免耕对土壤理化性状和直播稻生长及产量形成的影响

为探明免耕直播稻的生长规律和免耕直播的环境效应,研究了稻田免耕直播对土壤理化性状和水稻生长及产量形成的影响.结果表明,稻田免耕后,土壤容重降低和孔隙性得到改善,土壤养分在土壤表层富集.与翻耕直播相比,免耕直播稻分蘖能力较弱,但无效分蘖较少,成穗率高.直播条件下,免耕更有利于叶面积的扩展.除齐穗期外,其它生育时期免耕稻的根系活力强,平均比翻耕提高4.45%.在最高分蘖期,免耕直播稻的根冠比和单蔸根干重高于翻耕直播稻.在翻耕和免耕条件下,干物质积累量及在茎、叶和穗中的分配比例无显著差异.免耕直播稻的实际产量为8.6 t/hm2,比翻耕直播稻增产5.8%.另外,免耕直播稻的收获指数比翻耕直播稻高,增幅为13.3%,但未达到5%的显著差异水平.     

不同耕作方式对松嫩平原半干旱区玉米土壤生物特性影响

为探究不同耕作方式对松嫩平原半干旱区玉米土壤环境的影响,设置旋耕垄作(CK)、旋耕垄作深松、免耕、免耕深松、旋耕平作和旋耕平作深松6种耕作方式,研究不同耕作方式对土壤细菌、土壤真菌、土壤放线菌、土壤动物和土壤动物群落组成的影响。结果表明,免耕和免耕深松处理能够显著提高土壤细菌、真菌和放线菌数量,提高幅度分别为18.57%～31.01%、27.99%～48.76和12.32%～21.95%。免耕和免耕深松处理显著提高了0～30 cm土壤微生物量碳和微生物量氮含量,提高幅度分别为8.33%～16.55%和9.70%～19.89%。平作深松处理土壤动物捕获量最高,免耕和免耕深松处理Shannon-wiener指数最高,表明免耕更有利于农田生态系统土壤生物的生存环境的维护。     

不同施氮量对免耕/翻耕移栽稻生长及产量形成的影响

为探讨免耕移栽稻的氮肥管理措施和比较不同耕作方式下移栽稻的生长规律,研究了不同施氮量处理对免耕/翻耕移栽稻生长及产量形成的影响.结果表明,无论翻耕或免耕,增施氮肥可以促进分蘖的发生和叶面积的扩展;在水稻各生育时期,随着氮肥用量的增加,干物质的积累量有增加的趋势,每穗粒数和收获指数逐渐减少;水稻总吸氮量和实际产量逐渐增加,而氮肥吸收利用率、生理利用率和农学利用率及偏生产能力逐渐减小.翻耕移栽稻的分蘖能力、有效穗数和吸氮量显著高于免耕移栽稻,但翻耕和免耕对水稻产量及其构成因素的影响差异不显著,免耕移栽稻的氮肥生理利用率显著高于翻耕移栽稻.     

不同栽培方式对杂交中稻产量及冬水田肥力的影响

以杂交中稻川香9838为材料,于2010-2015年进行了冬水田耕作方式、栽插密度、施氮量与栽秧方式4个因素对杂交中稻产量影响的定位研究。结果表明,耕作方式、施氮量、栽秧方式这3个因子各水平间产量差异不显著,密度间产量差异极显著;因各因素间的互作效应显著,24个处理间的产量差异均不显著(F=0.89)。究其原因,翻耕、高密、高氮虽然其干物质生产量高,从土壤中吸收的氮素也较多,但因氮素利用率不如低密处理高,最终没能表现出增产效果。笔者认为,冬水田采用"免耕、栽插密度12万丛/hm2、施氮量120 kg/hm2和等行距栽培",可在保证较高产量前提下,大幅降低水稻生产成本。第5年定位结束后,各处理稻田土壤养分析结果表明,翻耕、高密和高施肥量处理下稻田土壤肥力较高,但从第5年定位试验结束后的后效试验(不施肥、相同栽培密度)产量看,翻耕免耕,密度12.00万丛/hm218.75万丛/hm2。可见,在连续免耕和高密种植5年后,虽然产量水平没有下降,但其水稻地力产量下降。     

