水稻覆膜旱作的生态生理效应

研究结果表明,水稻品种在旱作条件下其分蘖期、拔节长穗期、抽穗开花期和灌浆期耐旱性不同,采用地膜覆盖可有效阻挡地面蒸发,节水效率达６０～８５％,生育期延长７～９ｄ,分蘖力增强,最高分蘖数比水作的多１７０１×１０４·ｈｍ－２,有效穗数增加,但每穗粒数、结实率和千粒重下降,其产量水平与水作差异不显著．覆膜旱作水稻前期生长优势强,但后期叶面积指数（ＬＡＩ）、净同化率（ＮＡＲ）、群体生长率（ＣＧＲ）和比叶重等均有所降低,灌浆速度较慢,经济系数较低     

几种水稻抗旱节水技术的比较研究

通过大田试验,研究了地膜覆盖、秸秆覆盖、强化栽培和裸地旱作处理下3个水稻品种生育后期水稻田间生态、生长发育、有关生理生化特性、产量形成、产量及水分利用效率的差异。结果表明,水稻生育后期田间生态条件地膜覆盖较秸秆覆盖差,秸秆覆盖不仅有较好的保墒效应,且具有根系活力高、叶片衰老速度慢、后期剑叶可溶性糖含量高等方面的优势,但因前期生长的滞后,各品种最终产量较地膜覆盖低12.7%~17.1%;覆盖处理和强化栽培各品种产量均高于裸地旱作,强化栽培产量因品种不同与两种覆盖处理有所差别(其中冈优527产量较地膜覆盖低10.5%,较秸秆覆盖高8.4%,D优363产量较地膜覆盖和秸秆覆盖高0.5%和13.1%,汕优63则较两种覆盖处理分别低18.2%和2.0%);强化栽培与裸地旱作相比较,强化栽培各品种的灌溉水利用率较裸地旱作高12.9%~9.3%,产量较裸地旱作高24.7%~30.2%,说明强化栽培是实现水分高效利用的一种有效技术。     

直播旱作水稻的吸氮特征与土壤氮素表观盈亏

水稻旱作是水稻节水栽培中最有效的方式。通过田间试验研究旱作直播条件下水稻对氮素的吸收利用特征以及土壤矿质氮的动态变化 ,并对土壤氮素的表观盈亏量进行了估算。结果表明 ,直播旱作水稻较水作水稻更注重中后期对氮素养分的吸收 ,尤其是对土壤氮素的吸收 ;幼穗分化后水稻的土壤吸氮量占阶段吸氮总量的 6 9.5 % ,比水作水稻多 17.8%。对 0～ 4 0 cm土层土壤矿质氮含量时空变化的研究表明 ,直播旱作水稻生育前期土壤表层矿质态氮大量累积 ,在灌水和降雨的影响下 ,向下层的迁移增加 ,基肥施用后裸地处理 2 0～ 4 0 cm土层的矿质氮高达 10 4 kg N/hm2 。对水稻各生育期土壤氮素盈亏的计算结果表明 ,自分蘖盛期后旱作各处理都表现出土壤氮素不同程度上的表观亏缺 ,然而就全生育期土壤氮素盈余量而言 ,旱作处理平均高达 12 7kg N/hm2 ,生育前期氮肥的大量投入是氮素盈余的主要原因。本试验结果表明 ,直播旱作水稻生育前期对施用的肥料氮吸收很少 ,提高直播旱作水稻氮肥利用效率的关键在于减少生育前期肥料氮的投入     

水稻主茎叶片出生与温度关系

水稻叶片生长与分蘖、根系、穗分化、节间伸长存在规律性的同伸规律［２，３．９］。水稻主茎每出一张叶片都形成和生长相应的器官。因此，可根据叶龄预报分蘖发生与成穗、节间伸长时间、穗分化进程。以此为依据可指导水稻高产栽培和杂交水稻制种的父母本播栽期。但目前水...     

