土壤深松对春玉米生长特性的影响

为了改善北京地区农田土壤结构、提高土壤蓄水保墒能力,提升农田生产能力,增加作物产量,本项目自2011年开始在北京市延庆县保护性耕作试验田开展农田深松效果研究,该文通过单因素三水平的试验方法安排试验,通过对深松加旋耕、深松加耙和传统旋耕（对照）3种耕作模式下春玉米田间生长特性及产量表现的对比分析,探讨不同耕作模式的效果,确定最佳的耕作模式。结果表明,深松加旋耕处理产量为11155.5 kg/hm²,深松加耙处理产量为10872 kg/hm²,对照旋耕产量为9985.5 kg/hm²。深松加旋耕和深松加耙处理较对照传统旋耕公顷产量有明显差异。     

耕作和秸秆还田方式对玉米产量及钾素积累转运的影响

通过探究秸秆还田方式对玉米产量及钾素积累转运的影响,为制定玉米秸秆还田配套的合理耕作方式提供参考。以玉米品种合众11为试验材料,在东北农业大学向阳试验基地进行了两年田间小区定位试验,采用土壤耕作方式与秸秆还田相结合的方法,设置免耕+秸秆还田、免耕+秸秆不还田、旋耕+秸秆还田、旋耕+秸秆不还田、翻耕+秸秆还田、翻耕+秸秆不还田6个处理,测定并分析玉米产量及相关因子、钾积累量、钾转运量及利用效率。与免耕相比,翻耕和旋耕的玉米产量、钾积累量及利用效率均显著提高。与秸秆不还田相比,秸秆还田处理显著提高了玉米产量、钾积累量。耕作方式与秸秆还田对各指标存在显著交互作用。与免耕+秸秆不还田处理相比,翻耕+秸秆还田和旋耕+秸秆还田显著提高产量和钾积累量与利用效率。在6种耕作模式中,翻耕+秸秆还田处理的产量和钾素积累量最高,2016年产量翻耕+秸秆还田较免耕不还田提高了32.19%,2017年提高了23.30%。钾素积累量2016年抽雄期、成熟期翻耕+秸秆还田较免耕不还田分别提高了19.86%、14.15%,2017年抽雄期、成熟期翻耕+秸秆还田较免耕不还田分别提高了40.75%、20.03%,且与免耕+秸秆不还田存在显著性差异,表明翻耕结合秸秆还田有利于产量和钾素积累利用的提高。因此,在本试验条件下,在秸秆还田的基础上翻耕是适宜的耕作方式。     

小麦-夏玉米周年耕作措施对夏玉米茎秆和穗部性状的影响

为了探索山东省半湿润易旱区夏玉米高产稳产适宜耕作措施,将冬小麦和夏玉米两季耕作技术作为一体,设置了10种周年耕作措施,比较分析不同耕作措施对夏玉米茎秆、穗部性状及产量的影响。耕作试验（一周年）结果表明,不同耕作措施对玉米株高和穗位高没有显著性影响,而对茎粗和穗高系数影响显著,其中对照即常规耕作方式（小麦旋耕+玉米直播+秸秆不还田）茎秆最细,穗高系数最高,而A1B11（小麦旋耕+玉米旋耕+秸秆还田）、A2B21（小麦免耕+玉米直播+秸秆还田）、A3B31（小麦深松+玉米深松+秸秆还田）和A4B41（小麦深耕+玉米深耕+秸秆还田）耕作处理间茎秆粗度均显著高于其他处理。与对照相比,各耕作措施显著增加了玉米穗行粒数和百粒重,秃顶长度减小,籽粒产量和生物量均显著增加,其中A1B11（小麦旋耕+玉米旋耕+秸秆还田）耕作处理籽粒产量最高,比对照高35.83%。     

鄂东晚收稻田油菜两种飞播种植模式的产量及效益比较

在相同茬口条件下,比较油菜两种飞播种植模式的产量及效益,为鄂东地区晚收稻田油菜轻简化生产提供技术支撑。以冬油菜为试材,通过两年的田间试验,获得两种飞播种植模式的油菜产量和效益数据。与旋耕飞播相比,两年免耕飞播的油菜籽产量平均增加561.5 kg/hm²,增产率平均为25.7%,增产的主要原因是单株角果数显著增加,平均增幅为28.6%;两年免耕飞播的油菜产值平均增加3023元/hm²,毛收入平均增加4523元/hm²,主要原因是免耕飞播减少了秸秆离田、种子农药用量、旋耕整地和除草防病四个方面投入,两年投入共计平均减少1500元/hm²。油菜免耕飞播种植模式不仅降低了油菜生产成本,还提高了油菜产量和效益,具有节本增效的优势,适宜在鄂东晚收稻田推广应用。     

