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1.
Effects of rainfall harvesting and mulching technologies on water use efficiency and crop yield in the semi-arid Loess Plateau, China 总被引：7，自引：0，他引：7
In semi-arid areas, crop growth is greatly limited by water. Amount of available water in soil can be increased by surface mulching and other soil management practices. Field experiments were conducted in 2005 and 2006 at Gaolan, Gansu, China, to determine the influence of ridge and furrow rainfall harvesting system (RFRHS), surface mulching and supplementary irrigation (SI) in various combinations on rainwater harvesting, amount of moisture in soil, water use efficiency (WUE), biomass yield of sweet sorghum (Sorghum bicolour L.) and seed yield of maize (Zea mays L.). In conventional fields without RFRHS, gravel-sand mulching produced higher biomass yield than plastic-mulching or straw-mulching. In plastic-mulched fields, an increasing amount of supplemental irrigation was needed to improve crop yield. There was no effect of RFRHS without plastic-covered ridge on rainwater harvesting when natural precipitation was less than 5 mm per event. This was due to little runoff of rainwater from frequent low precipitation showers, and most of the harvested rainwater gathered at the soil surface is lost to evaporation. In the RFRHS, crop yield and WUE were higher with plastic-covered ridges than bare ridges, and also higher with gravel-sand-mulched furrows than bare furrows in most cases, or straw-mulched furrows in some cases. This was most likely due to decreased evaporation with plastic or gravel-sand mulch. In the RFRHS with plastic-covered ridges and gravel-sand-mulched furrows, application of 30 mm supplemental irrigation produced the highest yield and WUE for sweet sorghum and maize in most cases. In conclusion, the findings suggested the integrated use of RFRHS, mulching and supplementary irrigation to improve rainwater availability for high sustainable crop yield. However, the high additional costs of supplemental irrigation and construction of RFRHS for rainwater harvesting need to be considered before using these practices on a commercial scale. 相似文献
2.
Zhongkui Xie Guodong Cheng Cecil L. Vera Yubao Zhang 《Agricultural Water Management》2010,97(6):917-92
Gravel and sand mulch is an effective practice in conserving soil and moisture. However, the proportion of different particle size in this kind of mulch layer is an important factor to be considered in order to obtain optimal results from this practice. From 2005 to 2007, a series of experiments including one with watermelon were conducted in the semi-arid Loess Plateau of northwest China to determine the influence of particle size and its proportion in mulch layer on soil temperature, evapotranspiration, water use efficiency (WUE) and watermelon (Citrullus lanatus L.) yield. The treatments in no-watermelon experiments included particle sizes classified as <0.3, 0.3-1, 1-2, 2-4, 4-6, 6-8 and 8-10 cm mesh size or various rates of 2-6 cm pebble accounting for 0, 10, 20, 30, 40, 50, 60 and 70% with 30% 1-2 cm gravel-sand in mulch layer (as well as correspondingly decreasing sand proportions). The watermelon experiment included three particle sizes, 0.3-1, 1-2 and 2-6 cm. Soil temperature at 8:00 h was highest for the 1-2 cm treatment, and the daily average temperature at 14:00 h was highest for the 0.3-1 cm treatment. Soil temperature decreased with particle size increasing due to porosity enlarging. The relationship between soil temperature and particle size followed a quadratic or cubic curve. Soil temperature was increased by gravel-sand mulch plus plastic film. The increment of soil temperature was larger especially for 1-4 cm particle size. In the gravel-sand mulch layer having different size particles, the greater percentage being of 2-6 cm pebbles, increases porosity, and lowers soil temperature, and causes more evaporation. The results of the watermelon experiment showed that soil moisture before seeding would not affect the yield during the years of using gravel mulch. Watermelon yield and WUE were higher for 1-2 and 0.3-1 cm treatments than 2-6 cm treatments in later experiments during 2006 and 2007. In conclusion, 2-6 cm large size particles would not account for much in gravel-sand mulching layer. It would be better if the percentage of 2-6 cm particles was less than 30%. 相似文献
3.
