摘要：【目的】立式深旋耕作能提高土壤供水能力和促进作物根系发育,有利于作物对养分的吸收利用。【方法】在西北黄土高原半干旱区于2016—2018年布设马铃薯定位试验,设计立式深旋耕作40 cm(VRT)、深松40 cm(SS)和旋耕15 cm(TT)3个处理。在马铃薯播期、盛花期和收获期测定土壤含水量、碱解氮、有效磷、速效钾含量,开花期测定了马铃薯叶面积指数和叶片SPAD值,成熟期调查马铃薯产量。计算马铃薯阶段水分养分消耗量,养分和水分利用效率。【结果】VRT耕作方式提高了马铃薯播前0—120 cm土层的含水量和0—40 cm土层的碱解氮和有效磷含量。与SS和TT耕作方式相比,VRT提高了3年的花前平均耗水量,提高了干旱年(2016)的花后耗水量,但平水年(2017)和丰水年(2018)的花后耗水量不同处理间无显著差异。VRT耕作方式干旱年碱解氮消耗量在花前花后较SS和TT耕作方式分别增加了38.7、22.9 kg/hm^(2)和25.9、12.9 kg/hm^(2);平水年碱解氮消耗量在花前花后较SS和TT耕作方式分别增加了17.2、0.4 kg/hm^(2)和21.2、6.3 kg/hm^(2),丰水年相应地增加了13.6、4.1 kg/hm^(2)和26.8、2.8 kg/hm^(2);VRT较SS和TT耕作方式增加了有效磷和速效钾的花前花后消耗量。VRT耕作方式叶面积指数(LAI)显著高于SS和TT处理,产量在2016、2017和2018年分别较SS和TT耕作方式增加了156.8%和47.8%、24.8%和41.0%、19.6%和27.5%,VRT耕作方式土壤水分利用率和速效氮磷钾利用效率高于SS和TT,并在干旱和平水年达显著差异。【结论】与深松和旋耕相比,立式深旋耕作可以提高马铃薯播前0—120 cm土层的贮水量,进而提高0—40 cm土层中的有效态氮和磷含量,特别是在花前阶段;较好的水肥供应促进了马铃薯的生长(较高的SPAD值和叶面积指数),有利于马铃薯开花后的生长,最终获得较高的马铃薯产量和水肥利用效率。立式深旋耕作还优化了黄土高原半干旱区土壤水分和养分分布,在一定程度上减少了养分向土壤深层的移动,其效果在干旱年份尤为明显。

摘要：以马铃薯为研究材料,采用随机区组设计,设全膜覆盖垄沟种植(PM)和裸地平作(CK)两个处理,研究西北半干旱区黑色地膜覆盖的土壤水热效应及其对马铃薯产量的影响。结果表明:PM能增加马铃薯全生育期0—25 cm土壤温度1.5℃左右,增温效应呈"抛物线型";盛花期PM增温效果主要在8:00,14:00和20:00具有降温和稳定地温作用;同时,在平水年和欠水年,PM能促进马铃薯盛花期和薯块膨大期耗水,盛花期PM耗水量增加21.2%—50.5%,块茎膨大期增加5.4%—57.9%,但全生育期耗水量PM与CK差异不显著;PM在调节地温、促进关键生育期耗水作用下,产量较CK提高13.6%—64.5%,WUE提高24.1%—69.5%,差异均达显著水平。在年均降水391.4 mm条件下,连续4a地膜覆盖高产种植的0—200 cm土层土壤贮水量增加了123.4 mm,优化了土壤水分状况。

摘要：探明深旋松耕作技术(VRT)对西北黄土高原半干旱区马铃薯阶段性耗水、个体和群体生长状况、产量、水分利用效率和经济收益的影响,可为寻求抗旱增产、资源高效利用的耕作方法提供依据.本研究采用随机区组设计,于2016和2017年设置旋耕15 cm (TT)、深松40cm (DLT)、深旋松耕40 cm (VRT) 3种耕作方式,测定马铃薯不同生育时期0~200 cm土层土壤贮水量、叶片SPAD值、叶面积指数、植株干物质量和产量等指标,计算阶段耗水量、水分利用效率(WUE)、商品率、商品产量、纯收益和新增收益等指标,探究深旋松耕作对马铃薯生产效率和经济效益的影响.结果表明:与TT和DLT相比,VRT能显著促进马铃薯在盛花期和块茎膨大期的耗水,2016和2017年分别较DLT、TT增加了46.7、35.7和27.2、47.3 mm.由于VRT促进马铃薯耗水,叶片SPAD值、干物质量和叶面积指数均显著提高,证明它能促进马铃薯个体和群体发育.基于较高的个体和群体生长量,VRT的马铃薯块茎产量显著提高,分别在2016和2017年较DLT和TT增加了156.8%、47.8%和24.8%、41.0%,WUE相应地提高了92.3%、19.2%和18.9%、26.6%.深旋松耕作使马铃薯商品薯产量显著增加,纯收益和新增纯收益显著提高,在2016和2017年分别达到12631.9、11019.1和29498.3、18245.5元·hm-2.深旋松耕作促进马铃薯花期和块茎膨大期耗水,使马铃薯叶片SPAD值、干物质量和叶面积指数显著提高,导致块茎产量和水分利用效率明显升高,并提高了商品薯产量和纯收益,是适宜于西北黄土高原半干旱区马铃薯种植的耕作技术.

