张登奎
- 作品数：22 被引量：111H指数：6
- 供职机构：甘肃农业大学草业学院更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金更多>>
- 相关领域：农业科学水利工程天文地球更多>>
- 生物炭覆盖垄沟集雨种植对集雨垄径流、土壤水热和红豆草产量的影响被引量：8
- 2020年
- 为探索半干旱黄土高原区垄沟集雨种植的可持续性,寻求垄沟集雨种植红豆草的适宜生物炭覆盖类型和最佳垄宽,采用随机区组大田试验,以传统平作为对照,研究不同集雨垄覆盖材料[土壤结皮(土垄)、玉米秸秆炭土壤结皮(玉米秸秆垄)和牛粪炭土壤结皮(牛粪炭垄)]和不同垄宽(30 cm、45 cm和60 cm,沟宽均为60 cm)对径流系数、土壤水热、红豆草干草产量和水分利用效率的影响。结果表明:土垄、玉米秸秆炭垄和牛粪炭垄的平均径流系数分别为29.7%、26.2%和25.1%。垄沟集雨种植增加根系层土壤含水量和垄上表层土壤温度,缓和沟中表层土壤温度极值,尤其生物炭覆盖垄沟集雨种植。与传统平作相比,土垄、玉米秸秆炭垄和牛粪炭垄的土壤含水量分别增加25.1 mm、24.7 mm和19.4 mm,垄上表层土壤温度分别增加1.4℃、2.0℃和2.0℃。同一覆盖材料下,集雨垄径流系数、土壤贮水量和表层土壤温度均随垄宽增加而增加。与传统平作相比,土垄显著降低实际干草产量,玉米秸秆炭垄和牛粪炭垄显著增加实际干草产量,垄宽30 cm、45 cm和60 cm土垄的干草产量分别减少6.5%、12.1%和13.8%,玉米秸秆炭垄的干草产量分别增加19.7%、24.4%和22.5%,牛粪炭垄的干草产量分别增加8.0%、8.9%和6.8%。玉米秸秆炭和牛粪炭覆盖种植显著提高水分利用效率。与传统平作相比,玉米秸秆炭垄和牛粪炭垄的水分利用效率分别提高6.8~9.7 kg·hm^-2mm^-1和4.4~4.8 kg·hm^-2mm^-1。玉米秸秆炭垄的实际干草产量和水分利用效率显著高于牛粪炭垄;同一覆盖材料下,不同垄宽对实际干草产量和水分利用效率的影响不显著。线性回归分析表明,当玉米秸秆炭垄宽49 cm(沟宽为60 cm)与牛粪炭垄宽为41 cm(沟宽为60 cm)时,红豆草的实际干草产量均达到最大值。因此,在半干旱地区,生物炭覆盖垄沟集雨种植红豆草具有较好的增产效益,尤其秸秆生�
- 张登奎王琦周旭姣王小赟赵晓乐赵武成雷俊
- 关键词：垄沟集雨红豆草土壤结皮干草产量
- 垄沟集雨覆盖种植对红豆草根系特征和产量的影响
- 2024年
- 【目的】为选择集雨垄的环境友好型覆盖材料,提高中国西北半干旱地区的降雨利用效率。【方法】通过随机区组大田试验,以传统平作为对照,研究3种材料(土壤结皮、生物可降解地膜和普通地膜)覆盖垄的垄沟集雨种植对土壤水热条件、红豆草根系特征、根瘤特征、干草产量和水分利用效率的影响。【结果】垄沟集雨种植显著改善土壤水热状况,增加红豆草根系和根瘤特征值。土壤结皮覆盖垄沟集雨种植显著提高红豆草水分利用效率,但降低红豆草干草产量;生物降解地膜和普通地膜覆盖垄沟集雨种植显著提高红豆草的干草产量和水分利用效率。与传统平作相比,土壤结皮、生物降解地膜和普通地膜覆盖垄沟集雨种植的土壤贮水量分别提高10.64、9.36和2.09 mm,垄上表层土壤温度分别增加2.0、3.4和4.2℃,红豆草根干重分别提高27%、72%和87%,有效根瘤数分别增加2.1、9.1和12.4个,水分利用效率分别提高11.9、23.3和30.0 kg/(hm^(2)·mm)。土壤结皮覆盖垄沟集雨种植的红豆草干草产量比传统平作降低13%,生物降解地膜和普通地膜覆盖垄沟集雨种植的红豆草干草产量比传统平作分别提高11%和23%。由于普通地膜残留极易导致土壤结构恶化和环境污染,不利于农业生产可持续性。【结论】在我国半干旱地区,生物可降解地膜覆盖垄沟集雨种植可作为一种高效、可持续的农业节水生产技术。
- 张登奎吕陇张晓娟周旭姣王琦
- 关键词：红豆草根瘤干草产量水分利用效率
- 垄沟集雨覆盖种植对土壤水分特征及红豆草生长特性的影响被引量：8
- 2019年
