以谷子为供试材料,在半干旱偏旱区研究了不同垄沟集水带型对土壤有效蓄水量、不同生育阶段生长量、生长速率和植株光合系统各特征值的影响。结果表明,垄沟集水种植方式蓄水作用效果明显,其中以垄沟比60∶60带型效果最好;谷子垄沟集水种植主要经济性状指标值均较露地种植对照(CK)高,平均穗长、小穗数和穗粒重分别较对照增加3.9~5.4 cm、9.8~16.8个和5.20~5.25 g;垄沟集水种植谷子的叶片光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、气孔导度(Rs)和水分生产效率(WUE)值分别较露地种植(CK)提高31.83%,42.62%,24.50%和9.6%。

对九龙山不同立地土壤蓄水量和土壤水分有效性研究结果表明：阴坡中下部的人工油松林、中上部的灌木林和裸地，以及阳坡中下部的人工侧柏林、中上部的灌木林和裸地的土壤有效涵蓄量分别为：１４９．６３、１３３．４９、１０２．４９、９９．９３、９５．９２、７０．７８ｍｍ；土壤的饱和蓄水量变化范围在１６０５．８６～２３５３．６６ｔ／ｈｍ２之间。土壤水分只有７、８两月处在易效水阶段，其它时间均属难效水范围，即使雨季的土壤有效水分也难以达到田间持水量，春旱时期土壤水分接近或低于土壤凋萎含水量。

【目的】探究垄沟集雨种植模式下谷子的生长、产量对氮肥的响应，以期为黄土高原半干旱区谷子高产高效生产提供理论依据。【方法】于2022—2023年选用陕豫谷3号谷子品种进行大田试验，采用裂区设计，主因素为种植模式（垄沟集雨种植模式，R；传统平作种植模式，T），副因素为施氮量（0 kg·hm~(-2),N0;60 kg·hm~(-2),N1;135 kg·hm~(-2),N2;210 kg·hm~(-2),N3），在不同种植模式下测定谷子旗叶净光合速率、叶绿素相对含量、各生育时期地上部群体干物质积累量、氮素积累量，以及成熟期农艺性状和产量，并计算氮素利用率。【结果】同一施氮量下，与传统平作种植模式相比，垄沟集雨种植模式下谷子旗叶的净光合速率、叶绿素相对含量在降雨较多的2022年仅灌浆期有所提高，在降雨较少的2023年抽穗期、开花期、灌浆期则均有提高，两年间垄沟集雨种植模式均增强了谷子生育中后期的光合能力，延缓叶片衰老；谷子地上部群体干物质积累量、氮素积累量在2022年的拔节期、灌浆期、成熟期有所提高，在2023年各生育时期均有增加，且N1、N2、N3间均无显著性差异，地上部干物质积累量、氮素积累量分别提高了0.6%—39.5%、0.9%—51.1%；籽粒氮素积累量、花后氮素积累量、花后氮素对籽粒贡献率在两年间均有显著增加，满足了谷子全生育期的养分需求，改善了传统平作种植模式下谷子生育后期氮肥供应不足问题；氮肥偏生产力在两年间均有增加，分别提高了3.7%—14.3%、2.8%—27.6%，氮肥农学利用效率在2022年于210 kg·hm~(-2)施氮量下略有降低，氮肥农学利用效率、氮肥利用效率在2023年施氮量超过135 kg·hm~(-2)时均有所降低，三者均随施氮量的增加而降低；谷子穗粗、单穗重在两年间均有提高，穗长则有所下降；产量在两年间均有显著性提高，分别增加了3.7%—14.3%、2.8%—27.6%，在降雨较少的2023年增产效果更为显著，且当施氮量超过60 kg·hm~(-2)时，产量无显著性增加。【结论】在黄土高原半干旱区，垄沟集雨种植模式配施60—135 kg·hm~(-2)氮肥更有利于谷子氮素利用和产量形成。

【目的】垄沟覆膜种植紫花苜蓿(Medicago sativa L.),为年降水量250-350mm的中国西北黄土高原区旱作紫花苜蓿的种植提供理论依据。【方法】试验设置膜垄和土垄集雨处理,垄为集雨区,沟为种植区,研究不同沟垄宽比和覆盖方式对旱作紫花苜蓿生长及其品质的影响,并确定最优的集雨处理。【结果】各指标值反映出,膜垄处理明显优于土垄处理;所有处理中以MR60(覆膜处理,沟垄宽比为60cm﹕60cm)表现最优,出苗率、成苗率和越冬率分别较对照(平作,CK)提高16.01%、16.03%和18.25%,生长速度和再生速度分别较CK提高65.30%、56.41%,生长高度、分枝数和干草产量分别较C...

