【目的】探索不同集雨种植方式春玉米旱作田土壤水分转运、分配、土壤温度的时空变化特征及其对玉米产量和水分利用效率的影响，为试区玉米高产、水分高效持续利用型种植模式提供理论依据。【方法】２０１３—２０１４年在宁夏彭阳区设置传统露地平作（ＣＫ）为对照，分析４种不同集雨覆膜种植方式下春玉米各生育期的土壤水分、土壤温度、水分利用效率及产量变化。４种集雨覆膜种植方式分别为双垄沟全覆膜种植（Ｄ）、半膜平铺种植（Ｆ）、沟播垄膜双行种植（Ｒ１）、沟播垄膜单行种植（Ｒ２）。沟播垄膜双行处理和半膜平铺处理覆膜宽度均为６０ Ｃｍ，沟播垄膜单行处理垄宽５０ Ｃｍ、沟宽１０ Ｃｍ，双垄沟全覆膜大垄宽７０ Ｃｍ，垄高１５ ．．．

目的研究不同种植模式下,农田土壤水分和矿质态氮的动态及其相互关系,对优化作物种植方式和养分资源管理,调控农田土壤硝态氮淋溶有重要意义。方法在黄土高原南部有大量氮素残留背景的田块上,研究了夏季多雨季节,种植作物与休闲对土壤水分与矿质氮的影响。结果在降水(含灌水82mm)364mm的夏季,休闲可使0～200cm土层的贮水量达到600mm,比播种前高204mm,比种植作物高39mm。种植作物的土壤水分可下渗至180cm深的土层,休闲土壤中则可下渗到260cm深处。种植作物时0～200cm土层的硝态氮残留量为78kg.ha-1,比休闲时减少89kg.ha-1,且硝态氮主要分布在60cm以上的土层。休闲...

【目的】探讨黄土高原半干旱区不同覆盖种植方式对土壤水热效应及春玉米产量和水分利用效率的影响,为优化陇中旱作农业区春玉米农田土壤水热环境,提高作物产量提供依据。【方法】于2015—2016年在甘肃省榆中县石头沟省级旱作农业示范点开展田间定位试验,设平地全膜覆盖(WM)、平地半膜覆盖(HM)、隔沟覆膜垄播(MRM)、全膜双垄沟播(WRF)、秸秆覆盖(SM)和露地平播(CK)6种种植方式,测定分析春玉米各生育时期土层剖面水热状况、物候特征、不同生长阶段耗水特性和水分利用效率,以及收获后春玉米产量与水分利用效率。【结果】与露地平作(CK)相比,地膜覆盖处理较CK具有增温效应,全生育期土壤平均增温2.42℃,而SM处理表现为降温效应,平均降温0.36℃,且该调节效应主要表现在苗期,随后温度调节效应逐渐减弱;MRM、WRF、HM和SM处理在春玉米整个生育期内保墒效果显著,而WM处理不利于降水收集,仅在春玉米生长前期具有保墒效果,而在中后期随作物耗水增加,土壤含水率低于CK;春玉米在生长中期(拔节至吐丝)耗水最多,生长后期(吐丝至成熟)次之,生长前期(出苗至拔节)耗水最少,其中地膜覆盖耗水量大于秸秆覆盖,全膜覆盖耗水量大于半膜覆盖;地膜覆盖能显著提高春玉米中前期水分利用效率,其中生育前期和中期分别以HM和WRF处理提高幅度最大,2年平均较CK分别提高250.68%和61.30%;地膜覆盖种植方式在增温、促进耗水作用下使春玉米各生育期提前并增加单株干重,最终表现为产量和水分利用效率的提高,其中以WRF和MRM处理增产和提高水分利用效率效果最为显著,产量较CK分别平均增加171.40%和155.05%,水分利用效率分别平均增加142.80%和125.44%。【结论】垄沟集雨种植方式可明显改善黄土高原半干旱地区土壤水热环境,增加玉米物质积累量,其中全膜双垄沟播种植方式的玉米产量和水分利用效率最佳。

