以构建的适合于平原灌区虾稻共作田降雨-径流过程模拟的TANK-MIKE 11耦合模型为工具,对四湖流域典型虾稻共作田区进行区域排涝影响研究.模拟了在不同降雨标准下,虾稻田种植面积占比、虾稻田上限排水深等条件变化对四新垸农排区径流的影响,结果表明:在不同历时暴雨重现期下,相较于50％现有虾稻共作种植面积,当虾稻田面积为10％与90％时,外排水量分别增加6％～28％和减少3％～18％;在各种设计暴雨下,相较于1.2 m虾沟上限排水深,1.3 m时洪峰流量减小3.01％～5.62％.1.4 m时洪峰流量减小5.79％～10.36％.

探讨花生对木薯的化感效应,为木薯-花生合理间作提供理论依据.以华南8号木薯为供试材料进行盆栽试验,选用花针期花生和根际土壤制备根、茎、叶及根际土壤水浸液(分别用GE、JE、YE和 TE表示),待木薯长至30 d时,将20 g/L的4种水浸液分别浇灌至植有木薯的土壤中,以浇灌等量水作为对照,分析水浸液对木薯幼苗生长及土壤微生物学特性的影响.结果表明,JE、YE、TE处理能显著提高地上部鲜重;YE处理能显著提高可培养细菌数量和微生物总量;GE、JE、YE和TE处理均能显著提高木薯地下部的鲜重与干重、土壤可培养真菌数量与放线菌数量、土壤脲酶、过氧化氢酶和酸性磷酸酶活性.综上,花生植株中的化感物质进入土壤后,能直接或间接改变微生物数量和土壤酶活性,最终促进木薯苗期干物质的积累.

[目的]研究不同行距配置对木薯产量、品质及薯构型的影响,优化木薯机械化种植与收获模式的农艺农机参数.[方法]以我国主栽的机械化木薯品种华南205(SC205)为材料,采用田间试验,平地模拟机械化种植模式,设等行距(0.8+0.8)m(CK)及宽窄行(1.0+0.5)m(T1)、(1.0+0.6)m(T2)、(1.0+0.7)m(T3)、(1.2+0.4)m(T4)、(1.2+0.5)m(T5)、(1.2+0.6)m(T6)共7种行距配置,于收获期测定薯块产量、薯块可溶性糖和淀粉含量、薯块性状及薯构型.[结果]1)两年中,T6木薯鲜薯产量、薯干产量均最高,较T1显著增产19.19％～24.89％和19.61％～30.56％.2)T6木薯块根的可溶性糖和淀粉积累量均处于较高水平,较T1分别明显提高21.38％～31.38％和27.67％～31.51％.3)两年中,T1垂直行向半幅宽均最窄,为19.72～20.50 cm,且薯长均最短,为13.01～14.57 cm.4)当收获单株的垂直行向半幅宽为30.0 cm、深度为25.0 cm时,所有处理均可收获98.50％以上的鲜薯产量,其中T6收获的鲜薯产量最高,达41.79 t/hm2,收获比例为99.42％.[结论]在木薯品种SC205平地机械化种植模式中,推荐(1.2+0.6)m的宽窄行配置,收获机在窄行间的双行作业幅宽为120.0 cm、深度为25.0 cm.

针对木薯分段收获仍需大量人工作业的问题,基于木薯宽窄双行起垄种植农艺要求,确定木薯联合收获机工作原理与总体结构,并对振动挖掘装置、薯土分离装置、木薯收集装置等关键部件进行讨论与分析,设计4UMZ-1400型后收集式木薯联合收获机,该机一次作业能够完成木薯块根的挖掘松土、木薯土壤分离输送提升、木薯收集装箱及自卸装车等功能.作业时,轮式拖拉机跨垄行走在相邻两垄沟中,便于机手操控,收获过程中不压伤木薯块根,实现垄上木薯有效对行收获,通过联合作业,减少人工捡拾装车作业环节,有效提高收获效率.田间试验表明,4UMZ-1400型后收集式木薯联合收获机完全符合木薯宽窄双行起垄种植农艺机收作业要求,损失率≤6.8％、含杂率≤9.7％、生产率0.21～0.33 hm2/h,满足设计要求.

