王彩绒[1]2002年在《覆膜集雨栽培对半湿润易旱地区作物水分养分吸收及产量的影响》文中研究说明采用垄上覆膜集雨保墒、垄间沟内种植作物的栽培方法，在属于半湿润易旱区的陕西关中平原的杨凌地区(年降雨量为550～600mm)红油土上，进行了冬小麦(Triticum aestivum)、夏玉米(Zea-mays)轮作田间试验，全生育期内作物生长仅依靠土壤底墒和自然降雨而不进行补充灌溉，探讨覆膜集雨栽培对冬小麦、夏玉米的水分利用效率、产量、干物重动态变化、作物养分携出量、土壤剖面中NO_3~-N、NH_4~+-N含量和矿质氮累积量以及作物氮效率的影响。所取得的主要试验结果如下： 1．起垄覆膜集雨种植可明显改善作物生长的水分条件。如冬小麦返青期，各处理土壤水分的消耗均很大，0～40cm贮水量明显减少，但覆膜处理贮水量平均高于不覆膜的对照5.99mm，0～20cm、20～40cm的含水量覆膜时平均为19.3％、18.2％，不覆膜时平均为18.2％、16.9％，40～100cm贮水量各处理基本相同；收获时100～200cm土层，覆膜各处理平均贮水量比不覆膜低28.7mm。这说明覆膜集雨措施在越冬期可以改善0～40cm土层内的水分状况，而在小麦生长后期可使作物更有效地利用深层土壤水分。 2．起垄覆膜集雨种植的增产效果显着。覆膜条件下，高氮处理与低氮处理比较，冬小麦的生物产量与籽粒产量分别增加15.9％，22.6％，而以高氮、低密度处理的籽粒产量和生物产量为最高。低氮、低密度条件下，覆膜与不覆膜相比，生物产量与籽粒产量分别提高9.5％、14.4％；高氮、高密度条件下，覆膜的生物产量与籽粒产量比不覆膜分别提高39.5％、28.9％。对夏玉米而言，在仅覆膜而不覆草条件下，高氮处理的籽粒产量和生物产量分别为6591kg／hm~2、11997kg／hm~2，比低氮处理分别提高22.1％、13.3％；在既覆膜又覆草条件下，高氮处理的籽粒及生物产量分别为6005kg／hm~2、11826kg／hm~2，比低氮处理分别提高7.4％、12.1％。覆膜各处理籽粒及生物产量均高于对照，其中高氮、低密、覆膜处理的产量和生物产量最高，比对照高60％和58％。可见，覆膜集雨种植能显着提高作物的产量和生物产量。 3．覆膜集雨种植改善了土壤的水分状况，增加了作物产量，因而提高了作物的水分利用效率。小麦成熟时，高氮低密度处理的水分利用效率高达22kg／mm.hm~2，比高氮高密覆膜处理高22.9％，该处理的增收效果也最大，较不覆膜不施肥的对照每公顷平均增收1605元，增收率达32.3％，其它各处理只是增产但不增收。可见，覆膜集雨种植条件下，采取合理的施肥量和种植密度，可有效地提高对有限降水的利用率，实现作物产量和水分利用效率的同步提高。 4．覆膜集雨协调了土壤水分和养分的关系，促进了地上部的养分携出量。冬小麦覆膜各处理的氮、磷、钾养分携出量平均为162kg／hm~2、20kg／hm~2、105kg／hm~2，不覆膜的常规种植的携出量为 146 k归＼ 16 k沏＼ sl k沏＼覆膜比无膜分别增加了 9％、25％、29．6％，而施肥处理的氮、磷、钾携出量比不施肥平均高出 41％、46％、52％，可见地膜覆盖对土壤水肥协调供应起一定的作用，而施肥可显着增强作物的养分吸收和运输能力，有利于植株的协调生长，最终获得高产。 5．覆膜集雨种植影响土壤硝态氮含量和矿质氮的累积量。在冬小麦全生育期内，土壤中硝态氮含量变化最剧烈的土壤层次是表层O～20 cmX其次是 20 cm～60 cm之间。而 0～100 cm土层中硝态氮、铰态氮及矿质氮累积总量随冬小麦生育进程的进行呈逐渐减少的趋势，且覆膜处理的硝态氮累积量有所减少，这可能与覆膜集雨种植促进地上部的生长和氮素携出量的增加有关，而不同的处理，因 0～100 cm的含水量变化及地上部吸氮量的不同均影响土壤中硝态氮及矿质氮累积量。 采用垄上覆膜集雨保墒、垄间沟内种植作物的栽培方法，实质是通过覆膜集雨来改善土壤的水分状况，使作物在整个生育期中仅依赖播前底墒及生长期间的自然降水来获取一定的产量。本试验结果表明，该方法不失为实现节水型农业的有效途径之一，这是本研究工作的意义之所在。
孙东宝[2]2017年在《北方旱作区作物产量和水肥利用特征与提升途径》文中研究表明北方旱作区是我国重要的粮食生产基地,在保障国家粮食安全中有着重要地位,但该区域粮食生产面临着干旱缺水和土壤供肥不足等资源条件限制,导致作物产量低而不稳。虽然在过去的多年中作物产量大幅提升,但是该区域旱地小麦、玉米产量和水肥利用特征、提升空间及其主要驱动因素仍不清楚。本研究对我国北方旱作区1970-2015年开展的田间试验进行了系统研究和整合分析,获得如下主要结论:(1)探明了北方旱作区旱地小麦、玉米产量和水肥利用效率的变化特征。1980-2015年北方旱作区旱地小麦和玉米的产量平均为3902 kg/ha和7785 kg/ha,WUE平均为11.6 kg/ha.mm和19.1 kg/ha.mm,NUE平均为30.7%和35.1%。