华北地区小麦、玉米两季秸秆还田存在问题及对策研究

介绍了华北地区冬小麦—夏玉米轮作一年两熟中秸秆还田的方式、现状。采用实地调查、文献资料查阅和专家走访等研究方法,总结和分析了华北地区小麦、玉米秸秆直接还田存在的相对还田量大、秸秆粉碎质量差、秸秆与土壤混合不匀、麦田病虫害加重及还田机械部件磨损严重等问题。并提出了小麦秸秆全量还田、玉米秸秆还田与收集利用并重、夏玉米秸秆及时粉碎还田、土壤轮耕、麦田施尿素调节C/N、造墒播种防病治虫、政府补贴推动等措施。为华北地区小麦、玉米秸秆还田技术的机理研究和推广应用提供参考。     

麦套稻秸秆全量自然还田方法的研究与实践

通过麦套稻秸秆全量自然还田方法的研究 ,总结出机械收麦、留茬高度、麦秸还田长度、麦秸全量还田及麦秸还田后的肥水管理等具体实践经验 ,并提出今后发展的思考。     

秸秆还田对农田棕壤氧化亚氮排放动态的影响

通过田间试验,采用静态箱法对不同量秸秆还田(单施氮肥、半量秸秆还田、全量秸秆还田)下不同时期土壤氧化亚氮排放动态进行了研究。结果表明,和单施氮肥相比,秸秆覆盖还田提高了土壤氮素积累,也同时影响土壤N_2O排放动态。在玉米生长期间,半收获量秸秆还田增加了7.8%的N_2O排放,全量秸秆还田降低了2.2%的N_2O排放,与土壤铵态氮变化一致;玉米收获后,秸秆还田显著增加了N_2O排放,增幅分别为6.7%(半量秸秆还田)和22.6%(秸秆全量还田)。试验期间单施氮肥、半量秸秆还田和全量秸秆还田三个处理N_2O排放的年累计量分别为1183 g hm~(-2)、1269 g hm~(-2)和1294 g hm~(-2)。尽管秸秆还田增加了总的N_2O排放,但是,由于秸秆增加了土壤氮素的投入,当以N_2O损失的氮素占总氮素投入的比例进行估算时,全量秸秆还田损失率最低为0.52%、半量秸秆还田为0.57%、单施氮肥为0.59%。由此可见,秸秆还田在增加土壤肥力的同时,降低了单位氮素的氧化亚氮损失,有利于氮素在土壤中的保留。     

稻麦轮作下秸秆还田对稻麦产量和稻田可溶性有机碳含量的影响

为阐明稻麦轮作体系下秸秆还田对作物产量与稻田可溶性有机碳（DOC）的影响,通过连续2年盆栽试验研究了两种典型土壤（壤土和黏土）在无秸秆还田、半量秸秆还田、全量秸秆还田3种处理下稻麦产量和稻季土壤溶液DOC浓度的动态变化。结果表明,秸秆还田显著增加了两种土壤大多数处理的水稻产量,增幅1.6%~11.9%,其中全量秸秆还田的增产效果大于半量秸秆还田（第1年不显著,第2年显著）。秸秆还田对小麦产量的影响因土壤类型而异,壤土中小麦产量显著增加7.2%~10.6%（第1年）或增产不显著（第2年）,但全量秸秆还田和半量秸秆还田处理之间没有显著差异;黏土中小麦显著减产（5.0%~9.3%）,其中第2年的全量秸秆还田减产效应显著大于半量秸秆还田。秸秆还田及土壤类型显著影响水稻前期（烤田之前）的土壤溶液DOC浓度,全量秸秆还田、半量秸秆还田分别比无秸秆还田处理平均增加141.7%、61.9%,壤土比黏土平均增加89.6%;间歇淹水之后,所有秸秆还田处理及土壤类型的DOC浓度均迅速降低。总体上,秸秆还田对两种土壤的水稻增产都有利,但对黏土小麦增产不利,秸秆还田显著增加了稻田前期的DOC浓度,间歇淹水可以迅速降低稻田DOC浓度。     

丘陵地小麦秸秆全量还田对土壤肥力及水稻生长的影响

为了探究丘陵地小麦秸秆全量还田对土壤肥力与水稻生长的影响,进行了秸秆全量还田、秸秆全量还田+酵素菌腐熟剂、秸秆未还田处理对比试验,结果表明:1)小麦秸秆还田能改善土壤结构,增加孔隙度,降低土壤容重,提高土壤中营养元素和有机质含量;2)在水稻生育前期,小麦秸秆全量还田处理会抑制水稻生长,发苗较未还田处理迟缓;3)在水稻生长中后期,秸秆腐解释放营养物质,促进水稻生长,延缓中后期群体的衰亡,提高了水稻的成穗数、每穗总粒数、结实率和千粒重,对水稻有显著的增产作用。     

