半干旱黄土高原地区春小麦地膜覆盖研究概述

在黄土高原半干旱地区春小麦上进行的地膜覆盖试验表明,地膜覆盖通过改善耕层土壤生态环境条件,即通过改善水,热状况,活化土壤养分,对提高水分和养分利用效率,实现粮食增产具有重要作用,但近年来在生产实践和科学实验中发现,不合理的长期全生育期地膜覆盖,因在作物生长前期和中期覆膜作物较不覆膜作物生长好,覆膜作物在生长期水分蒸腾损失严重,土壤水分的蒸散（蒸发＋蒸腾）损失远比不覆膜土壤严重,在作物生长后期降水少或没有补充灌溉时,会产生严重的水分肋迫现象,显著抑制小穗分化和灌浆,最终导致收获得指数和产量下降,同时,地膜覆盖的增产作用在一定程度上是以耗竭土壤肥力,特别是在有机物质为代 的,因此,不正确的地膜覆盖（如全生育期的地膜覆盖）,不仅有时起不到显著的增产作用,而且易造成土壤养分,特别是土壤中硝态氮的累积和损失,肥料利用效率降低,土壤生态条件恶化,下降,难以持续高产,因此在确定地膜覆盖范式时,必须要考虑底墒,作物生育期降水,地膜覆盖的阶段性和氮肥的施用等。     

黑色地膜覆盖对旱地玉米土壤环境和植株生长的影响

针对渭北旱塬地区使用普通白色地膜导致玉米生长出现的早衰、减产等问题,2012—2013年开展了黑色地膜覆盖、白色地膜覆盖和裸地玉米栽培试验,系统分析了黑色地膜对土壤温度、水分和玉米生长的影响。结果表明,黑色地膜与白色地膜的土壤保水效果相同,均使0—120cm土壤水分含量显著(P0.05)高于裸地对照。与白色地膜覆盖相比,黑色地膜覆盖能够有效降低0—15 cm土壤白天温度,可以使白天0—15cm土壤日地温平均降低0.8℃。黑色地膜覆盖后,玉米的籽粒灌浆期延长,吐丝后单株干物质积累量快速增加。玉米生殖生长期较裸地栽培延长2—3 d,成熟期单株干物质积累量增加18.11%;较普通白色地膜覆盖玉米生殖生长期延长2 d,成熟期单株干物质积累量提高7.31%。黑色地膜覆盖玉米产量和水分利用效率显著提高(P0.05),较白色地膜分别提高10.36%和10.40%,较裸地对照分别提高22.11%和25.28%。在旱地春玉米区,用黑色地膜代替普通白色地膜,对促进玉米增产具有一定的可行性。     

液体地膜覆盖对棉花根系生长发育的影响

基于棉田可持续发展的思想,利用茚三酮法、钼蓝法及土壤双向切片法,研究了液体地膜覆盖对棉花根系生长发育的影响。结果表明,覆盖棉花前期根系生长发育加快,表现为根系活力增强,根系干重较大,但覆盖不利于棉花根系下扎,土壤深层根系衰减较快。与塑料地膜覆盖相比,液体地膜覆盖增强根系吸收与合成能力的效应在棉花各生育阶段均较明显,根系在土壤内分布较为合理,土壤深层根系衰减较慢,更有利于棉株均衡生长发育,防止棉花早衰。在棉花生产上,采用液体地膜覆盖栽培是一项可行技术．     

地膜覆盖玉米对土壤微生物量的影响

通过田间小区试验,对不同施肥条件下黄土塬区地膜覆盖栽培玉米与裸地种植玉米各生长期土壤微生物生物量C、N,P进行了研究,其结果表明：地膜覆盖栽培各生长期玉米地的微生物量C均低于裸地种植玉米地,微生物量N与C的趋势基本一致,其中苗期表现最明显;而微生物量P有所不同,拔节期地膜覆盖玉米地的微生物量P明显低于裸地种植玉米地,抽雄期则是前者明显高于后者。研究表明地膜覆盖种植玉米对土壤微生物量C,N,P产生重要影响,其影响程度与作物生育期有关。     