夏玉米沟垄覆盖集水效果及生态效应研究 总被引：10，自引：0，他引：10
采用垄上覆膜集雨保墒、沟内种植的栽培方法,在半湿润易旱区的陕西关中红油土上进行了夏玉米田间试验,探讨覆膜集雨栽培对玉米产量、养分携出量及水分利用效率的影响。结果表明,覆膜集雨种植能明显提高夏玉米的籽粒产量、生物产量,有利于植株对养分的吸收利用;覆盖措施具有很好的蓄水保墒效果:在玉米灌浆期,覆膜使土壤0～100、0～200cm的贮水量分别比对照提高了8.2、17.1mm,覆膜覆草使土壤0～100、0～200cm的贮水量分别提高了13.6、23.0mm,覆膜覆草处理的集水效果更为显著,水分利用效率更高,平均每消耗1mm水分可生产玉米籽粒比覆膜处理提高了8%。 相似文献
4.
不同种植年限对压砂地土壤盐分及西瓜产量的影响 总被引：2，自引：0，他引：2
通过大田试验,研究了宁夏环香山地区不同种植年限对压砂地土壤盐分以及西瓜产量的影响,以期为压砂地持续利用及西瓜生产力预估提供参考.结果表明:随着种植年限增加,压砂地0~80 cm土层内土壤盐分总值不断降低;在种植6,10,15 a后,盐碱性压砂地0~80 cm土层内盐分含量较3 a的分别降低了70.3%,21.4%和56.4%,非盐碱性压砂地0~80 cm土层内盐分分别降低了50.6%,62.4%和34.8%;随着土层深度增加,盐碱性与非盐碱性压砂地的土壤盐分含量均呈增大趋势;非盐碱性压砂地在0~80 cm土层内,pH值呈先减小后增大趋势;西瓜产量与盐分含量关系密切,盐碱性压砂地的西瓜产量随着盐分降低不断增大,西瓜产量随土壤盐分降低先增大后减小. 相似文献
5.
不同覆膜对制种油菜生长及土壤水热的影响 总被引：4，自引：1，他引：3
为了给发展制种油菜节水高效栽培技术提供理论依据,采用随机区组试验设计,研究了不同覆膜栽培模式对制种油菜土壤水热变化动态、生育进程及产量的影响。试验设5个处理分别为:半膜平作(FHP)、半膜垄作(RHP)、全膜平作(FOP)、全膜垄作(ROP)和不覆膜平作(CK),从制种油菜生长发育动态,土壤水热变化规律,产量及水分利用效率等方面比较了不同栽培技术的优越性。结果表明,全生育期FHP、RHP、FOP和ROP处理0~25 cm土层土壤积温分别较CK增加97.4、132.3、196.7和257.6℃(P0.05),且有效延长了制种油菜花期,FOP、ROP、FHP和RHP处理花期分别较CK延长16、13、11、9 d;覆膜栽培可有效地改善制种油菜田0~110 cm土壤水分状况,且以0~30 cm表现最为显著,随着土层深度的增加,其影响效果逐渐减弱;FHP、RHP、FOP和ROP处理均促进了植株个体发育,提高了制种油菜单株角果数、角粒数、制种产量和水分利用效率,其中以ROP处理最为显著,制种产量较CK增加34.05%,水分利用效率较CK提高30.83%。由此可见,全膜垄作栽培可推荐为春油菜制种较为理想的节水高效栽培模式。 相似文献
6.