全年稻麦秸秆还田对稻田土壤细菌群落结构的影响

为了研究全年尺度下稻麦轮作系统中稻、麦秸秆全量还田对稻田土壤生态环境的影响,设置全年稻和麦秸秆均不还田(CK)、小麦季稻秸秆还田(W-RS)、水稻季麦秸秆还田(R-WS)、全年稻和麦秸秆全量还田(RWS)4个处理,采用 Illumina高通量测序技术比较了这 4种全年秸秆还田模式下稻田土壤细菌群落结构的变化特征,并分析其理化性质。结果表明:与 CK相比,秸秆还田可提高土壤有机质、氮磷钾养分含量,全年稻、麦秸秆全量还田及 0～ 5 cm土层土壤增幅较大。秸秆还田并没有显著提高土壤细菌多样性指数;各处理中前三位优势菌门为变形菌门(Proteobacteria)、酸杆菌门(Acidobacteria)、绿弯菌门(Chloroflexi),分别占总序列的     

麦秸秆全量还田下耕整地方式对机插水稻产量和品质的影响

为探索麦秸秆全量还田条件下实现水稻增产、品质提高的适宜耕整地方式,于2021-2022年开展大田试验,以迟熟中粳水稻南粳5 718为材料,在麦秸秆全量还田和不还田条件下,设置一体化旱地双轴旋耕整地（T1）、旱地单轴旋耕+水田单轴旋耕整地（T2）、水田单轴旋耕整地（T3）3种耕整地方式,研究麦秸秆还田量与耕整地方式以及两者互作对机插水稻产量和品质特征的影响。结果表明,与麦秸秆不还田相比,麦秸秆全量还田下的水稻产量在T1方式下增加4.54%～5.45%(P<0.05),在T2和T3方式下降低。3种耕整地方式水稻产量在麦秸秆不还田下表现为T2>T1>T3,在麦秸秆全量还田下表现为T1>T2>T3,其中麦秸秆全量还田下T1处理较麦秸秆不还田的T2处理产量有所提高,但无显著差异。这一结果可能与麦秸秆全量还田与T1处理互作降低了稻田土壤容重、增加了耕作深度和土壤Eh有关,从而促进了水稻有效穗数的增加,提高了成熟期干物质积累量和收获指数,实现了水稻产量的增加。麦秸秆全量还田较不还田降低了各耕整地方式下稻米的垩白面积和垩白度,改善了稻米外观品质;降低了稻米的直链淀粉含量,...     

麦稻秸秆全量整草免耕还田方法和效果

提出了一套简单易行的麦稻秸秆全量整草免耕还田方法。连续两年的试验结果表明:晚稻草覆盖大麦田还田,对大麦的增产效果极显著,全量还田处理的增产效果显著大于半量还田,而麦秆田沟埋草还田对晚稻产量的影响较小;麦稻秸秆还田培肥土壤效果显著,连续两年还田后,土壤速效P、速效K含量大幅度提高,有机质、全N、碱解N含量也有较大幅度的提高。     

主要农作物秸秆养分资源现状及其肥料替代潜力分析——以安徽省为例

安徽省农作物秸秆资源丰富,充分利用秸秆养分资源对于农田养分投入的合理分配具有重要意义。评估全省主要农作物秸秆还田当季有效养分替代化肥潜力,可为安徽省减肥增效提供科学依据。本研究以安徽种植面积较大的主要农作物水稻、小麦、玉米、大豆、花生和油菜为研究对象,通过查阅安徽省统计数据和公开发表的文献资料,对2017年安徽省主要农作物秸秆数量、秸秆还田率以及还田当季养分利用率进行估算,明晰了全省化肥减施潜力。结果表明:2017年安徽省主要农作物秸秆资源量为4 699.9万t,秸秆资源分布上呈北部和中部较多、南部最少的特征。秸秆养分资源总量为124.8万t,N、P_2O_5和K_2O分别为38.1万t、11.4万t和75.3万t,分别占全省主要农作物养分需求的40.1%、32.1%和68.9%。理论上,秸秆全量还田,且养分充分利用的情况下,秸秆养分替代化肥潜力大。但秸秆养分N、P_2O_5和K_2O当季利用率分别为38.9%、52.3%和69.9%,实际秸秆N、P_2O_5和K_2O养分还田量仅占主要农作物养分需求的15.6%、16.8%和48.2%,分别占农田养分总投入量的8.6%、6.4%和41.4%。通过秸秆还田,全省可减施化肥63.3万t,减施比例为19.8%, N、P_2O_5和K_2O减施比例分别为11.4%、17.2%、40.7%。进一步提高秸秆还田率和当季养分释放率,是推进全省化肥减施增效的有利手段。     