生育前期遮光对水稻灌浆期剑叶生理特性及籽粒生长的影响

通过盆栽试验研究了生育前期（插秧至孕穗期）遮光对水稻分蘖、灌浆期剑叶生理特性、籽粒生长、产量及其构成因素的影响.结果表明：前期遮光使水稻分蘖数明显降低（降低26.72%）,齐穗期与成熟期发生延迟;遮光结束后,水稻灌浆期剑叶叶面积、可溶性糖含量分别比对照增加了33.86%和30.23%;每穗实粒数、千粒重、籽粒终极生长量、最大灌浆速率、平均灌浆速率分别比对照降低了8.65%、4.81%、9.74%、20.22%和19.13%;有效穗数与产量分别降低了25.26%和39.56%,差异显著;灌浆速率峰值的出现时间提前了1.66 d,实际灌浆时间延长了6.80 d.与弱耐荫水稻品种相比,耐荫品种灌浆前中期的剑叶叶绿素a、叶绿素b、叶绿素(a+b)含量增加,灌浆期的剑叶叶面积增加幅度大,蛋白氮、可溶性糖含量及叶绿素 a/b升高,籽粒终极生长量及千粒重接近对照,减产幅度相对较低.     

旱地小麦休闲期覆盖保水与产量构成因素的关系

为探索旱地小麦休闲期覆盖保水、增产技术途径,于2011—2012年在山西省闻喜县进行了前茬小麦收获后30 d或60 d深翻后进行地面全覆盖、半覆盖、不覆盖的大田试验,研究休闲期覆盖时间和覆盖方式对土壤水分和小麦产量形成的影响。结果表明:休闲期覆盖后,播种-孕穗期土壤蓄水量显著提高,尤其播种期140~200 cm,越冬期和返青期160~300 cm,拔节期80~160 cm,孕穗期0~120 cm、200~300 cm土层效果明显,且以前茬小麦收获后30 d采用全覆盖效果较好;覆盖后,越冬-孕穗期群体分蘖数增加,成熟期植株干物质量显著提高,穗数显著提高(3%~14%),产量显著提高(171~815 kg·hm-2);全覆盖处理成穗率、经济系数、产量及其构成因素均高于半覆盖,且以麦收后30 d覆盖效果较好;播种期土壤水分与穗数、穗粒数和产量关系密切,尤其是深层土壤水分,且直至孕穗期200~300 cm土壤水分与干物质量、穗数和产量关系仍密切;休闲期提早覆盖有利于蓄保休闲期降水于深层,且至孕穗期300 cm深处土壤水分仍有提高;有利于构建合理群体,主要通过提高穗数实现增产,且以全覆盖效果最好。     

麦秸秆全量还田对稻田土壤溶解有机碳含量和水稻产量的影响

以南粳44为供试材料,在粘土和砂土土壤中,设置麦秸秆不还田和全量还田(6000kg·hm-2)及3种施氮量(0、225、300 kg·hm-2)试验,研究了麦秸秆全量还田的腐解率和有机碳释放量动态变化,及其对稻田0~45 cm土壤溶解有机碳(DOC)含量和水稻产量的影响.结果表明:麦秸秆还田的前期(0~30 d)其腐解率和有机碳释放量最高,腐解率为35.0%(粘土)和31.7%(砂土),有机碳释放率为34.1%(粘土)和33.1%(砂土);30 d后两者均减小.施用氮肥可显著促进秸秆腐解和有机碳释放量,粘土中麦秸秆腐解率和有机碳释放量明显大于砂土.麦秸秆还田后土壤DOC含量逐渐增加,至25 d达最大值,粘土和砂土分别为60.18和56.62 mg·L-1,此后逐渐减小并趋于稳定.麦秸秆还田处理15 cm处土壤DOC含量显著高于未还田处理,但两者在30和45 cm处土壤DOC含量差异不显著,说明秸秆还田主要增加了稻田0~15 cm土层DOC含量.与不施氮处理相比,施氮处理土壤DOC含量降低,2种施氮处理间差异不显著.秸秆还田减少了水稻前期分蘖发生量,显著降低了有效穗数,增加了穗粒数、结实率和千粒重,显著提高了水稻产量.     