东北地区玉米田长期免耕土壤碳氮及微生物活性的剖面分布特征

通过东北玉米田长期定位试验,比较分析了免耕和常规耕翻下土壤碳氮及微生物活性的剖面分布差异。结果表明：长期免耕显著提高了耕层(0～20 cm)土壤有机碳(SOC)含量,其他各层差异不显著;免耕和翻耕之间,土壤总氮(TN)的浓度在各层次上差异均不显著;长期免耕下耕层土壤的碳氮比显著高于翻耕土壤,但其他各层差异不显著;长期免耕下耕层土壤的微生物活性略比翻耕的高,但其他层次基本一致。SOC、TN和微生物活性在整个土壤剖面上呈现类似的趋势,均随土层的加深而降低。耕层土壤的SOC含量是底层(60～100 cm)的近4倍。     

不同耕作模式下稻——油系统CO_2和CH_4净交换量动态变化研究

为了探讨不同耕作方式对稻田生态系统CO_2和CH_4净交换量的影响,采用温室气体自动分析仪与循环采气式静态箱法相结合,通过对比不同生育期,对长期免耕和常规翻耕两种耕作方式下稻油两熟制农田生态系统CO_2和CH_4日净交换量动态变化进行分析,结果表明,免耕处理稻田系统CO_2净吸收总量和CH_4净排放总量分别比翻耕处理高11.75%和16.55%;稻田系统CO_2和CH_4净交换总量主要发生在水稻种植阶段;水稻种植阶段稻田系统CO_2净交换量占净交换总量的70%左右,CH_4净交换量占交换总量的99%以上。全年来看,免耕模式下稻田系统CO_2吸收增加而CH_4排放加剧。     

保护性耕作对旱作玉米土壤微生物和酶活性的影响

研究了玉米关键生育时期不同保护性耕作措施对旱作玉米田土壤微生物和酶活性的影响。结果表明：随着玉米生育时期的推进,免耕留低茬、免耕留低茬＋秸秆覆盖、免耕留高茬＋秸秆覆盖、免耕留高茬4个处理土壤微生物细菌、放线菌、真菌和纤维素分解菌数量均显著增加,土壤过氧化氢酶、脲酶和蔗糖酶的活性增强。在全生育期,保护性耕作处理土壤微生物细菌、放线菌、真菌和纤维素分解菌数量比传统耕作分别提高41.9%、470.1%、67.9%和65.7%,土壤过氧化氢酶、脲酶和蔗糖酶的活性分别提高15.0%、18.5%和57.3%,且此效应受玉米生长发育进程的影响。表明保护性耕作有利于增加土壤有机质的累积,提高土壤肥力。     

东北黑土稻区免耕轻耙对稻田土壤理化性质及水稻产量的影响研究

2007～2010年,在东北黑土稻作区,探索不同免耕措施对稻田土壤理化性质及水稻产量的影响。结果表明,全年免耕和免耕轻耙土壤容重分别增加19.0%和9.5%,土壤总孔隙度分别降低8.5%和4.2%;分别使土壤0～10 cm表层有机质含量增加50.3%和53.8%,使10～20 cm土层有机质含量降低42.5%和33.9%,土壤其他养分也表现出相同的趋势;全年免耕比常规翻耕单位面积产量降低3.6%,免耕轻耙单位面积产量则变化不大。说明免耕轻耙对土壤理化性质和产量的影响比全年免耕小,可作为水稻免耕的主要方式在东北黑土稻区推广。     

小麦季不同耕作方式对砂姜黑土玉米农田土壤微生物特性及酶活性的影响

在山东省砂姜黑土田小麦、玉米轮作双季秸秆还田下,以传统小麦季旋耕为对照(CK),开展定位耕作试验探讨小麦季不同耕作措施对夏玉米灌浆期土壤微生物量和酶活性的影响。结果表明,与CK相比,免耕模式下能显著增加0~20 cm土层真菌数量(+48.4%)、土壤微生物生物量碳SMBC(+84.3%)和SMBC/SMBN比值(+100%;土壤蔗糖酶活性显著降低(-43.1%)。深耕和深松模式下微生物生物量碳(SMBC)与CK差异均不显著,微生物生物量氮(SMBN)显著降低,分别比对照下降33.0%和37.9%。深松模式下SMBC/SMBN比对照增加138%,深耕和深松下土壤脲酶活性均显著高于其它模式。本区域砂姜黑土农田在小麦季传统旋耕基础上,可适当结合免耕和深松进行轮耕以促进玉米季土壤碳氮转化,提升土壤质量。     