“夏玉米—绿豆全程机械化间作模式”试验研究

为了提高杂粮作物的产量及效益,根据玉米全程机械化种植发展要求,创新地设计出了“夏玉米—绿豆全程机械化间作模式”,通过研究,为现代高效农业新型种植模式提供理论依据。研究结果表明,全程机械化间作模式下,夏玉米产量随着玉米密度的增加呈增加趋势,玉米千粒重和穗粒数逐渐降低;不同密度间绿豆产量差异不明显。玉米密度对间作经济效益影响极显著,且是影响间作效益的第一因素。玉米—绿豆间作处理的净产值均显著高于单作处理,且有效提高了土地利用率。推荐玉米7500株/hm²+绿豆90000株/hm²、玉米75000株/hm²+绿豆105000株/hm² 2种净产值最高的间作模式推广应用。     

鲁西南黄河冲积平原地区高产夏玉米优化施肥量研究

采用"3414"完全试验设计,研究了鲁西南黄河冲积平原地区夏玉米氮、磷、钾肥优化施用量。结果表明:处理中施肥量为纯N240kg/hm²、P2O575kg/hm²、K₂O120kg/hm²的处理夏玉米产量最高,达到9228.0kg/hm²。模拟和频率分析得到的产量达到9450kg/hm²以上的优化施肥量为纯N338.82kg/hm²、P2O5105.15kg/hm²、K₂O158.82kg/hm²。同时估算了不同土壤养分含量地块的优化施肥量。     

不同轮耕方式与生物炭对土壤酶活性、土壤养分及小麦和玉米产量的影响

通过研究豫东平原不同轮耕方式与生物炭对土壤酶活性、养分及小麦和玉米产量的影响,为该地区选择适宜的耕作与培肥制度提供理论依据。采用3年田间定位试验,以小麦旋耕玉米免耕不施生物炭（RB0）为对照,设置3种生物炭用量（B1：2.5t/hm²,B2：5.0t/hm²,B3：7.5t/hm²）和2种轮耕耕作方式（R：小麦旋耕玉米免耕,D：小麦深翻玉米免耕）的交互处理。结果表明,在0~20cm土层,与RB0相比,不同处理均能显著提高土壤有机碳、速效养分含量及土壤酶活性,不同轮耕方式下土壤有机碳、速效养分含量及土壤酶活性随生物炭施用量增加而增加,RB3和DB3处理效果最好。在20~40cm土层,D处理显著提高土壤有机碳、速效养分含量及土壤酶活性,其中DB3处理效果最好。与2020年相比,除土壤碱性磷酸酶外,2021年不同处理均不同程度地提高了土壤有机碳、速效养分含量、脲酶和蔗糖酶活性。不同处理均能够显著增加小麦和玉米产量,2020年增幅分别为6.02%~17.52%和5.07%~11.02%,2021年分别为7.01%~20.87%和6.53%~18.13%,DB3处理产量最高,显著高于其他大部分处理。     

长期定位施肥对土壤有机质、不同形态氮含量及作物产量的影响

通过长期定位试验,研究不同施肥处理对河北省低平原区土壤有机质、不同氮形态含量及作物产量的影响,旨在为该区冬小麦–夏玉米轮作系统秸秆全量还田下土壤肥力和作物产量的提高提供理论依据。结果表明,经过36个小麦玉米轮作周期的不同施肥处理后,与不施肥处理（CK）相比,施肥可以提高土壤有机质和全氮含量,且随化肥施用量的增加而逐渐增加。在化肥施用量≤N 360kg/hm²+P₂O₅ 240kg/hm²时,秸秆还田较不还田可显著提高土壤有机质和全氮含量,在化肥施用量为N 540kg/hm²+P₂O₅ 360kg/hm²时,增加速度减缓。与CK相比,长期施肥提高了土壤碱解氮和硝态氮含量,而对土壤铵态氮含量没有显著影响。单施化肥时,表层土壤碱解氮和硝态氮含量随氮肥施用量的增加而增加;在秸秆还田下,N360+P240+S9000处理表层土壤碱解氮和硝态氮含量最高。施肥显著提高了作物产量,单施化肥处理,小麦、玉米产量均随施肥量的增加而逐渐增加;秸秆还田条件下,小麦产量在化肥施用量≤N 360kg/hm²+P₂O₅ 240kg/hm²时较单独施用化肥的处理增产。由以上结果可知,长期施肥可提高土壤肥力,增加土壤有机质和全氮含量,适宜的氮肥施用量配合秸秆还田可固持土壤有机碳和全氮,过量氮肥不利于土壤有机质的累积。长期单施化肥或化肥配合秸秆还田均可提高土壤碱解氮和硝态氮含量,对土壤铵态氮含量无显著影响。长期施肥可提高作物产量,在秸秆还田条件下,化肥施用量为N 360kg/hm²+P₂O₅ 240kg/hm²时,增产效果较好。     