砂田抑制蒸发功能随覆砂年限的演变规律 总被引：1，自引：0，他引：1
《灌溉排水学报》2019,(3)
【目的】研究压砂覆盖(砂田)保温及抑制蒸发功能随砂田退化程度的演变规律。【方法】基于多年Landsat卫星数据,使用辐射传输方程法反演香山地区砂田地表温度(LST),结合田间地表温度监测,对比砂田与裸地的地表温度变化,分析了砂田抑制土壤蒸发的机理,并探讨了砂田的功效与砂田使用年限的关系。【结果】砂田在LST-NDVI梯形空间中贴近于暖边,其土壤水分比耕地少,接近于干土层。因此,砂田可以隔离辐射与土壤表层,从而减小潜热通量,抑制土壤蒸发。砂田昼夜温差明显比裸地大,且对于西瓜等作物,砂田的有效地表积温也比裸地提高了10%。【结论】砂田退化过程可分为纯砾石阶段、砂土混合阶段和砂土连通阶段,从砂田的保温及抑制蒸发功能来看,砂田的有效使用年限为25～30 a。 相似文献
7.
在2个灌水水平下（I1：高水，I2：低水）以不同滴灌带间距（A1：1m，A2：0.5m）与覆膜方式（M1：全膜覆盖，M2：半膜覆盖）进行2a田间试验，结合作物产量、作物水分利用效率（WUE）以及产投比筛选适宜的膜下滴灌模式，并利用产量水分敏感系数（ky）确定最优的膜下滴灌模式。结果表明：在低频灌溉模式下，部分覆膜处理的蒸腾（ET）高于全覆膜处理，而产量和WUE低于全覆膜处理。尽管滴灌带间距对ET的影响不明显，然而在高水处理下，“一管单行”作物的产量与WUE高于“一管双行”。高频灌溉模式下，作物产量及WUE对灌溉量、覆膜方式、滴灌带间距的响应呈现耦合性。低频灌溉条件下，ky对灌溉量及滴灌带间距的响应均不显著，而部分覆盖处理WUE低，ky高，对水分胁迫的响应敏感。高频灌溉条件下，覆膜方式、灌溉量以及滴灌带间距均对ky 产生影响。高频灌溉条件下，ky能对经WUE筛选出的膜下滴灌处理进行进一步的优选。基于ky的结果，结合产量、水分利用效率与产投比，建议在高频灌溉条件下采取“全膜低水+一管双行”模式或“半膜高水+一管单行”模式，在低频灌溉条件下采取全膜高水模式。 相似文献
8.
不同种植模式冬小麦耗水特性及产量试验研究 总被引：1，自引：0，他引：1
通过田间试验,研究了两种种植模式（传统平作和垄植沟灌）不同水分处理对冬小麦耗水特性和产量的影响。结果表明：相较于传统平作种植模式,垄植沟灌冬小麦的全生育期耗水量减少26.26~31.92mm,穗粒数和千粒重分别增加6.09%和3.79%,增产150.57~237.63kg/hm2,水分利用效率提高9.43%~10.39%;两种种植模式的耗水量和产量与水分处理呈正相关,但随着水分控制下限的提高,水分利用效率则先增大后减小;确定垄植沟灌为冬小麦适宜种植方式,并在L-70水分处理获得了最优的水分利用效率,达到1.91 kg/m3,产量达到7589.96 kg/hm2。 相似文献
9.
不同集雨垄面和垄沟宽度对马铃薯产量和土壤含水量的影响 总被引：1，自引：0，他引：1
研究了不同覆膜集雨垄面和垄沟宽度对土壤含水量、产量、商品薯率和产量WUE的影响。试验结果表明,对0~100cm土层土壤含水量的影响是随着集雨垄面宽度的增加而增加;对产量WUE、产量和商品薯率的影响具体表现为M_(50)G_(20)M_(60)G_(10)M_(40)G_(30)CK,随着集雨垄面宽度的增加,影响是先增加,当集雨垄面宽度为50cm,垄沟宽度为20cm时影响最大,而后随着集雨垄面宽度的增加影响逐渐降低。综合分析,初步推出M_(50)G_(20)这种模式集雨效果最好,能最大程度增加经济效益。 相似文献
10.