培养条件下秸秆还田对水稻土微生物活性的影响

采用室内培养的方法,以秸秆不还田为对照,通过监测土壤可溶性有机碳(DOC)、矿质氮、微生物量碳(MBC)、微生物量氮(MBN)含量和主要微生物类群数量,研究了水稻秸秆直接还田(SF0)与氯仿熏蒸预处理后还田(SF1)稻田土壤微生物活性变化及其差异。结果表明,与对照相比,经过28 d恒温培养,秸秆还田处理(SF0和SF1)的土壤可溶性有机碳含量显著增加,矿质氮含量显著降低;SF0和SF1处理的土壤微生物量碳、氮含量与对照相比显著增加,而且微生物量氮对秸秆介入的响应更为敏感;与不还田相比,秸秆还田促进了土壤微生物的繁殖,SF0和SF1处理的土壤细菌、真菌和放线菌数量显著增加;SF0处理的土壤DOC含量、细菌和放线菌数量显著高于SF1处理,与秸秆直接还田相比,熏蒸预处理后还田的土壤微生物活性及秸秆腐解程度均显著降低。     

长期少免耕对中国东北玉米农田土壤呼吸及碳氮变化的影响

在黑土区37年不同耕作模式定位试验田，采用原位法比较常规旋耕灭茬起垄（CT）、旋耕留高茬行间深松-少耕（RT）、免耕（NT）和深翻（PT）4种耕作模式土壤呼吸速率及其与土壤温度和湿度的关系，测定土壤总碳氮、无机氮，微生物碳氮的变化。结果表明，玉米生育期间土壤呼吸呈单峰变化，开花期达最大值，生长季平均呼吸速率依次为RT > NT > CT > PT。4个处理土壤温度与土壤呼吸速率间存在显著指数关系。不同耕作模式0~10 cm土壤温度可解释土壤呼吸速率变异的38.3%~67.9%，温度敏感性系数Q10范围为2.1~5.3；RT和NT处理显著提高0~20 cm土壤碳氮含量；RT处理在0~20 cm土壤中微生物碳含量均高于CT、NT和PT处理。RT处理土壤呼吸对温度响应提高，RT和NT处理显著增加上层土壤总碳氮含量，利于土壤质量提升。     

增氧处理对稻田土壤微生物量碳、氮和酶活性的影响

【目的】探讨增氧方式对稻田土壤微生物量碳、氮和土壤酶活性的影响。【方法】以中旱221(旱稻)、中浙优8号(水稻)和IR45765-3B(深水稻)为材料,研究微纳米气泡水增氧灌溉、干湿交替灌溉、淹水灌溉对稻田土壤微生物量碳、氮,土壤氮代谢作用强度和土壤氮素转化相关酶活性的影响。【结果】微纳米气泡水增氧灌溉和干湿交替灌溉可以显著提高稻田土壤微生物生物量碳、氮,中旱221、中浙优8号和IR45765-3B的增氧处理较淹水灌溉处理微生物生物量碳、氮分别增加了30.0%~46.1%和7.1%~92.1%,并且增氧处理降低了3个水稻品种的微生物量碳氮比;与淹水灌溉相比,微纳米气泡水增氧灌溉和干湿交替灌溉有助于提高稻田土壤脲酶、蔗糖酶、过氧化氢酶、蛋白酶、羟胺还原酶活性,降低硝酸还原酶活性和亚硝酸还原酶活性。【结论】微纳米气泡水增氧灌溉和干湿交替灌溉改善稻田土壤的氧化特性,提高土壤酶活性、微生物量碳、氮和硝化强度,有助于改善土壤环境和肥力状况,协调了C、N代谢的平衡。     