水稻秸秆全量还田小麦机械匀播高产栽培技术实践

随着粮食生产规模化、机械化的不断提高,稻麦秸秆直接还田越来越常态化。针对水稻秸秆全量还田小麦机条播生产技术在生产应用中,存在秸秆还田不匀、机械还田作业质量差、小麦播后发芽出苗率低、根系发育不良和冬春季节极易发生干冻死苗等问题,通过将农机与农艺有机结合,改进秸秆还田机械和播种机械,优化田间种植管理技术,实现水稻秸秆全量还田、小麦机械匀播的目标。     

秸秆全量还田条件下配施化肥对沿淮砂姜黑土培肥及玉米产量的影响

通过2010年玉米季田间试验,初步探讨了秸秆全量还田下配施化肥对沿淮砂姜黑土培肥效果和玉米产量的影响.结果表明:秸秆全量(7 500kg/hm2)还田配施化肥条件下,耕层土壤有机质和土壤氮磷钾养分相对不施肥CK显著提高(P＜0.05),且相对单施化肥有一定程度的提高.产量上,单施化肥相对CK增产玉米50.7％;秸秆全量还田配施氮肥处理的玉米单产为6644.4～7 562.9 kg/hm2,较单施化肥处理增产11.51％ ～ 26.92％.值得一提的是,玉米单产以秸秆全量还田下配施化肥(N-P2O5-K2O为135-60-90 kg/hm2)最高,且显著高于单施化肥处理(P＜0.05).     

麦秸还田及水稻氮肥配施技术研究

通过麦秸直接还田和水稻氮肥配施技术的研究表明 :经过三熟作物秸秆连续还田 ,土壤有机质、全氮、速效钾显著地增加 ;秸秆全量还田 ,水稻产量随秸秆还田量增加而提高 ,秸秆还田量 5 4 0 0 kg/ hm2 的产量比不还田的增产 6 .6 % ;全生育期氮肥配比以前∶中∶后期为 6 .5∶0 .5∶ 3为最佳。     

麦稻秸秆全量整草免耕还田方法和效果

提出了一套简单易行的麦稻秸秆全量整草免耕还田方法。连续两年的试验结果表明：晚稻草覆盖大麦田还田，对大麦的增产效果极显著，全量还田处理的增产效果显著大于半量还田，而麦秆田沟埋草还田对晚稻产量的影响较小；麦稻秸秆还田培肥土壤效果显著，连续两年还田后，土壤速效P、速效K含量大幅度提高，有机质、全N、碱解N含量也有较大幅度的提高。     

盐碱地玉米产量及土壤硝态氮对深松耕作和秸秆还田的响应

【目的】盐碱地是我国重要的土地资源,研究合理可行的耕作技术和培肥措施,为提高产量和实现盐碱地农业可持续发展提供理论依据。【方法】2014-2017年,在山东省滨州市无棣县的盐碱土上,以玉米为供试作物,连续进行了4年田间试验。试验采用裂区设计,以耕作方式为主区,分别设夏季旋耕15 cm (R)和旋耕后再深松35 cm处理(S);副区为冬季秸秆还田量,设秸秆半量还田(3350 kg/hm^2,B)和秸秆全量还田(6700kg/hm^2,Q)两个用量,以无秸秆还田为对照。所有处理的养分总量保持一致。开花后每隔10天取样1次,直到收获期,测定植株干物质和穗位叶硝酸还原酶活性。在玉米小口期、开花期及收获期,取0-100 cm土层样品,每10 cm为一层,测定了土壤硝态氮含量及累积量。【结果】各生育期玉米干物质积累量和产量在两个耕作方式间的差异不显著,与秸秆半量还田相比,秸秆全量还田处理开花期前干物质量较少,但在开花期时,已经开始赶超秸秆半量还田的处理。在收获期,秸秆全量还田处理的干物质量显著高于秸秆半量还田处理的干物质量,4年中的提高幅度为8.6%~9.7%,秸秆全量还田处理的籽粒产量显著优于秸秆半量还田处理(P <0.05)。4年干物质积累量,SQ处理平均比SB、RQ和RB分别提高2.5%~7.3%、1.6%~4.2%和7.6%~20.3%。深松与秸秆全量还田有明显的正耦合作用,秸秆全量还田与深松耕作相结合有利于籽粒产量的提高,与其他处理差异显著(P <0.05)。相同耕作方式下,4年中秸秆全量还田处理的平均硝态氮含量在小口期低于秸秆半量还田,在开花期显著高于秸秆半量还田,但在收获期又显著低于秸秆半量还田的处理,硝态氮累积量平均降低17.9%(P <0.05)。在4年中深松耕作处理的0-100 cm平均硝态氮累积量比旋耕处理的显著降低8.9%。【结论】在供试盐碱地土壤条件下,秸秆全量还田结合浅旋耕后再深松的效果最好,可提高玉米产量,减少土壤中硝态氮的累积。     