地面覆盖和保水剂对冬小麦生长和降水利用的影响

在河南省西部丘陵旱耕地上,研究了保水剂（0、45、60 kg·hm^-2）、秸秆覆盖（3000和6000 kg·hm^-2）和地膜覆盖（＜0.005 mm）对冬小麦生长发育、土壤水分和降水利用的影响.结果表明：3种措施均能促进冬小麦生长,改善土壤水分和养分状况,提高冬小麦产量和降水利用效率,特别是保水剂与秸秆覆盖、保水剂与地膜覆盖相结合效果更显著.与对照相比,不同措施使冬小麦不同生育期土壤含水量提高0.1%～6.5%,拔节期前地膜覆盖处理保墒效果最佳,拔节期后保水剂处理保墒效果较佳,扬花期和灌浆期墒情最差.不同措施使冬小麦产量比对照提高2.6%～20.1%,并以秸秆覆盖+保水剂处理最佳,增产14.2%～20.1%;其次为地膜+保水剂处理,平均增产11.9%.不同措施降水利用效率存在相同趋势,比对照提高0.4～3.2 kg·mm^-1·hm^-2.表明地面覆盖和保水剂的应用改善了农田土壤水分状况和养分状况,提高了降水利用率,从而促进了冬小麦分蘖,提高了穗粒数和千粒重.     

降解菌系和助腐剂对不同还田方式下水稻秸秆降解特征的影响

基于田间小区试验,设置两种秸秆还田处理(以秸秆混土处理模拟旋耕还田,以秸秆不混土处理模拟秸秆沟埋还田),采用尼龙网袋法,通过测定秸秆降解率及秸秆半纤维素、纤维素和木质素的含量,研究两种还田方式下施用降解菌系和助腐剂后水稻秸秆的降解规律。结果表明:在试验前5个月,不混土处理的秸秆降解率始终高于混土处理4.5%～11.6%;至第12个月,混土处理秸秆降解率显著高于不混土处理4.9%～13.0%。在前2个月,各处理水稻秸秆降解较快,秸秆降解率均超过50%,此后秸秆降解进入缓慢期。混土处理中,降解菌系和助腐剂仅能在第1个月提高秸秆的降解效率,此时秸秆降解率分别比对照组高11.0%和10.2%(P0.01);不混土处理中,降解菌系在1～5个月内显著提高秸秆降解效率4.3%～9.7%,助腐剂在1～12个月显著提高秸秆降解效率7.3%～14.4%。试验至第5个月时,喷施助腐剂的秸秆半纤维素、纤维素和木质素的降解率分别达79.1%、80.2%和34.7%,且与喷施菌系处理差异不显著。综上所述,秸秆降解菌系和秸秆助腐剂均能提高水稻秸秆的降解效率,且不混土处理的施用效果好于混土处理。     

秸秆还田对水稻固碳特性及产量形成的影响

以中浙优1号为材料、秸秆不还田为对照,在大田试验条件下研究了不同秸秆还田量（4000、6000、8000 kg·hm^-2）对水稻群体干物质积累、运转、植株固碳及产量形成的影响. 结果表明： 与对照相比,秸秆还田处理的水稻群体干物质积累总量平均增加63.03 g·m^-2,以6000 kg·hm^-2处理的干物质积累量最高,比对照增加154.40 g·m^-2;在水稻各生育阶段中,秸秆还田处理对分蘖盛期—齐穗期干物质积累的影响最为明显,干物质积累量比对照平均增加71.25 g·m^-2;与对照相比,秸秆还田处理的茎叶干物质输出率和表观转变率分别平均增加4.2%和3.7%,均以6000 kg·hm^-2处理最高,分别为12.8%和11.1%.秸秆还田处理的群体植株固碳量比对照平均增加55.38 g·m^-2,以6000 kg·hm^-2处理的增幅最大,为17.8%;从固碳量在各器官中的分配来看,秸秆还田有利于生育前期茎叶固碳量的积累和生育后期固碳量向穗部的分配.秸秆还田处理的水稻产量比对照平均增加794.59 kg·hm^-2,增幅9.5%,其中6000和4000 kg·hm^-2处理的产量均显著提高,而8000 kg·hm^-2处理的产量增加不显著;从产量构成因素来看,秸秆还田处理单位面积有效穗数的增加是增产的主要原因,平均增加8.4穗·m^-2.     