日光温室地面覆盖对嫁接与未嫁接黄瓜生长发育、产量及土壤环境的影响

研究了秸秆、地膜和秸秆+地膜覆盖对日光温室嫁接与未嫁接黄瓜生长发育、产量及土壤环境的影响.结果表明,地面覆盖不仅能促进雌花分化、缩短成瓜时间、增加单瓜重、提高黄瓜产量,而且能降低畸形瓜比例,提高产品的商品性.其中以覆盖秸秆+地膜作用最明显、增产幅度最大,覆盖秸秆和覆盖地膜次之;嫁接黄瓜的处理效果优于未嫁接黄瓜.此外,地面覆盖对土壤环境也具有重要影响,但不同处理之间差异较大.地温日变化呈单峰曲线, 5cm、10 cm地温的波峰出现在14:30,随着土层的加深而波峰推迟出现,峰值也逐渐减小.秸秆覆盖具有降低最高地温和提高最低地温的作用,使土壤温度保持相对稳定;地膜覆盖对最高地温的增幅最大、对最低地温的增幅最小,从而使地温变幅最大;秸秆+地膜覆盖既增温又保温.地面覆盖的土壤呼吸速率均显著高于对照(P＜0.01),并以秸秆+地膜覆盖的土壤呼吸速率最高,地膜覆盖与秸秆覆盖次之,土壤呼吸速率日变化也呈单峰曲线,与 5cm、10 cm地温日变化趋势一致,峰值出现在14:30左右,土壤呼吸速率与 5cm、10 cm地温达显著或极显著相关.秸秆覆盖与秸秆+地膜覆盖的0～20 cm土层土壤容重显著小于地膜覆盖与对照(P＜0.01),地膜覆盖的土壤容重略小于对照,随着土层的加深,各处理间土壤容重差异渐小.     

地膜覆盖和底墒灌溉对春小麦产量形成的影响

大田试验研究了地膜覆盖和底墒灌溉对春小麦产量形成的影响.地膜覆盖利于作物前期生长和水分利用,但不利于后期干物质积累和产量的形成.底墒灌溉对春小麦干物质积累和水分利用均有不利影响.对照 CK 、覆膜 M 、底墒灌溉 W 和覆膜+底墒灌溉 MW 4个处理产量分别为2554.0、2750.1、2424.3、3123.1kg·hm-2,补灌底墒与地膜覆盖具有协同促进作用.     

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。     

地膜覆盖和施氮量对旱作春玉米农田净温室效应的影响

以旱作雨养条件下的春玉米为试验对象,在长武黄土高原农业生态试验站进行田间试验,研究了地膜覆盖和施氮量对农田净温室效应和温室气体排放强度的影响.结果表明:采用地膜覆盖与增加施氮量都会影响净温室效应与温室气体排放强度,地膜覆盖条件下(FM),不同施氮量的春玉米产量为1643~16699 kg·hm-2,净温室效应(CO_2当量,下同)为595~4376 kg·hm^-2·a^-1,温室气体排放强度为213~358 kg·t^-1;无覆膜条件下(UM),不同施氮量的春玉米产量为956~8821 kg·hm-2,净温室效应为342~4004 kg·hm^-2·a^-1,温室气体排放强度为204~520 kg·t^-1.研究表明,对于旱作春玉米农田系统,地膜覆盖可以有效降低温室气体排放强度,增加作物产量,地膜覆盖下施氮250 kg·hm-2可以实现高产与降低环境代价的双赢.     

地膜覆盖对土壤水温和春小麦产量形成的影响

通过大田试验研究了地膜覆盖对土壤水温状况及春小麦产量形成的影响．结果表明,地膜覆盖对土壤的增温作用在春小麦生育期内呈“U”型变化,地膜覆盖可以通过防止蒸发和提升土壤深层水分至作物可利用层来增加土壤中有效水含量,利于作物利用．地膜覆盖的增温保墒作用利于作物前期生长和水分利用,在生育后期覆膜,作物根系发育受到抑制,作物蒸散量和水分利用效率下降,影响产量的形成．对照(CK)、播前灌水(W)、全程覆膜(M)、播前灌水 覆膜30d(WM30)、播前灌水 覆膜60d（WM60)及播前灌水十全程覆膜(WMw)6个处理的产量分别为2554、2424、2750、3138、3305、3123kg·hm^-2,最佳覆膜时间在40—60d．     