摘要：为了明确西北黄土高原半湿润偏旱区耕作方式与长期定位施肥对冬小麦产量的调控效应,以设在半湿润偏旱区连续12年的耕作与肥料长期定位试验为平台,采用裂区设计,以传统耕作和免耕耕作为主处理,不施肥(CK)、单施无机氮肥(N)、单施无机磷肥(P)、单施有机肥(M)、无机氮磷肥配施(NP)、有机无机肥配施(NMP)为副处理,栽培制度为1年春玉米-3年冬小麦轮作,研究耕作及施肥措施对冬小麦产量的影响及其在生产年型间的变化关系。结果表明,不同年型及耕作方式均以有机无机配施冬小麦产量最高,有机肥单施高于化肥单施,磷肥单施高于氮肥单施。耕作方式间表现为传统耕作高于免耕耕作,年型间表现为丰水年>平水年>干旱年,耕作和施肥方式的增产效果以干旱年最好,平水年和丰水年差异不显著。有机无机配施与传统耕作结合优化了冬小麦冠层温度、叶绿素相对含量等生理指标,提高了光合速率、气孔导度及蒸腾速率,因而改善了有效穗、穗粒数和千粒重等产量性状而使冬小麦增产。在550mm左右降水量的陇东旱塬雨养农业区,无论何种耕作方式及生产年型,长期采用有机无机或无机氮磷肥配施均表现出持续提高冬小麦产量的良好作用。因此,有机无机配施结合传统耕作是提高陇东半湿润偏旱区冬小麦产量的最佳耕作栽培模式。

摘要：协调马铃薯与绿肥作物对水分的利用,是协同实现二者间作提高半干旱区马铃薯产量和提升耕地质量的关键。于2017—2018年在西北黄土高原半干旱区布置定位试验,间作箭舌豌豆设计6月10日(PS1)、6月26日(PS2)和7月10日(PS3)3个播期,以马铃薯单作(P)为对照,测定土壤水分、生物量、马铃薯叶片叶绿素相对含量(Soil and Plant Analyzer Development,SPAD)、冠层温度和产量等指标。结果表明,与P相比,平水年(2017年)PS1降低了马铃薯花期120~160 cm土层和块茎膨大期20~40 cm土层的土壤贮水量,PS2和PS3则增加了块茎膨大期140~200 cm、收获期0~80 cm土层的土壤贮水量;间作提高了丰水年(2018年)土壤贮水量。平水年PS1花前耗水量最高,较PS3提高了15.7%;丰水年PS3最高,较PS1增加了17.9%,但均和P、PS2无显著差异;P的花后耗水量在平水年分别较PS1、PS2和PS3增加了70.9%、48.6%和32.0%;PS3的花后耗水量在丰水年分别较P、PS1和PS2增加了24.3%、23.1%和38.1%,均达到显著差异。PS2和PS3的地上生物量较P在2017和2018年分别增加了1.1%~12.4%和11.0%~13.2%,且PS3在平水年显著提高了水分利用效率(Water Use Efficiency,WUE)。平水年P和PS3的产量无显著差异,但显著高于PS1和PS2;丰水年P、PS2和PS3的产量无显著差异,但显著高于PS1。因此,半干旱区马铃薯间作的箭舌豌豆适宜播期在6月下旬到7月上中旬,在不降低马铃薯块茎产量的基础上增加地上部生物量,并显著提高平水年马铃薯的WUE。