不同水分管理方式下水稻的水分利用效率与产量

采用温室微区试验研究常规水作、裸地旱作、覆膜旱作和覆草旱作等土壤水分管理下水稻生长及其对水分的利用状况。结果表明,几种旱作水稻的需水量为349-473mm,常规水和水稻需水量为762.5mm。旱作水稻的水分籽粒和干物质生产效率为0.899-1.273g·kg^-1和1.655-2.321g·kg^-1之间,而相同条件下常规水作水稻水分的籽粒和干物质生产效率为0.766g·kg^-1和1.459g·kg^-1左右。覆草旱作水稻可以获得相当于常规水作水稻90％的经济产量。     

不同覆盖方式对黄土高原旱地土壤水分及糜子生长、光合特性和产量的影响

为探索黄土高原旱地覆盖栽培模式下糜子田土壤蓄水保墒和节水增产效果,于2011—2013年连续3个糜子生长季在陕西横山县小杂粮试验示范基地,研究了不同覆盖栽培方式对农田土壤水分、糜子生长发育、光合特性、产量及水分利用效率的影响.试验设置4种覆盖栽培处理,分别是“W”垄覆地膜+垄间覆秸秆(SG)、垄覆地膜+垄间覆秸秆(LM)、双垄面覆地膜+垄间覆秸秆(QM)、秸秆覆盖(JG)处理,以传统平作无覆盖(CK)为对照.结果表明：各覆盖处理均较CK显著提高了糜子各生育期0～100 cm土层土壤含水量,其中以SG处理蓄水保墒效果最好,其次依次为LM、QM和JG处理,且各覆盖处理间差异达到显著水平.在各覆盖处理中,SG处理对糜子生长发育和光合能力的影响最大,增产效果最显著,3年平均产量和水分利用效率分别较CK提高55.9％和64.9％,其中各覆盖处理之间差异达到显著水平.因此,“W”垄覆地膜垄间覆秸秆的二元沟垄集雨覆盖种植模式提高糜子产量和水分利用效率的效果最为明显,适宜在黄土高原旱地糜子生产中应用和推广.     

盐碱地耐盐小麦覆膜栽培高产机理的研究

通过测定不同ＮａＣｌ浓度下不同小麦品种的发芽率（Ｇｒ）、发芽指数（Ｇｉ）和活力指数（Ｖｉ）及盐渍土壤上的产量筛选出耐盐小麦品种德抗９６１。研究了覆膜穴播对土壤温度、土壤含水量、土壤含盐量、产量及其构成因素、旗叶离子含量和旗叶光合作用特性的影响。结果表明,覆膜明显提高土壤温度和土壤含水量,抑制返盐。覆膜减少Ｎａ＾＋在旗叶中的积累,增加旗叶Ｋ＾＋含量。覆膜显著增加旗叶净光合速率、蒸腾速率,气孔导度和细     

秸秆带状覆盖对半干旱雨养区冬小麦田地温和产量的影响

为了明确秸秆带状覆盖对西北半干旱雨养区冬小麦田地温和产量形成的影响,于2013-2015年连续进行2年定位试验,设不覆盖露地(CK)、全膜覆土穴播(PM)、秸秆带状覆盖(覆盖带和种植带各30 cm,播种3行,SM₁)、(覆盖带和种植带各40 cm,播种4行,SM₂)、(覆盖带和种植带各50 cm,播种5行,SM₃)5个处理.结果表明: 各处理在不同生育时期、不同土层土壤温度存在显著差异.与CK相比,SM₁、SM₂和SM₃处理全生育期0～25 cm土层土壤温度分别比CK显著降低1.0～1.3 ℃、0.7～0.9 ℃和0.7～1.1 ℃.不同时期比较,覆盖处理存在增温和降温的双重效应,秸秆覆盖在苗期-越冬期具有提高地温的作用,返青期-成熟期具有降温效应,增温效应覆膜>秸秆覆盖,而降温效应秸秆覆盖>覆膜.同时,秸秆覆盖降低了全生育期土壤有效积温和日变化幅度,全生育期有效积温较CK降低3.4～33.5 ℃·d,土壤温差较CK降低0.6～2.0 ℃;秸秆覆盖在越冬期平均温度比CK高0.2～0.3 ℃、负积温比CK高0.4～17.0 ℃·d.秸秆覆盖较CK增产11.9％～19.5％,处理间单位面积穗数的差异是引起产量差异的主要结构因素.因此,秸秆带状覆盖适宜在西北雨养区旱地冬小麦产区推广应用.     