【目的】干旱缺水是黄土高原旱作农业最大的限制因素，研究覆膜、增密和品种对旱作玉米增产和水分利用的影响，有助于揭示未来旱作粮食持续增产与水环境的关系。【方法】试验于２０１２—２０１５年在黄土高原丘陵沟壑区的宁夏彭阳进行，在全膜双垄沟（ＦＰＲＦ）和半膜平铺盖（ＨＰＦＣ）２种种植方式下，选择耐密中晚熟先玉３３５和吉祥１号及不耐密早熟酒单４号３个杂交种，低密度（４．５万株／Ｈｍ～２）、中密度（６．７５万株／Ｈｍ～２）和高密度（９．０万株／Ｈｍ～２）３个水平，随机区组设计，玉米连作定位观测。采用烘干法监测不同降水年型玉米生育时期０—２００ Ｃｍ土层土壤水分，通过ＳｕＲＦｅＲ软件绘制土壤水分等值线图，研究．．．

【目的】陕西渭北旱塬属于暖温带半湿润易旱气候区,干旱对旱地农作物生产威胁严重,降水短缺及其季节分布不均制约着旱地冬小麦和春玉米生长发育,是导致作物产量低而不稳的主要因素。论文旨在探索渭北旱塬冬小麦—春玉米轮作区在不同轮耕措施下土壤蓄水保墒效果和作物增产增收效应。【方法】于2007—2013年在陕西合阳实施了免耕/深松、深松/翻耕、翻耕/免耕、连续翻耕等不同耕作处理田间定位试验,测定休闲期和作物生育期土壤水分及作物收获期土壤理化性状,分析各耕作处理作物产量和水分利用效率的变化规律。【结果】(1)3种耕作处理均能降低土壤容重,提高土壤孔隙度,增加田间持水量和土壤有机质,且以免耕/深松轮耕处理效果最...

为了探讨东北半湿润地区深埋秸秆和覆膜对土壤水分、玉米产量及品质的影响，以美津５９９为供试玉米品种，采用大垄双行种植方法，在沈阳地区进行田间小区对比试验。试验设置４个处理：秸秆无膜（Ｓ）、秸秆＋覆膜（Ｓ＋Ｍ）、无秸秆＋覆膜（Ｍ）和无秸秆无膜（ＣＫ），并对不同处理条件下土壤水分动态、玉米产量和品质进行分析。结果表明：Ｓ和Ｓ＋Ｍ处理能够显著提高０～３０ＣＭ土层的土壤含水率，Ｓ处理０～３０ＣＭ土层的玉米播种初始含水率分别比Ｓ＋Ｍ、Ｍ和ＣＫ处理分别提高０．０２，０．０４，０．０４ＣＭ３·ＣＭ－３，玉米收获后，Ｓ处理０～３０ＣＭ土层的土壤含水率比Ｓ＋Ｍ、Ｍ和ＣＫ处理分别提高０．０４，０．０４，０．０４ＣＭ．．．

为探讨辽南地区雨养春玉米种植适宜的土壤耕作与秸秆还田模式,于20112014年进行了为期4年的田间小区试验,研究了3种耕作措施(普通旋耕20cm、隔年深松和隔年深翻30cm)与3种秸秆还田方式(无秸秆还田、秸秆隔年还田和秸秆连年还田)相结合,连续进行4年后对土壤水分特征及春玉米水分利用效率的影响。结果表明:不同处理对土壤蓄水能力和水分利用效率的提高作用,总体上以秸秆连年还田>秸秆隔年还田>无秸秆还田,深翻>深松>普通旋耕,且深翻与秸秆连年还田相结合效果显著。与普通旋耕无秸秆还田处理(P)相比,深翻+秸秆连

采用盆栽方法,测定了土壤水分胁迫下拔节期和抽雄开花期玉米叶片光合特性。结果表明,水分胁迫下玉米叶片光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、蒸腾速率(Tr)和水分利用效率(WUE)的平均水平与对照相比显著降低;抽雄-开花期下降幅度大于拔节期。光合速率下降主要受非气孔因素限制。水分胁迫改变了玉米叶片光合参数日变化规律。水分胁迫下,白单9的Pn,WUE,叶片叶绿素相对含量和叶面积明显高于白单31。

为探讨土壤水分对黑土玉米根际磷素转化的影响,采用根箱土壤栽培法,研究了不同土壤水分对不同施磷水平下东北黑土玉米根际、非根际磷素转化的影响及其机制。结果表明,土壤水分对玉米根际磷素转化的影响强于非根际,适宜的土壤水分能够促进磷素的转化,提高根际磷素的有效性。合适的水分有利于增加土壤速效磷含量,提高根际铝磷(Al-P)含量,降低根际闭蓄态磷(O-P)含量。土壤水分为田间持水量的60%与40%的处理相比,玉米根际土壤速效磷(Olsen-P)含量增加18.4%。土壤水分为田间持水量的80%处理能够显著增加玉米根际Al-P的含量。土壤pH值随着土壤水分含量的降低而升高,根际pH值升高的幅度低于非根际。

