施肥对采煤塌陷复垦土壤团聚体组成及其碳、氮分布的影响

【目的】研究施肥对采煤塌陷复垦土壤团聚体组成及其碳、氮分布的影响,为改善采煤塌陷复垦土壤的物理团粒结构与化学性质,促进复垦土壤碳氮循环与利用提供一定理论基础。【方法】以山西省晋城市采煤塌陷复垦区土壤为研究对象,在常规灌溉条件下,以不施肥处理为对照(CK),研究了有机肥、无机肥、有机无机肥配施3种施肥处理对0～20、20～40 cm土层团聚体组成及碳、氮分布的影响。【结果】与CK相比,有机肥处理显著增加了土壤>2mm和1～2 mm粒级团聚体量,降低了0.053～0.25 mm和<0.053 mm粒级微团聚体量,单施化肥较有机肥处理提高了微团聚体量。单施有机肥、有机无机肥配施处理土壤的平均质量直径(MWD)、几何平均直径(GMD)显著高于单施化肥处理,分形维数(D)低于化肥处理。有机肥处理土壤有机碳、全氮量最高,有机无机肥处理配施次之,单施化肥处理显著低于有机肥处理;土壤有机碳、全氮主要分布在>2 mm、1～2 mm、0.25～1 mm粒级大团聚体,显著高于0.053～0.25 mm、<0.053 mm粒级小团聚体;有机肥处理、有机无机肥配施处理土壤>2 mm、1～2 mm、0.25～1 mm粒级团聚体中的有机碳、全氮量要显著高于单施无机肥处理的。各施肥处理土壤1～2 mm、0.25～1 mm粒级团聚体有机碳、全氮贡献率较高,显著高于其余粒级。有机肥、有机无机配施处理各级团聚体(除0.053～0.25 mm外)的C/N值显著高于CK,而单施化肥处理与CK差异不显著。【结论】不同施肥处理(尤其是有机肥)提高了复垦土壤大团聚体量,增强了团聚体稳定性,提高了团聚体有机碳、全氮量。     

沼渣的改土作用及其对稻麦产量和品质影响的研究

五年定位试验(1986～1990)结果表明,沼肥与化肥(氮)配合施用,明显地改善了土壤胶体的品质、增加了复合胶体的数量。随着沼肥用量增加,原土有机碳、原土复合量、复合体腐殖质松紧比及土壤全氮均显著增加,土壤容重降低,总孔隙增加,固相减少,气相增加,土壤物理性状改善,稻麦产量和品质提高。单施沼肥的增产及培肥地力效果优于单施等氮量化肥,而二者配合施用优于分别施用。研究提出了稻麦配合施用沼肥与化肥(氮)的数学模式。     

如皋市麦秸秆全量还田机插水稻现状与发展对策

麦秆全量还田机插水稻技术既能实现秸秆禁烧,保护环境,又能提高土壤碱解氮、速效钾、有机质等营养元素的含量,改善土壤理化性状,降低土壤容重,促进水稻增产和农业持续丰收。如皋市应用该技术已有多年,应用面积逐渐扩大。通过对近年来大面积的生产调查和试验示范总结,分析该市麦秸秆全量还田机插水稻的生产现状并提出发展对策。     

耕作方式对稻麦轮作区土壤碳氮储量与层化率的影响

为研究不同耕作方式对稻麦轮作农田土壤碳氮固持和层化情况的影响,于2013年开始在江苏省泰州市姜堰区河横生态农业科技示范园进行试验,设置了少耕秸秆还田(MT)、旋耕秸秆还田(RT)、翻耕秸秆还田(CT)、翻耕秸秆不还田(CT0)4种处理。分层采集各处理0～20cm土壤,测定土壤容重、有机碳和全氮含量,计算碳氮比、层化率、土壤有机碳和全氮储量(等质量法)。结果表明,MT、RT、CT分别提高0～5cm、5～10cm和10～20cm有机碳和全氮含量。10～20cm土壤碳氮比随着耕作强度提高而减小。MT显著提高有机碳和全氮含量层化率,0～5cm土层:10～20cm土层碳氮比层化率随着耕作强度增加而增加。MT提高了0～20cm土壤有机碳储量和0～10 cm土壤全氮储量,但是0～20 cm土壤氮储量不及RT和CT。秸秆还田提高0～20cm土壤有机碳、全氮含量、碳氮比,显著增加了有机碳和全氮储量,具有良好的碳氮固持效应,但是对土壤有机碳和全氮含量层化率影响不显著。结果可为探寻有利于农田土壤碳氮库构建、提高土壤肥力的耕作方式提供理论依据。     