不同施肥处理黑土覆膜后秸秆碳氮在团聚体中的固存特征

地膜覆盖是提高作物产量的重要措施,理解覆膜条件下黑土团聚体中外源碳和氮的固存特征,为深刻认识地膜覆盖措施的可持续应用提供理论依据。选取长期定位试验站(29年)不施肥(CK)、单施化肥(NPK)和有机肥配施化肥(MNPK)3个典型施肥处理,表层土壤(0—20 cm)添加¹³C¹⁵N双标记玉米秸秆后设置裸地和覆膜的田间原位微区培养试验,探讨不同施肥处理结合覆膜黑土团聚体中有机碳和全氮对秸秆来源碳和氮的响应。结果表明,与裸地相比,所有处理覆膜后微团聚体(<0.25 mm)中秸秆来源碳和氮的含量平均降低了26.49%和32.05%。覆膜MNPK与裸地处理相比大团聚体(>0.25 mm)中秸秆来源碳和氮的含量显著降低了35.58%和15.97%,但大团聚体中原土壤有机碳的含量提高了9.16%。在CK和NPK处理微团聚体中,秸秆来源碳占该粒级团聚体有机碳的比例表现为覆膜>裸地,而在MNPK处理各粒级团聚体中则表现为裸地>覆膜。无论覆膜与否,秸秆来源碳对团聚体有机碳和秸秆来源氮对团聚体全氮的贡献率受施肥处理的影响表现为CK>N...     

覆盖方式对旱地冬小麦土壤水分的影响

在黄土高原半干旱雨养条件下,研究了不同覆盖方式(夏季覆膜,T₁;秋季覆膜,T₂;小麦碎秆覆盖,T₃;小麦整秆覆盖,T₄;夏季覆膜+麦秆还田,T₅;旧膜二茬利用,T₆;无覆盖对照,CK)对旱地冬小麦土壤水分的影响.结果表明: T₆在各时期、各土层土壤含水量普遍高于CK,其他5个覆盖处理可明显改善开花前0～90 cm土壤墒情,但开花后0～90 cm土层以及全生育期90～200 cm土层含水量普遍低于CK.全生育期0～200 cm土层平均含水量T₆显著高于CK,两者差值为0.9%,其余处理均低于CK.0～200 cm土层平均含水量秸秆覆盖处理高于覆膜处理,旧膜二茬利用高于新覆膜.覆膜处理单位面积籽粒产量较CK提高20.3%～29.0%,秸秆覆盖处理较CK提高5.0%～16.7%,冬小麦产量与生育期耗水量呈显著正相关(r=0.77^*).     

耕作和覆盖对黄土高原果园土壤水分和温度的影响

研究了几种不同耕作方式（免耕、旋耕和翻耕）和覆盖措施（覆草、生草和覆膜）对黄土高原果园土壤水分和温度的影响.结果表明：5月不同耕作方式下0～1 m土层土壤水分差异极显著,表现为免耕（14.28%）>旋耕（14.13%）>翻耕（13.57%）,9月差异不明显;不同覆盖措施中,覆草处理的土壤水分最高,且与生草、覆膜、裸地处理间差异极显著;不同耕作方式和覆盖组合处理中以免耕覆草保水效果最好.不同覆盖处理白天土壤平均温度表现为覆膜>裸地>生草>覆草,土壤温度变幅表现为裸地>覆膜>生草>覆草.各覆盖处理的蓄水量与其土壤温度并不都呈负相关,而是由不同覆盖物的保水效果和保温性质共同决定.综上所述,黄土高原果园的保护性耕作体系应以免耕覆草为主.     