【目的】探究不同垄沟种植模式对旱地玉-麦轮作体系作物生产力、土壤性状及土壤硝态氮累积量的影响，为改善旱地土壤肥力，提高作物产量和效率，降低环境风险提供科学依据。【方法】基于中国农业科学院洛阳旱农试验基地始于2004年的长期定位试验，设置6行固定道垄沟种植（6RPRF）、6行每年起垄垄沟种植（6REYRF）、4行固定道垄沟种植（4RPRF）、4行每年起垄垄沟种植（4REYRF）和传统平作（CF）5个处理，分析了2015—2021年度玉米、小麦及其周年的产量、水分利用效率，2020年玉米收获期0—40 cm不同土层的容重、养分含量和酶活性，以及2019—2020年度小麦收获期0—380 cm土层土壤硝态氮累积量。【结果】与CF相比，4种垄沟种植下玉米、小麦、周年的6年平均产量分别显著提高8.6%—32.1%、12.5%—25.6%、11.3%—29.6%，水分利用效率分别显著提高8.6%—31.4%、12.5%—31.1%、12.8%—30.3%;0—5 cm和20—40cm土层的容重分别显著降低7.3%—11.3%和4.9%—11.5%;0—40 cm土层平均有机质、全氮、有效磷和速效钾含量及脲酶活性分别提高6.0%—19.8%、80.8%—100.0%、28.5%—80.9%、58.5%—141.2%和24.0%—46.9%,0—100 cm土层的硝态氮累积量显著提高38.8%—116.0%，其中，总体以4RPRF处理效果最优，其还可以在硝态氮累积量总量维持在CF水平的同时使0—100cm土层显著提高38.8%、200—380 cm土层显著降低15.0%，具有提高根层、降低深层土壤硝态氮累积量的作用。固定道垄作模式（PRF）与每年起垄模式（EYRF）相比，玉米和周年的6年平均产量分别显著提高10.6%和9.1%，垄面种植6行模式（6R）下玉米、垄面种植4行模式（4R）下小麦和周年的6年平均水分利用效率分别显著提高21.1%、15.2%和8.2%，土壤养分含量表层提高、下层降低，0—380 cm土层的硝态氮累积量显著降低4.9%—30.2%。4行模式较6行模式，玉米和周年的6年平均产量分别显著提高9.9%和6.8%,EYRF下玉米、PRE下小麦和周年的6年平均水分利用效率分别显著提高7.4%、16.5%和6.7%，土壤特性有改善趋势，但其效应因指标而异，且在不同起垄模式和不同土层表现不同。【结论】4行固定道垄沟种植（4RPRF）既可降低土壤容重，提高土壤有机质、全氮和速效钾含量，又可使玉米、小麦、周年的产量和水分利用效率在多数条件下表现最优，还可以有效降低200—380 cm土层的硝态氮累积量，是协同实现旱地雨养玉-麦轮作区作物高产高效和环境友好生产的种植模式。

【目的】为了探讨不同类型植被系统对水分的调蓄功能，为水源涵养林营造和管理提供科学依据。【方法】以12年生杉木人工纯林、马尾松人工纯林、马尾松与柠檬桉混交人工林等3种不同类型林分及天然的矮小灌木丛作为研究对象，测定林分的生物量、植被层对降水的截留量、植物组织含水量、土壤容重、土壤含水量、土壤毛管孔隙度、土壤渗透性能等，分析不同植被生态系统的调蓄水量能力。【结果】植被层持水能力，土壤最大持水力、最小持水力、毛管持水力、贮水力和表土层的初渗和稳渗速率均为混交林大于纯林，乔木林大于于灌木丛；植被层截留降水能力，混交林大于纯林，杉木纯林大于马尾松纯林，乔木林大于灌木丛；减少地表径流的能力，乔木林显著高于灌木丛。【结论】植被层持水能力不仅取决于植物生物量，植物组织的有机组成也决定着其大小。土壤的持水力和储水力与土壤物理性能关系密切，都取决于植被类型和根系的密度和长度。林冠截留能力与树木冠形和林冠层空间结构特征有关，混交林的复合冠层截留效应优于冠层结构单一的纯林。层次结构复杂的植被类型减少地表径流的能力比层次简单的植被类型强。灌草本层及地表枯死物量降低地表径流作用，只有在完整的乔木层和良好的土壤条件等诸因素的配合下才能充分显示出来。独立的灌木草本群落低地表径流和抑制洪峰作用远不及结构复杂的森林群落。在促进土壤发育，改善土壤物理性能，提高调蓄水分能力的作用上，乔木林大于灌木群落，深根系树种群落大于浅根系树种群落。水土保持林的营造上，应营造层次结构复杂的深根系树种的混交林。

