下载掌阅APP，畅读海量书库
立即打开
试验在肯尼亚农业研究院（KARI）Katumani试验站（1°35'S，37°14'E，海拔1600.00m）进行。该试验站位于Machakos市，距离首都内罗毕80km，距离Machakos小镇8km。试验区属于半干旱的热带气候，降雨具有双峰分布的特征。第一个雨季（长雨季）在3—5月，峰值为4月。之后是一个干旱的时期，这个时期持续到10月中旬。第二个雨季（短雨季）开始于10月中旬，峰值在11月，结束于12月中旬。根据最近47年的降雨数据分析，该区多年的平均降水量为655mm。多年平均的雨季降水在长雨季为272mm，短雨季为382mm。并且年际或者季节的降雨变差都极大。平均最高气温为24.7℃，平均最低气温为13.7℃。该区土壤为酸性土壤、持水性差。
肯尼亚Katumani试验地耕作层土壤参数见表7.1。
表7.1 肯尼亚Katumani试验地耕作层土壤参数
试验地两个生长季节生育期（长雨季、短雨季）的降雨量分别为89.8mm和138.0mm。与各雨季的多年平均值相比，降雨明显减少。从图7.1可以看出，第一生长季降雨量分布在不同的月份，而第二生长季降雨量分布极不均匀，在作物生长的后期几乎没有降雨，大量集中在12月。
试验分别于2012年5—10月和2012年11月至2013年3月在肯尼亚农业研究院Katumani试验站进行，材料为当地玉米品种KCB，第一生长季5月15日播种，9月15日收获，生育期约为120天；第二生长季11月25日播种，于次年3月5日收获，生育期约为100天。图7.2所示为玉米大田微集雨播种示意图。各处理的小区面积一致，均为22.5m 2 ，播种密度为40000株/hm 2 。播种前将撂荒两年的地用机器进行了30cm深翻，并且人工除去杂草、碎石。
试验共设6个处理，其中种植处理5个，裸地无种植1个，分述如下：
（1）对照（flat planting，FP），传统平种。
图7.1 两个生长季生育期降雨量分布
图7.2 玉米大田微集雨播种示意图（单位：cm）
（2）垄沟无覆膜种植（ridge and furrow without plastic mulching，BRF）。
（3）垄沟白膜覆盖种植（ridge and furrow with transparent mulching，TMRF）。
（4）垄沟黑膜覆盖种植（ridge and furrow with black mulching，BMRF）。
（5）垄沟禾草覆盖种植（ridge and furrow with grass mulching，GMRF）。
（6）裸地（bare field，BF，代号为F）。
黑白两种地膜均为聚乙烯膜，来自中国甘肃省兰州市榆中县，大小规格：白膜宽度×厚度=1200mm×0.01mm；黑膜宽度×厚度=1200mm×0.08mm。每个处理设置3次重复，按随机因子裂区排列。各处理详细参数见表7.2。
表7.2 垄沟覆盖栽培体系各处理设计
土壤水分采用传统烘干法测定。播种前和收获后取样深度为100cm，以20cm为梯度采样测定。生育期间取样深度为100cm，同样采用20cm为梯度采样。用土钻取样，铝盒封装带回实验室，烘箱在105℃温度下烘至恒重（约8h），然后测定土壤含水率。
土壤温度的测定为表层10cm深处。将地温计埋在各处理两株作物所夹的垄沟之间，以1h为间隔频率，全天候自动测定、记录土壤的温度变化。待到收获时将地温计移出，然后将数据导入电脑，为保证仪器的正常工作，定时检测和更换电池。
土壤容重的测定采用经典方法环刀法进行：田间人工挖去1m深的剖面，以2cm环刀取不同深度未扰动土样，用烘箱在108℃的温度下烘8h至恒重，土壤容重即为烘干后干土的质量和环刀体积的比。计算公式为
在播种前和收获后取样深度为100cm，按照20cm的梯度分5层采土留样，然后置于大气中自然风干。
全氮的测定：待土样自然风干后，过小于 0.2mm的筛，然后用半自动凯氏定氮仪测定。
有机质的测定：待土样自然风干后，过小于0.15mm的筛，采用烘箱加热-重铬酸钾滴定法测定。
