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种植方式与施氮量对土壤理化性质及春玉米产量的影响

种植方式与施氮量对土壤理化性质及春玉米产量的影响

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作者：樊恒志西北农林科技大学

学位级别：硕士

黄土高原是我国最大的旱作农区,受大陆性季风气候的影响,降水稀少且不均,季节性干旱严重限制农业生产。此外,该地区长期高强度的栽培管理导致土壤养分贫瘠且结构不良,通过优化田间管理实践被认为是改善这一问题的关键途径。为实现降水... 详细信息

黄土高原是我国最大的旱作农区,受大陆性季风气候的影响,降水稀少且不均,季节性干旱严重限制农业生产。此外,该地区长期高强度的栽培管理导致土壤养分贫瘠且结构不良,通过优化田间管理实践被认为是改善这一问题的关键途径。为实现降水的高效收集和利用,垄沟覆膜种植广泛用于旱作农业生产中,其高效的生产能力得到充分认可。合理施肥是发挥地膜效益的有效途径,垄沟覆膜和施肥相结合被认为是旱地玉米增产稳产措施。然而,目前关于土壤肥力和团聚体在不同氮施用水平下对垄沟覆膜种植响应的相关研究较少。因此,本研究采用双因素随机区组试验设计,设置种植方式(传统平作种植(P1)与垄沟覆膜种植(P2))和施氮量(180 kg N ha(N1)与300 kg N ha(N2))两因素,明确其对雨养春玉米田土壤养分和酶活性,团聚体粒级组成、稳定性、碳氮组分及作物产量的影响,主要研究结果如下:(1)种植方式和施氮量均对土壤水分和养分含量有影响。两个生长季,与平作相比,垄沟覆膜种植分别提高了春玉米田土壤含水量、有机碳、易氧化有机碳、可溶性有机碳、可溶性有机氮、微生物量碳、微生物量氮、过氧化氢酶、脲酶、蔗糖酶含量7.47%-8.78%、4.25%-6.46%、16.01%-17.55%、2.07%-2.92%、5.72%-6.69%、1.07%-1.39%、11.43%-13.42%、0.9%-2.32%、3.82%-6.36%、1.08%-1.95%,但土壤全氮和速效磷、钾呈现出相反的趋势,分别降低9.52%-11.9%、7.27%-9.47%、1.44%-1.82%。在同一种植方式下,与N1相比,N2施氮水平分别提高了土壤有机碳、全氮、可溶性有机碳、可溶性有机氮、微生物量碳、微生物量氮、过氧化氢酶、脲酶、蔗糖酶含量9.63%-11.52%、15.4%-18%、2.56%-4.64%、4.14%-6.35%、4.15%-6.75%、6.99%-9.66%、9.86%-13.35%、13.65%-20.14%、3.13%-6.1%,分别降低了土壤含水量、速效磷、钾含量1.01%-3.58%、18.91%-20.85%、1.36%-3.17%。综合来看,垄沟覆膜配合N2施氮量土壤肥力效果最优。(2)团聚体组成和稳定性对种植方式和施氮量响应显著。相比平作,垄沟覆膜下,机械性团聚体和水稳性团聚体>2 mm粒径含量分别增加了13.32%-21.77%、38.88%-59.32%,但种植方式下,与N1相比,N2分别提高了>2 mm粒径机械性团聚体和水稳性团聚体含量14.01%-19.27%、19.12%-72.44%,垄沟覆膜分别提高了机械性团聚体平均重量直径(MWD)、平均几何直径(GMD)、>0.25 mm团聚体含量(R)9.08%-15.39%、11.74%-22.17%、1.94%-3.13%和水稳性团聚体MWD、GMD、R24.01%-37.34%、15.79%-26.24%、27.78%-43.13%;在同一种植方式下,相比N1,N2显著提高了机械性团聚体MWD、GMD、R10.57%-16.17%、17.32%-24.88%、4.12%-4.68%和水稳性团聚体MWD、GMD、R15.15%-32.58%、15.46%-20.88%、17.43%-24.51%。总体而言,土壤团聚体结构和稳定性在垄沟覆膜种植下N2施用量中最佳。(3)成熟期机械性团聚体各粒级碳、氮组分变化与全土对种植方式及施氮量的响应基本一致,且垄沟覆膜种植显著提高了>2 mm粒级有机碳含量,其中垄上提高5.49%-9.88%,略低于沟内11.11%-17.97%,并呈现出随着粒级的减小,提高幅度降低的趋势,在1-2 mm、0.25-1 mm、2 mm、1-2 mm、0.25-1 mm、垄沟覆膜种植和施氮量均显著影响了春玉米的植株高度、茎粗、干物质量,且在处理之间呈现一致趋势:N2P2>N1P2>N2P1>N1P1。相比平作,垄沟覆膜分别显著提高了穗粒数、百粒重、单位面积穗数13.53%、7.51%、8.21%;相比N1,N2施氮量对穗粒数和单位面积穗数分别显著提高6.09%、5.51%,但使百粒重降低了1.35%。与平作相比,垄沟