针对宁南山区春季降雨少、低温不利于马铃薯出苗,而作物生育中后期高温胁迫限制马铃薯块茎形成导致减产等问题,于2016年设置垄覆地膜沟内覆盖塑料地膜(DM)、玉米秸秆(JG)、生物降解膜(SM)、麻纤维地膜(MM)、液态地膜(YM)及沟不覆盖(BM),以传统平作为对照(CK),研究沟垄覆盖模式对土壤温度、土壤水分、旱作马铃薯生长及块茎产量的影响.结果表明:处理DM,SM,MM和YM马铃薯生育期耕层土壤温度表现出增温效应,而处理JG和BM表现为降温效应,其中处理DM增温效果和处理JG降温效果最佳.处理YM,JG对马铃薯生长前期保水效果较好,分别较CK显著提高13.3%,27.0%,而处理JG,DM对生育中后期的保墒效果较佳,分别较CK显著提高22.4%,13.2%.处理JG可显著促进马铃薯生长,其增产效果最为显著,DM次之,分别较CK增产47.8%,44.8%,其他处理较CK差异不具有统计学意义.可见,在宁南山区实施垄覆地膜沟覆秸秆模式可调控土壤水热环境,对旱作马铃薯生长及增产效果最佳. 相似文献
11.
《Agricultural Water Management》2002,54(3):243-254
The ridge and furrow rainfall harvesting (RFRH) system with mulches is being promoted to increase water availability for crops for higher and stable agricultural production in many areas of the Loess Plateau in northwest China. In the system, plastic-covered ridges serve as rainfall-harvesting zones and stone-, straw- or film-mulched furrows serve as planting zones. To adopt this system more effectively, a field study (using corn as an indicator crop) was conducted to determine the effects of different ridge:furrow ratios and supplemental irrigation on crop yield and water use efficiency (WUE) in the RFRH system with mulches during the growing seasons of 1998 and 1999.The results indicated that the ridge:furrow ratios had a significant effect on crop yield and yield components. The 120:60 cm ridge and furrow (120 cm wide ridge and 60 cm wide furrow) system increased yield by 27.9%, seed weight per head by 14.8%, seed number per head by 7.4% and 1000-seed weight by 4.7%, compared with the 60:60 cm ridge and furrow (60 cm wide ridge and 60 cm wide furrow) system. No differences in WUE were found between the two ratio systems. For corn and winter wheat, the optimum ridge:furrow ratio seems to be 1:1 in the 300-mm rainfall area, 1:2 in the 400-mm rainfall area and 1:4 in the 500-mm rainfall area. The optimum ridge:furrow ratio seems to be 1:3 for millet in the 300-mm rainfall area, although it is unnecessary to adopt RFRH practice in regions with more than 400 mm rainfall. The most effective ridge size for crop production seems 60 cm in the Loess Plateau. Implementing supplemental irrigation in the RFRH system is also a useful way to deal with the temporal problem of moisture deficits. In the case of corn, supplemental irrigation at its critical growth stage can increase both grain yield and WUE by 20%. The combination of in situ RFRH system with supplemental irrigation practice will make the RFRH system more attractive. 相似文献
12.