麦秆还田氮肥运筹对水稻产量及土壤氮素供应的影响

通过田间对比试验,研究了小麦秸秆全量还田后不同N肥运筹模式对水稻生长及土壤N素供应的影响。结果表明,小麦秸秆全量还田使水稻增产5.3%,且N肥运筹模式由传统模式A(基蘖肥:穗肥=5:5,基肥:分蘖肥=6:4)优化为B(基蘖肥:穗肥=6.5:3.5,基肥:分蘖肥=8:2)时,增产幅度更大,达9.3%。秸秆全量还田主要通过提高水稻结实率和成穗率,增加有效穗数,实现水稻增产。秸秆还田影响了水稻生长进程,表现为抑制水稻前期(孕穗期)生长和N素累积,而促进后期生物量增加和N素累积。同一时期,N肥模式B水稻生物量、N素累积量均高于模式A。秸秆全量还田后,土壤矿质N发生变化,水稻生育前期较不还田处理(CK)低,而后期较CK高,且N肥运筹模式B较A高。秸秆还田提高了N肥利用率,RNA、RNB分别比CK增加4.1和8.6个百分点,且土壤N素表观盈余量表现为:RNBRNACK。因而,小麦秸秆全量还田,并采用N肥运筹模式B,是实现水稻高产,维持土壤N素平衡的有效措施。     

不同留茬高度秸秆还田冬小麦田甲烷吸收及影响因素

为了探讨不同留茬高度的玉米秸秆还田下冬麦田甲烷(CH4)的吸收规律,为评估该地区温室气体排放量与发展循环农业提供依据,该研究基于连续10a的不同耕作措施进行定位试验,采用静态箱—气相色谱法研究了4种不同玉米秸秆留茬高度还田对冬麦田CH4吸收通量的影响。结果表明:随着秸秆留茬高度即秸秆还田量的增加,麦田CH4吸收通量逐渐减少,表现为秸秆不还田(AS)≈秸秆留茬0.5m还田(S-0.5)>秸秆留茬1m还田(S-1)≈秸秆全量还田(PS),常规耕作不还田处理(AC)和免耕不还田处理(AZ)分别比常规耕作全量还田(PC)和免耕全量还田处理(PZ)高18.3%和15.1%;CH4的吸收通量在小麦整个生育期呈高低相间的三峰曲线,并且与地表温度呈显著的正相关性,与20cm土层的土壤有机碳含量显著性负相关,与土壤水分相关性不明显;在CH4吸收通量的日变化中,常规和免耕的秸秆全量还田处理白天(6:00-18:00)分别比夜间(18:00-6:00)高18.2%和17.7%,CH4吸收通量与气温、地表温度和20cm地温有显著的正相关关系。试验表明,常规耕作麦田的CH4吸收通量比免耕要高8.65%。从CH4的吸收和秸秆合理利用的角度来看,常规耕作0.5m的秸秆留茬高度还田是较合理的还田方式,值得今后推广和应用。     

秸秆、猪粪混施对麦田根际土壤过氧化氢酶与蔗糖酶活性的影响

本研究于2012—2014年在成都平原稻麦轮作区开展田间试验,分析秸秆、猪粪施用对小麦各生育期内根际及非根际酶活性的动态变化影响,为种养废弃物的合理施用提供科学依据。试验共设置不施肥对照、纯化肥、秸秆全量还田+纯化肥、秸秆全量还田+低量猪粪替代化肥、秸秆全量还田+高量猪粪替代化肥等5个处理。结果表明,同一处理下的根际土壤过氧化氢酶和蔗糖酶活性均显著强于非根际土壤(P0.05);猪粪还田处理能提高土壤的过氧化氢酶活性,秸秆和猪粪还田处理能提高土壤蔗糖酶的活性;从小麦的整个生育期来看,其根际及非根际土壤过氧化氢酶活性均呈减弱趋势;而根际土壤蔗糖酶活性在小麦生育期内存在较大波动,非根际蔗糖酶活性呈"单峰"变化。     