关键词：黄土高原垄沟覆膜种植施氮量土壤理化性质旱作玉米

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施肥量和播种密度对覆膜种植青贮玉米生长发育以及品质的影响

施肥量和播种密度对覆膜种植青贮玉米生长发育以及品质的影响

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作者：刘文瀚西北农林科技大学

学位级别：硕士

宁夏南部地区作为我国重要的旱作农业区之一,近年来畜牧业发展迅速,对青贮玉米的产量和品质要求不断提高。为了进一步优化青贮玉米种植适宜的肥力和密度组合,探明施肥量和种植密度对旱作覆膜种植青贮玉米产量和品质的影响,同时研究覆膜... 详细信息

宁夏南部地区作为我国重要的旱作农业区之一,近年来畜牧业发展迅速,对青贮玉米的产量和品质要求不断提高。为了进一步优化青贮玉米种植适宜的肥力和密度组合,探明施肥量和种植密度对旱作覆膜种植青贮玉米产量和品质的影响,同时研究覆膜种植方式对青贮玉米生长发育和土壤环境改善的作用效果,进一步优化旱作青贮玉米栽培技术,于2021-2022年在宁夏彭阳设置了施肥量和种植密度两因素随机区组试验和覆膜方式的单因素试验,连续两年进行了定位研究。设置3种种植密度(低密度D1,60000株ha-1;中密度D2,75000株ha-1;高密度D3,90000株ha-1)、5个施肥水平(不施肥N0,N 0 kg ha-1+P2O50 kg ha-1;低肥N1,N 117 kg ha-1+P2O561 kg ha-1;中肥N2,N 173 kg ha-1+P2O588 kg ha-1;高肥N3,N 229 kg ha-1+P2O5115 kg ha-1;超高肥N4,N 285 kg ha-1+P2O5142 kg ha-1)和2种种植方式（双垄沟覆膜种植D,垄宽70 cm与50 cm交替排列,垄高15 cm,地面全部覆盖塑料薄膜;裸地种植N）。主要研究结果如下:（1）垄沟覆膜种植方式影响了玉米的生长发育和土壤环境。2021年D处理下拔节期、抽雄期和收获期的土壤水分含量均高于N处理,分别提高了4.8%、11.2%和18.2%,在收获期各处理之间的差异达到最大。2022年土壤水分含量随土层深度的变化相比2021年更加明显,D处理在三个时期相比N处理分别提高了10.7%、11.8%和20.4%。（2）垄沟覆膜种植系统下施肥量和种植密度的变化影响着玉米各生育时期的干物质积累以及收获期的产量。2021年,在同一施肥量下,各种植密度的干物质积累表现为D3>D2>D1,收获期D3相对D2和D1平均提高了64.5%和26.3%。2022年,在同一种植密度下,干物质产量积累随着施肥量的增加而增加,在N3和N4处理下无显著差异。籽粒产量方面,2021年,三个密度处理下N4、N3、N2、N1的籽粒产量均显著高于N0处理,在N4处理下达到最大值。其中N1与N2无显著差异,N3与N4无显著差异,N3、N4相比N1的平均籽粒产量分别提高了41.3%和40.7%。2021年各施肥量下的生物产量随密度的变化趋势为D3>D2>D1。其中D3和D2相比D1生物产量分别提高了67.8%和30.6%。（3）垄沟覆膜种植系统下施肥量和种植密度对青贮玉米品质都有较大的影响。随着施肥量的增加,青贮玉米各部位的粗蛋白（CP）和淀粉（ST）含量不断增加但效果逐渐减缓,而酸性洗涤纤维（ADF）和中性洗涤纤维（DNF）的含量则逐渐降低。种植密度的增加会引起NDF和ADF的含量增加,而CP含量则逐渐降低,ST、粗脂肪（EE）含量略有下降但是各处理间无显著差异。综上所述,在垄沟覆膜种植的基础上中密度75000株ha-1下设置施肥量为高肥(N3,N 229 kg ha-1+P2O5115 kg ha-1)的种植方式,可以促进青贮玉米的生长发育,改善土壤环境,同时在保证青贮玉米品质的基础上获得最高的干物质积累和收获期产量。