保护性耕作对土壤理化性质和作物产量的影响

应用定位田间试验的方法，研究了不同耕作方式和秸秆还田方式对作物产量和土壤理化性质的影响。研究结果表明，传统翻耕的土壤容重大于进行保护性耕作的土壤容重；随着免耕年限的增加，土壤团聚体不断增大，进行5年保护性耕作的土壤团聚体比进行2年、3年保护性耕作的土壤团聚体有明显增加：进行免耕秸秆覆盖处理的土壤养分除碱解氮外．有机质、全氮、全钾、全磷及速效磷、速效钾均高于免耕无秸秆覆盖和传统翻耕的土壤：在施肥量相同的情况下。进行保护性耕作处理的小麦和水稻产量均比传统翻耕高，其中以半量秸秆还田免耕增产幅度最高，分别达小麦14．45％，水稻6．47％。     

稻菜轮作下不同施肥处理对土壤团聚体的影响

通过田间定位试验,研究稻菜轮作制下不同施肥处理对土壤团聚体的影响。结果表明,单施化肥土壤有机质降低;而有机肥与化肥配施可增加土壤有机质,高碳有机肥、油菜秸秆有机肥与无机肥配施可以显著增加土壤有机质,土壤分形维数最小。稻菜轮作下各施肥处理土壤微团聚体(<0.25mm)增加,大团聚体(2～0.25mm)减少,土壤分形维数减小,土壤结构有较好改善。可见,施用有机含碳量高的有机肥可显著增加土壤有机质,较好的改善土壤结构。     

秸秆还田配施氮肥对土壤碳氮含量与玉米生长的影响

为明确宁夏扬黄灌区秸秆还田条件下的适宜施氮量,在玉米秸秆全量还田条件下,设4种纯氮施用水平(0 kg/hm~2(N0)、150 kg/hm~2(N1)、300 kg/hm~2(N2)、450 kg/hm~2(N3)),以秸秆还田不施氮肥(N0)为对照,研究了秸秆还田配施不同纯氮水平对土壤有机碳氮含量、微生物量碳氮含量和酶活性及其对玉米生长的影响。结果表明,秸秆还田配施氮肥有利于耕层土壤有机碳和全氮含量的提高,随施氮量的增加,土壤碳氮比降低,其中以N2和N3处理对提高耕层有机碳氮含量效果最佳。秸秆还田条件下土壤微生物量碳氮比随施氮量的增加而降低,N2处理对微生物量碳含量、N3处理对微生物量氮含量的提高作用最为显著。秸秆还田配施氮肥能显著提高土壤脲酶、过氧化氧酶、碱性磷酸酶和蔗糖酶活性,以N2和N3处理的改善效果较优。秸秆还田配施氮肥对玉米前期生长影响不显著,而N2处理对中后期玉米生长具有显著促进作用。2年玉米籽粒产量以N2处理增产效果最佳,平均较N0处理提高22.0%。通过2年研究结果表明,在宁夏扬黄灌区实施秸秆还田配施氮肥措施可增加土壤有机碳氮含量,调节土壤碳氮比,促进玉米生长,进而提高玉米产量,以秸秆还田配施纯氮300 kg/hm~2效果最佳。     

浅谈麦秸全量还田条件下机插水稻栽培技术

麦草全量还田种稻,可以提高稻田土壤有机质含量,减少化肥用量,解决秸秆焚烧带来的环境污染问题。但在生产实践中秸秆大量还田也造成了水稻前期生长不良,特别是对分蘖和根系生长的抑制,从而影响水稻产量     

有机无机肥配施对土壤物理性状的影响

经过12 a的不同施肥试验分析,秸秆还田和秸秆还田+NPK处理土壤密度比试验前下降0.34～0.37g/cm3,施栏肥和施栏肥+NPK处理土壤密度比试验前下降0.30～0.36 g/cm3。秸秆还田和秸秆还田+NPK处理田间持水率比试验前增加4.09%～5.01%,施栏肥和栏肥+NPK处理田间持水率比试验前增加3.26%～5.99%,单施NPK和对照处理田间持水率比试验前增加1.82%～2.15%。     

