黄土高原半干旱区覆膜玉米高产潜力及土壤水分承载力

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• 论文作者：马明生 ; 樊廷录 ; 李尚中
• 年：2016
• 作者机构：甘肃省农业科学院旱地农业研究所/农业部西北黄土高原地区作物栽培科学观测试验站;
• 论文关键词：旱作区 ; 地膜玉米 ; 高产潜力 ; 水分承载力
• 会议召开时间：2016-10-26
• 会议录名称：2016年全国青年作物栽培与生理学术研讨会论文集
• 语种：中文
• 分类号：S513
• 学会代码：CSSC
• 会议名称：2016年全国青年作物栽培与生理学术研讨会
• 会议地点：中国山东泰安
• 主办单位：中国作物学会
• 学会名称：中国作物学会
• 页数：2
• 文件大小：97k
• 原文格式：O
• 会议级别：全国

摘要

【研究背景】黄土高原旱作区被认为是我国未来农业开发最具潜力的地区,玉米作为黄土高原旱作区主要的粮食作物,对保障区域粮食安全意义重大。而该区域覆膜玉米持续高产对有限降水的大量消耗可能会对区域土壤水分安全带来影响,在生育期供水总量无法增加的情况下,如何保持作物高产、水分高效、生产持续、生态安全,将成为今后本领域研究的重大科学问题。基于黄土高原旱作区有限的降水,且考虑到土壤水分安全问题,本研究通过系统分析旱作覆膜玉米高产栽培条件下的耗水特征、深层土壤水分动态变化及年际间水分平衡,揭示黄土高原半干旱区玉米高产潜力和土壤水分生产潜力,为该区域农业生产持续发展和生态安全提供科学支撑;【材料与方法】试验于2012-2015年在甘肃省农业科学院定西试验站(农业部西北黄土高原地区作物栽培科学观测实验站)进行,该区域是黄土高原半干旱区400 mm降雨量旱作农区及其类区的典型代表。试验设全膜双垄沟播和半膜平作2种栽培方式,先玉335、吉祥1号、酒单4号3个玉米品种,45000、67500、90000株·hm~(-2)3个种植密度,定位连作4年。玉米播前、收获后及关键生育时期测定土壤含水量,收获后实收计产,系统分析不同栽培方式的增产效应、土壤水分利用特征以及年际间作物产量变化规律和土壤水分平衡,探索黄土高原半干旱区春玉米产量—水分关系以及土壤水分对玉米持续高产的承载能力,明确旱作玉米常年连作的合理群体结构和栽培模式;【结果与分析】2012-2015年全膜双垄沟播籽粒产量分别较半膜平作增产10.84%、18.02%、22.07%和32.12%,密度对籽粒产量总体表现为正效应,90000株·hm~(-2)和67500株·hm~(-2)分别较45000株·hm~(-2)增产14.48%和9.08%。玉米耗水量在不同试验年份、栽培方式间、密度间存在差异,全膜双垄沟播总体较半膜平作多耗水1.64%,但年际间差异显著(p<0.01),2012-2015年分别多耗水-4.65%、-0.09%、3.05%、10.09%,随着密度的增加,耗水量逐渐增加,90000株·hm~(-2)和67500株·hm~(-2)分别较45000株·hm~(-2)增加了2.49%和2.01%。地膜覆盖后由于作物个体的增大对水分的需求量随之增大,丰水年份半膜平作田间蒸发增大,导致全膜双垄沟播与半膜平作耗水量基本相当,而干旱年份半膜平作田间蒸发量相对减少,全膜双垄沟播由于植株个体生长势较强,植株蒸腾耗水量大,而且干旱年份可能会大量消耗深层水分,致使其整体耗水量高于半膜平作。试验年份,各处理0-3mm土层均未出现明显的低水分层,全膜双垄沟播虽然消耗了较多的土壤水分,但可通过休闲期降雨量进行补充恢复,但干旱年份有待进一步验证。全膜双垄沟播休闲效率较半膜平覆高42.43%;【结论】在试验年份降雨量条件下,全膜双垄沟播玉米在产量和WUE方面较半膜平覆表现出明显的优势,耗水量大于半膜平作,年际间差异显著,高密度处理耗水量与低密度差异不显著。定位连作4年后,各处理土壤0-300cm土层均未表现出明显的干层现象,通过休闲期恢复,土壤水分能满足下季玉米前期生长需求。黄土高原半干旱区地膜玉米在常规45000株.hm~(-2)基础上增加15000-225000株·hm~(-2)来提高产量是可行的,可实现籽粒产量10500 kg·hm~(-2)以上。

引文