人工适时在田间观察玉米各个生育期的进程，并参考生物学对玉米各生育期形状的定义，包括苗期、拔节期、开花期、吐丝期、成熟期。每个小区单独记录，规定每个小区一半以上的玉米达到生育期要求为标准，然后计算3个重复的平均值，即为生育期的具体时间。
当玉米各处理达到“三叶一心”时，作为作物已达到苗期的标准。随机抽出各处理中一行，然后统计出这一行中实际出苗的个数，以最后一次观察结果为准，统计出实际出苗数，最后根据3次重复计算实际出苗率。计算式为
从第二周开始，以一周为频率，连续跟踪、统计玉米叶片数的周变化。各处理随机抽取一行，然后统计出一行中所有单株玉米的具体叶片数，然后求单株叶片数的平均数。最后计算出3次重复的均值，即为某一个特定生育期的具体有效叶片数。
从第二周开始，以一周为频率，连续跟踪、统计玉米冠幅的变化（以每一株玉米中两片叶子夹角最大为标准）。各处理随机抽取一行，然后统计出一行中所有单株玉米的冠幅变化，然后求单株冠幅平均值，最后计算出3次重复的平均值，即为某一个特定生育期的具体有效冠幅值。
在玉米各个生育期每个小区随机选取6株玉米带回实验室。然后用电子游标卡尺测定玉米轴的粗细（以每一株最粗一节为标准），然后取6株单株茎粗均值，最后计算出3次重复的平均值。
从第二周开始，以一周为频率，每个小区随机选取6株玉米带回实验室，除去根部，采用卷尺从基部量取至作物最高处，然后取6株均值，最后计算出3次重复的平均值。
分别在玉米的苗期、拔节期、开花期、吐丝期、成熟期，每个小区随机选取6株带回室内晾干除去根部。将各器官分开包装后放在105℃的恒温箱内烘30min杀青，然后将温度调至80℃，继续烘干至恒重，然后用精度为0.01g的电子秤称重，最后求各处理的平均值。
在每一次的生物量采集中，单独摘取每一株玉米最下面的叶子，测定其面积。然后将其烘干称取干重，通过以下表达式计算比叶面积。
从第二周开始，每隔一周在各小区中随机抽取6株玉米，计算所有叶子的面积，最后求平均值，统计计算式为
玉米成熟收获时，各小区单独收获，脱粒、晒干并计产，各处理的实际产量以3个重复小区产量的平均值获得。
在玉米收获时，在各小区中取生长势一致的一行玉米进行考种，包括果穗长度、有效长度、行粒数、穗行数、穗粗、无效粒数、单穗粒数、穗轴粗、穗重穗粒重、穗轴重、无效穗轴重、百粒重。
土壤水分的变化通过土壤贮水量、土壤贮水量变化和耗水量3个重要指标对其进行计量分析，其具体计算公式为
试验数据采用Origin 8.0做图和SPSS 17.0软件中的LSD多重比较法比较数据差异的显著性，各图表中出现的数据均为平均值。
播前用翻耕机进行深翻，因为实验田已经撂荒两年，杂草、碎石较多。深翻后人工除去杂物和石子，然后用丁耙敲碎大的土块，整理好试验地，为起垄做好准备。
将所有翻耕过的地进行整理后，开始用起垄覆膜机进行起垄，并接着进行人工整理，夯实垄沟。为了使各处理保持相同的播前土壤水分，在完成起垄后，紧接着进行覆膜、覆草，每个小区的覆草量保持一致。为了防止刮风将地膜、禾草吹走，及时进行了横腰带压。在沟膜上每隔一小段打一小的渗水孔，利于收集的雨水顺孔流入膜下，铺膜后要经常检查，防止大风揭膜，如有破损，及时用细土盖严。
试验材料为当地最为普遍的玉米品种KCB，选好包衣种子，用点播枪进行点播，并及时用细土封住播种孔，防止蒸发将种子暴露在外边。各小区播种密度一致，为了防止种子可能有病虫害，每个播种穴放两粒玉米种子。
（1）查苗、补苗。在播种到出苗过程中，经常由于各种原因造成缺苗断垄，因此玉米出苗后，应立即进行检查，发现缺苗应移苗补栽。
（2）适时间苗、定苗。间苗在3~4叶时进行，去弱留强，所留苗大小基本一致，按计划要求的密度计算好株距，并尽量做到株距均匀。
（3）在玉米整个生育期过程中，要定期进田间行维护和管理，包括地膜、垄沟形状的维护、除杂草等工作，在不同的生育期根据田间情况，对相应的病虫害及时防治，保证玉米的健康生长。
图7.3所示为玉米大田微集雨播种大田试验实景。
图7.3 玉米大田微集雨播种大田试验实景