- 为了提高半干旱区土地生产可持续性,选择垄沟集雨覆盖种植红豆草较佳覆盖耕作措施。通过完全随机设计大田试验,以传统平作为对照,研究3种覆盖材料(普通地膜,生物可降解地膜和土壤结皮)和3种沟垄比[(60∶30,60∶45和60∶60(cm∶cm))对土壤水分、红豆草越冬率、株高、分枝数、产量、耗水量和水分利用效率的影响。结果表明:垄沟集雨种植红豆草各处理40~140cm土层深度土壤含水量在红豆草返青前无明显差异,而在红豆草收获后差异较大。红豆草全生育期,与传统平作相比,普通地膜,生物可降解地膜和土壤结皮种植的土壤贮水量(0~200cm)分别提高10.64,9.36和2.09mm,红豆草越冬率分别提高23.6%,18.1%和8.2%,株高分别提高56.6%,47.7%和21.9%;分枝数分别提高30.6%,25.8%和7.8%,净干草产量分别提高184.9%,161.5%和109.3%,作物耗水量分别提高40.5%,30.1%和16.1%,水分利用效率分别提高23.4,22.7和17.8kg/(hm^2·mm)。同一覆盖材料,垄沟集雨种植红豆草的土壤水分、越冬率、株高、分枝数、产量和耗水量均随垄宽增加而增加。由于生物可降解地膜比普通地膜覆盖具有更好的环保效应,生物可降解地膜覆盖垄沟集雨种植可作为半干旱区种植红豆草的最佳途径之一。
- 张登奎王琦
- 关键词：垄沟集雨红豆草土壤水分
- 生物炭土壤结皮覆盖垄沟集雨种植对红豆草根系和根瘤特征的影响被引量：5
- 2019年
- 本试验为寻求垄沟集雨种植适宜覆盖材料,探究生物炭土壤结皮增产机理,以传统平作为对照,研究了不同垄覆盖材料和不同沟垄比对红豆草(Onobrychis viciifolia Scop)根系特征值(根干重、根长、根表面积、根体积)和根瘤特征值(根瘤数量和重量)的影响。结果表明,红豆草根系和根瘤集中分布于表层(0~20 cm)土壤,红豆草根系特征值和根瘤特征值随垄宽度增加而增加,随土壤深度增加而减少,沟边的根系和根瘤特征值明显大于沟中。与对照相比,土垄、玉米秸秆炭垄和牛粪炭垄的红豆草总根干重分别增加18%,113%和56%,总根瘤数分别增加180%,860%和313%,总根瘤重分别增加86%,489%和198%;但红豆草总根长分别减少37%,33%和27%,总根表面积分别减少53%,27%和44%,总根体积分别减少54%,14%和34%。适宜土壤湿度促进红豆草根干重、根瘤数量和根瘤重量提高;适宜土壤水分胁迫有利于红豆草根长、根表面积和根体积增加。
- 王小赟王琦张登奎赵晓乐赵武成
- 关键词：垄沟集雨根系红豆草
- 覆盖材料对垄沟集雨种植高粱生长特性及土壤水分、温度的影响被引量：10
- 2018年
- 为了提高旱作雨养农业区降水资源利用率,改善作物水分有效性,在半干旱黄土高原丘陵区通过大田试验,以传统垄沟集雨种植沟无覆盖为对照,研究了不同沟覆盖材料(生物可降解地膜覆盖、生物可降解液体地膜覆盖和秸秆覆盖)对土壤水分、土壤温度、高粱产量和水分利用效率等的影响。结果表明,在高粱全生育期,与无覆盖相比,生物可降解地膜覆盖、生物可降解液体地膜覆盖和秸秆覆盖的平均土壤贮水量分别增加20.7,11.7和28.9mm,土壤含水量分别提高5.7%,0.9%和8.7%;生物可降解地膜覆盖和生物可降解液体地膜覆盖的沟中平均土壤温度分别增加1.3和0.5℃,秸秆覆盖的沟中平均土壤温度降低0.3℃;生物可降解地膜覆盖、生物可降解液体地膜覆盖和秸秆覆盖的高粱地上生物量分别提高31%,4%和7%,籽粒产量分别提高36%,15%和23%,WUE分别提高36.0%,15.0%和24.8%。与无覆盖相比,生物可降解地膜覆盖和秸秆覆盖具有较高土壤水分、地上生物量、籽粒产量和水分利用效率。生物可降解液体地膜覆盖效果不明显。
- 李富春王琦张登奎
- 关键词：垄沟集雨土壤水分土壤温度高粱
- 坡地打结垄沟集雨种植对泥沙、养分流失和紫花苜蓿草产量的影响被引量：4
- 2020年