1980s至今,小麦、玉米的产量和WUE大幅提高。与1980s相比,2011-2015年小麦和玉米的产量分别提高了 60.2%和54.5%,WUE分别提高了 37.0%和70.5%。1980-2015年,小麦和玉米NUE呈先升高后降低的趋势,分别在2000s和1990s达到最高。小麦产量和WUE随着区域降水量的增加显着提高,玉米产量和WUE在年降水量<350 mm区域显着降低,其它区域差异不显着。小麦和玉米的NUE均在年降水量550-650 mm区域显着高于其它降水区域。小麦和玉米的PFP-N和PFP-P随着降水量的增加而显着提高。(2)1980s以来,北方旱作区降水总体呈现降低趋势,对作物产量和WUE的提高不利。化肥投入量的大幅增加和土壤肥力的提升驱动了作物产量和WUE提高。但是施肥量的增加导致了作物PFP和NUE的降低。作物产量、WUE和NUE区域间的差异主要受ET影响,尤其是小麦。不同区域化肥投入和土壤供肥能力的不均衡也导致了作物产量的差异。(3)栽培技术的进步是推动作物产量和WUE提升的重要因素。1980s至今,技术对小麦和玉米产量的贡献分别为19.1%和18.2%、对WUE的贡献均为15.3%。随着时间推移和区域降水量的增加,技术对作物产量和WUE的贡献份额降低。技术对小麦和玉米NUE的贡献则随着年代和降水量的增加呈显着升高的趋势。从单项技术看,地膜覆盖、秸秆覆盖、免耕、深松、平衡施肥等技术均对作物产量和WUE具有较好的提升效果,且多数技术在降水较低区域更优。(4)北方旱作区小麦和玉米高产分别为6823 kg/ha和13149 kg/ha,平均产量分别为高产的的48.4%和53.4%,仍有1倍的提升空间。小麦和玉米WUE最大可实现20.4 kg/ha.mm和34.2 kg/ha.mm。造成作物产量差异的主要原因是土壤供水不足、肥料投入偏低、土壤供肥能力差以及技术应用率低。有效降低土壤蒸发、协调水肥关系、提升土壤供肥能力和加强技术应用是北方旱作区作物产量和水肥效率进一步提高的主要途径。
李长江[3]2017年在《半湿润易旱区沟垄集雨栽培模式对麦玉复种体系产量及生理生态特性的影响研究》文中研究指明农业水资源缺乏已成为全球面临的重要问题,随着粮食需求量及世界人口的急剧增加,该问题日趋严重。半湿润易旱区作为中国粮食的一个重要产区,灌溉水缺乏已经成为限制该地区农业发展的重要因素,发展节水农业将会对该地区农业的可持续发展起到巨大的促进作用。沟垄集雨栽培作为一种节水高效的农业技术措施已经被广泛应用于干旱和半干旱区,然而关于沟垄集雨栽培能否被应用于半湿润易旱区麦玉复种体系(冬小麦-夏玉米)的研究较少。本研究立足于西北半湿润易旱区,设置叁个栽培处理(平作+不灌水:CK,沟垄集雨栽培:RFPFM,平作+充分灌溉:WI)、两个施氮水平(高氮:每季作物225kgN ha-1,低氮:每季作物75kgN ha-1)和两个冬小麦-夏玉米复种品种(西农979-正农9号,小偃22-郑单958),系统研究半湿润易旱区沟垄集雨栽培模式对冬小麦-夏玉米产量、生理生态特性及节水增效的影响。该研究不仅可为沟垄集雨节水高效栽培技术在半湿润易旱区复种体系下的应用和推广提供理论和实践支撑,而且对沟垄集雨栽培理论的拓展和丰富也有重要的价值。本研究主要结论如下:(1)与CK相比,RFPFM处理下冬小麦和夏玉米出苗提前2天,冬小麦的扬花期推后1-3天,生育期延长2-4天;夏玉米吐丝期提前4天,而生育期没有明显差异。RFPFM较CK处理能显着增加冬小麦和夏玉米的株高,提高冬小麦生育中后期及夏玉米拔节期和灌浆期的叶面积指数(LAI),而低于WI处理,差异不明显。RFPFM显着的增加冬小麦和夏玉米的干物质积累量,其分别较CK提高55.7%和37.4%;RFPFM下冬小麦干物质积累量可以达到WI的81.9%,夏玉米与之没有显着差异。RFPFM下冬小麦的光能截获量和总光能利用效率(RUE)较CK分别提高42.5%和43.4%,较WI都略低,但差异不显着。RFPFM下,夏玉米光截获量和RUE分别较CK提高了9.4%和26.7%,而与WI比较,光截获量显着降低,但RUE与WI没有显着差异。RFPFM下冬小麦-夏玉米周年RUE较CK显着提高了22.4%,与WI没有显着差异。(2)冬小麦季,灌浆前期强势粒的平均灌浆速率表现出WI>RFPFM>CK;扬花期旗叶叶面积表现出WI和RFPFM分别较CK显着提高119.4%和25.1%,且WI显着高于RFPFM;灌浆后期WI处理的旗叶相对叶绿素含量(SPAD值)要高于CK和RFPFM。相关分析表明,由于各栽培处理对起始生长势和活跃灌浆期影响不同,进而导致粒重在WI、CK和RFPFM间表现不同规律。