摘要：合理耕作可增强土壤水分供给能力和促进作物根系发育,进而提高作物抗旱性和生产力,将是进一步挖掘半干旱区马铃薯产量和水分利用效率潜力的有效途径。在西北黄土高原半干旱区于2016-2017年设置定位试验,在全膜覆盖垄作模式下设计立式深旋松耕40cm(VRT)、深松耕40cm(DLT)和传统旋耕15cm(TT)3个处理,测定土壤容重、总孔隙度、毛管孔隙度、饱和含水量、毛管含水量以及田间持水量和萎蔫系数、生育期土壤含水量、马铃薯产量等,计算土壤有效贮水量、耗水量和水分利用效率等指标,研究立式深旋松耕对土壤物理性状、马铃薯产量和水分利用的影响。结果表明,VRT显著降低了0～40cm土层的土壤容重,较DLT和TT分别下降了10.8%～25.3%和11.2%～24.8%;土壤总孔隙度、毛管孔隙度分别提高了12.3%～23.7%和29.7%～46.6%,饱和含水量和土壤毛管含水量分别增加了26.1%～54.4%和38.8%～82.9%,萎蔫贮水量下降了11.0%～49.0%。与TT相比,DLT降低了20～40cm土层的土壤容重和萎蔫贮水量,显著提高了饱和含水量、毛管含水量、总孔隙度和毛管孔隙度。基于土壤物理性状和水分特性的优化,VRT在0～40cm土层的有效贮水量显著高于DLT和TT,分别增加了34.3%～136.9%和44.6%～75.2%,DLT较TT在20～40cm土层也有显著增加。较高的土壤有效贮水量促进马铃薯生长,并显著提高块茎产量,VRT分别较DLT和TT增产24.8%～156.8%和47.8%～41.0%,水分利用效率(WUE)分别提高18.9%～92.3%和19.2%～26.6%,干旱年份(2016)的增加幅度显著高于正常降水年份(2017)。因此,立式深旋松耕显著优化了土壤的水分特性,提高了土壤有效水含量,促进马铃薯发育,提高块茎产量和WUE,这一效果在干旱年份尤为明显,是适合于黄土高原半干旱区抗旱增产、水分高效的耕作方法。

摘要：为了探讨不同耕作和覆盖方式对陇东黄土旱塬农田耕层土壤养分、土壤容重、酶活性及微生物数量的影响。采用随机区组设计,设置留膜留茬免耕栽培(T)和全膜双垄沟播栽培(CK)2个处理,测定不同生育时期0~10 cm、10~20 cm、20~40 cm 3个土层土壤养分含量、水解酶(蔗糖酶、脲酶、磷酸酶、过氧化氢酶)活性及微生物(细菌、放线菌、真菌)数量等指标。结果表明:与CK相比,留膜留茬免耕栽培显著(P放线菌>真菌。耕作方式对不同土层各生育期土壤微生物数量整体上影响显著(PCK。同一生育期随土层深度增加,土壤微生物数量整体上呈减少趋势,以表层(0~10 cm)最高,为T>CK。与CK相比,T的细菌和真菌在苗期、拔节期、抽雄期、灌浆期、收获期分别增加23.7%、64.5%、7.6%、44.0%、5.6%和31.1%、91.7%、85.7%、10.5%、33.3%。放线菌在苗期、拔节期、收获期分别增加79.8%、15.1%、17.6%,抽雄期、灌浆期分别减少17.2%、33.2%。耕作方式对不同土层各生育期土壤酶活性整体上影响显著(PCK。同一生育期随土层深度增加,酶活性逐渐降低,以表层(0~10 cm)最高,T效果优于CK,与CK相比,T的蔗糖酶、脲酶、磷酸酶、过氧化氢酶在玉米全生育期增幅分别为4.7%~126.1%、9.8%~47.0%、5.4%~33.7%、2.3%~43.2%。相关分析表明:土壤酶活性之间呈显著(P<0.05)或极显著(P<0.01)相关,细菌与蔗糖酶显著(P<0.05)相关,与磷酸酶极显著(P<0.01)相关,放线菌与土壤酶活性呈显著(P<0.05)或极显著(P<0.01)相关,表明土壤微生物数量与酶活性能较好地反映土壤肥力水平。因此,留膜留茬免耕栽培在旱作农田条件下有利于土壤有机质及磷钾养分含量、酶活性及微生物数量的提高。

摘要：为了研究覆膜时期与施氮量对陇东旱地春玉米田土壤耗水特征、产量及籽粒品质的影响,达到高产高效优质生产的目的。采用大田试验方式,运用裂区设计,主处理为覆膜时期,设秋季覆膜(休闲期覆膜)和春季覆膜(播前覆膜)2个水平,副处理为施氮量,分别为施纯N 0(CK),75(N75),150(N150),225(N225),300(N300),375(N375),450(N450)kg/hm2 7个施氮水平。测定了春玉米休闲期与各生育时期0—300cm土壤含水量、产量性状、干物质积累及籽粒品质。结果表明:(1)秋季覆膜能显著提高0—200,0—300cm土壤贮水量,较春季覆膜增幅分别为54.0～97.7,53.9～108.8mm。(2)无论何时覆膜,长期施氮较CK极显著降低了各生育时期0—300cm土壤贮水量。(3)休闲期覆膜较不覆膜极显著降低了土壤耗水量,减少幅度为47.2～55.7mm。(4)全生育期各处理玉米耗水量基本呈前期少、中期多、后期少的趋势,秋季覆膜较春季覆膜增幅为38.6～86.7mm,与播前底墒密切相关。(5)无论何时覆膜,施氮225kg/hm2春玉米产量和水分利用效率均较高,超过225kg/hm2时,产量下降。各施氮处理平均产量秋季覆膜较春季覆膜增加5.2%。各生育时期干物质积累量和收获指数以施N 225kg/hm2较高。另外,施氮极显著影响粗蛋白、粗脂肪和灰分含量。因此,覆膜尤其是秋季覆膜垄沟种植结合施氮225kg/hm2能明显提高春玉米产量和水分利用效率,优化产量构成,改善籽粒品质,是陇东旱塬区玉米高效优质生产的适宜种植模式。