- 为寻求控制水土流失适宜坡耕地利用方式,开展如下试验:1)采用完全随机设计,研究不同坡度(0°、5°和10°)集雨垄的径流效率和临界产流降水量;2)采用裂区设计,坡度(5°和10°)为主区,耕作模式(传统平作、开敞垄和打结垄)为副区,研究坡地打结垄沟集雨种植对土壤水分、径流、泥沙损失、养分损失、紫花苜蓿干草产量和水分利用效率的影响。结果表明:0°、5°和10°集雨垄的临界产流降水量分别为1.55、1.33和1.00 mm,径流效率分别为88.2%、91.1%和92.7%;与传统平作相比,开敞垄和打结垄的小区径流量分别减少62.3%~67.9%和76.4%~79.9%,小区径流效率分别减少51.0%~54.5%和67.8%~68.2%;泥沙流失量分别减少95.6%~96.4%和98.4%,全氮流失量分别减少95.3%~96.2%和98.1%~98.2%,全磷流失量分别减少95.3%~96.1%和98.2%,有机质流失量分别减少94.1%~95.6%和97.8%~97.9%;开敞垄和打结垄明显增加浅层(0~60 cm)土壤剖面含水量;开敞垄和打结垄紫花苜蓿全年干草产量分别提高40.3%~50.4%和16.0%~18.7%,水分利用效率分别提高4.4~11.5 kg·hm-2·mm-1和2.0~5.3 kg·hm-2·mm-1。坡度10°的径流量、径流效率、小区泥沙流失量、全氮流失量、全磷流失量和有机质流失量分别是坡度5°的1.44、1.40、2.34、2.24、2.39和1.97倍;坡度5°的紫花苜蓿全生育期根系层(0~200 cm)土壤贮水量、紫花苜蓿全年干草产量和水分利用效率分别是坡度10°的1.05、1.28和1.41倍。开敞垄增加紫花苜蓿干草产量和水分利用效率效果最为明显,打结垄减少径流、泥沙流失和养分损失效果最为明显。
- 赵晓乐王琦张登奎周旭姣王小赟赵武成陈瑾雷俊
- 关键词：泥沙养分
- 三叶草活覆盖对杂草、捕食性节肢动物和作物产量的影响
- 2023年
- 为探究我国半干旱区三叶草(Trifolium)活覆盖适宜种植模式,本研究采用完全随机设计,以无覆盖种植玉米(Zea mays)或大豆(Glycine max)为对照,研究三叶草活覆盖种植玉米+三叶草或大豆+三叶草对土壤水分、杂草密度和生物量、捕食性节肢动物密度、饲草及作物籽粒产量的影响。结果表明:与无覆盖种植玉米相比,三叶草活覆盖种植玉米的土壤贮水量、杂草密度和生物量分别降低6.6%~10.0%、2.6%~65.6%和26.8%~89.2%,捕食性节肢动物密度、饲草产量和玉米籽粒产量分别提高22.2%~100.0%、11.1%和5.7%;与无覆盖种植大豆相比,三叶草活覆盖种植大豆的土壤贮水量、杂草密度、生物量和大豆籽粒产量分别降低6.9%~21.9%、36.2%~65.2%、29.9%~62.4%和0.8%,捕食性节肢动物密度和饲草产量分别提高25.0%~250.0%和259.0%。三叶草活覆盖种植玉米或大豆显著降低土壤贮水量、杂草密度和生物量,显著提高田间捕食性节肢动物密度,对饲草产量和作物籽粒产量影响不显著。三叶草与大豆之间竞争高于三叶草与玉米之间竞争。三叶草活覆盖种植玉米更有益于维持农田生态系统多样性和保持作物产量,可作为我国半干旱地区可持续农业一种有效的活覆盖种植模式。
- 吕陇张登奎王琦张晓娟赵武成王小赟Erastus Mak-Mensah崔循臻周旭姣赵晓乐
- 关键词：生物多样性可持续农业
- 基于修正SCS-CN模型集雨垄径流预测被引量：4
- 2021年
- 为了探寻半干旱区垄沟集雨种植控制水土流失和增产的机理,利用前2年(2012—2013年)日降雨量、实测径流和修正SCS—CN模型,率定集雨垄的径流模型参数CN、λ和α,然后利用后3年(2014—2016年)日降雨量和实测径流资料检验该模型有效性,预测不同覆盖材料(土壤结皮、生物可降解地膜和塑料地膜)和不同垄宽(30,45,60 cm)集雨垄的径流量。结果表明,土壤结皮覆盖集雨垄、生物可降解膜覆盖集雨垄和塑料地膜覆盖集雨垄的CN取值范围分别为82.0~82.9,97.9~98.8,98.3~99.9,λ取值范围分别为0.045~0.071,0.251~0.327,0.189~0.213,α取值范围分别为2.35~2.89,4.21~4.82,3.32~3.99。