夏玉米季,生长终极量、灌浆速率最大时的百粒重(Wmax)和平均灌浆速率(Gmean)表现出RFPFM>WI>CK;灌浆前期平均灌浆速率和粒重增量表现出RFPFM>WI>CK;在灌浆中后期籽粒增量也表现为RFPFM>WI>CK;CK的穗位叶SPAD值在灌浆后期下降幅度高于WI和RFPFM处理,WI和RFPFM处理间差异不明显,且高氮下穗位叶SPAD值高于低氮。相关分析表明,由于RFPFM可以提高夏玉米Wmax和Gmean,进而对灌浆期的籽粒增量及成熟期粒重都有促进作用,且RFPFM和WI之间的粒重差异并不明显。(3)在冬小麦扬花后20天,冬小麦的株高和LAI表现出WI>RFPFM>CK,差异显着,其中RFPFM的LAI较CK提高99.2%;透光率表现出CK>RFPFM>WI,差异显着;RFPFM和CK下冬小麦的单株干重及单株充实度显着高于WI;RFPFM和WI较CK能显着提高冬小麦基部第2节的节间长和节间直径;RFPFM的节间充实度和节间壁厚分别比WI处理显着高20.9%和4.2%。RFPFM较WI能显着提高抗折力23.9%,较CK能显着提高弯曲力矩25.4%;倒伏指数表现出WI>RFPFM>CK,差异显着。相关分析表明,由于受株高、单位面积穗数、LAI、产量、地上部干物质量、抗折力、弯曲力矩和基部第2节节间长的影响,RFPFM处理下冬小麦的抗倒伏能力要高于WI处理,但低于CK处理。在夏玉米乳熟期,不同栽培处理下株高、穗位高、重心高度、单株干重和LAI的大小为WI>RFPFM>CK,RFPFM与CK间差异显着,与WI间差异并不明显;基部第3节节间长、节间干重和鲜重、穿刺强度也表现出相同的规律;群体透光率和抗弯强度表现出CK>RFPFM>WI;抗倒伏指数也表现出CK>RFPFM>WI,且差异显着。相关分析表明,由于受株高、穗位高、重心高度、LAI、产量、抗弯强度及基部第3节节间长的影响,RFPFM处理下夏玉米的抗倒伏能力明显高WI处理,但差于CK处理。(4)与CK相比,RFPFM处理能显着提高冬小麦单位面积穗数,进而显着提高冬小麦的产量,其可达WI的76%;从水分利用效率看,RFPFM的水分利用效率(WUE)较CK和WI分别提高了53.7%和46.3%。同样,RFPFM较CK能显着增加夏玉米的穗粒数和千粒重,进而显着的提高夏玉米的产量,同时其产量与WI没有显着差异;RFPFM下的WUE较CK和WI显着提高29.2%和70.5%。RFPFM能显着提高冬小麦-夏玉米周年产量、WUE和氮肥利用效率,产量较CK提高了37.1%,达到了WI的89.5%,而灌水量较WI减少533mm;RFPFM下的周年WUE分别较CK和WI提高了38.9%和61.0%;RFPFM下冬小麦-夏玉米的周年氮肥偏生产力和氮素吸收效率分别较CK提高了40.7%和44.2%,与WI差异不明显;RFPFM下冬小麦-夏玉米每公顷每年能够较CK提高净收入5000-11000元,而与WI没明显差异;可见,RFPFM有明显的节水增效作用。因此,RFPFM可以成为半湿润易旱区麦玉复种体系下较理想的节水高效栽培模式。
王春阳[4]2007年在《不同栽培模式对半旱地轮作体系下作物水肥利用效应的研究》文中指出水分和养分是影响作物产量的两个关键因素,有效地利用有限的水、肥资源是农业可持续发展的保证。我国北方冬小麦—夏玉米轮作的广大地区,目前多采用“大水大肥”的种植方式,种植强度相对较高,水、肥和热等矛盾突出,作物产量不稳。从资源利用和可持续发展考虑,采取有限灌溉(非充分灌溉)与旱地蓄水保墒栽培措施相结合的半旱地农业栽培模式是北方冬小麦—夏玉米轮作地区农业发展的方向。因此,本研究以陕西关中地区冬小麦—夏玉米轮作体系为研究对象,采用定位试验的方法研究了不同栽培模式(覆草、垄沟、节水和常规)下施用氮肥对冬小麦和夏玉米不同生长时期的干物质累积量和籽粒产量,冬小麦不同生长时期的氮素累积和转移,土壤贮水量和水分利用效率以及硝态氮在土壤剖面累积等的影响,旨在为该地区冬小麦和夏玉米优质、高产、高效提供理论和实践。取得的主要结果有:1.施用氮肥显着增加了冬小麦地上部分干物质的累积量和籽粒产量,但当施氮量由120 kg/hm2增加到240 kg/hm2时,冬小麦地上部分干物质的累积量和籽粒产量并未继续增加。与施用氮肥相比,不同栽培模式对冬小麦生长期间地上部分干物质累积量的影响相对较小,且效应因小麦生长时期的不同而异。四种栽培模式之间相比较,拔节期至灌浆期垄沟栽培模式地上部分干物质的累积量最大;而灌浆期至收获期,覆草栽培模式地上部分干物质累积量的增加最大。施用氮肥虽然增加了夏玉米地上部分干物质的累积量和籽粒产量,但未达差异显着水平。在夏玉米生长期间,垄沟和覆草这两种栽培模式始终高于常规和节水栽培模式,但是随着玉米生长时期的延长,这种差距呈缩小趋势。2.与施用氮肥相比,不同栽培模式对冬小麦生长的各时期氮素累积量的影响相对较小;节水模式下2004和2005年小麦叶片和茎秆残留的氮素量较其他模式低,残留氮的比例也相对较低,而籽粒中氮素累积量占地上部分氮素累积量的比例却相对较高。