膜上灌春小麦调亏效应研究 总被引：1，自引：1，他引：1
在膜上灌水方式下覆膜和露地处理全生育期不同水分处理调亏下,膜上灌高产处理耗水量比对照减少了310.3mm却增产1363.69kg/hm2,同一水分处理下膜上灌丰水处理F(FM)比露地丰水处理F(B)增产40.99%,WUE提高了4.67kg/(mm.hm2);膜上灌中度处理M(FM)比露地中度处理M(B)增产52.55%,WUE提高了6.86kg/(mm.hm2)。相同水分条件下覆膜处理具有明显的增温、保墒增产作用,最高产量所需的土壤适宜水分下限较露地下降10%~15%。结果表明同一水分处理下覆膜小麦不仅具有较高的生物产量,而且具有较大的库容,因而开花后干物质积累量,茎、叶器官的输出率、分配率、转换率均高于露地小麦,最终表现为粒重增加经济产量提高。 相似文献
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针对干旱沙区水资源短缺、水分利用效率较低、“白色污染”等问题,在内蒙古乌兰布和沙区开展了2 a的可降解地膜膜下滴灌田间试验.试验设置2种类型的地膜覆盖(可降解地膜和普通地膜)与3个灌溉定额(低水、中水和高水)共6个处理,研究了可降解地膜覆盖下不同灌水处理对干旱沙区玉米生长、产量、土壤含水率、耗水量及水分利用效率WUE的影响.结果表明:可降解地膜覆盖下的玉米生长和产量与普通地膜覆盖的差异不具有统计学意义,抽雄期后耗水量较大,而WUE显著降低;可降解地膜覆盖下灌水量对玉米生长、产量、土壤含水率、耗水量及WUE有显著的影响,灌水量增加会促进玉米生长,延缓后期玉米衰老,增加玉米产量,2 a均为高水处理的产量最大,分别为13 614.97,13 726.68 kg/hm2,且与中水处理的差异不具有统计学意义;耗水量随灌水量增加呈上升趋势,而WUE随灌水量增加呈抛物线趋势,2 a中水处理的WUE均为最大,平均分别比高水、低水处理的高2.77%,19.56%. 相似文献
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生物可降解地膜对棉花产量及水分利用效率的影响 总被引：2，自引：0，他引：2
为了探求华北平原棉花可降解地膜覆盖替代普通膜覆盖的可行性,解决白色污染问题,试验设置4种处理:6 μm PE普通地膜(PE)、8 μm生物可降解地膜(M1)、6 μm生物可降解地膜(M2)及不覆盖地膜(CK),分析比较各处理对棉花出苗率、叶面积指数(LAI)、农田耗水速率、产量及水分利用效率(WUE)的影响.结果表明,与处理CK相比,覆盖地膜显著提高了棉花出苗率,但3种覆膜处理间差异不具有统计学意义;在棉花生育前期,2种生物可降解地膜处理的LAI显著低于PE处理的.3种覆膜处理之间的籽棉产量和霜前花率的差异均不具有统计学意义.3种覆膜处理间WUE的差异不具有统计学意义,但均显著高于CK的.2种生物可降解地膜处理相较于PE,对棉花的出苗率、霜前花率、籽棉产量及WUE的差异均不具有统计学意义.相较于PE,使用6 μm生物可降解膜不会造成棉花耗水量升高,而8 μm可降解膜则显著增加了棉花的耗水量.因此6 μm生物降解膜取代PE膜较好. 相似文献
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【目的】探究夏玉米根系分布、水分利用效率及产量对沟灌种植下不同秸秆覆盖方式的动态响应。【方法】在河套灌区开展不同耕作模式的小区试验,试验设常规垄覆膜沟灌(FM)、垄覆秸秆沟灌(FLJ)、沟覆秸秆沟灌(FGJ)、垄沟覆秸秆沟灌(FLGJ)4个处理。研究了夏玉米各土层的根长密度、作物耗水量、产量及其相关指标,【结果】沟灌种植模式下不同秸秆覆盖方式显著(P<0.05)影响夏玉米根系分布、产量和水分利用效率,通过沟覆秸秆沟灌可改善夏玉米根系分布,提高水分利用效率,达到高产。沟覆秸秆促进了垄上大于40 cm土层根系发育,根长密度较FM处理增加128.1%,显著提高沟里大于20 cm土层根长密度,促进对深层土壤水分养分吸收利用,提高产量。与FM处理相比,FGJ和FLGJ处理的水分利用效率显著提高了51.9%和54.3%,增产9.3%和9.0%,但FGJ处理的收获指数显著高于其他处理(P<0.05),为0.48。【结论】沟灌种植模式下沟覆秸秆FGJ处理改善深层根系分布效果较好,显著提高夏玉米水分利用效率及产量。 相似文献