微孔地膜覆盖玉米的纳雨通气效应

为提高半干旱地区<10 mm降雨的有效性和改善地膜覆盖土壤环境的通气性,初步研究了微孔地膜覆盖效应.结果表明,微孔地膜覆盖处理具有纳雨补墒功能,可提高膜下土壤的含水量.随着塑膜覆盖度的增加,土壤中CO₂浓度显著增高;孔膜覆盖处理的CO₂浓度都较相应幅宽的普膜低,玉米植株根活力较高.根活力与土壤CO₂浓度呈负相关.孔膜覆盖较普膜覆盖的玉米产量提高8.98%     

地表覆盖对温室黄瓜生长及生理特性的影响

研究了地表覆盖秸秆、地膜和秸秆加膜对日光温室嫁接和非嫁接黄瓜生长与生理特性的影响.结果表明,地表覆盖可有效促进植株生长,嫁接黄瓜覆盖秸秆加膜、地膜与秸秆的株高和茎粗依次比对照增加91、71、57 cm和0127、0.086、0.111 cm,非嫁接黄瓜增幅较小;地表覆盖可增强光合作用,嫁接黄瓜覆盖秸秆加膜、地膜、秸秆的净光合速率分别比对照增加2.63、2.08与1.36 μmol·m^-2·s^-1,非嫁接黄瓜增幅较小;嫁接黄瓜覆盖秸秆加膜和秸秆的叶绿素含量比对照增加1.8%和3.15%,而覆盖地膜的叶绿素含量降低了3.8%,非嫁接黄瓜的叶绿素含量变幅较小;嫁接黄瓜覆盖秸秆加膜、地膜、秸秆的根系活力比对照提高0.98、0.48和0.8 mg TTC·g^-1FW,同一处理的非嫁接黄瓜根系活力增幅较小;地表覆盖可增加单株干物重,提高早期产量和总产量,嫁接黄瓜覆盖秸秆加膜、地膜与秸秆的单株产量比非嫁接黄瓜分别增加16%、5.3%和3.4%.     

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^*).     

半干旱雨养区不同覆膜方式对冬小麦土壤水分利用及产量的影响

在黄土高原半干旱雨养条件下,于2008—2009、2009—2010两个年度,以露地种植为对照(CK),研究了不同覆膜方式(全膜覆土穴播,全膜穴播,垄膜沟播)对旱地冬小麦产量和水分利用的影响。结果表明:两年度覆膜平均较CK产量分别显著提高49.4%和53.2%,水分利用效率提高11.8%和14.3%。覆膜的高产建立在高生长量、高耗水基础上,产量与生育期耗水量显著正相关(r=0.952*—0.958*),两年度覆膜分别平均较CK多耗水33.5%和34.1%。覆膜处理中以全膜穴播较CK的增产幅度和WUE提高幅度最大,耗水量也最大。由于覆膜耗水量大,覆膜各处理收获期0—200 cm土壤贮水量均显著低于CK,但通过全年连续覆膜和夏闲期降水补充,在下茬秋播时,覆膜各处理0—200 cm土壤贮水量均超过CK,夏闲期覆膜的水分休闲效率两年度分别平均高出CK 41.8和86.4个百分点,覆膜有利于土壤水分恢复和下茬作物的可持续生产。覆膜方式中,以全膜覆土穴播种植效益最高,两个年度纯收益平均达5531.6元/hm2,较CK增收2542.2元/hm2。综合考虑,全膜覆土穴播是一种高产高效兼顾、操作简单、适宜于半干旱雨养区推广应用的冬小麦覆膜种植方式。     

黄土旱塬不同覆盖对春玉米产量及土壤环境影响

对黄土旱塬用不同覆盖对春玉米产量及土壤环境影响的研究表明,春玉米采用不同覆盖技术,均有显著的增产效果,能显著增加土壤贮水量,使土壤上层长期保持湿润状态,提高土壤温度(除秸秆覆盖外),降低昼夜温差,避免降雨直接冲击地面。保持良好的土壤结构,渗水地膜覆盖与秸秆覆盖、常规地膜覆盖和不覆盖相比,其产量分别增长6．4％、23．6％和29．1％,水分利用效率分别为21．5、20．2、17．4和16．7kg·mm^-1·hm^-2,秸秆覆盖还能提高土壤有机质,增加土壤肥力渗水地膜和常规地膜具有相同的增温效果,当气温达到35℃以上时,渗水地膜还具有降低极端温度的调节功能,但是,覆盖易造成有机质大量矿化和NO3^--N的淋失。     

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...     