为完善海南省木薯间作模式,开展了华南9号食用木薯间作花生、玉米对产量性状的互作影响研究.结果表明,收获花生、玉米后,间作的木薯株高、茎径得到快速恢复正常生长,且极显著降低木薯茎叶产量34.9％～46.7％,从而提高木薯收获指数28.6％～46.4％;分别比较不覆盖或覆盖秸秆处理,间作早熟鲜食玉米的单株结薯数、鲜薯产量、粗淀粉产量、鲜薯粗淀粉含量均高于间作花生,说明间作早熟玉米对木薯的整体竞争影响弱于间作花生;间作玉米模式比单作木薯虽减产鲜薯4.5％～13.6％,但鲜薯产量及其收入均不达显著差异.总体看,由于增产玉米鲜穗重11.8～12.1 t/hm2,增加间作收入约等于鲜薯收入的80％,最终比单作木薯极显著增加总收入68.1％～75.4％、净收入72.8％～81.9％,值得推广.

In order to optimize the cultivation space of cassava maize intercropping system,a total of five different modes,including equidistant row sole cassava（MS 1 ）,wide-narrow row sole cassava（MS 2 ）,equidistant row cassava intercropping 1 row maize（MI 1 ）,wide-narrow row cassava intercropping 1 row maize（MI 2 ）,wide-narrow row cassava intercropping 2 rows maize（MI 3 ）were set up.Then the aboveground agronomic traits and the yield of cassava and maize were measured,the storage root configuration（SRC）,flesh quality of cassava root,and the soil physicochemical properties were investigated.The results showed that:Compared with MI 1 and MI 2 ,MI 3 increased maize plant height by 9.5%to 11.5%,stem diameter by 14.4% to 18.1%,the maize total ear number by 45.1% to 59.7% and the fresh ear yield by 70.9%to 76.4%.Compared with cassava monoculture,a“competition-recoverytranscendence”phenomenon was existed in cassava-maize-intercropping（C-M-I）system,and C-M-I also increased the cassava yield of fresh storage root（FSR）by 31.4% to 56.2%,dry storage root by 34.7% to 58.4%,starch by 37.5% to 60.1%,as well as significantly increased the harvest index（HI）by 35.1% to 40.5%.The increase of the MI3treatment was the largest.The half width along the ridge direction and across the ridge direction or depth of SRC were 30.2-36.2cm,20.6-26.4cm,22.5-24.7cm,respectively.Furthermore,about 95.1%-98.5% of the number of storage root（NSR）and 98.1%-99.8% of the weight of storage root（WSR）were distributed within 0-40cm along the ridge direction,≥86.9% NSR and ≥97.2% WSR were distributed within 0-30cm across the ridge direction,and 93.7%-99.2% NSR and 97.6%-99.9% WSR were distributed under 0-25cm soil.SRC of MI 3 displayed the widest and deepest distribution.There was no significant difference among all treatments with the flesh quality and taste of cassava root.The soil physicochemical properties after cassava harvest showed that C-M-I was better than cassava monoculture,wide-narrow row was better than equal spacing and among them MI 3 was the best.Overall,MI 3 has the greatest advantages in the above-ground growth,SRC,yield and soil physicochemical properties,so it is recommended to be popularized and applied in cassava production of Hainan.

针对当前木薯收获设备存在问题,基于木薯宽窄双行起垄种植农艺要求,确定木薯收获机工作原理与总体结构,并对挖掘铲、偏心套机构、振动链排、过载保护装置等关键部件进行讨论与分析,设计了4UML-130型振动链式木薯收获机,该机一次作业能够完成木薯块根的挖掘提升、薯土分离输送、平铺地表等工序.作业时,轮式拖拉机跨垄行走在相邻垄沟中,便于机手操控,收获过程中不压伤木薯块根,实现了垄上木薯有效对行收获.田间试验表明,4UML-130型振动链式木薯收获机完全符合木薯宽窄双行起垄种植农艺机收作业要求,明薯率95.8％、损失率5.4％、生产率0.42 hm2/h,满足设计要求.

