垄作沟播喷灌对油葵土壤水热调控及高效利用机理

垄作沟播喷灌技术对降水及灌溉水叠加利用效果明显,适用于北方井灌农业区。通过测定不同灌水处理下土壤水分变化、土壤温度变化、干物质积累与分配、产量、水分利用效率及效益等指标,分析了不同灌水处理对油葵土壤水分、土壤温度的调控、水热高效利用机理与效应。研究表明,垄作沟播处理可减少棵间蒸发,充分利用土壤中的冬季灌溉储水量和有限的灌溉水资源,提高了水分利用效率;其土壤温度变化幅度较CK(覆膜平作喷灌)小,且较为平缓,对土壤水热的调控效果明显,提高了水热利用效率,对油葵产量形成有促进作用。垄沟处理T3(垄作沟播喷灌,灌水定额36mm)、T4(垄作沟播喷灌,灌水定额42 mm)干物质积累量均高于其他垄沟处理和CK处理,在提高总体光合产物的同时提高了经济产品的积累量。在适宜灌水定额(T3)条件下,两年油葵产量较CK分别高6.1%和8.3%,水分利用效率分别提高0.34 kg/m^(3)和0.54 kg/m^(3),净产值分别提高6.7%和10.2%。在实际油葵种植生产中若采取垄作沟播喷灌技术,建议灌水定额以36mm为宜,灌水频率依据气候条件保持在3~5次。

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。

灌溉和种植模式对冬小麦播前土壤含水量的消耗及水分利用效率的影响

为探讨华北平原地区冬小麦节水栽培的生产措施,2004—2006年,以冬小麦品种8049为试验材料,在大田4种灌溉条件下,研究了等行距平作、宽窄行平作、沟播和垄作4种种植模式对播前土壤含水量消耗及冬小麦耗水量、产量和水分利用效率的影响。结果表明,与等行距平作相比,另3种模式增加了播前土壤含水量的消耗,其耗水量显著提高,尤以沟播模式30 cm以下播前土壤含水量的消耗最为明显。和等行距平作相比,在灌拔节水+抽穗水和灌拔节水+抽穗水+灌浆水条件下,沟播模式显著提高冬小麦产量;而垄作模式的产量没有显著提高。在灌拔节水或灌拔节水+抽穗水条件下,沟播种植模式的水分利用效率显著高于其他3种种植模式。在本试验条件下,沟播种植结合灌拔节水或灌拔节水+抽穗水是一种值得推广的节水种植模式。

秸秆粉碎覆盖沟播对旱地冬小麦产量及土壤水热特征的影响

为了在西北半干旱雨养农业区探索新型绿色可持续的冬小麦覆盖栽培模式,在陇中旱作农业区设置了秸秆粉碎覆盖微垄沟播(SM1)、秸秆粉碎覆盖微垄宽幅沟播(SM2)两种覆盖种植方式,以露地条播(CK)为对照,研究了秸秆粉碎覆盖栽培对冬小麦产量及土壤水热的影响。结果表明,与CK相比,覆盖处理显著提高了冬小麦全生育期土壤含水量4.3%,且增墒幅度SM2处理大于SM1处理。覆盖处理能总体降低冬小麦全生育土壤温度5.4%,但在越冬期~返青期覆盖处理有微弱的增温作用(0.9~1.2℃)。SM1和SM2处理均能显著提高冬小麦的单位面积穗数、穗粒数和千粒重,进而使产量较CK分别提高8.9%和15.7%。综上可知,秸秆粉碎覆盖沟播处理能显著改善冬小麦全生育期水分和温度,能提高冬小麦的光合同化能力,进而显著提高冬小麦产量,且SM2处理的增墒及增产幅度均明显优于SM1处理,是更适宜在半干旱区冬小麦生产中应用的绿色可持续栽培模式。

沟播对苜蓿出苗和表层土壤水分、温度的影响

2016~2018年在位于海河平原区的河北省深州市河北省农林科学院旱作农业节水试验站,采用机械播种和人工播种两种方式,探讨了沟播对紫花苜蓿出苗、表层土壤墒情和土壤温度的影响。结果表明,与苜蓿平播技术相比,苜蓿沟播可以显著提高表层土壤含水量和出苗率,对表层土壤温度影响不明显。机械沟播较平播0~10cm表层土壤含水量提高了11.5%,人工沟播较平播0~10cm表层土壤含水量提高了6.9%;沟播与平播相比,0~20cm表层土壤含水量增幅低于0~10cm。机械沟播较平播出苗率提高了16.3%,人工沟播较平播出苗率提高了8.8%。因此,苜蓿种植区域建议采用机械沟播,有助于提高苜蓿出苗率和成活率。