不同耕作和覆盖方式对紫色丘陵区坡耕地水土及养分流失的影响

采用随机区组试验,研究了四川紫色丘陵区坡耕地不同耕作和覆盖方式对玉米生育期中水土及养分流失的影响。结果表明:秸秆覆盖对减少水土流失和增加玉米产量的效果均优于地膜覆盖。秸秆覆盖能显著减少地表径流(73.9%—86.2%),但增加了壤中流(15.4%—156.4%);使径流总量降低32.5%—66.6%,并极显著降低土壤侵蚀总量达96.4%—98.1%。地膜覆盖虽能在一定程度上减少壤中流和径流总深,但差异未达到显著水平。土壤N平均损失量达37.4kg/hm2,其中70.1%经由壤中流流失。秸秆覆盖虽然增加了一定的壤中流N损失,但能减少N流失总量达12.8%—65.1%。土壤P素损失量相对较小,仅为9.32kg/hm2,并主要随侵蚀泥沙迁移,占流失总量的92.1%。土壤K损失量达183.3kg/hm2,其流失载体也主要是侵蚀泥沙,占96.5%。因此,两种覆盖方式均能显著控制土壤P和K的损失。无论是秸秆还是地膜覆盖,与顺坡垄作相比,横坡垄作均能减少地表径流、地下径流、土壤侵蚀量及氮、磷、钾素总流失量,同时还能提高玉米产量。从简便、增产和防治面源污染的角度考虑,紫色土区坡耕地最适宜的种植方式为平作+秸秆覆盖。     

双元覆盖对果园土壤水分的调控效果

为了研究双元覆盖对渭北旱塬苹果园土壤水分的调控效果,对4个不同处理(地膜压秸秆双元覆盖、地膜覆盖、秸秆覆盖和对照)下的果园0～600 cm土层范围内的土壤水分进行测定,并对果树产量和枝条生长量进行了统计.结果表明: 双元覆盖的整体保墒效果最佳,0～600 cm土壤贮水量比对照高6.7%;长期双元覆盖能够有效地缓解该地区深层土壤出现的干燥化现象,稳定层(240～600 cm)月平均土壤贮水量比对照高64.22 mm;双元覆盖和地膜覆盖两种措施均能降低浅层(0～60 cm)土壤水分随时间的波动,提高浅层土壤水分随时间变化的稳定性;与单一覆盖方式相比,双元覆盖方式更能减小土壤剖面水分垂直变异,提高土壤剖面水分垂直分布的稳定性;双元覆盖方式增产效果明显,苹果产量比对照高48.2%.综上,相对于单一的覆盖方式,双元覆盖能更好地调控果园土壤水分、提高苹果产量.     

宁南旱区耕作覆盖对马铃薯产量及土壤水热特征的影响

为探究耕作覆盖对土壤水热及旱作马铃薯产量的影响,连续2年在宁南旱区不同耕作深度结合覆盖模式下开展了研究工作。结果表明: 耕作深度、覆盖材料对马铃薯播种期0～100 cm土层土壤贮水量有极显著影响,而二者交互作用无显著影响;2019年土壤贮水量以深松30 cm覆盖地膜处理最高,2020年以深松40 cm覆盖秸秆处理较高,分别较翻耕15 cm不覆盖处理(对照)显著提高16.9%和33.4%;耕作深度、覆盖材料可显著影响马铃薯关键生育期土壤贮水量;同一耕作深度下土壤贮水量以秸秆、地膜覆盖处理效果较好,同一覆盖材料下以深松30～40 cm处理最佳。覆盖材料、耕作深度与覆盖材料二者交互作用对播种-现蕾期0～25 cm土层土壤有效积温影响显著;同一耕作深度下覆盖地膜处理土壤有效积温平均较不覆盖处理显著增加9.3%,而覆盖秸秆处理较不覆盖处理显著降低18.7%;2019和2020年各处理全生育期土壤有效积温分别以深松30 cm和深松40 cm覆盖地膜处理最高。2019年马铃薯总产量和经济效益以深松30 cm覆盖秸秆处理较高,分别较对照显著提高84.6%和107.9%;2020年以深松40 cm覆盖秸秆处理最佳,分别较对照显著提高81.7%和105.7%。耕作深度、覆盖材料对作物水热利用效率均有显著影响,水分利用效率以深松30～40 cm覆盖秸秆处理较高,而积温利用效率不同耕作深度结合秸秆覆盖各处理均较翻对照显著提高。相关分析表明,块茎形成期的土壤水分和有效积温对马铃薯总产量的形成至关重要,而全生育期土壤水分对总产量的影响高于土壤有效积温。可见,深松30～40 cm覆盖秸秆处理可改善土壤水热状况,实现马铃薯增产增收和水热资源的高效利用,在宁南半干旱区马铃薯生产中有一定的应用推广价值。