以华南205为研究对象,研究粉垄耕作条件下减施肥料对木薯块根产量和品质的影响.结果显示:(1)随着施肥量的减少,常耕和粉垄两种耕作方式下的木薯株高、茎粗、产量均随之下降,但粉垄耕作的下降幅度较小,当减施肥料30％时仍能保持常规耕作全施肥量相当的鲜薯产量;(2)粉垄减施肥料后对鲜薯块根中的淀粉含量、干物质无显著影响,但是可以显著降低氢氰酸含量.因此,粉垄耕作条件下,减施30％左右的肥料可以保证木薯的产量和品质.

为研究木薯和花生间作模式下2种作物光合与干物质积累特性,以木薯和花生间作行数比为2:4模式为对象,木薯单作(SC)、花生单作(SP)为对照,在大田条件下测定了该间作系统中2种作物(木薯用IC表示,花生用IP表示)不同时期干物质积累特点和光合特性.结果表明:(1)花生实际产量和预期产量均表现出先增后降的趋势,且在定植后92 d之前的实际产量大于预期产量,之后的实际产量和预期产量均开始下降;木薯实际产量从定植后75 d到收获均大于预期产量,且实际产量的增加速度大于预期产量的增加速度.(2)块根形成期和块根膨大期,IC植株叶片的最大净光合速度(Pnmax)和光饱和点(LSP)均显著高于SC;苗期和块根膨大期,IC植株叶片的暗呼吸速度(Rd)小于SC.荚果膨大期,IP植株叶片的光补偿点(LCP)、LSP和Rd均显著低于SP,表观量子效率(α)显著高于SP.(3)IC通过最大干物质积累速率出现时间提前、延长快增期持续天数和提高最大干物质积累速率来达到增加干物质理论最大积累量;IP通过提早快增期开始时间和快增期结束时间来缩短快增期持续天数,并使其最大干物质积累速率出现时间提前,最终使IP的干物质理论最大积累量下降.综上表明,木薯通过提高光能截获和利用效率,同时降低自身消耗来增加干物质积累量,花生后期由于高位作物的遮荫影响其生长发育,但在荚果膨大期IP通过降低LCP和LSP来提高对弱光的利用效率,降低Rd来增加花生体内营养物质的有效积累.

平地宽窄行(1.0 m+0.6 m)模拟机械化种植模式下,以我国主栽机械化木薯品种'NZ199'为对象,设置平放顺向对称(T1)、平放顺向交错(T2)、平放斜向对称(T3)、平放斜向交错(T4)、斜插反向对称(T5)、斜插反向交错(T6),共6种双行种茎排布方式,研究其对鲜薯产量、薯块特征及薯构型的影响,以期筛选适宜的木薯机械化种植模式与收获农艺农机参数.结果 表明,斜插较平放有助于提高鲜薯产量;斜插反向交错、平放顺向对称的鲜薯产量均较高,分别达41.92～50.11、38.55～48.42 t/hm2,二者结薯的平均垂直行向半幅宽均较窄,仅为22.92～24.09 cm;当收获单株的垂直行向半幅宽为30.0 cm、层深为25.0 cm时,斜插反向交错与平放顺向对称的收获鲜薯产量占比、鲜薯产量均较高,分别达97.54％～98.87％、38.12～40.87 t/hm2.综上,在平地宽窄行机械化种植模式中,推荐斜插反向交错和平放顺向对称种植方式,建议收获机在窄行间的双行作业幅宽120.0 cm、犁深25.0 cm,则可收获98％的鲜薯产量.