施用氮肥显着增加了小麦叶片、茎秆、颖壳和穗轴以及籽粒等器官各生长时期氮素的累积量;当氮肥施用量由120 kg/hm2增加到240 kg/hm2,收获时小麦叶片、茎秆、颖壳+穗轴的氮素残留量随之明显增加,但籽粒氮素累积量并未明显增加;施用氮肥对氮素在不同器官分配的影响相对较小。随着氮肥施用量的增加,氮肥利用率、氮肥农学效率和氮肥生理效率均呈降低趋势。不同模式相比,连续两年中节水模式下小麦的氮肥利用率、氮肥农学效率以及氮肥生理效率相对较高,而其他叁种栽培模式下这叁个指标年际间的变化较大。3.随着冬小麦生育时期的延长,不同栽培模式土壤0—1米贮水量均呈减小趋势;随着种植年限的增加,不同栽培模式表现出了不同的保水、蓄水效果,大小依次为:垄沟﹥覆草﹥常规和节水栽培模式。夏玉米生长期间不同栽培模式之间土壤0—1米贮水量没有明显的差异,这与夏玉米生长期间正好是该地区的雨季有关。随着种植年限的增加,不同栽培模式土壤0—2米的保水、蓄水的能力逐渐呈现出一定的规律性,即垄沟﹥覆草﹥常规和节水栽培模式。施用氮肥增加了作物对土壤0—2米土壤水分的消耗,其中对冬小麦收获后土壤1—2米贮水量的影响达显着水平。在一定施氮水平下,随着施氮量的增加,冬小麦和夏玉米的产量和水分利用效率均呈增加趋势;覆草栽培模式下冬小麦的产量和水分利用效率均最高,垄沟栽培模式次之,常规和节水栽培模式最低;而垄沟栽培模式下夏玉米的产量和水分利用效率最高,覆草栽培模式次之,常规和节水栽培模式最低。4.种植五季作物后不同栽培模式0～200 cm土壤剖面残留硝态氮平均在218～329 kg/hm2之间,且残留的硝态氮主要集中在100～200 cm土层。不同栽培模式相比,垄沟模式0～200 cm土层的硝态氮残留量最高。随着种植年限和施氮量的增加,0～200 cm土层硝态氮残留量随之显着增加。施用240 kg/hm2氮肥,第五季作物收获后0～200 cm土层硝态氮的残留量达477 kg/hm2;从第叁季作物收获到第五季作物收获,残留硝态氮的增加量占这一时期氮肥施用量的比例高达51.6%。种植作物五季后,常规、节水和覆草模式在0～80 cm土层硝态氮残留量相对较低,而80 cm以下土层硝态氮残留量随着施氮量的增加明显增加。垄沟栽培模式在0～200 cm土壤剖面残留硝态氮的量随施氮量增加显着增加,且在0～120 cm土层硝态氮残留量明显高于其它模式。
谷晓博[5]2018年在《种植方式和施氮量对土壤环境及冬油菜产量的影响》文中研究说明油菜是中国重要的油料作物之一,随全球气候变暖,油菜种植呈北移西扩趋势,西北地区油菜的种植面积逐年增加,但受干旱缺水和低温冻害影响,常规栽培方式导致油菜长势偏弱,其产量、品质和水肥利用效率较低。为解决西北油菜种植区缺水、低温、养分利用率低的问题,针对油菜种植区提高降水资源、热量及肥料利用效率的研究十分必要。本文通过3年田间试验,以传统平作种植方式为对照,并设6个施氮水平(0、60、120、180、240和300 kg N/hm~2),研究了垄沟覆膜种植方式对冬油菜生长(理)、养分吸收、产(油)量、品质、水氮利用效率和根区土壤水、肥、气、热、酶和微生物等环境因子的影响,探讨了西北半湿润易旱区垄沟覆膜种植冬油菜的节水增产机理、产质量的应用效果;通过主成分分析法、灰色关联度法和熵值赋权的DTOPSIS法进行综合评价,确定了西北半湿润易旱区冬油菜适宜的种植方式及其施氮量,以期为西北半湿润易旱区冬油菜的种植栽培和施氮策略提供理论依据。主要研究结果如下:(1)垄沟覆膜种植方式能显着增加冬油菜的株高、茎粗、叶面积指数和地上部干物质量,改善冬油菜的根系性状,提高冬油菜的叶绿素含量和光合速率。株高、茎粗、叶面积指数、地上部干物质量和根系性状等生长指标及叶绿素含量和光合速率等生理指标基本上均随施氮量的增加呈先升后降的趋势,且垄沟覆膜种植方式下在240 kg N/hm~2达到最大,而传统平作方式下在180 kg N/hm~2达到最大。(2)与传统平作相比,垄沟覆膜种植方式能显着提高冬油菜苗期、花期和收获期各器官中氮、磷和钾的吸收量,收获期可分别显着提高17.4%~61.3%、16.5%~58.3%和17.9%~74.5%。冬油菜苗期、花期和收获期各器官中氮、磷和钾的吸收量均随施氮量的增加呈先显着增加后趋于稳定。收获期,植株中氮、磷和钾的吸收量在垄沟覆膜种植方式下均表现为施氮240 kg N/hm~2显着大于0、60、120和180 kg N/hm~2,与300 kg N/hm~2差异不显着;在传统平作方式下均表现为施氮180 kg N/hm~2显着大于0、60和120 kg N/hm~2,与240和300 kg N/hm~2无显着差异。(3)垄沟覆膜种植能明显提高冬油菜根区(0~30 cm)的土壤含水量和土壤温度;显着提高冬油菜根区的土壤蔗糖酶、脲酶、碱性磷酸酶和过氧化氢酶活性;显着增加土壤细菌、真菌和放线菌数量,增加土壤微生物量碳含量,降低土壤微生物量氮含量;垄沟覆膜种植方式下根区的土壤硝态氮和铵态氮含量也呈增加趋势。