seedlings reduced,the tilling stage moved up,the young panicle differentiation and grain formation period shifted to an earlier date and the days undergone increased.So, the mulch bunch planting cultivation has effectively overcomed the growing defects of "one long and three short"with local conventional cultivation methods,achieved the results of bigger ears,more grains per ear and higher thousand kernel weight, and enhanced biological output and economic output.The mulch bunch planting cultivation has achieved a large increase in gross economic product value and net economic income through a small increase in input.

旱作小麦覆膜穴播栽培综合效应研究

采用试验与示范相结合的方法，对旱作小麦覆膜穴播栽培的土壤学、生物学、经济学效应进行了系统研究。结果表明，覆膜穴播相对露地条播、苗期覆盖、露地穴播等其它栽培方式，麦田土壤水分保持性能提高，水分生产效率增加；土壤湿度提高，地积温增加；土壤物理性状改善，通气性良好；有机质矿化速度加快，氮、磷养分下降趋势明显。小麦播种至出苗历时缩短；分蘖期提前；幼穗分化、籽粒形成和灌桨过程提早，历经天数延长。因此，覆膜穴播栽培有效地克服了当地常规栽培方式“一长三短”的生育缺陷，取得了穗大、粒多、粒重的效应，使生物产量和经济产量提高。覆膜穴播栽培通过增加少量投入增加，取得了经济总产值和经济纯收入更大幅度的增长。

小麦套种玉米不同组合模式的综合效益评价

依据田间试验提供的参数，对小麦套种玉米的７种不同组合模式，在进行产量性状、经济效益、能效益和水效益比较的基础上，运用主成分分析方法，对综合效益进行了全面系统评价。结果表明，覆膜穴播小麦套种露地撮种玉米和覆膜穴播小麦套种露地等株距玉米两种组合模式，在节约农田用水的前提下实现了麦、玉两作双高产，水分利用效率高，经济效益好，能量转换效益大，综合效益显著，应作为宁南山区灌溉农田乃至西北灌区发展节水、高产、高效种植业和建设吨粮田的主体模式予以大力推广。