小麦玉米周年生产中耕作对夏玉米产量及抗倒伏能力的影响

针对黄淮海平原冬小麦夏玉米周年生产的特点,将冬小麦夏玉米播前耕作统筹结合,以期为冬小麦夏玉米周年生产体系耕作方式的改良提供依据。以郑单958为验材,设冬小麦播前旋耕夏玉米播前免耕(RN)、冬小麦播前翻耕夏玉米播前免耕(MN)、冬小麦播前翻耕夏玉米播前旋耕(MR) 3个处理,探讨冬小麦夏玉米周年生产条件下不同耕作方式对夏玉米抗倒伏能力及产量的影响。2年研究结果表明,MR处理夏玉米的株高、穗位高增加,MN与MR处理的地上第3茎节变粗,MN处理的地上第3节间茎粗系数最大。MR与MN处理间抽雄期的基部茎节穿刺强度无显著差异,但较RN均显著增强,茎秆皮层厚度和维管束密度及维管束鞘面积较RN也显著增大,茎秆伤流速率较RN分别提高60.60%和46.70%,茎秆质量显著提高。此外,MN与MR的根重和根冠比较RN显著提高,地上节根根条数与干重也显著提高。MN与MR较RN处理分别增产26.33%与39.21%。冬小麦播前翻耕可显著提高夏玉米产量及抗倒伏能力。     

免耕对谷子生长发育及产量的影响

2011~2012年以3个不同类型的夏谷品种衡谷10号(常规品种)、冀谷31(抗除草剂品种)和张杂谷11号(杂交谷子品种)为试材,在麦茬地进行免耕播种,以传统的旋耕条播为对照,比较2种播种方式下谷子经济性状和产量的变化。试验表明:留苗密度相同时,3个谷子品种免耕播种与旋耕播种对谷子株高、穗长、穗重、穗粒重和产量的影响表现不同;谷子品种相同时,免耕播种与旋耕播种不同留苗密度的谷子产量差异较大。免耕播种时,衡谷10号和冀谷31均在留苗密度为75万株/hm²时产量最高,2年产量分别为5380.35kg/hm²、5472.45kg/hm²和5308.20kg/hm²、5378.03kg/hm²,较同密度的CK增产0.19%、1.52%和9.67%、10.36%;张杂谷11号在留苗密度为37.5万株/hm²时产量最高,2年产量分别为4420.20kg/hm²、4890.49kg/hm²,分别较同密度的CK增产19.46%、18.08%。结果表明夏谷免耕栽培产量略大于CK,常规品种与抗除草剂品种留苗75万株/hm²较适宜;杂交品种留苗以37.5万株/hm²较适宜。     

秸秆还田条件下不同耕作方式对土壤化学性状的影响

为解决大兴安岭东麓地区黑土地耕地质量下降,秸秆资源过剩焚烧造成的环境污染等突出问题,本文设立了秸秆还田条件结合深翻+重耙(SDH)、深松+重耙(SSH)、深松浅翻+重耙(SSS)、重耙(SH)、旋耕(SRT)、免耕(SZT)和传统耕作(CK) 7个耕作处理,其中秸秆不还田传统耕作(CK)为对照组,通过研究2年秸秆还田条件下不同耕作方式对土壤化学性状的影响,结果表明：秸秆还田后短时间内土壤有机质迅速增长,经过一个生长周期有机质水平再次降低。与CK比较,第1年0~40 cm土层SDH、SSH、SSS和SH处理速效磷、全钾含量升高;SDH、SSH和SSS处理能够显著提高土壤碱解氮、速效钾、全氮和全磷含量。第2年收获后SDH、SSH、SSS处理可以提高土壤碱解氮、全磷含量;SSH和SSS处理能够提高0~60 cm土壤速效磷、速效钾、全氮含量。秸秆还田条件下SSH和SSS处理对土壤养分含量的提升较为显著。     