用数值计算方法研究抗旱灌水播种技术参数

抗旱灌水播种是解决春旱播种的一种有效形式,把此方式下的土壤水分运动看成是沿种沟方向垂直剖面上的二维水分运动,根据不同的初边值条件建立了数学模型,用数值计算方法得出了种沟深度、灌水量、土壤初始含水率等技术参数的取值范围。

不同种植方式对土壤水分和无机氮的影响

通过田间试验,研究了不同种植方式对旱地冬小麦土壤含水量和无机氮的影响,结果表明:覆膜作用不仅能影响冬小麦土壤水分,而且对硝态氮和铵态氮的分布也有一定的影响.在返青期,全膜穴播处理0cm^20cm和20cm^40cm土壤含水量较农户处理分别提高28%和11.1%,比相同施肥量的测控施肥处理分别提高12.9%和9.2%;土壤硝态氮含量垄膜沟播处理和全膜穴播处理均比测控施肥分别高出8.7%和27.2%,铵态氮的变化趋势与土壤水分变化趋势一致.说明垄膜沟播和全膜穴播种植方式均利于土壤水分的保蓄和氮素的有效利用,适宜在生产实践中推广应用.

双垄沟播喷灌垄沟膜孔界面水分分布特征

[目的]分析河西内陆干旱区甘肃省民勤县双垄沟播喷灌条件下水量在垄-沟-膜孔界面汇流入渗特征,探索农业节水与耕作技术耦合的水量传输与利用关系研究的关键科学问题,为发展高效农业节水技术提供理论依据。[方法]通过田间试验设置24 mm(G_(1)),30 mm(G_(2)),36 mm(G_(3)),42 mm(G_(4))4个喷灌灌水定额处理,并通过HYDRUS-2D模型模拟了双垄沟播喷灌垄沟膜孔不同位置土壤水分的差异性和土壤水分二维分布特征。[结果]基于HYDRUS-2D构建的双垄沟播喷灌垄沟膜孔土壤水分模型精度较高,平均相对误差为6.46%~9.08%,决定系数为0.85~0.95。土壤水分分布特征表现为灌水后1 d土壤饱和湿润区主要集中在0-30 cm土层,并且24 mm(G_(1))处理的饱和区面积最小,存在水分亏缺现象。在0-20 cm土层,30 mm(G_(2)),36 mm(G_(3)),42 mm(G_(4))处理的饱和区面积呈现随灌水量的增加而增加的规律。而在50 cm土层以下,不同处理含水率并无显著差异。[结论]在河西内陆干旱地区喷灌农田,灌水主要对土壤上层产生影响;HYDRUS模型模拟效果较令人满意,参数较为可靠,在双垄沟播喷灌技术灌溉制度制定时可以参考。

不同秸秆还田量对旱地全膜双垄沟播土壤水分及玉米生长的影响

在通渭半干旱区通过试验研究了不同秸秆还田量对全膜双垄沟播玉米生长形状、土壤水分状况及产量的影响。试验设计了3个还田量梯度，即玉米秸秆按6000 kg·hm^-2（低量还田处理）、9000 kg·hm^-2（中量还田处理）、12000 kg·hm^-2（高量还田处理）整秆还田，不还田处理作为对照。结果表明，在生育前期时，0～200 cm土壤水分呈现出还田量越高土壤含水量越高的趋势，在出苗期最为明显，高、中、低还田量处理较对照土壤含水量分别高出6．07％、1．24％、0．31％，而在抽雄期后，则表现为低量还田处理＞中量还田处理＞不还田处理＞高量还田处理，叶面积大小表现为高量还田处理＞中量还田处理＞低量还田处理＞不还田处理。耗水量表现为低量还田处理＜中量还田处理＜不还田处理＜高量还田处理。产量及水分利用效率以6000 kg·hm^-2还田量处理最高，适宜在半干旱旱作区进行推广。