我国秸秆资源养分还田利用潜力及技术分析

我国秸秆资源量丰富,且含有大量的养分,将这些养分还田利用,不但可以减少化肥的投入,还可以避免资源浪费,保护生态环境。通过资料收集和数据统计,对我国的秸秆资源状况、空间分布、养分利用潜力及养分还田技术进行了分析。结果显示:2017年我国秸秆资源量约为8.55亿t,秸秆全量还田养分输入量分别为758.66万t(N)、238.84万t(P_2O_5)、1 316.36万t(K_2O),分别可替代当年约34.15%的氮肥、29.95%的磷肥、212.40%的钾肥。根据当年秸秆综合利用情况和养分还田率,还田的养分可替代约19.38%的氮肥、23.28%的磷肥、166.81%的钾肥。相比秸秆全量还田,实际还田养分的可替代化肥率还有较大的提升潜力。此外,秸秆中还含有34 238.94万t的有机碳(未包括棉花秸秆),按30%的转化率计算,将有超过10 000万t的有机碳进入土壤。选取我国秸秆养分量最高的3个区域,对其秸秆养分还田技术进行分析,并提出在东北地区应以秸秆粉碎翻耕或旋耕还田为主,定期进行深翻作业;黄淮海地区应以小麦秸秆粉碎后覆盖以及玉米秸秆粉碎后旋耕或深耕还田为主,增加耕翻深度,及时将秸秆还田,定期进行深翻或深松作业;长江中下游地区应以秸秆粉碎旋耕混埋还田技术为主,严格控制机械切碎长度和旋耕深度。此外,在东北和黄淮海地区应将过腹还田与堆沤还田作为机械化直接还田的重要补充,在长江中下游地区应推广秸秆腐熟还田技术。     

稻麦玉米秸秆残留还田量定量估算方法及应用

为了解秸秆残留还田是秸秆直接还田的基本形式。该文通过逐步推导,给出了秸秆残留还田量定量估算的系列公式,并将秸秆残留还田量定量估算建立在5个参数的基础上,即农作物平均株高、收割留茬高度、叶部生物量比例、枝叶脱落率和秸秆机械收集损失率;以实地调查为基础,结合对试验数据收集整理,给出了小麦、玉米、水稻三大农作物秸秆残留还田量定量估算的参数体系,并估算出了三大农作物的秸秆残留还田量,分别为7 106.92、4 543.48和6 392.95万t,合计为18 043.35万t,占三大农作物的秸秆总产量的31.13%;三大作物人工收获秸秆残留还田量为1724.47万t,机械收获秸秆残留还田量为16 318.88万t,后者是前者的9.46倍;进而以农作物面积为权重,推算出全国的秸秆残留还田量为25 330.08万t,计算出单位面积耕地的残留还田量为1.87 t/hm2,与基本还田量的最低需求3.0 t/hm2相比尚需增加60%以上,与基本还田量的一般需求4.5 t/hm2相比尚需增加1.41倍。论文最后指出了秸秆残留还田量定量估算需要继续深入开展的主要研究工作:一是开展更广泛的田间实测,进一步提高小麦、玉米、水稻三大农作物秸秆残留还田量定量估算参数的精准度,尤其是收割留茬高度和秸秆机械收集损失率这两大参数的精准度,以便更确切地估算三大农作物的秸秆残留还田量;二是针对棉花、大豆、油菜等主要经济作物进行秸秆残留还田量定量估算研究,建立全国主要粮经作物秸秆残留还田量定量估算的参数体系;三是建立区域性的秸秆残留还田量定量估算的参数体系,逐步实现各区域秸秆残留还田量的定量估算。     

水稻自然生态应用技术研究

按自然农法原理,进行了麦田套播水稻,麦子秸秆全量还田的技术应用研究。结果表明,水稻麦田套播,麦秸秆全量还田的处理分别比水稻常规手插、水直播、抛秧栽培的每hm2增产737.1,908.7,536.7 kg,农本减少2427,1560,1960.5元/hm2,施N量分别减少208.8,87.9,152.4 kg/hm2。