不同种植方式下黄土塬区土壤水分变化特征

【目的】从土壤水分变化的角度探究不同种植方式对黄土塬区水资源的影响,以期为雨养旱作农业的可持续发展、水资源的高效利用以及水分管理措施的改进提供理论依据。【方法】选取长武塬区三种不同种植方式下的土壤水分为研究对象,通过对2014—2017年对0~300 cm土层土壤含水量进行监测,分析单作小麦、单作玉米和小麦-玉米轮作三种种植方式下0~300 cm土壤剖面水分垂直分布特征、土壤水分季节变化特征和土壤干燥化指数。【结果】结果表明:(1)不同种植方式下,剖面上的土壤水分垂直分布动态表现出一定的层次性,活跃层分别为单作玉米0~60 cm,单作小麦0~30 cm,麦玉轮作0~10 cm,最大耗水深度从大到小依次为麦玉轮作,单作小麦和单作玉米。(2)三种种植方式都将在大量消耗期内引发土壤含水量下降,生育期内平均月储水量从大到小依次为单作玉米(607.7 mm),单作小麦(554.5 mm)和麦玉轮作(474.6 mm)。(3)三种种植方式都将造成短期土壤干燥化,其中麦玉轮作干燥化指数最高,为187.5,其次是单作小麦186.5,最低是单作玉米162.3。【结论】研究认为,不同种植方式下土壤水分的垂直分布动态表现出一定的层次性,且土壤水分具有明显的季节性波动变化特征,相比降雨和含水量变化,储水量变化更为滞后;土壤干燥化指数能够反映不同种植方式的水分利用状况,且受降雨量的影响较大,麦玉轮作方式将最不利于土壤水分的恢复。因此,在黄土塬区开展农业生产时,应合理选择种植方式,减少对土壤水分的消耗和破坏,以达到高效利用水资源的目的。

不同材料地膜覆盖对玉米生物学性状的影响

【目的】比较同一气候条件下不同材料地膜覆盖的集雨效果,为选择高效集雨保墒、环保无污染的覆盖材料提供理论依据。【方法】在2008-2009年于渭北旱塬选用普通地膜、生物降解膜和液态膜3种材料,在玉米不同时期进行覆盖(生育期覆盖和周年覆盖),以不覆盖的传统平作为对照,比较不同覆盖材料对土壤含水量、温度及玉米生长发育、生物量和产量的影响。【结果】与对照相比,普通地膜和生物降解膜覆盖处理,5～10cm土层土壤平均温度分别增加了1.6和1.3℃,0～200cm土壤平均含水量分别增加了7.8%和7.3%,玉米生育期普遍提前,株高和生物量较对照显著增加(P<0.05);液态膜覆盖表现不稳定。2年试验中,玉米生育期覆盖普通地膜、生物降解膜和液态膜处理的籽粒产量较对照分别提高19.96%,19.67%和4.77%,水分利用效率平均提高30.67%,29.69%和7.36%;周年覆盖普通地膜、生物降解膜和液态膜籽粒产量比对照分别提高23.75%,23.90%和5.31%,水分利用效率提高32.06%,31.59%和8.44%;生育期和周年覆盖普通地膜、生物降解膜的增产作用均达显著水平(P<0.05)。【结论】覆盖生物降解膜和普通地膜均能显著增加作物产量和水分利用效率,且两者之间无明显差异,因此生物降解膜可以替代普通地膜应用于农业生产。

底墒和补灌量对冬小麦产量和水分利用的影响

在大型半自动控制防雨池栽条件下,采用裂区设计,以不同底墒(350、450、650 mm)为主处理,生育期补灌量(0、56.3、78.1、100 mm)为副处理,研究了不同土壤底墒和补灌量对冬小麦产量、产量构成和水分利用的影响。结果表明,在不补灌条件下,0~200 cm土壤有效底墒最大利用率为42.6%~74.2%,其中0~50 cm为92.2%~123.4%,50 cm以下为53.9%~65.3%,能保持到冬小麦抽穗。随着补灌量的增加,高、中、低底墒0~200 cm土层有效底墒利用率增加。高、中、低底墒高量补灌(R3)0~200 cm有效底墒利用率分别比低量补灌(R1)增加4.3%、37.2%、7.5%;各土层有效底墒利用率均大于不补灌处理。冬小麦营养生长阶段浅层耗水量大于生殖生长阶段,但深层耗水量正好相反,随着冬小麦生育期的推进,尤其在生殖生长阶段,深层土壤贮水量发挥了积极的“补偿作用”。底墒对冬小麦产量及其构成、水分利用效率有显著影响。随补灌量的增加,产量及产量构成均增大,且底墒越低增加幅度越大,但差异不显著。低底墒增产效应分别较中、高底墒提高70.9%~108.5%、389.7%~402.7%。随补灌量的增加,低底墒的水分利用效率增加1.7%~1.8%,中、高底墒的水分利用效率降低0.7%~14.2%。因此,播前底墒是保证干旱半干旱区冬小麦稳产、高产的关键所在,作物产量与土壤有效底墒供水量之间呈明显的非线性关系。

甘薯发根分枝期适宜土壤水分促进块根糖供应和块根形成的研究

为探讨土壤水分对甘薯块根形成的影响及其与块根数量和整齐度的关系。选用鲜食型甘薯品种烟薯25作为试验材料,在发根分枝期设置50%±5%(W50)、60%±5%(W60)、70%±5%(W70)、80%±5%(W80)、90%±5%(W90)5个土壤相对含水量水平,通过2年田间试验,研究了土壤水分对甘薯潜在块根中碳水化合物含量及其代谢相关酶活性及收获期块根数量、整齐度和产量的影响。结果表明,甘薯潜在块根中蔗糖、葡萄糖和果糖含量以及蔗糖转化酶活性,栽植后10~35d,W70处理均显著高于其他处理。甘薯潜在块根中蔗糖合酶活性和淀粉含量,栽植后10~25d,W70处理显著低于其他处理;栽植后30~35 d,W70处理显著高于其他处理。W70处理的单株结薯数和块根产量分别较其他处理提高14%~120%和22%~122%、单薯重的变异系数较其他处理降低9%~34%。甘薯发根分枝期土壤相对含水量70%有利于促进块根形成,增加收获期单株结薯数、单薯重和块根产量,改善块根商品品质。