秸秆还田配施氮肥对土壤性状与水分利用效率的影响

为揭示宁夏扬黄灌区秸秆还田配施氮肥对土壤性状与玉米水分利用效率的影响,在秸秆全量还田(9 000 kg/hm2)条件下,设置4种不同纯氮施用水平:SR+N0(0 kg/hm2)、SR+N1(150 kg/hm2)、SR+N2(300 kg/hm2)和SR+N3(450 kg/hm2),以秸秆不还田施氮量333 kg/hm2为对照(CK),研究秸秆还田配施氮肥对土壤容重、含水率、养分含量、玉米产量及水分利用效率的影响。结果表明,秸秆还田配施氮肥可改善耕层(0～40 cm)土壤容重和孔隙状况,以SR+N2和SR+N3处理效果最优,耕层平均土壤容重分别较CK降低8. 0%和8. 8%,土壤总孔隙度分别较CK提高11. 4%和12. 5%。秸秆还田配施氮肥有利于提高耕层土壤有机碳和全氮含量,随施氮量的增加土壤碳氮比降低,其中以SR+N2和SR+N3处理效果最优。SR+N2处理改善土壤肥力效果最优,其土壤碱解氮、有效磷、速效钾含量分别较CK提高33. 6%、47. 0%、30. 8%。SR+N2处理在玉米生育中后期具有较好的蓄水保墒效应,玉米增产和改善水分利用效率效果最优,两年平均玉米籽粒产量和水分利用效率分别较CK提高33. 9%、26. 2%。通过两年研究发现,在宁夏扬黄灌区,秸秆还田配施氮肥可有效改善土壤物理性质、增加土壤养分含量、调节土壤碳氮比、增强土壤的蓄水保墒能力,从而显著提高玉米籽粒产量和水分利用效率,以秸秆还田配施纯氮300 kg/hm2效果最优。     

冀南稻麦轮作区化肥施用与氮磷流失状况分析

于2004年调查了冀南稻麦轮作区化肥施用状况和作物产量,并分析了稻田土壤速效氮和速效磷(Olsen-P)、田面水样及受田面影响的附近田外水样全氮、磷。结果表明:冀南地区施肥以化肥为主,有机肥施用比例较小,传统施肥对氮、磷地表流失明显,尤其是化肥用量大且配施有机肥的氮、磷流失最严重。田面水与田外水中氮、磷含量均达到极显著水平,氮、磷化肥不合理施用对附近水体存在较大污染风险。而试验区Ⅰ和Ⅱ,氮、磷流失较低。减少化肥施用量,合理施肥可降低施用化肥的环境风险。     

Cropping systems and crop residue management in the Trans-Gangetic Plains: Issues and challenges for conservation agriculture from village surveys

Conservation agriculture practices are being advocated to help sustain crop productivity gains and secure environmental sustainability in the Trans-Gangetic Plains, India’s Green Revolution heartland. The paper illustrates the use of village surveys as a quasi-quantitative system analysis tool to derive implications for agricultural research and development. Drawing from village surveys in 170 communities, the paper assesses current crop residue management practices in Punjab and Haryana’s rice-wheat, basmati-wheat and non-rice-wheat cropping systems. The prevalence of wheat as the winter crop implies an intensive collection, trading and use of wheat straw as basal feed for dairy livestock; which contrasts with the diverse crop residue management of the monsoon crops. The increased use of combine harvesters has spurred the rapid advent of mechanical wheat straw reapers whereas the bulk of combine harvested rice straw is burned in situ. Present crop residue management practices are largely incompatible with year-round mulch retention despite significant biomass production. The research and development community faces the challenge of evening out straw use and management over seasons to ensure at least partial residue retention if its calls for conservation agriculture in this important sub-region are to succeed. The paper also reiterates the worrying decline of groundwater tables associated with the rice-wheat system.     

少免耕与秸秆还田对极端土壤水分及冬小麦产量的影响

为了高效利用天然降雨,缓和农业水资源短缺,该试验在小麦、玉米一年两熟条件下,设置耕作措施和秸秆2个因素,其中耕作措施分为常规耕作、深松耕、耙耕、旋耕、免耕5种,秸秆因素分为玉米秸秆全量还田与不还田,共10个处理,研究了耕作措施与秸秆因素对极端土壤水分和冬小麦产量的效应。结果表明,无论秸秆还田与否,相对于常规耕作,深松耕能提高土壤水分充足期的土壤含水率,增加冬小麦产量,尤其是深松耕秸秆还田,比常规耕作无秸秆还田分别高25.74%和11.45%。秸秆因素在土壤水分充足时影响土壤含水率方面占主导地位,秸秆因素与耕作措施在土壤水分亏缺时影响土壤含水率和冬小麦产量方面均起着重要的作用。免耕、深松耕、耙耕与秸秆还田的交互效应能够增加集雨,提高冬小麦产量。研究结果还表明,冬小麦产量与土壤水分亏缺时土壤含水率相关不显著,而与土壤水分充足期土壤含水率相关显著。     

秸秆覆盖对冬小麦的影响

研究了"黄淮海"一年两熟地区秸秆覆盖对冬小麦的生长发育和产量性状及其构成要素的影响.试验表明:秸秆覆盖可以改善土壤的理化性状,增加土壤养分有效性,可提高水分利用率,提高土壤的生物活性,明显地调节作物生长的水、肥、气、热等生态条件,促进了小麦的生长发育,可以明显提高小麦的产量.未进行秸秆覆盖的处理产量为4 617.93kg/hm2;进行秸秆覆盖的处理,小麦平均产量最高可达到 5 360.00kg/hm2,提高了1 303.67kg/hm2,增产可达到 28.23%.     