关键词：垄沟覆膜种植种植密度施肥量干物质积累品质

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垄沟马铃薯膜际除草培土机的研制

垄沟马铃薯膜际除草培土机的研制

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作者：张瑞甘肃农业大学

学位级别：硕士

机械除草不仅替代了以往用化学药剂除草的做法,减少了农药施用量,控制了农业水环境污染,符合今后我国农业发展“一控两减三基本”目标,而且工作效率比人工除草提高5倍。因此机械除草被视为作物中耕过程中的重要作业方式,在全球旱作农业... 详细信息

机械除草不仅替代了以往用化学药剂除草的做法,减少了农药施用量,控制了农业水环境污染,符合今后我国农业发展“一控两减三基本”目标,而且工作效率比人工除草提高5倍。因此机械除草被视为作物中耕过程中的重要作业方式,在全球旱作农业生产中得到广泛应用。目前,国内中耕除草培土作业机械的电动化研究尚处于起步阶段,大多数中耕机械采用传统的燃油机,噪音大、振动强且尾气污染严重。此外,除草和培土工序分开独立完成,增加了生产成本和功耗。本文针对马铃薯垄作覆膜种植模式下膜际处杂草茂盛,土壤板结严重,不易保墒蓄水,且人工除草雍土作业强度大、作业效率低等问题,设计了一种垄沟马铃薯膜际除草培土机。本文主要从以下几个方面进行了研究:(1)根据马铃薯垄沟覆膜栽培技术要求、中耕作业的农技要求及中耕机具的性能要求,设计了一种垄沟马铃薯膜际除草培土机,并对中耕除草培土机的主要结构、工作原理进行阐述,确定其主要技术参数。(2)基于现有除草铲和培土器的基础上,设计了一种中耕除草培土铲,并对其结构及工作原理进行阐述,确定其主要结构参数,运用楔原理对铲子进行分析;借助ANSYS Workbench对铲柄进行有限元静力学分析,铲柄的最大变形出现在与铲体连接的螺纹卡铁处,其最大变形量为0.12 mm。铲柄与机架连接的第三个螺纹孔处应力最大,最大应力值为9.28 Mpa,但远远小于铲柄材料的屈服应力355 Mpa,说明铲柄有足够的强度和刚度储备,满足生产需要;通过有限元模态分析确定机架的固有频率和振型,分析结果表明,该机架的固有频率能够有效避开外界激振频率,保证了整机在工作过程中安全稳定地运行。(3)根据除草培土机作业时所需实际功率大小,选择与之匹配的驱动电机和蓄电池,并计算相关性能参数,进而设计整机的传动方案并计算相关参数。(4)在理论分析的基础上,对垄沟马铃薯膜际除草培土机进行田间试验,对整机的工作性能及各部件的配合、运作情况进行试验验证,全面观察各项作业质量,从而对整机结构进行优化改进。田间试验结果表明该机可一次完成松碎土壤、除草、培土等作业工序,各项作业指标均达到设计要求,除草培土效果良好。

关键词：农业机械马铃薯垄沟覆膜种植除草培土

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