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《灌溉排水学报》2019,(10)
【目的】探讨垄沟宽度对垄膜沟播胡麻水分利用效率和产量的影响,为提高垄膜沟播胡麻经济效益提供依据。【方法】对25 cm垄沟宽垄膜沟播(R25)、35 cm垄沟宽垄膜沟播(R35)、45 cm垄沟宽垄膜沟播(R45)和露地条播(CK)4个栽培条件下胡麻田土壤水分、胡麻生物量、水分利用效率、产量进行了比较分析。【结果】覆膜处理可缩短胡麻生育期2 d,不同处理间出苗率差异较大。胡麻种植区、覆膜区土壤水分垂直变化总体随土层增加呈增加趋势。R25、R35处理的生物量变化趋势一致,先上升后降低,鲜质量和干质量均在灌浆期达到最大值;R45处理和CK的生物量变化趋势一致,鲜质量在开花期最高,干质量在成熟期最高。R25处理的水分利用效率和产量均高于其他处理,R25处理水分利用效率较CK提高了32.81%,产量较CK提高了16.67%。【结论】垄沟宽度是影响垄膜沟播胡麻水分利用效率和产量的重要因素,较小的垄沟宽度(25 cm)有利于提高胡麻水分利用效率和产量。 相似文献
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针对CERES-Maize模型没有覆膜处理模块而无法从机理上实现对覆膜玉米生长发育及产量形成过程进行模拟的问题,依据作物生长发育的有效积温原理,利用膜地增温对有效气积温的补偿效应,量化覆膜地温对气温的补偿值,改进模型气象模块中的气温输入数据,同时将模型中影响腾发量及水量平衡计算的冠层能量消光系数K调整为0.5,构建了适宜于膜下滴灌的改进型CERES-Maize模型,并依据2014和2015年膜下滴灌玉米田间试验数据对改进模型进行验证.结果表明覆膜地积温对气积温的增温补偿系数Cc:播种-出苗期为0.45,出苗~抽雄前期为0.20;随着K降低,地上生物量与籽粒产量的相对误差绝对值ARE降低并趋近于0;改进后的模型能够较好地模拟覆膜玉米开花期天数、成熟期天数、收获期地上生物量和籽粒产量,其模拟值和实测值的ARE分别为0.58%,0.37%,7.65%和16.95%,相对均方根误差RRMSE分别为0.84%,0.51%,8.75%和17.50%. 相似文献
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坡耕地玉米滴灌节水技术集成模式研究 总被引：2，自引：0，他引：2
通过对"大垄双行覆膜+膜下滴灌+垄向区田"和"行间覆膜+露地滴灌+垄向区田"两种集成模式条件下的玉米产量、经济效益以及水分利用效率的研究,结果表明:"大垄双行覆膜+膜下滴灌+垄向区田"集成模式从产量、经济效益和水分利用效率均好于"行间覆膜十露地滴灌+垄向区田"集成模式;利用RAGA-PIC模型对集成模式进行评价,各个指标的贡献率大小顺序依次为:产值,经济效益,水分利用率,玉米产量和投入费用,其中B2处理表现最好,为抗早节水提出了新的思路. 相似文献
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秸秆覆盖对夏玉米田棵间蒸发和土壤温度的影响 总被引：37，自引：1，他引：36
华北平原高产农区冬小麦和夏玉米实行1年二作的种植制度,夏玉米生长在雨热同期的6～9月,降雨能满足夏玉米50%左右的需求,需灌溉1～2水。研究表明,夏玉米田全生育期土壤的无效蒸发占其总蒸散的1/3左右。实施秸秆覆盖可以有效地保墒土壤、降低土壤蒸发,大大提高夏玉米的水分利用效率。试验结果表明,秸秆覆盖对土壤蒸发的抑制率3年平均为58%,前期由于LAI小,土壤裸露,秸秆覆盖的效果更明显。秸秆覆盖可以有效地平抑地温的变化,降低地温的日振幅,缓和昼夜温差,避免了地温的剧烈变化,能有效地缓解地温的激变对作物根部产生的伤害。由于秸秆覆盖改善了土壤的水热变化,有利于作物的生长和产量和水分利用效率的提高。11年的覆盖试验结果表明,在不同的年型,秸秆覆盖处理平均增产4.35%,水分利用效率平均提高12.26%,耗水系数平均降低9.75%。 相似文献