冬季种养结合对双季稻生长与土壤肥力的影响

【目的】以长江中下游地区冬季休闲稻田为研究对象,研究冬季种养制度对后季稻田土壤肥力及水稻产量的影响,以期为南方稻田生态保育提供理论依据。【方法】设置紫云英养鸡(milk vetch+ chicken, MC)、黑麦草养鸡(ryegrass + chicken, RC)、单种紫云英(milk vetch, M)、单种黑麦草(ryegrass, R)及冬闲(winter fallow, WF) 5个处理。【结果】冬季种养期间,MC和RC两处理水稻产量均显著高于其他处理,且MC处理增产效果最佳。MC和RC两处理能显著提高双季稻田有机质、全氮、铵态氮和硝态氮含量,与冬闲相比分别提高了17.36%和22.95%、73.73%和250.48%、76.36%和85.11%、67.89%和70.05%;土壤全磷和速效磷含量以M处理最高;各处理对全钾含量影响不大。相关分析表明,水稻理论产量与成熟期土壤硝态氮、铵态氮、全氮、有机质含量显著相关(P<0.05),冬季种养主要通过提高有效穗数影响水稻产量。【结论】与冬闲和单种绿肥相比,绿肥过腹还田有利于土壤有机质、全氮、铵态氮、硝态氮含量的提高;与单种绿肥相比,绿肥过腹还田更有利于水稻分蘖数、叶面积系数和干物质量与稻谷产量的形成,且紫云英养鸡处理效果最显著。冬季种养结合模式下,有机质、全氮、铵态氮、硝态氮利于增源扩库,促进水稻增产。因此,冬闲田种养结合可满足后季水稻生长的养分需求,在稻田生态保育的基础上促进水稻增产,对长江中下游地区稻田可持续发展具有极其重要的指导意义。     

宁夏引黄灌区麦稻水旱轮作二熟制双免耕的土壤培肥效应

为评价麦稻水旱轮作二熟制双免耕的土壤培肥作用,采用常规测定法、比重计法、Biology-ECO法分别对参试的土壤养分、质地、微生物功能多样性等进行检测.结果表明,与传统耕作相比,连续4年冬小麦水稻全免耕轮作后,0～40 cm土壤有机质、全氮、全磷、速效氮、速效磷含量分别增加11,9％、17.1％、9.2％、26.5％、19.1％,全钾、速效钾含量分别减少0.9％、10.2％,0～20 cm土层的土壤粘粒、砂粒比例明显增加,粉粒比例明显减少.免耕冬小麦成熟期的土壤微生物功能多样性代谢活性显著高于传统耕作.0～20和20～40 cm土壤层次内反映微生物功能多样性的4种指数(Shannon-Wiener指数、Pielou均匀度指数、丰富度和Simpson优势度指数)在冬小麦整个生长季节中的变化趋于一致,即在分蘖期和拔节期传统耕作高于连续4年免耕处理,在灌浆期和成熟期连续4年免耕处理高于传统耕作处理.连续4年免耕0～40 cm土壤肥力明显优于连续3年双免耕的肥力.免耕对提高土壤肥力,尤其是对促进冬小麦中、后期生长有利.     

不同耕作方式对玉米产量及叶片某些生理机制的影响

以玉米品种郑单958为试验材料,分析不同耕作措施对玉米生产的影响,探讨不同耕作方式间玉米产量及叶片某些生理特性的差异。研究结果表明：宽窄行种植玉米的产量显著高于免耕、翻耕和常规耕法,免耕、翻耕和常规耕法间产量差异不显著,百粒重在耕法间也没有显著差异;宽窄行种植玉米冠层的光合特性好于免耕、翻耕和常规耕法,叶片的净光合速率提高,水分利用效率也显著提高;叶片中叶绿素含量、比叶重、可溶性糖和可溶性蛋白含量都明显高于免耕、翻耕和常规耕法;免耕条件下玉米叶片丙二醛的含量较高。不同的耕作措施影响产量与叶片某些生理指标的相关性。     

土壤耕作方式对水稻产量形成特性的影响初探

为探讨土壤耕作方式对南方双季稻区水稻产量形成特性的影响,2015年以‘陵两优211’与‘威优46’为早、晚稻供试品种,在湖南湘潭开展了双季免耕、双季翻耕、双季旋耕、早旋晚免、早翻晚免等5种土壤耕作方式的比较试验。结果表明,早稻产量表现翻耕旋耕免耕的趋势;晚稻产量以双季翻耕处理最高,双季旋耕处理最低,3个晚季免耕处理间无显著差异;两季总产量以双季翻耕处理最高,早翻晚免处理次之,其他依次为双季免耕、早旋晚免与双季旋耕处理。翻耕处理产量最高的原因在于分蘖较多,有效穗数较高,生育后期叶面积、叶片叶绿素含量与净光合速率较高。与双季翻耕处理相比,早翻晚免处理产量有所下降(降幅7.29%),但其具有省工省力、节约能源等优点,可在南方双季稻田推广应用。     