小麦、夏玉米两茬轮作耕作措施对土壤氮、钾养分及玉米产量的影响

为了探索山东省半湿润易旱区夏玉米高产稳产适宜耕作措施,将冬小麦和夏玉米两季耕作技术作为一体,设置了10种耕作措施,比较分析不同耕作措施对夏玉米不同生育期土壤全氮、速效钾含量时空变化和产量的影响。耕作试验（一周年）结果表明：各耕作处理总体上表现为玉米拔节期土壤全氮含量较高而灌浆期较低,土壤速效钾为玉米灌浆期最高。不同耕层土壤氮、钾分布也存在明显差异,各耕作处理土壤浅耕层0~20 cm土壤全氮和速效钾含量均明显高于深耕层20~40 cm土壤,与深耕层土壤相比,土壤浅耕层全氮含量受耕作措施影响更明显。各耕作处理中,传统耕作和A3B3R（小麦季深松+玉米季深松+秸秆还田）较更有利于增加玉米浅耕层土壤全氮含量,而传统耕作深层土壤全氮含量最低;A4B2R（小麦季深耕+玉米季免耕+秸秆还田）耕作处理较有利于增加浅耕层和深层(0~40 cm)土壤速效钾含量。对照处理籽粒产量显著低于其他耕作处理,而其他耕作处理间籽粒产量差异不显著。     

不同耕作方式对旱区春谷根系发育、产量及水分利用效率的影响

不同耕作方式对旱区春播谷子根系的生长发育有极为重要的影响。以晋谷21号为材料,以传统旋耕为对照,研究了翻耕、秋季深松和春季深松3种耕作方式对谷子地下根系性状与垂直分布、产量和水分利用效率的影响。结果表明,3种耕作方式均能提高谷子根系的长度、表面积、体积、平均直径与干重,深松处理能使谷子根系向40~60cm土层有效生长。与传统旋耕相比,2个深松处理均能显著提高穗长和穗粒重,3种耕作方式的谷子产量较传统旋耕均显著提高,提高幅度排序为春季深松、秋季深松和翻耕,2个深松处理间产量差异未达显著水平。春季深松耕作方式替代传统旋耕能有效提高旱作春谷区的谷子生产水平。     

不同保墒耕作措施对小麦、玉米耗水特征及周年水分利用的影响

为探明土壤结构改良与保墒耕作措施对小麦、玉米周年水分利用的作用机制。采用田间试验,研究了常规耕作、秸秆还田、保水剂、有机肥、免耕、深松、深松+秸秆覆盖等措施对小麦、玉米生长过程中的耗水特征、光合特征及周年水分利用的影响。结果表明:深松+秸秆覆盖在小麦生育期内储水量较高。从小麦播种-返青期,深松+秸秆覆盖处理的耗水量最低。而在返青-拔节期,该处理最大,而其在孕穗-抽穗期的耗水量却最低。在拔节-孕穗期,保水剂处理的耗水量最大,而在抽穗-灌浆期,其耗水量最小。在灌浆-收获期,秸秆还田和保水剂处理的耗水量较其他处理低。在玉米整个生育期内,保水剂和免耕处理的耗水量较其他处理低。不同措施改善了小麦和玉米的光合生理特征,促进了小麦、玉米产量和水分利用率的提高。各处理中,以免耕处理的小麦产量和水分生产效率最高,分布较常规耕作提高了18.3%和20.0%。以秸秆还田处理的玉米产量和水分生产效率最高,分别较常规耕作提高了21.6%和23.8%。而深松处理的小麦-玉米复合产量最高,其次为免耕处理,其分别较常规耕作处理增产14.9%和14.3%。而深松+秸秆覆盖处理和免耕处理的总水分生产效率较其他处理高,分别较常规耕作处理提高了18.5%和18.1%。说明深松和免耕处理更利于小麦、玉米周年节水增产。     