耕作模式和播种方式对旱地小麦产量形成的影响

于2015—2017年在山西省闻喜旱地小麦试验示范基地开展大田试验,以耕作模式为主区,设休闲期深翻和免耕两种模式,以播种方式为副区,设探墒沟播、膜际条播和常规条播3种方式,研究旱地小麦土壤水分、产量形成和经济效益的差异。结果表明:休闲期深翻显著提高旱地小麦播前0~300 cm土壤蓄水效益,达46.97%~240.44%;提高旱地小麦生育时期土壤耗水量,达6.48%~13.07%;提高穗数、穗粒数、千粒重和产量,分别达3.32%~7.22%、3.67%~6.53%、1.11%~3.61%、10.23%~13.16%。探墒沟播和膜际条播较常规条播显著提高了旱地小麦茎蘖成穗率,达5.99%~16.87%,显著提高穗长0.8~1.7 cm,提高可孕小穗数1~3个;提高了穗数、穗粒数,分别达5.28%~15.75%和1.51%~11.25%,此外,休闲期深翻后采用探墒沟播较膜际条播减少投入1200元·hm^(-2),主要是旋耕机械投入、地膜和回收地膜人工投入,增加经济效益622~754元·hm^(-2)。休闲期深翻后采用探墒沟播较常规条播减少投入300元·hm^(-2),主要为耕地机械投入,增加经济效益1430~1899元·hm^(-2)。总之,休闲期深翻有利于蓄积休闲期降水,改善底墒,且结合探墒沟播更有利于提高0~300 cm土壤蓄水量,从而优化产量构成因素,实现增产增效。

垄膜沟播与秸秆还田对内蒙古黄土高原玉米农田土壤水分、酶活性及产量的影响

为明确全覆膜垄膜沟播种植和秸秆还田措施下玉米农田土壤保水改土效果及增产效应,在内蒙古黄土高原旱作区对比分析了全覆膜垄膜沟播结合秸秆还田(S+M)、秸秆还田(S)、全覆膜垄膜沟播(M)、秸秆不还田不覆膜(CK)4种不同耕作方式下土壤水分、酶活性变化规律及玉米产量形成特性。结果表明:全覆膜垄膜沟播种植和秸秆还田均能提高玉米各生育阶段0—100 cm土层土壤含水量,尤以0—20 cm土层土壤含水量差异最为显著,且全覆膜垄膜沟播种植提升效果优于秸秆还田,两者耦合后土壤含水量表现为最大;垄膜沟播和秸秆还田均可显著提高土壤过氧化氢酶、脲酶、蔗糖酶和碱性磷酸酶活性,且随玉米生育期推移,土壤酶活性呈先增加后降低趋势,在大喇叭口期达到峰值;同时,垄膜沟播和秸秆还田均能提高玉米干物质量和产量,由高到低次序为S+M>M>S>CK,与CK相比,S、M、S+M处理玉米产量分别提高11.84%、37.83%、45.13%,全覆膜垄膜沟播结合秸秆还田明显优于其他处理,可作为内蒙古黄土高原旱作区玉米节水增效增产栽培模式。

垄沟覆盖种植对晚播夏玉米生长和产量的补偿效应

针对晚播对夏玉米生长发育造成的不利影响,采用垄覆膜沟不覆盖(LN)、垄覆膜沟覆秸秆(LJ)和垄沟全覆膜(LM)3种垄沟种植方式,以常规播期平作不覆盖(CK1)和晚播平作不覆盖(CK2)为对照,分析了不同垄沟种植方式对晚播夏玉米农田土壤水分、土壤温度及玉米生长和产量的影响,对比不同垄沟覆盖种植方式对晚播玉米生长的补偿效应。结果表明:垄沟种植显著提升了夏玉米0~25 cm土层土壤温度,促进了晚播夏玉米生长;生育期内多雨导致各处理0~200 cm土层土壤含水率一直在18%(75%田间持水率)或更高水平,覆膜对土壤水分的影响不明显;垄沟种植夏玉米整体生长状态在8月中下旬(抽雄~灌浆阶段)与CK1处理达到相同水平;地上部干物质量在成熟期达到或超过CK1处理水平;低温多雨导致晚播夏玉米生育期延长了8~9 d;垄沟种植处理倒伏率较低,最高值仅为3%,平作处理倒伏严重,CK1和CK2处理倒伏率分别达73.1%和20.1%;CK2处理全生育期各项生长及产量指标均较低,LJ处理前期生长状态差,后期贪长,最终相对CK1处理减产7.9%;LN处理产量9783.8 kg·hm^(-2),与CK1处理持平,LM处理达到最高产量11101.7 kg·hm^(-2),相对CK1处理增产12.2%。综合考虑土壤水热、夏玉米生长、产量等各方面因素,多雨条件下垄沟全覆膜方式对晚播玉米生长达到了最好的补偿效果。

抗旱灌水播种技术参数的数值分析

抗旱灌水播种是一种解决春旱播种的有效形式,把此方式下的土壤水分运动看成是沿种沟方向垂直剖面上的二维水分运动,根据不同的初边值条件建立了数学模型,用数值计算方法得出了种沟深度、灌水量、土壤初始含水率等技术参数的取值范围。