施氮能显着提高根区土壤的酶活性,增加微生物数量、土壤微生物量碳和土壤微生物量氮,及土壤硝态氮和铵态氮含量。试验条件下,垄沟覆膜种植方式下施氮240 kg N/hm~2处理的土壤酶活性和微生物数量最高,而传统平作方式下施氮0 kg N/hm~2处理的土壤酶活性和微生物数量最低。(4)与传统平作相比,垄沟覆膜种植能显着提高冬油菜籽粒产量15.5%~37.7%,提高产油量18.0%~48.4%。随施氮量的增加,籽粒产量、产油量和净效益基本上呈先增后降趋势,当施氮量较低时(0~60 kg N/hm~2),垄沟覆膜种植冬油菜的净效益小于传统平作方式;当施氮量增至120~300 kg N/hm~2后,垄沟覆膜种植冬油菜的净效益大于传统平作方式。(5)与传统平作相比,垄沟覆膜种植能显着降低耗水量3.4%~11.0%,提高降水利用效率15.6%~43.1%、水分利用效率25.5%~69.6%、氮肥偏生产力15.4%~43.0%。施氮能显着提高冬油菜的降水和水分利用效率、氮肥农学利用率、生理利用率和吸收利用率。在垄沟覆膜种植方式下,240 kg N/hm~2处理的降水和水分利用效率最高,180 kg N/hm~2处理的氮肥农学利用率、生理利用率和吸收利用率最高,但与180 kg N/hm~2相比,240 kg N/hm~2处理的氮肥农学利用率、生理利用率、吸收利用率和偏生产力与其无显着差异;在传统平作下,180 kg N/hm~2处理的降水和水分利用效率、氮肥农学利用率、生理利用率和吸收利用率均最高。(6)3种评价方法的分析结果均表明传统平作方式下的0 kg N/hm~2处理对冬油菜的作用效果最差,垄沟覆膜种植方式下的240 kg N/hm~2处理对冬油菜的作用效果最佳。因此,垄沟覆膜种植并施氮240 kg N/hm~2为西北半湿润易旱区冬油菜适宜的种植方式及施氮量。
李萌[6]2008年在《不同栽培模式和锌肥对干旱半干旱地区夏玉米抗旱性的影响》文中研究指明水是地球表面的一种最普通物质,同时又是最重要的物质,对生命体有着十分重要的作用。水分是植物生长发育的必要条件之一,不仅决定植物在地球表面上的分布,而且还影响农作物的产量和林木的生长。然而水分缺乏已成为影响我国粮食安全的一个重大问题。在中国西北地区,水分供应不足严重限制了当地农业生产的发展。因此,在西北旱作农业区,如何有效地利用有限的降水资源,提高作物水分利用效率,并从多方面探讨各种有效途径和措施,成为提高旱地农田生产力水平的关键。因此,本研究通过一系列试验,研究了水分胁迫对北方地区主要作物玉米在不同生育阶段的生长发育动态、形态特征、生理指标以及产量的影响;研究了逆境胁迫下植物对锌的吸收利用以及锌营养状况对植物水分利用的影响,为制订适应与减缓干旱化不良影响的对策与措施提供依据;研究了农田不同栽培模式的集雨种植,希望探索出一种既对改善和提高环境质量大有裨益,又适合当地气候特点的稳定的节水型农业措施。研究得到了以下结论:(1)盆栽试验对玉米分别进行了正常供水;花前水分胁迫、花后正常供水;花前正常供水、花后水分胁迫共3种水分处理,在玉米生长的拔节期、喇叭口期、花期及成熟期研究了花前花后水分胁迫对根系伤流量、生长参数、活力及叶片生理特性的影响。结果表明,花期是玉米开始衰老的关键时期。正常供水条件下,玉米的根系伤流液量、根系活力、CAT活性、POD活性及膜透性呈现上升趋势,在开花期达到高峰后开始下降。花前水分胁迫条件下,根系活力减弱,保护酶活性较低,MDA含量显着增加。花后水分胁迫条件下,玉米保护酶活性有大幅的减弱,花前水分胁迫对玉米生长的影响是花后补充供水难以恢复的。(2)盆栽试验研究了锌肥在正常供水、轻度水分胁迫和严重水分胁迫条件下对玉米全生育期抗旱生理反应的影响。结果表明,锌除了具有营养功能之外,施锌还可以提高水分胁迫下玉米的抗旱性。锌的这种抗旱作用在水分胁迫的条件下表现得更为明显。在成花关键期,锌的抗旱作用由大到小依次为:严重水分胁迫>轻度水分胁迫>正常供水条件。但是,锌对作物抗旱性的增强是有限的,在严重水分胁迫条件下难以恢复作物的正常生长,因此这种抗旱性具有地区适应性,可以在干旱半干旱地区起到一定的抗旱作用。(3)试验采用螯合-缓冲营养液培养法,在严重缺锌、轻度缺锌和正常供锌叁种供锌条件下,研究了在等渗条件下锌对干旱胁迫、盐分胁迫和碳酸氢根胁迫玉米幼苗抗逆性生理反应的影响。研究表明,相同渗透势下,逆境条件降低了玉米幼苗的根系活力及CAT活性,均表现为对照>盐分胁迫>碳酸氢根胁迫>干旱胁迫;植物在受到碳酸氢根胁迫时MDA含量大幅上升,植物受到伤害最深。随着供锌浓度的增加,玉米幼苗的根活性、SOD活性、CAT活性及叶片含锌量均有不同程度的增加,MDA含量降低。因此,锌确实具有增强作物抗逆性的功能,但是锌对增强玉米幼苗的抗逆性是有限的。