玉米秸秆还田方式和氮肥处理对土壤理化性质及冬小麦产量的影响

为了探讨玉米秸秆还田条件下不同耕作方式及施氮量对土壤耕性及冬小麦产量的影响,于2012年10月至2015年6月连续3个小麦生长季进行了田间定位试验。设3种耕作方式,分别为连续3年旋耕秸秆不还田、连续3年旋耕秸秆还田和前2年旋耕秸秆还田第3年深耕秸秆还田,每种耕作方式下均设4个施氮水平,施氮量依次为165、225、300和360 kg hm?2。与旋耕相比,深耕促进还田玉米秸秆的腐解,且增施氮肥能提高秸秆腐解速度,从而提高耕层土壤的有机质含量。秸秆不还田条件下,连续旋耕降低了0~30 cm土层的有机质含量,结果土壤容重增大,孔隙度降低,且增施氮肥不利于土壤物理性状的改善;秸秆还田条件下,连续旋耕提高了0~10 cm土层有机质含量,土壤容重随之减小,孔隙度增加;秸秆还田条件下,连续2年旋耕1年深耕比连续旋耕增加了10~30 cm土层有机质含量,显著降低了0~20 cm土层容重,增加了0~20 cm土层的总孔隙度和10~30 cm土层的毛管孔隙度。连续3年旋耕造成冬小麦减产,尤其是秸秆不还田处理,第3年产量较第1年下降5.0%~8.7%;旋耕秸秆还田较旋耕不还田平均增产7.3%~8.9%,但在第3年产量下滑;而旋耕还田后适时深耕还田比连续旋耕还田平均增加有效穗数14.5%,增加穗粒数5.7%,产量平均提高7.6%。在玉米秸秆还田条件下,增施氮肥有助于改善土壤理化性质,但225、300和360 kg hm?2氮肥水平的产量无显著差异。本研究结果表明,山东省小麦高产高效栽培技术宜采取秸秆还田、2年旋耕1年深耕、配施纯氮225 kg hm?2的种植模式。     

黄河故道滨海中低产田耕作与增施有机肥对土壤性状及稻-麦周年产量的短期影响

提升中低产田耕地质量是保障地区粮食持续生产能力的重要途径。通过在江苏省滨海县稻-麦轮作区周年秸秆全量还田条件下设置耕作方式与增施有机肥处理,探讨了耕作与有机肥施用对土壤地力及稻麦产量的影响。结果表明,免耕和旋耕处理有助于提升土壤有机质及碱解氮含量,与耕翻处理相比,旋耕处理土壤有机质含量提升13.0%~21.2%,碱解氮含量提高3.6%~26.4%。短期对土壤物理结构改良的效果为耕翻>旋耕>免耕处理,增施有机肥可以降低土壤容重,增加土壤有机质含量,但对产量几乎没有影响。从周年角度来看,有机无机肥结合、耕翻与浅旋结合有助于改善土壤结构和提升土壤肥水水平,麦季以旋耕处理产量最高,稻季以耕翻处理产量最高。黄河故道稻-麦轮作区中低产田通过在传统化肥基础上增施有机肥、旋耕与深翻交替可以在提升耕地质量的同时实现较高产量。     

不同耕作方式对玉米田土壤微生物功能多样性的影响

为提高黑土土壤地力,对玉米秸秆还田和耕作方式进行筛选研究。以位于吉林省公主岭市的不同耕作方式试验为基础,设置3个秸秆还田耕作方式处理：秸秆粉碎深翻还田(CK),玉米高留茬宽窄行栽培+秸秆覆盖+快速腐解菌剂处理(KZF),秸秆粉碎深翻+快速腐解剂(SF)。利用Biolog生态板法,测定黑土玉米田土壤微生物功能多样性对不同耕作方式的响应。结果表明,随着培养时间的延长,不同耕作方式的AWCD值均显著增大。培养期内,AWCD的变化顺序为：KZF>SF>CK。培养144 h,KZF和SF处理的AWCD值显著高于对照CK。不同耕作方式之间多样性指数H、优势度指数D和均匀度指数E均未表现出显著差异。主成分分析表明,耕作方式显著影响了土壤微生物利用碳源的能力。碳水类、氨基酸类和羧酸类是研究区微生物利用的主要碳源。玉米高留茬宽窄行栽培+秸秆覆盖+快速腐解菌剂处理(KZF)和秸秆粉碎深翻+快速腐解剂(SF)有利于提高土壤微生物活性。