运城市小麦宽窄行探墒沟播技术的推广成效及经验启示

小麦宽窄行探墒沟播技术是一项传统经验与现代科技相结合的抗旱减灾增产的新技术,2014年—2015年,在运城市辖区5个县市积极推广这项技术,总面积0.7×104 hm2,取得了很好的成效,也涌现出了一批高产典型;同时,在小麦宽窄行探墒沟播工作中也存在很多问题,需要在以后的工作中不断加以完善。

马铃薯覆膜双垄集雨沟播技术效益研究

在低温阴湿区代表性区域宁夏泾源县进行的马铃薯覆膜技术效益试验结果表明:全膜覆盖栽培的增产增收效果优于半膜覆盖栽培,且增温保湿效果较明显;覆膜时期以秋季最佳,其次是早春覆膜,而播期覆膜的效果最差。

襄汾县旱地小麦宽窄行探墒沟播技术

为了解决旱地小麦产量低下且不稳定的问题,襄汾县引进推广了多功能免耕播种机,采用旱地小麦宽窄行探墒沟播技术,介绍了该技术的种植模式、田间管理以及使用效果,指出了该技术存在的不足,并提出了应对对策和建议。

夏县旱塬地小麦宽窄行探墒沟播节水补灌技术

夏县峨嵋岭旱塬地,地势起伏,地下水源缺乏,常规灌溉难以实现,粮食产量低而不稳。近年来,在胡张乡通过推广应用小麦宽窄行探墒沟播节水补灌技术,万亩(1亩=0.067 hm^(2))旱塬地小麦平均单产达350~400 kg,比传统灌溉节水25%~50%,节肥30%,节省人工50%以上。辐射带动全县2000 hm^(2)小麦增产增收,为粮食安全作出了应有贡献。

休闲期深翻和探墒沟播对旱地小麦水氮资源利用的影响

为明确旱地麦田休闲期深翻和探墒沟播对农田水氮资源利用的影响,于2016—2018年在山西省闻喜县开展田间试验。试验采用二因素裂区设计,主区为休闲期深翻和免耕,副区为探墒沟播和常规条播。结果表明:与免耕处理相比,休闲期深翻处理显著提高了土壤蓄水效率(增幅38.3%~42.2%)、土壤耗水量(增幅9.2%~13.2%)和植株各生育时期氮素积累量,从而使产量显著提高7.1%~12.0%、周年水分利用效率提高5.5%~14.0%、氮肥吸收效率提高4.4%~10.3%、氮肥偏生产力提高7.1%~12.0%。与常规条播处理相比,探墒沟播处理显著提高了生育期总耗水量(增幅2.0%~4.8%)和植株各生育时期氮素积累量,从而使产量显著提高6.8%~12.4%、生育期水分利用效率提高4.5%~7.2%、氮肥吸收效率提高4.4%~10.3%、氮肥偏生产力提高6.9%~12.4%。总之,旱地小麦休闲期深翻配套探墒沟播有利于蓄存和利用自然降水,提高植株氮素积累量,进而实现小麦高产。

施氮量对干旱年探墒沟播旱地小麦土壤水分利用和产量的影响

为明确旱地小麦不同播种方式的抗旱稳产效应,于2018—2019年(干旱年型)在山西闻喜旱地小麦试验基地开展旱地小麦不同播种方式(探墒沟播、宽幅条播和常规条播)与不同施氮量(150 kg·hm^(-2)、210 kg·hm^(-2))对土壤水分、产量形成和水分利用效率影响的研究。结果表明:与常规条播相比,探墒沟播和宽幅条播提高了旱地小麦越冬、拔节期0~200 cm土壤蓄水量,显著提高了总耗水量10~19 mm,增加了花后5~35 d千粒重、穗长、小穗数和可孕小穗占比,提高了穗数5%~17%、穗粒数2%~6%、千粒重5%~8%,显著提高了产量12%~31%、水分利用效率9%~25%,尤其探墒沟播;施氮量150 kg·hm^(-2)较210kg·hm^(-2),降低了播种-开花期土壤耗水量,显著提高了花后土壤耗水量,显著提高了穗数、产量和水分利用效率;此外,与常规条播相比,探墒沟播和宽幅条播耗水的增产量达30~46kg·hm^(-2)·mm^(-1),施氮量150 kg·hm^(-2)较210 kg·hm^(-2)耗水的增产量为25~45 kg·hm^(-2)·mm^(-1)。总之,干旱年型,旱地麦田采用探墒沟播,有利于蓄积土壤水分至拔节期,减少生育前期耗水,增加生育中后期耗水;有利于增加有效分蘖数,进而提高穗数,优化穗部性状,实现增产增效,且配施氮肥150 kg·hm^(-2)效果更好。