比较各种逆境条件下,锌在植物受到碳酸氢根胁迫时可以达到更好的抗逆性效果。(4)试验通过对小麦-玉米轮作的2年田间定位试验,且第二年在玉米关键期(苗期和花期)喷施锌肥,研究了四种不同栽培模式(常规、垄沟、节水、覆草)、施氮量、锌肥对夏玉米产量及籽粒锌含量的影响。2年田间定位试验同时表明,不同栽培模式下,玉米籽粒产量及生物产量由高到低依次为:垄沟>覆草>节水>常规。垄沟种植条件下,玉米各器官中氮素、磷素与钾素的累积量达到最大值,促进了各器官生长发育,尤其促进了花后的营养物质向籽粒的转运,从而对产量的形成产生了很大的影响。从施肥条件上看,施氮对玉米产量有明显的增产效应,且能提高玉米的收获指数,而持续不施氮的小区产量逐年显着降低。玉米关键期喷施锌肥均可以增加玉米的籽粒产量,收获指数及籽粒中锌的积累量。因此,在垄沟种植-施氮120 kg/hm~2条件下喷施锌肥,是提高玉米产量、改善玉米品质的最优组合。
赵琳[7]2005年在《氮肥和栽培模式对半湿润农田生态系统冬小麦个体—群体调控的研究》文中研究指明在黄土高原南部年降水量628.8mm 左右的半湿润区以红油土为供试土壤,在杨凌西北农林科技大学农作一站于2003 年-2004 年进行大田试验,供试品种为小偃22,研究不同施氮水平(设不施氮和每公顷施氮120kg 等2 个水平)、不同栽培模式(设常规栽培、地膜覆盖、垄沟栽培、垄播覆膜等4 种栽培模式)对冬小麦个体-群体的调控以及对产量影响的集成效应。通过研究,得到以下主要结论: 1. 施氮和栽培模式对功能叶氮素,特别是对生育后期功能叶氮素含量的影响,是影响源同化能力的基础。研究结果表明,施氮能够显着增加小麦各生育期旗叶含氮量,在拔节期其影响效果最为明显;进入灌浆和成熟期,影响效果减弱。不同栽培模式对叶片含氮量的作用没有氮肥的影响效果明显。垄播覆膜和地膜栽培两种栽培模式下的旗叶含氮量在灌浆期和成熟期均高于其它处理,特别是垄播覆膜在灌浆期的效果较为明显,比对照(常规栽培)分别增加12%和29%,施氮和栽培模式对叶绿素含量的影响基本与对旗叶含氮量的影响一致。越冬期、返青期、拔节期和开花期施氮绿叶面积比不施氮分别增加23.4%、20.7%、15.3%和8.9%,氮肥对绿叶面积影响以苗期影响最为显着;地膜覆盖和垄播覆膜栽培模式下绿叶面积明显高于常规栽培,以垄播覆膜栽培模式下小麦绿叶面积最大。施氮能够显着增加开花期、灌浆旗和成熟期净光合速率,施氮比不施氮分别增加7.8%、15.9%和7.2%。 各栽培模式间旗叶净光合速率存在极显着差异(P<0.01),其中垄播覆膜栽培条件下旗叶净光合速率最大,为16.291μmolCO2m-2.s-1;地膜覆盖、垄播覆膜与垄沟栽培与常规栽培模式间存在极显着差异(P<0.01);垄播覆膜和地膜覆盖差异不显着。 相关分析进一步证明,增加功能叶含氮量,特别是生育后期含氮量,对增加籽粒产量具有重要作用。功能叶含氮量增加,有利于增加叶绿素含量和提高光合速率,因此功能叶含氮量是影响源同化能力的基础。在本研究中,除施氮能够显着增加功能叶含氮量外,地膜覆盖、垄播覆膜和垄沟栽培均能显着增加功能叶含氮量,并以地膜覆盖和垄播覆膜尤为显着。 2. 施氮和栽培模式主要通过影响群体分蘖、叶面积和地上部生物量,而影响小麦群体结构。无论在何种栽培模式,施氮均能显着增加群体分蘖数;不同栽培模式,其群体分蘖数也不同:常规栽培、地膜覆盖、垄沟栽培和垄播覆膜栽培的群体分蘖数分别为378 个/m2、405 个/m2、452 个/m2和512 个/m2,垄播覆膜、垄沟栽培和地膜覆盖分别比常规栽培增加26%、16%、7%,可见,采用垄播覆膜栽培最有利于增加单位面积小麦群体分蘖数。相关分析表明,群体分蘖数与子粒产量有密切的正相关关系,因此在一定范围内增加群体分蘖数有利于提高籽粒产量。地上部生物量与籽粒产量呈显着正相关关系。在施氮与不施氮2 种条件下,小麦地上部生物量随生育期的动态变化趋势基本一致,均表现为在灌浆前持续增加,灌浆到收获,呈下降趋势。不同栽培模式,其地上部生物量累积不同。覆膜后植
任书杰[8]2004年在《黄土高原南部半湿润区品种、施氮和栽培模式对冬小麦冠层特征和产量影响的集成效应》文中研究表明在黄土高原南部年降水量 630mm左右的半湿润区以红油土为供试土壤，分别在杨凌和岐山进行大田试验，研究不同施氮水平(设不施氮和每公顷施氮 120kg 等 2 个水平)、不同小麦品种（小偃 22 和小偃 503 等 2 个品种）和不同栽培模式（设常规栽培、全程覆膜栽培、覆膜 150d 栽培、叁密一稀栽培和集雨面栽培等 5 种栽培模式）对冬小麦冠层结构特征和产量影响的集成效应。通过研究，所取得的主要研究进展和新见解有： 1. 通过对小麦冠层结构的研究发现，从小麦拔节到成熟，冠层的透光率(DIFN)和叶面积指数(LAI)均随着生长过程的推进而不断发生变化：DIFN 是先减小而后增大，而 LAI 的变化与此相反:DIFN 在开花期达到最小值，为 0.437，在成熟期达到最大值，为 0.497；而LAI 在开花期达到最大，为 1.73，成熟期最小，为 1.24。