采集中国华南木薯主产区代表性土壤,测定并评价其各项养分含量,以期为木薯地土壤养分调控和合理施肥提供指导.结果表明:(1)中国华南木薯主产区土壤pH、有机质、全氮、全磷、全钾、碱解氮、有效磷、速效钾平均值分别为5.31,22.02、1.02、0.69、11.01 g/kg,106.90、34.69、104.19 mg/kg;有效磷属于强变异,其他养分指标均属于中等变异.(2)华南木薯主产区,90.29％的木薯地pH为中等水平;44.69％～50.49％的木薯地有机质、全氮为中等水平,43.69％～49.51％为低水平;88.00％的木薯地有效磷含量为中等或高水平;61.16％的木薯地速效钾含量为中等或高水平,38.84％为低或非常低水平.(3)广西、广东、海南各省区及整个华南区木薯地土壤肥力均为低级水平.(4)各养分间,有机质与全氮关系最为密切,相关系数达0.568,呈极显著正相关.可见,中国木薯地土壤有机质、全氮含量较低,有效磷盈余较多,速效钾含量不足与盈余并存,整体土壤肥力低,建议木薯地注重增施有机肥,控制磷肥投入,根据土壤速效钾含量合理施钾,实现平衡施肥.

以2个木薯品种'SC205' 和'SC124' 为研究对象,设置不施钾(K0,K2O 0 kg/hm2)、低钾(K50,K2O 50 kg/hm2)、中钾(K100,K2O 100kg/hm2)和高钾(K200,K2O 200kg/hm2)4个施钾量处理,测定收获期木薯的农艺性状、鲜薯产量及其构成指标、可溶性糖组分含量、淀粉组分含量等指标.结果表明:(1)与不施钾相比,施钾量达100 kg/hm2以上时,能显著提高木薯株高、茎径、单条薯重;施钾量达50 kg/hm2以上时,能显著提高鲜薯产量,其中'SC205' 和'SC124' 的鲜薯产量增幅分别达59.2％～131.7％和51.4％～127.9％,在施钾量(K2O)为100 kg/hm2时鲜薯产量达到最大值;(2)施钾量对不同组织可溶性糖组分含量及总淀粉含量、支链淀粉含量均有显著影响;品种与施钾量间交互作用对蔗糖含量具有显著影响,对其他可溶性糖组分及淀粉各组分均无显著影响(P＞0.05);(3)相关性分析表明,各组织的可溶性糖组分含量与块根淀粉组分含量间具有负的相关性,其中块根的可溶性糖组分与块根总淀粉含量具有显著或极显著的负相关,茎秆的葡萄糖和蔗糖含量与块根总淀粉含量具有显著负相关.综上所述,合理施钾促进了可溶性糖向淀粉的转化,进而有利于木薯鲜薯产量和品质的形成,对连作条件下木薯的提质增效具有重要的实践意义.

针对现有木薯收获机存在问题,基于木薯宽窄双行起垄种植农艺要求,确定收获机工作原理与总体结构,并对挖掘装置、拨辊输送装置、限深装置等关键部件进行讨论与分析,设计了4UMG-140型拨辊式木薯收获机,该机一次作业能够完成木薯块根的挖掘提升、薯土分离输送、平铺地表等工序.作业时,轮式拖拉机跨垄行走在相邻两垄沟中,便于机手操控,收获过程中不压伤木薯块根,实现了垄上木薯有效对行收获.田间试验表明,4UMG-140型拨辊式木薯收获机明薯率为95.2％、损失率为7.6％、生产率为0.35 hm2/h,完全符合木薯宽窄双行起垄种植农艺机收作业要求.

木薯种植中的不合理施肥容易引起徒长、产量下降.本研究通过田间试验,设置不施肥、常规施肥、减量施肥、减量同步施肥4个处理,以探明不同施肥量及施肥时期对木薯产量及养分吸收利用的影响,为提高肥料利用效率、增加木薯产量提供依据.结果表明:施肥能够显著增加木薯的株高、茎粗及生物量;减量施肥、减量同步施肥处理木薯块根的产量极显著高于常规施肥与不施肥处理,与不施肥和常规施肥处理相比,减量施肥木薯鲜重依次增加28.15％、32.73％,减量同步施肥依次增加15.46％、19.57％;与常规施肥相比,化肥减量施用能提高木薯块根的收获指数;施肥能够提高木薯的淀粉含量,与常规施肥相比,适当减少化肥用量不会导致木薯块根淀粉含量的下降;化肥减施能够提高肥料的利用率,与常规施肥处理相比较,减量施肥处理氮、磷肥利用率分别提高8.52、5.01个百分点,钾肥利用率两者相近,减量同步施肥处理氮、磷、钾肥利用率分别提高12.65、8.09、6.26个百分点,对肥料利用率的作用更为明显.在本试验条件下,2个化肥减施的处理块根产量分别为44.93 t/hm2及40.08 t/hm2,显著高于常规施肥处理的32.58 t/hm2,肥料利用效率显著提高,达到了"减肥增效"的目的.