通过对模型有效性进行评价,土壤结皮覆盖集雨垄、生物可降解膜覆盖集雨垄和塑料地膜覆盖集雨垄的平均相对误差取值范围分别为1.36%~3.41%,1.21%~3.42%,2.48%~5.42%,纳什效率取值范围分别为0.97~0.98,0.97~0.98,0.96~0.98。日降雨量等级对修正SCS—CN模型参数CN、λ和α的影响不明显,不同覆盖材料之间的CN、λ和α差异远大于不同垄宽之间的CN、λ和α差异。修正SCS—CN模型集雨垄径流预测的相对误差满足要求(≤20%),可信度较高(纳什效率≥0.95),可以用于半干旱区集雨垄的径流预测,为控制水土流失和提高降水利用效率提供科学方法。
- 赵武成王琦王小赟赵晓乐张登奎周旭姣买小虎陈瑾
- 关键词：径流预测
- 覆盖材料和沟垄比对土壤水分和紫花苜蓿干草产量的影响被引量：22
- 2017年
- 为寻求半干旱黄土高原区种植紫花苜蓿的适宜覆盖材料和最佳沟垄比,采用完全随机设计布置大田试验,以传统平作为对照,研究不同垄覆盖材料(土壤结皮、生物可降解地膜和普通地膜)和不同沟垄比(沟宽:垄宽分别为60∶30、60∶45和60∶60,单位是cm)对土壤水分和紫花苜蓿干草产量等的影响。结果表明:通过对2012年和2013年紫花苜蓿生育期降雨量统计,2a平均值显示,无效降雨次数(53次)大于有效降雨次数(27次),无效降雨对总降雨量的贡献率(19%)小于有效降雨(81%)。就紫花苜蓿全生育期而言,与平作相比,SR_(30)、SR_(45)、SR_(60)、BMR_(30)、BMR_(45)、BMR_(60)、CMR_(30)、CMR_(45)和CMR_(60)(SR、BMR和CMR分别代表土垄、生物可降解膜垄和普通膜垄,下标分别表示垄宽为30、45cm和60cm)连续2a的平均根层(0—140 cm)土壤贮水量分别提高12.8、19.2、24.4、26.0、30.7、40.5、29.9、37.1 mm和47.7 mm。垄沟集雨种植第1年龄和第2年龄紫花苜蓿根层没有出现明显干层。与平作相比,SR_(30)、SR_(45)和SR_(60)的连续2a紫花苜蓿平均实际干草产量分别降低3%、8%和13%,WUE分别提高52%、58%和55%;BMR_(30)、BMR_(45)、BMR_(60)、CMR_(30)、CMR_(45)和CMR_(60)的连续2a紫花苜蓿平均实际干草产量分别提高14%、12%、7%、17%、19%和9%,WUE分别提高49%、62%、59%、51%、67%和56%。当紫花苜蓿生育期降雨量为380.7—427.6 mm和沟垄比为60 cm∶35—36 cm时,生物可降解膜垄和普通膜垄的紫花苜蓿实际干草产量达到最大值,为该地区垄沟集雨种植紫花苜蓿提供参考。
- 宋兴阳王琦李富春胡广荣张登奎张恩和刘青林王鹤龄
- 关键词：垄沟集雨土壤水分干草产量
- 紫花苜蓿/豆科牧草间作的生态效益分析被引量：3
- 2023年
- 为探究我国半干旱区紫花苜蓿(Medicago sativa)/豆科牧草适宜间作模式,本研究采用完全随机设计,以紫花苜蓿单作为对照,研究紫花苜蓿/3种豆科牧草(毛苕子(Vicia villosa)、箭筈豌豆(Vicia sativa)和豌豆(Pisum sativum))间作对土壤水分、杂草、捕食性节肢动物、饲草产量、水分利用效率和食物当量的影响。与紫花苜蓿单作相比,紫花苜蓿/毛苕子、紫花苜蓿/箭筈豌豆和紫花苜蓿/豌豆间作的紫花苜蓿全生育期干草产量分别提高30.2%,45.2%和61.3%;水分利用效率分别提高6.1,8.8和12.1 kg·hm^(-2)·mm^(-1),食物当量分别提高26.74%,19.96%和53.28%。紫花苜蓿/豆科牧草间作显著降低土壤贮水量(P<0.05)、杂草密度和生物量,显著提高田间捕食性节肢动物密度、饲草产量、水分利用效率和食物当量,尤其紫花苜蓿/豌豆间作。紫花苜蓿/豌豆间作更有益于维持农田生态系统多样性和保持作物产量,可作为我国半干旱区可持续农业1种可行有效间作模式。
- 孙元伟吕陇王琦赵晓乐张登奎周旭姣崔循臻
- 关键词：生物多样性