DIFN 和 LAI 在不同小麦品种间存在显着差异，小偃 22 的 DIFN 大于小偃 503，LAI 与此相反，且小偃 22 的冠层参数对氮肥的反应较敏感。施氮可使冠层 DIFN 显着下降，而使 LAI 显着增加：施氮处理的 DIFN 为0.372，不施氮处理的 DIFN 为 0.549，施氮后 DIFN 下降 0.177(32.2%)，对施氮处理，LAI为 2.07，对不施氮处理，LAI 为 1.027，施氮增加 1.05(102.3%)。不同的栽培模式的 DIFN 和LAI 存在极显着差异（P<0.01），从叁密一稀(DIFN 平均为 0.490)、集雨面栽培（0.479）、对照常规栽培（0.479）全程覆膜(0.436)和覆膜 150d(0.419)，DIFN 依次降低，而 LAI 基本与DIFN 的变化相反，从常规栽培（1.33）、叁密一稀(1.34)、集雨面栽培(1.36)、全程覆膜(1.78)到覆膜 150d(LAI 平均为 1.82)，LAI 依次增加。 2. 不同栽培模式小麦叶片光合速率存在一定差别，其中以叁密一稀栽培模式和常规栽培模式的光合速率较大，分别为 18.04 μmolCO2m-2.s-1和 18.00μmolCO2m-2.s-1，集雨面栽培模式居中，为 17.11 μmolCO2m-2.s-1，以全程覆膜和覆膜 150 天较小，分别为 16.45μmolCO2m-2.s-1和 16.34 μmolCO2m-2.s-1；不仅不同栽培模式的光合速率存在一定差别，而且群体光合能力也存在明显差异：与常规栽培群体光合能力（302.76μmolCO2小区-1.s-1 ）相比，叁密一稀栽培模式（301.85μmolCO2小区-1.s-1）和集雨面栽培模式(282.60μmolCO2小区-1.s-1)有所下降，分别下降了，0.91μmolCO2 小区-1.s-1 和 20.16μmolCO2 小区-1.s-1，而对于全程覆膜(378.35μmolCO2小区-1.s-1)、覆膜 150d 栽培(371.90μmolCO2小区-1.s-1)则显着增加，与常规栽培相比，全程覆膜、覆膜 150d 栽培栽培模式分别增加 75.99μmolCO2 小区-1.s-1(25.0%)、69.14μmolCO2 小区-1.s-1(22.8%)。覆膜栽培模式较高的群体光合能力，为以后高产奠定了基础。而集雨面栽培模式群体光合能力与常规栽培模式相比虽然也有一定程度的降低，但在生长后期 LAI 下降小，这为以后的高产奠定了基础。 3. 通过对小麦籽粒灌浆的研究发现，小麦籽粒体积在灌浆起始阶段快速增长，而后缓慢增长至最大值，而后快速下降。小偃 ２２ 的体积大于小偃 ５０３，在不同的栽培模式中籽粒体积大小的顺序为集雨面栽培＞全程覆膜＞对照栽培。在不同的灌浆天数间，不同的小麦品种间以及不同的栽培模式间小麦每千粒体积的差异达到极显着水平，但施氮对小麦的籽粒体积<WP=6>的影响不大。小麦籽粒的含水量几乎呈直线下降。小偃 22 的籽粒含水量显着高于小偃 503，而栽培模式和施氮对小麦含水量的影响较小。不同品种小麦籽粒干重间的差异与灌浆进程有关，在灌浆前期小偃 ２２ 与小偃 ５０３ 籽粒干重的差异不明显，在中后期，小偃 ２２ 与小偃 ５０３籽粒干重的差异逐渐增大，到灌浆结束时，小偃 ２２ 的籽粒粒重显着大于小偃 ５０３（Ｐ＜０．０１），前者平均为 ３７．２８ｇ／千粒，而后者为 ３４．３２ｇ／千粒。无论施氮与否，小麦籽粒干重的变化趋势一致，均呈“Ｓ”型变化，施氮并没有影响小麦籽粒的灌浆特性，说明在本试验条件下施氮对小麦粒重几乎没有影响。不同栽培模式下籽粒干重的增长曲线趋势基本一致，均呈“Ｓ”型，但不同栽培模式对粒重的影响却不同，从全灌浆期平均看，小偃 ２２ 的籽粒干重在集雨面栽培下最大，为 ２３．６１ｇ／千粒，其次为全程覆膜，为 ２３．１２ｇ／千粒，以常规栽培模式最小，为 ２２．５２ｇ／千粒；而对小偃 ５０３ 粒重，仍以集雨面栽培模式下最大，为 ２２．９７ｇ／千粒，其次为常规栽培模式，为 ２２．５２ｇ／千粒，以全程覆膜最小，为 ２０．９４ｇ／千粒。 4. 品种、施氮和栽培模式对地上部分生物量和籽粒产量有显着影响。不管是在岐山，还是在杨凌试验中，小偃 22 的生物量和籽粒产量均大于小偃 503；由于两地土壤肥力等方面的差异，在岐山，施氮没有效果；但在杨凌，氮肥表现出极显着的增产效果。虽然两试验地生物量的大小不同，但不同培模式下生物量的大小顺序却完全一致，表现为从全程覆膜，覆膜 150d，常规栽培、集雨面栽培到叁密一稀栽培生物量依次下降。从籽粒产量看，在杨凌从全程覆膜（产量