为规范垄作式木薯种植机械的作业质量评价,结合2CML-2型垄作式木薯种植机的结构特点和工作原理,结合国家能源行业标准的要求,提出垄作式木薯种植机械的主要技术参数,明确其在宽窄双行起垄种植模式上具体应用时的主要作业质量指标试验测定办法,并分析了土壤类型、土壤含水率、垄形质量、送种操作等对种植质量的影响,旨在促进各方对垄作式木薯种植机械作业质量评价方法上形成广泛共识,以指导种植机械产品的设计、制造、检验和用户选型应用.

通过盆栽试验,设置完全隔根、部分隔根和不隔根3种处理,测定木薯与花生的地上部干质量,氮、磷、钾含量,根围土壤脲酶活性,酸性磷酸酶活性及土壤细菌与真菌总量,以完全隔根处理中的木薯和花生作为相应的单作,分析不隔根和部分隔根处理中的木薯、花生的偏土地当量比、侵占力、偏养分吸收当量比、养分竞争比率、实际产量损失、实际土壤酶活性损失以及实际土壤细菌总量与真菌总量损失的差异.结果表明:不隔根和部分隔根处理的木薯和花生偏土地当量比均大于1,实际产量损失均大于0,不隔根处理的木薯偏土地当量比和实际产量损失均显著大于部分隔根处理的,而不隔根和部分隔根处理的花生偏土地当量比和实际产量损失无显著差异;不隔根与部分隔根处理的侵占力和养分竞争比率均大于0;木薯和花生的偏氮、磷、钾养分吸收当量比均大于1,不隔根处理中木薯偏磷吸收当量比和磷竞争比率均显著大于部分隔根处理的;不隔根和部分隔根处理的木薯与花生实际土壤脲酶活性损失与土壤酸性磷酸酶活性损失均大于0,且不隔根处理的显著高于部分隔根处理的;不隔根和部分隔根处理的实际木薯土壤细菌和真菌总量损失均大于0,而实际花生土壤细菌和真菌总量损失均小于0,且不隔根处理的显著高于部分隔根处理的.说明木薯与花生的根系之间存在着促进型的互作效应,其根本原因是根围土壤的微生态环境发生了改变.

[目的]探究不同间作模式对木薯和玉米共生期间的农艺性状、根系分布、土壤理化性状和根系养分含量的影响,为优化木薯间作玉米高产高效栽培技术提供理论依据.[方法]以华南9号食用木薯和特早熟糯玉808鲜食玉米为试验材料,设等行距、宽窄行单作木薯及木薯等行距间作1行玉米、宽窄行间作2行玉米共4个处理,对比分析二者共生期间的农艺性状、三维立体根系分布以及不同土层的土壤理化性状和根系养分含量.[结果]宽窄行的木薯和玉米地上部长势均优于等行距.宽窄行间作比等行距增产玉米21.1％.单株的玉米、木薯根系均以植株为中心水平对称,由里向外呈由密至疏分布;单株玉米根系呈上密下疏、上窄下宽分布,68.7％～77.3％根重、46.2％～49.4％根长、52.7％～59.3％根表面积聚集在玉米行两侧各宽10 cm、深10 cm土带内;单株木薯根系呈上密下疏、上宽下窄分布,细根的50.8％～61.4％根长、47.7％～57.2％根表面积聚集在木薯种茎基端线两侧各宽20 cm、深10 cm土带内,而粗根的35.7％～42.0％根长、39.3％～48.8％根表面积和35.9％～46.3％总根重聚集在木薯种茎基端线两侧各宽20 cm、种茎中线两侧各宽30 cm、深10 cm土块内.土壤碱解氮、速效磷钾及作物根系磷钾含量基本呈表层(0～10 cm)>中层(10～20 cm)>深层(20～30 cm)的分布规律,而作物根系氮含量则表现相反规律;土壤和木薯、玉米根系的氮磷钾含量基本呈间作>单作,其中,宽窄行间作玉米的绝大部分养分指标为最高.[结论]玉米和木薯根系虽穿插生长,但其密集生长带(块)互不重叠,为弱竞争关系,以宽窄行为优,且宽窄行木薯间作玉米有利于提高两者的根系养分、土壤养分含量和玉米产量,故生产中推荐宽窄行木薯间作玉米模式.