Rice root growth and nutrient uptake as influenced by organic manure in continuously and alternately flooded paddy soils

Rice (Oryza sativa L.) root systems play an important role in uptake of water and nutrients from soil. A 4-year field experiment was conducted to determine the effects of different nutrient and water regimes on root growth by measuring the root diameter, root density, and root activity. Three nutrient regimes were used: (i) combined application of chemical fertilizers with farmyard manure (CM), (ii) integrated use of chemical fertilizers and wheat straw (CS), (iii) chemical fertilizers only (CK). Two soil moisture regimes included continuous waterlogging (CWL) and alternate wetting and drying (AWD). Incorporation of organic sources into paddy soil markedly improved root morphological characteristics of rice plant. In the alternate wetting and drying (AWD), root length density (RLD), and root weight density (RWD) for organic fertilization treatments (CS and CM) increased by 30 and 40%, respectively, as compared with the sole chemical fertilization (CF). Relative to root activity, CWL had adverse effects on root active absorption area (AAA), root oxidation ability of alpha-naphthylamine (α-NA) (ROA), and root surface phosphatase (RSP) of rice plants treated by integrated application of organic and inorganic fertilizers. In particular for the CM treatment, the AAA, ROA, and RSP of rice plants by the continuous flooding decreased by 22, 28, and 35%, respectively, compared to the alternately flooded regime. In the water regime of AWD, incorporation of organic manure significantly increased N, P, and K uptake by rice plants and facilitated the allocation and transfer of nutrient elements, especially P to rice ears and grains. This resulted in significant increases in the filled grains panicle⁻¹, 1000-grain weight and grain yield. The beneficial effects of integrated use of organic and mineral fertilizers on grain yield were significantly (P < 0.05) decreased by the water regime of CWL.     

加气灌溉对麦秸秆还田后土壤还原性与水稻生长的影响

为揭示添加微纳米气泡的加气灌溉对秸秆还田条件下稻麦轮作区水稻生长的影响,并提出合理进气量的加气灌溉方式,设置6个处理（无秸秆还田不加气灌溉（CK）、小麦秸秆还田不加气灌溉（ST）、小麦秸秆还田+进气量0.3L/min加气灌溉（SO1）、小麦秸秆还田+进气量0.5L/min加气灌溉（SO2）、小麦秸秆还田+进气量0.7L/min加气灌溉（SO3）和小麦秸秆还田+进气量0.9L/min加气灌溉（SO4））开展水稻盆栽试验,观测不同处理下的土壤还原性状况以及水稻生长规律。结果表明：秸秆还田会显著增强土壤的还原性状况,微纳米加气灌溉可以改善土壤还原性,且随着进气量的增加改善效果逐渐增强,当进气量为0.9L/min时,土壤活性还原性物质含量、Fe2+含量、Mn2+含量最高可降低48.66%、56.11%和42.76%;进气量在0.5~0.7L/min时的加气灌溉能够促进水稻的生长发育,缓解秸秆还田带来的水稻生长前期生长受到抑制的问题,促进水稻根系良好生长,利于水稻光合作用的有效性,促进干物质积累,从而提高水稻产量,微纳米加气灌溉处理较无秸秆还田以及秸秆还田不加气灌溉处理最高可增产19.7%。综合考虑添加微纳米气泡的加气灌溉对于改善秸秆还田后土壤的还原性以及对水稻生长发育的影响,推荐使用溶解氧质量浓度为8.06mg/L的微纳米气泡水（SO3处理）对稻麦轮作区秸秆还田后的水稻进行灌溉。     

粘土地稻茬麦高产机械化作业模式及关键装备创新

为了适应江苏垦区麦稻两熟轮作高产全程机械化生产需要,提出了适应粘性土壤地区稻茬麦高产机械化作业模式与作业机具配套方案。作业模式创新和关键装备技术创新提高了稻茬麦种植质量,实现了齐苗、匀苗、壮苗,并通过秸秆全量还田与复式作业,实现了节能减排,提高了大小麦种植水平与环境的可持续发展,进一步提升了大小麦机械化种植技术水平,促进了农业增效、农民增收。