王彩绒, 田霄鸿, 李生秀[9]2004年在《覆膜集雨栽培对冬小麦产量及养分吸收的影响》文中提出采用垄上覆膜集雨保墒、沟内种植的栽培方法,在半湿润易旱的关中红油土上进行了冬小麦田间试验,探讨覆膜集雨栽培对冬小麦产量及氮磷钾养分携出量的影响。结果表明,覆膜集雨的增产效果明显。覆膜条件下,高氮处理的生物产量与籽粒产量比低氮处理分别增加15.9%、22.6%;高氮高密度条件下,覆膜的生物产量与籽粒产量比不覆膜分别提高39.5%、28.9%,其中,高氮低密度(即高氮宽垄覆膜集雨)处理的籽粒产量和生物产量最高,产量可达7898kg/hm2;覆膜集雨种植可协调土壤水分和养分的关系,促进了地上部的养分携出量,有利于植株的协调生长,最终获得高产。
李华[10]2006年在《栽培模式对冬小麦产量形成和养分利用的影响》文中指出西北旱地土地资源和光热资源较为丰富,有发展农业的较大潜力,但水资源紧缺限制了这些地区的农业发展。高效合理地利用现有水资源,生产数量足够、品质优良的粮食是该地区农业生产的核心。虽然作物对养分和水分的吸收、利用能力受遗传特性控制,但环境条件和栽培管理对其有极大的影响,优化耕作栽培措施,创造适合作物生长的外部条件,可改善作物内部同化过程,提高生产能力。本研究以当地农民广泛采用的栽培模式(常规:无灌溉、无地表覆盖)为对照,设置覆膜、覆草、垄沟、补灌4种栽培模式,自2002年开始布置长期定位田间试验,分别于2002-2003年和2004-2005年采样,测定冬小麦不同生长期的生物量、植株氮素、磷素和钾素的含量及土壤含水量、矿质态氮含量,从不同生育期干物质累积和生殖生长期干物质转移和合成,不同生育期养分累积和生殖生长期养分转移和吸收,土壤水分、矿质态氮的变化,系统地分析了栽培模式对冬小麦产量形成和养分吸收利用的影响,为本地区冬小麦优质、高产、高效提供可靠的理论和实践依据。取得的主要结果有:1.地膜覆盖在多数情况下,增加了分蘖数,提高了冬小麦产量和生物量;同时也增加了无效分蘖,降低了收获指数和成穗率。覆膜冬小麦营养生长期的干物质累积显着增加;生殖生长期茎叶向籽粒转移量也较高,有利于籽粒产量的提高。与常规模式相比,覆草、补灌和垄沟栽培模式产量和生物量并没有提高。这主要与其分蘖数较少、营养生长期干物质累积较低、生殖生长期干物质向籽粒转移较少有关。2.覆膜栽培显着降低了氮肥利用率、肥料氮农学效率和肥料氮生理效率;覆草、补灌和垄沟模式的肥料氮利用因年份而异,无论施氮与否,营养生长期,覆膜模式植株吸氮量明显高于其它模式。不施氮肥时,覆膜模式生殖生长期氮素吸收对籽粒氮素累积有十分重要的作用,2个年份植株氮素吸收量分别比常规高118%和72%;施氮肥时,籽粒氮素累积绝大多数来源于生长前期累积在营养体中的氮素在灌浆期间的再转移,茎叶氮素转移量比常规高出72%和29%。覆草模式在2005年,有明显增加营养生长期植株氮素累积的趋势,但在生殖生长期由于从土壤吸收氮素较少,因而氮素转移对籽粒氮素累积起着重要的作用。生殖生长期,补灌模式氮素转移亦对籽粒氮素累积起着重要的作用;而垄沟模式则是氮素吸收有着重要的作用。3.在冬小麦营养生长期,覆膜模式能显着增加植株地上部磷、钾的累积,施氮肥时,增加趋势更加显着;在连续3年覆草的情况下,到2005年植株对磷、钾的累积表现出明显的增加趋势。冬小麦生殖生长期,施氮肥时,覆膜和覆草模式植株磷素由营养器官向籽粒的转移表现出明显的增加趋势,而磷素吸收的贡献有明显的降低趋势。补灌和垄沟模式植株对磷、钾的累积、转移和吸收均无一致的规律。
参考文献：
[1]. 覆膜集雨栽培对半湿润易旱地区作物水分养分吸收及产量的影响[D]. 王彩绒. 西北农林科技大学. 2002
[2]. 北方旱作区作物产量和水肥利用特征与提升途径[D]. 孙东宝. 中国农业大学. 2017
[3]. 半湿润易旱区沟垄集雨栽培模式对麦玉复种体系产量及生理生态特性的影响研究[D]. 李长江. 西北农林科技大学. 2017
[4]. 不同栽培模式对半旱地轮作体系下作物水肥利用效应的研究[D]. 王春阳. 西北农林科技大学. 2007
[5]. 种植方式和施氮量对土壤环境及冬油菜产量的影响[D]. 谷晓博. 西北农林科技大学. 2018
[6]. 不同栽培模式和锌肥对干旱半干旱地区夏玉米抗旱性的影响[D]. 李萌. 西北农林科技大学. 2008
[7]. 氮肥和栽培模式对半湿润农田生态系统冬小麦个体—群体调控的研究[D]. 赵琳. 西北农林科技大学. 2005
[8]. 黄土高原南部半湿润区品种、施氮和栽培模式对冬小麦冠层特征和产量影响的集成效应[D]. 任书杰. 西北农林科技大学. 2004
[9]. 覆膜集雨栽培对冬小麦产量及养分吸收的影响[J]. 王彩绒, 田霄鸿, 李生秀. 干旱地区农业研究. 2004
[10]. 栽培模式对冬小麦产量形成和养分利用的影响[D]. 李华. 西北农林科技大学. 2006
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