试验通过全膜双垄沟播覆盖种植与不同玉米秸秆还田方式,研究对其土壤理化特性及玉米产量的影响。结果表明:采用全膜双垄沟播种植方式,经秸秆还田后耕层土壤养分含量变化表现为整株还田>秸秆粉碎>免耕留茬,秸秆还田后的土壤容重明显降低但免耕留茬一膜两年用后的土壤容重增大。秸秆还田对土壤水分与温度的影响,在玉米生育前期经秸秆还田后的土壤温度与水分均显著低于对照,在玉米生育后期秸秆腐解后对土壤水分起到一个补偿效应。就玉米产量变化而言,表现为全膜覆膜+整株秸秆还田>全膜覆膜+秸秆粉碎还田>全膜双垄沟播>免耕留茬一膜两年用>露地种植,玉米全膜双垄沟播较露地种植增产达到显著水平,玉米采用全膜双垄沟播种植结合秸秆还田...

垄沟集雨种植是我国半干旱黄土高原丘陵区缓解干旱和控制水土流失的有效节水耕作措施，耐久环保覆盖材料缺乏是限制垄沟集雨种植技术发展的关键因素。为探寻适宜覆盖材料，本研究以生物炭-土壤结皮作为垄沟集雨种植覆盖材料，采用裂区试验设计，主区为2种生物炭类型(玉米秸秆炭和牛粪炭)，副区为3种生物炭施加量[0(土垄)、3×10~4(单倍炭)和6×10~4 kg·hm~(-2)(双倍炭)]，研究生物炭-土壤结皮覆盖垄沟集雨种植对径流、土壤水分、养分、紫花苜蓿(Medicago sativa)营养成分和产量的影响。结果表明，与牛粪炭-土壤结皮覆盖集雨垄相比，玉米秸秆炭-土壤结皮覆盖集雨垄提高径流系数、土壤水分、紫花苜蓿干草产量和水分利用效率，玉米秸秆炭-土壤结皮覆盖集雨垄的紫花苜蓿全生育期干草产量和水分利用效率分别提高3.34%和0.82 kg·(hm~2·mm)~(-1)。径流系数和土壤贮水量随生物炭施加量的增加而降低，土壤养分、pH、紫花苜蓿品质和相对饲喂价值随生物炭施加量的增加而升高；与土垄相比，单倍炭垄和双倍炭垄的紫花苜蓿干草产量分别增加3.96%～11.05%和3.33%～6.43%，水分利用效率分别增加0.96～1.88和0.98～1.38 kg·(hm~2·mm)~(-1)。综合紫花苜蓿干草产量和水分利用效率结果分析，单倍(3×10~4 kg·hm~(-2))玉米秸秆炭-土壤结皮适宜于垄沟集雨种植模式。

【目的】探讨不同带型垄沟集雨种植系统水分入渗特性，为农田垄沟集雨种植的垄沟带型优化设计提供依据。【方法】采用土槽和人工降雨模拟试验，在相同的初始含水率（10%）和降雨条件（降雨强度为16 mm/h，降雨量24 mm，试验历时81 min）下，在土槽内分别设计宽带型垄沟（垄宽和沟宽均为60 cm）和窄带型垄沟（垄宽和沟宽均为45 cm），2种垄沟均为1∶1带型，垄高15 cm，借助数码相机记录垄沟断面土壤湿润锋动态，利用时域反射仪（TDR）测定沟中心、垄沟交界、垄腰、垄顶及垄中心05，510，1015，15

为解决降雨偏少且季节分布不均和施肥偏多但方式不合理等我国旱地小麦生产面临的主要问题,并探讨旱地小麦增产增收的栽培模式。设置常规平作(平作+均匀施肥)、垄沟种植(起垄沟播+均匀施肥)、垄沟种植减肥(起垄沟播+减肥25%+均匀施肥)、垄沟种植定位施肥(起垄沟播+减肥25%+播种行侧下定位条施)4种栽培模式,比较了小麦主要生育时期的茎蘖数和干物质积累量,播前和收获期0～200 cm土壤水分以及产量、水分利用效率和肥料偏生产力。与常规平作相比,垄沟种植促进了休闲季土壤蓄水,从而使播前土壤蓄水量提高5.4%～5.5%,主要生育时期的群体茎蘖数和干物质积累量显著增加,进而使小麦产量、水分利用效率和肥料偏生产力分别提高10.1%～11.2%,7.2%～8.6%,10.3%～11.4%。垄沟种植减肥较垄沟种植,肥料偏生产力显著增加,增幅为22.9%～34.6%,产量和水分利用效率在第1年无显著差异,后2 a显著降低,但上述指标均优于常规平作。与其他3个处理相比,垄沟种植定位施肥的产量和水肥利用效率均最优,虽然产量和水分利用效率较垄沟种植的增幅不显著,但肥料偏生产力显著提高35.2%～37.8%。可见,在豫西旱地,垄沟种植有利于提高小麦产量和水分利用效率,垄沟种植+减肥25%会在一定程度上降低小麦产量,但有利于提高肥料偏生产力。垄沟种植定位施肥协同提高了产量、水分利用效率和肥料偏生产力,是适宜于旱区推广的冬小麦栽培措施。