全周期种植模式胶园土壤养分和微生物量碳分布特性

通过监测传统胶园与全周期种植模式胶园土壤的养分差异,探讨全周期种植方式对胶园土壤养分的影响。结果表明,传统胶园内离树越近的位点,土壤养分含量和微生物量碳越低;除速效磷外,全周期胶园内离树越近的位点,土壤养分含量和微生物量碳越高。总体而言,全周期胶园土壤全氮、无机氮和微生物量碳低于传统胶园,但均没有达到显著差异,而其土壤有机质、速效磷和速效钾含量高于传统胶园,其中速效磷含量达显著差异(P＜0.05)。与传统胶园相比,全周期种植模式主要影响土壤养分和微生物量碳的分布特征,其中土壤速效磷和速效钾含量亦相对较高,其他指标变化较小。     

耕作方式对玉米秸秆腐解影响的研究

利用长期定位试验对翻耕、旋耕、免耕3种不同耕作方式下玉米秸秆腐解特征进行研究,综合评价不同耕作措施对玉米秸秆腐解的影响。结果表明,华北地区至小麦收获为止,玉米秸秆在翻耕、旋耕、免耕方式下的腐解率分别为42.28%、43.56%、33.78%。3种耕作方式下玉米秸秆腐解与相应层次的土壤水分含量具有显著的正相关性,与温度不具有显著的相关性。玉米秸秆腐解率与腐解天数之间具有较高的相关性,回归分析表明二者之间符合三次模型。由于耕作方式改变了农田土壤的水分状况,进而对麦田秸秆腐解具有显著影响,冬小麦生育期间玉米秸秆腐解率依次为翻耕处理>旋耕处理>免耕处理。     

基于高通量测序技术分析不同耕作方式下水稻根际土壤真菌多样性

为研究不同耕作方式下水稻根际土壤真菌群落多样性,本研究以旋耕、免耕和粉垄耕作处理的水稻根际土壤为研究对象,采用高通量测序技术分析了真菌群落结构和多样性,并结合土壤环境因子进行相关性分析。结果表明：3种耕作处理水稻根际土壤中优势菌门为子囊菌门、接合菌门、担子菌门和球囊菌门,优势菌属为镰刀菌属、被孢霉属、Pyrenochaetopsis、柄孢壳属、毛壳菌属、支顶孢属、隐球菌属、Westerdykella、顶囊壳属、绿僵菌属。接合菌门和被孢霉属、支顶孢属、隐球菌属、顶囊壳属真菌相对丰度在不同处理间差异显著。Alpha多样性指数分析显示,3种耕作处理间无显著差异。PCoA分析表明,不同耕作处理下的土壤真菌群落分布特征存在明显差异。冗余分析表明前两个排序轴共解释了3种耕作处理间土壤真菌群落变化的87.46%。相关性分析显示,土壤pH与接合菌门真菌丰度呈极显著正相关关系,土壤速效磷、碱解氮和有机质含量与接合菌门真菌丰度呈极显著负相关关系,土壤速效磷与担子菌门真菌丰度呈显著正相关关系。综上表明,短期不同耕作方式处理下水稻根际土壤真菌群落结构和多样性存在差异,不同处理下真菌群落分布受土壤pH值、有机质、碱解氮和速效磷影响。     

施氮量和耕作方式对超级杂交水稻黔南优2058群体质量与产量的影响

在大田条件下,研究了不同施氮量和耕作方式对超级杂交稻黔南优2058群体质量及产量的影响.结果表明:无论免耕移栽或翻耕移栽,黔南优2058穗前干物质生产量、穗后干物质生产量、总干物质生产量均随施氮量的增加而增加;在免耕移栽条件下,随着施氮量的增加,产量、孕穗期和抽穗期的叶面积指数均有增加的趋势,而粒叶比均有下降的趋势;在翻耕移栽条件下,随着施氮量的增加,最高分蘖期和孕穗期的叶面积指数均有增加的趋势,而粒叶比呈先降低再升高的变化规律;与翻耕移栽相比,免耕移栽处理的干物质生产量、叶面积指数、有效穗数和千粒重较低;免耕移栽处理的平均产量为9.88 t/hm2,比翻耕移栽处理低4.88%,未达显著水平,但平均净产值达4 792.7元/hm2,比翻耕移栽处理高26.03%.