【目的】探讨不同降水年型下,耕作方式对冬小麦-休闲-春玉米轮作田土壤水分和作物产量的影响,为旱区粮田降雨高效利用与耕作制度创新提供理论支撑。【方法】于2007—2019年在渭北旱塬进行长期定位保护性耕作试验,以传统翻耕(CT)为对照,设置免耕(NT)和深松(ST)2种少耕耕作方式,分析不同降水年型下耕作方式对小麦-玉米轮作田休闲期土壤蓄墒、作物产量和水分利用效率的影响。【结果】(1)降水年型、耕作方式及其互作均显著影响休闲期末期土壤贮水量和休闲期蓄墒率,其中降水年型是休闲末期土壤贮水量和休闲期蓄墒率变化的主导因素。休闲末期0—200 cm土层土壤贮水量(mm)表现为丰水年型(430.6)>欠水年型(405.9)>平水年型(381.5);NT(417.4)>ST(402.3)>CT(398.2);丰水年型NT处理休闲末期0—200 cm土层土壤贮水量最高(438.5),平水年型ST处理最低(370.2);休闲期蓄墒率(%)表现为丰水年型(27.1)>欠水年型(26.6)>平水年型(25.1);NT(27.6)>ST(26.4)>CT(25.8);欠水年型NT处理土壤蓄墒率最高(29.1),平水年型CT处理土壤蓄墒率最低(25.0)。(2)降水年型、耕作方式及其互作均显著影响冬小麦产量和水分利用效率(WUE),其中耕作方式是冬小麦产量(kg·hm~(-2))和WUE(kg·hm~(-2)·mm~(-1))变化的主导因素。冬小麦产量表现为丰水年型(4985)>欠水年型(3984);NT(4522)>ST(4468)>CT(4465);丰水年型NT处理产量最高(5033),欠水年型ST处理最低(3957);冬小麦WUE表现为丰水年型(15.4)>欠水年型(14.9);NT(16.2)>ST(15.4)>CT(14.0);丰水年型NT处理WUE最高(16.5),欠水年型CT处理最低(13.9)。(3)降水年型、耕作方式及其互作均显著影响春玉米产量和水分利用效率(WUE),其中降水年型是春玉米产量(kg·hm~(-2))和WUE(kg·hm~(-2)·mm~(-1))变化的主导因素。春玉米产量表现为丰水年型(7677)>欠水年型(6999)>平水年型(5887);NT(6900)>ST(6879)>CT(6785);丰水年型ST处理产量最高(8003),平水年型ST处理最低(5723);春玉米WUE表现为丰水年型(18.7)>欠水年型(17.5)>平水年型(14.8);NT(17.8)>ST(17.0)>CT(16.2);丰水年型ST处理WUE最高(19.3),平水年型CT处理最低(13.9)。(4)在冬小麦-休闲-春玉米轮作周期中,耕作方式显著影响作物产量和WUE。其中NT处理多年平均产量和WUE分别较CT处理提高1.6%和9.5%,ST处理多年平均产量和WUE分别较CT处理提高1.2%和3.9%。【结论】综合各降水年型下土壤水分与作物产量得出,保护性耕作可以相对高效地实现保水增产目的,其中以免耕处理蓄水与增产效应最佳。从旱作农田高产高效及长期可持续发展的角度综合考虑,推荐免耕作为黄土高原地区实现蓄水保墒及增产增收目的的耕作方式。

为探明黄土高原雨养区不同春玉米品种茎秆性状、田间土壤水分对种植密度的响应及其与产量和倒伏率的关系,于2015,2016年选用不同茎秆抗倒性的2个品种(郑单958和晋单86)作为材料,设置了5.25万,6.00万,6.75万,7.50万,8.25万株/hm2共5个种植密度的田间试验,分析了玉米茎秆农艺性状、抗倒力学特性、土壤水分的变化及其与产量和倒伏率的相关性。结果表明,随群体密度增加,郑单958株高和穗位高先升高后降低,但穗位高系数变化不大,晋单86株高、穗位高和穗位高系数逐渐增加;基部第3节间农艺性状和