为研究中耕深松对土壤蓄水及玉米根系生长和产量的影响,应用沈阳农业大学工程学院研制的1HS-1.2型中耕深松机,在位于阜新县他本镇马蹄营子村的国家"863"项目试验基地进行了玉米中耕深松试验,通过深松前后土壤含水量变化及玉米长势的对比,研究了中耕深松对不同时期土壤含水量以及玉米根系生长发育和玉米产量的影响程度。结果表明:中耕深松后土壤的水分含量比未深松土壤的水分含量明显增加,中耕深松后玉米根系的根长明显大于未深松根系的根长,中耕深松后玉米的产量每公顷增加幅度为21%。

以盆栽牡丹朱砂磊为试材,研究了5种土壤相对含水量(SRWC)对牡丹光合特性的影响。结果表明,随着土壤水分胁迫程度的增加,光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、气孔导度(Gs)逐渐下降,表观量子效率(AQY)、CO2羧化效率 (CE)、光饱和点降低;光补偿点及CO2补偿点升高。干旱胁迫下,光合速率的下降是气孔因素与非气孔因素双重作用的结果:轻度干旱胁迫下(土壤相对含水量55％-40％)气孔限制是光合速率下降的主要原因,而严重干旱胁迫下(土壤相对含水量20％)非气孔限制是光合速率下降的主要原因。牡丹光合作用的最适SRWC为70％左右。

【目的】研究宁南旱区不同微集水种植带型谷子边际效应和生理特性,对进一步明确和完善微集水种植技术增产的机理具有重要的科学意义。【方法】以大同14号谷子为材料,测定边行和中行不同带型光合特性、叶绿素含量以及作物产量。【结果】不同带型边行的光合速率、蒸腾速率、气孔导度和叶绿素含量均大于中行;同一沟垄比值,随着沟和垄的宽度变大,不同带型谷子的边行优势增强,产量边际效应指数和边际效应均增大;边行的增产作用呈上升趋势,最大增产率达到196.5%,而中行的增产作用呈下降趋势,最低仅为12.4%;带型45﹕45的产量在两年中均达到最高,2004年为5028kg·ha-1,较对照增产132%;2005年为207...

【目的】研究滇中高原不同植被的蓄水保土效应及对土壤碳库的影响,为当地的植被建设与小流域综合治理提供科学依据。【方法】采用标准径流小区观测法,于2006-2012年在云南省玉溪市尖山河小流域,对云南松次生林、云南松-蓝桉人工林、灌草丛及坡耕地小区的坡面产流、产沙情况和土壤碳库变化进行观测。【结果】1)灌草丛小区和云南松次生林小区的减流率分别为91.87%和91.61%,云南松-蓝桉人工林小区的减流率为77.45%。灌草丛、云南松次生林和云南松-蓝桉人工林的减沙率分别为99.17%,98.76%和96.45%。2)5-10月4种不同类型植被小区的径流量占全年径流量的83%以上,土壤侵蚀量占全年土壤...

以2月生尾巨桉盆栽幼苗为试验材料,采用称重控水的方法,设置5个水分梯度(CK、T1、T2、T3、T4),研究不同土壤含水量下尾巨桉幼苗在生长及生理特性上表现的差异。结果表明,随着土壤含水量的下降,尾巨桉幼苗形态生长及生物量等均呈下降的趋势,CK、T1下各项生长指标要显著优于T2、T3,而CK与T1之间差异不显著,同时各处理下根冠比呈上升的趋势;尾巨桉幼苗叶片P n、Tr、G s、FV/Fm及ФPSⅡ随土壤含水量下降均呈先上升后下降的趋势,而C i呈先下降后上升趋势;游离脯氨酸含量、MDA含量、POD活性在T1下显著降低,而在T2、T3下又显著地提高,根系活力呈显著下降的趋势,叶绿素含量呈升高的...