半干旱地区地膜覆盖对作物产量和氮效率的影响

在年降水量415mm的半干旱地区黄绵土上,以春小麦为供试作物进行大田试验,研究地膜覆盖进程(包括不覆膜、播种后覆膜30d、覆膜60d和全程覆膜)、底墒和施N对作物产量和N效率的影响．结果表明,增加底墒、地膜覆盖和施N均会显著增加作物产量和吸N量(α＜0.01),其影响顺序为N肥＞底墒＞覆膜．覆膜对产量的效应因底、施N和覆膜进程而异．从平均看,在低底墒时,各种覆膜处理产量虽有增加,但与不覆膜处理间的差异并不显著,而在高底墒时,以覆膜60d的产量最高,以不覆膜最低．由于覆膜和底墒影响作物产量和吸N量,因而也影响N效率．在低底墒时,以不覆膜和覆膜30d时N效率最高,而在高低墒时,30d、60d和全程覆膜处理间差异不显著．综合作物产量和N效率,全生育期覆膜并没有多少实际意义．     

不同海拔下全程覆膜对烤烟光合功能和产量、质量的影响

以烤烟"云烟87"为材料,研究了在湖北省恩施州2种海拔下(1000、1300 m),全程覆膜和团棵期揭膜培土2种措施对烤烟光合功能和产量、质量的影响.结果表明:在2个海拔下,全程覆膜均会在烟株生育后期引起净光合速率和叶绿素含量快速下降,加速了光合功能的衰退,从而导致光合同化物分解加速;在海拔1000 m处,团棵期揭膜培土措施提高了烤烟总体光合功能,增加光合同化产物,明显提高产量和品质;在海拔1300 m处,虽然全程覆膜有早衰现象发生,但总体光合功能及其同化产物含量仍处于较高水平;在本试验条件下,在海拔1000 m处提倡采用团棵期揭膜培土的措施,在海拔1300 m处提倡采用全程覆膜的生产措施.

Abstract：

Field experiments were conducted at the elevations 1000 m and 1300 m in Enshi Autonomous Prefecture of Hubei to study the effects of plastic film mulching in whole growth period and of uncovering plastic film and hilling at rosette stage on the photosynthetic function,yield,and quality of flue-cured tobacco Yunyan 87.At the two elevations,plastic film mulching in whole growth period caused a rapid decrease of net photosynthetic rate and leaf chlorophyll content at the later growth stages of tobacco,and thus,accelcrated the decline of photosynthetic function,and induced the rapid decomposition of assimilation products.At the elevation 1000 m,uncovering plastic film and hilling at rosette stage enhanced the photosynthetic function,in creased the assimilation products,and improved tobacco yield and quality.At elevation 1300 m,plastic film mulching in whole growth period caused the premature senescence,but maintained the photosynthetic function and assimilation products at a higher level.It was advocated that in the study area,plastic film mulching in whole growth period and uncovering plastic film and hilling at rosette stage would be appropriate for cultivating flue-cured tobacco at the elevations 1300m and 1000 m,respectively.     

地表覆盖对茶园土壤水分、养分变化及茶树生长的影响

以山东青岛2年生茶园为对象,设置对照(CK)、覆盖秸秆(T1)、覆盖地膜(T2)和覆盖秸秆+地膜( T3 )4个处理,分析了不同覆盖模式对茶园土壤水分和养分以及茶树生长的影响.结果表明:地表覆盖可以保持茶园土壤水分,提高水分利用效率,其中T1、T3处理的茶树生长水分利用效率比CK提高43％ ～48％,产量水分利用效率提高7％ ～ 13％;T1和T3处理土壤有机质、碱解氮、硝态氮、铵态氮的含量显著增加,提高了土壤肥力;叶片硝酸还原酶活性增强,叶片中硝态氮的含量增加,有效地促进茶树生长,茶叶产量比CK增加12％～13％,使茶树新梢生长高峰提前.从茶树生长、茶叶产量、水分和养分利用率、环境安全和经济效益等因素考虑,覆盖秸秆是幼龄茶园地表覆盖的有效方式.