[目的]探明坡耕地等高反坡阶措施下作物水分利用效率对土壤水分变化的响应,为云南坡耕地作物种植提供科学依据。[方法]以玉米为供试材料,在2019-2020年进行大田试验,设置等高反坡阶措施(2个不同坡度布设等高反坡阶的坡耕地样地)与原状坡耕地无处理(1个未扰动的对照样地)两种处理方式,通过野外定位监测方法,分别在玉米播种前及拔节期、抽雄期、吐丝期、灌浆期和成熟期,使用时域反射仪(TDR-300)在坡上、坡中、坡下3个坡位随机选点测定0～10 cm、10～20 cm、20～30 cm和30～40 cm土层的土壤体积含水率,并分析作物群体光合势(LAD)、叶片瞬时水分利用效率(LWUE)的相关响应。[结果]等高反坡阶措施下玉米群体光合势(LAD)高于对照样地,其中以坡中促进效果最为显著,平均增幅为19.3%,且在生长后期保持相对较高的LAD并持续较长时间;等高反坡阶样地玉米蒸腾速率(T_r)与对照样地无显著差异,但净光合速率(P_n)、叶片瞬时水分利用效率(LWUE)均高于原状坡耕地样地;等高反坡阶样地土壤水分表现为坡中>坡下>坡上,布设该措施后土壤水分增高,平均增幅为24.4%,同时提高了土壤水分有效性以及中效水和易效水的占比(90%);LWUE与P_n、LAD呈极显著正相关(P<0.01),与土壤体积含水率呈显著正相关(P<0.05)。通径分析表明,P_n和土壤体积含水率对玉米LWUE起主导作用,等高反坡阶措施可以提高P_n和土壤水分,进而获得较高的LWUE。[结论]布设等高反坡阶措施可以提高坡耕地土壤水分,使玉米叶片维持较高的光合作用并保持最佳的生理状态,可以提高作物叶片瞬时水分利用效率并促进玉米生长发育,进而为玉米干物质生产奠定生理基础。

研究了玉米不同生长发育时期根际土壤酶活性对宽窄行休耕轮作和常规均匀垄2种种植方式的响应。结果表明:宽窄行种植方式下的土壤脲酶、酸性磷酸酶、中性磷酸酶和转化酶活性显著高于均匀垄种植方式,而蛋白酶活性二者差异不显著;不同时期的土壤酶活性也有一定的规律性变化,除土壤脲酶和酸性磷酸酶外,6月27日的土壤酶活性普遍高于8月和10月2个时期。可见玉米宽窄行种植方式具有较高的土壤脲酶、酸性磷酸酶、中性磷酸酶和转化酶活性,更好地为作物生长提供C、N、P的供应。对提高玉米产量具有重要意义。

【目的】春玉米是辽西地区的主要作物,其整个生育期需水量较多,但该区降水资源短缺且降水变率大,时空分布不均,有限降水难以满足春玉米高产稳产所需。垄膜沟种可有效汇集天然降水,提高降水资源化程度,开展相关研究以充分有效地利用该区有限的自然降水,提高农田水分利用效率,促进玉米稳产高产。【方法】2007—2013年在辽宁朝阳地区进行玉米垄膜沟种微集雨种植试验,研究不同种植模式对土壤水分、玉米产量和农田水分利用效率的影响。试验设垄膜沟种(沟内不覆盖,T1)、垄膜沟覆秸秆(T2)、垄膜沟覆膜(T3)和传统种植(CK)4种处理,随机区组设计,3次重复。传统种植为垄沟种植,行距50 cm,垄膜沟种方式为沟垄相间...

【目的】检验和比较4个夏玉米农田土壤水分预测模型的预测精度。【方法】根据农田土壤水分平衡原理,建立北方夏玉米农田土壤水分预测模型,其中潜在蒸散量子模型分别用国内彭曼修正式(简称国内法)和FAOPenman-Monteith(简称FAO法)方法,作物发育期子模型分别用多年平均发育期法和积温法。用2002年6~9月中国气象局农业气象试验基地的21个不同水分处理小区的夏玉米全生育期观测资料(包括土壤湿度、作物发育期、气象和灌溉等资料),对模型进行检验和比较。【结果】在土壤湿度中等和较低的情况下,土壤水分预测模型中潜在蒸散量子模型采用国内法对不同预测时效下夏玉米农田土壤水分的平均预测精度高于FAO法,...