设置3种木薯花生间作模式(1行木薯间作2行花生(M1H2)、2行木薯间作3行花生(M2H3)、2行木薯间作4行花生(M2H4)),以木薯和花生单作为对照,研究作物对N、P、K的吸收与利用效率.结果表明:1)3种间作模式在作物产量、磷钾吸收和氮磷钾利用效率上均具有显著间作优势,M1H2和M2H4模式在产值上具有显著的间作优势,M2H4模式的系统产量当量比和产值当量比显著大于M1H2和M2H3模式的,系统产量当量比与系统磷钾利用效率、系统氮吸收当量比、木薯磷钾利用效率当量比、木薯氮吸收当量比呈显著正相关;2)与木薯单作相比,3种间作模式木薯在产量、产值、磷钾吸收、氮磷钾养分利用效率上均具有显著优势,木薯产量当量比与系统磷钾利用效率当量比、系统氮吸收当量比、磷钾利用效率当量比、氮吸收当量比呈显著正相关;3)与花生单作相比,M1H2和M2H3模式花生在产量、产值上劣势显著,M1H2模式花生在磷吸收、氮磷钾养分利用效率上具有显著的劣势,M2H3模式花生在氮磷吸收上具有显著优势;花生产量当量比与花生氮磷钾利用效率当量比呈显著正相关.推荐选用产量和产值优势最佳的M2H4木薯花生间作模式.

不同品种木薯的薯块(块根)在土壤中的空间分布特性即薯构型,直接影响机械收获的效果.为探索木薯薯块在土壤中的空间分布特性,本研究通过抽样调查,研究了典型木薯品种华南205、南植199和新选048的薯构型,探讨适宜机械化收获的木薯品种,确定木薯机械化收获的技术参数.结果表明,华南205和南植199的薯块空间分布较为适宜机械化收获,单株木薯的最优收获半幅宽为0.0～35.0 cm、收获层深为0.0～25.0 cm,在此条件下,华南205的薯数占比和薯重占比均达到100.0％,南植199达96.0％以上.综合分析,确定木薯收获机的单株木薯半幅收获宽度为35.0 cm、收获深度为25.0 cm,该研究结果可为木薯收获机械的研究设计提供参考依据.

The cassava variety "Nanzhi 199" was used as experimental material, five treatments for seed stems were de?signed as follows: not soaking seeds ( CK1) , soaking seeds in water for 12 h ( CK2) , soaking seeds in 2％ lime solution for 12 h ( Ca1) , dipping seeds in lime slurry ( Ca2) and dipping seeds in lime powder ( Ca3) , and the effects of these treatments on the seed stem germination and seedling growth of cassava cultivated in nutritional bags were studied. The results showed that:in com?parison with CK1, the treatments CK2 and Ca1 could enhance the emergence rate, plant height, stem diameter, root total length, root total surface area, root biomass, stem biomass, leaf biomass, root-shoot ratio, and contents of soluble sugar, starch and cal?cium in tuber roots of cassava seedlings; while the treatments Ca2 and Ca3 inhibited the growth of cassava seedlings. Therefore, soaking seeds in water or 2％ lime solution for 12 h could promote the seed stem germination and seedling growth of cassava, and soaking seeds in 2％ lime solution had the best effects.