摘要：探讨株行距配置调整后密度对旱地覆膜春玉米连作稳产和水分利用的影响,为旱地雨养区春玉米高产稳产栽培提供依据。试验于2014—2017年在黄土旱塬区甘肃省镇原县(35°30′N,107°39′E)进行,以紧凑型耐密高产春玉米品种"先玉335"为试验材料,设55,75 cm 2种等行距垄沟覆盖种植方式,6.0,7.5,9.0,10.5万株/hm^2 4个种植密度水平,采用裂区设计,连作定位观测。使用烘干法测定不同处理春玉米生育期0—200 cm土层土壤水分,研究黄土旱塬连作春玉米籽粒产量和土壤剖面水分变化。结果表明,在试验设计行距下,在干旱年份55,75 cm行距0—200 cm土层土壤剖面水分均有低湿区形成,2种行距40—200 cm土层最低含水率均出现在160 cm土层剖面,55 cm行距土壤含水量为8.9%,75 cm行距土壤含水量为8.7%,受降水及植株生育耗水的影响,20—120 cm土层土壤水分变化较为剧烈。不论降水年型如何,2种行距下0—200 cm土壤深层水分均未产生土壤干层,75 cm行距低湿区较55 cm行距随年份变化有不同程度扩大,但2种行距下7.5～10.5万株/hm^2相同密度耗水量没有显著差异。4年平均产量75 cm行距相同密度均高于55 cm行距,9.0万株/hm^2及以下种植密度处理稳产性较好,密度由低到高产量分别增加2.2%,5.8%,4.1%和3.0%,平均水分利用效率分别提升1.1%,5.9%,0.3%和-1.5%,不同行距相同密度产量和水分利用效率没有显著差异。研究表明,在黄土旱塬区55,75 cm行距配置7.5万株/hm^2种植密度连作具有稳定产量,并且不会导致土壤深层水分亏缺至产生土壤干层,是较为理想的连作稳产株行距配置种植模式。

摘要：目的:明确立式深旋耕作及地膜覆盖对半干旱区党参耗水、生长状况、产量、水分利用效率和经济收益的影响,为寻求半干旱区党参抗旱增产、资源高效利用的耕作栽培方法提供理论依据。方法:采用随机区组设计,于2017年设置立式深旋40 cm覆膜(VTM)、立式深旋40 cm(VT)、传统旋耕15 cm覆膜(RTM)和传统旋耕15 cm(RT)4个处理,测定党参不同生育时期0~300 cm土层土壤贮水量、叶片SPAD值、叶面积指数、植株地上干物质量和产量等指标,计算阶段耗水量、水分利用效率(WUE)、纯收益等指标,明确立式深旋耕作和覆膜对党参生产效率和经济效益的影响。结果:VT、VTM、RTM在拉蔓期到块根增长期0~300 cm土层土壤耗水量分别较RT高6.1~8.8、8.1~22.9和8.1~18.4 mm。VTM叶片SPAD值、地上干物质量和叶面积指数均显著高于其他处理,VT和RTM的叶片SPAD值、地上干物质量和叶面积指数无显著差异,但均显著高于RT。基于较高的个体和群体生长量,VTM党参块根产量和WUE分别较VT、RTM、RT提高31.8%、34.4%、59.8%和25.7%、28.3%、43.5%;VT、RTM产量和WUE无显著差异,分别较RT提高21.3%、18.9%和14.1%、11.8%。VTM纯收益达到5 540元/667 m^(2),分别较VT、RTM和RT提高33.8%、43.4%和68.9%;VT和RTM纯收益分别较RT提高26.3%和17.8%;VT较RTM提高7.2%。结论:立式深旋和覆膜均能促进党参拉蔓期到块根增长期耗水,使党参叶片SPAD值、地上干物质量和叶面积指数显著提高,块根产量和水分利用效率明显升高,并显著提高经济效益和纯收益,尤其是立式深旋耕作和覆膜结合是适宜于西北旱地党参种植的耕作技术,而且立式深旋耕作在一定程度上可替代地膜使用的效果。