耕作方式对早稻-再生稻土壤肥力、氮素吸收及产量的影响

通过试验了解不同耕作方式下再生稻氮素吸收利用、转运及产量状况,为南方再生稻区水稻高产栽培选择合理的土壤耕作方式提供科学理论依据。按冬前是否翻耕和插秧前旋耕情况,设置翻耕一次旋耕一次(T1)、翻耕一次旋耕两次(T2)、不翻耕旋耕两次(T3)和不翻耕旋耕三次(T4)4种耕作方式,观察不同耕作方式下水稻不同生育期干物质积累在不同器官内的差异,探究不同耕作方式对再生稻氮素吸收转运和利用效率及产量的影响。随着再生稻生育进程的推进,各处理的阶段干物质积累量、氮吸收量均呈现先增加后减少的趋势,不同处理表现为T2>T1>T4>T3。在生产效果上翻耕与旋耕结合优于单一旋耕,翻耕次数相同时适当增加旋耕可促进作物生长、提高作物产量和氮肥偏生产力。从耕作方式对早稻和再生稻产量的影响看,T2 与 T3、T4 相比,早稻增产均比较显著,而再生稻的产量均无显著差异。耕作方式对早稻-再生稻产量的影响主要在早稻季,关键是 T2 能显著增加穗粒数。从氮素收获指数、氮素干物质生产效率和氮素籽粒生产效率来看,4 种耕作方式呈现T2>T1>T4>T3的趋势,其中以T2最优。综合土壤肥力增效,水稻氮素积累量和转运量、产量及其构成因素考虑,建议在早稻-再生稻生产实践中采用一耕两旋的耕作方式。     

保护性耕作与平衡施肥对巢湖流域稻田氮素径流损失及水稻产量的影响研究

采用田间小区试验,连续2年研究了巢湖流域保护性耕作与平衡施肥对稻田氮素径流流失特征和水稻产量的影响。结果表明,巢湖流域水稻田在传统耕作条件下径流液中TN的浓度范围是0.73～15.33mg·L-1,DN是氮素径流流失的主要形态,约占TN的74%～92%,NH4＋-N和NO3--N所占比例差异比较大,主要与径流-施肥时间间隔以及作物的不同生育期有关。氮素径流损失量年际差异比较大,2008年和2009年分别是2.91kg·hm-2和6.23kg·hm-2,分别占施氮量的1.62%和3.46%。由于降雨事件的偶然性,平衡施肥对氮素径流损失量的影响具有很大不确定性,径流流失风险仍难以控制;保护性耕作能有效地降低氮素径流流失负荷,使得氮素流失潜能大大减小。与T（传统耕作）处理相比,TS（传统耕作＋秸秆还田）处理、BF（平衡施肥）处理和NTS＋BF（少免耕＋秸秆还田＋平衡施肥）处理水稻产量平均增产幅度分别为9.97%、13.60%和23.18%,产量差异达到显著水平。因此,保护性耕作可以作为源头控制稻田氮素流失的较好措施之一加以推广。     

滴灌施肥对农田土壤氮素利用和流失的影响

通过2年在果园和蔬菜田的生产试验及田问氮素流失监测,对比研究常规施肥管理和精确滴灌施肥技术在作物产量、肥料消耗量和农田氮素流失负荷等方面的差异,分析不同施肥方式对农田土壤氮素利用和流失的影响.结果表明:滴灌施肥技术把定量的溶解态肥料直接输送到作物根部,提高了肥料利用效率,农作物产量与常规产量基本持平甚至略有提高,而氮肥消耗量和氮素流失负荷则显著降低.与常规施肥管理方式相比,2006年梨、大豆和玉米的单位产量氮肥消耗量分别降低10.8、11.8和8.9 g/kg,削减率分别为22.8%、26.6%和30.8%;单位产量总氮流失量也分别削减45.2%、14.5%和26.3%.2007年梨、西瓜和玉米的单位产量氮肥消耗量分别降低11.1、8.1和5.0 g/kg,削减率分别达到29.7%、65.8%和21.5%;单位产量总氮流失量分别削减56.4%、49.7%和51.8%.     

三峡库区小流域旱坡地氮磷流失特征研究

为探讨三峡库区小流域旱坡地氮磷流失特征,采用标准径流小区对重庆市涪陵区珍溪镇王家沟小流域常规耕作方式(顺坡耕作)以及水土保持耕作方式(常规顺坡耕作+PAM土壤调节剂、免耕+顺坡种植+稻草覆盖、常规顺坡耕作+植物篱、免耕+横坡垄作、常规横坡耕作)下土壤氮素和磷素的流失量及形态特征进行分析。结果表明:(1)就旱坡地土壤氮素的流失特征而言,径流中氮素的流失量相对较小,最大值仅为53.63mg/m2;而泥沙中所携带的氮素流失量相对较大,其最大值达131.25mg/m2;整个观测期内,氮素的流失主要以颗粒态为主,颗粒态氮的流失量占总氮流失量的53.0%～62.0%。(2)就旱坡地土壤磷素的流失特征而言,各处理径流中磷素的总体规律基本表现为:常规顺坡耕作>常规横坡耕作>免耕+顺坡种植+稻草覆盖>常规顺坡耕作+PAM土壤调节剂>免耕+横坡垄作>常规顺坡耕作+植物篱;泥沙中所携带的磷素流失量相对于径流中的磷素流失量而言较大,最大值为58.14mg/m2;整个观测期内,颗粒态总磷流失量为水溶态总磷流失量的1.75～2.15倍,流失方式同样以颗粒态为主。总体而言,水土保持耕作方式下的氮磷流失量均小于常规耕作处理,能有效减少径流及泥沙中各形态氮磷的流失。     

太湖地区稻麦轮作系统不同氮肥管理模式对麦季氮素利用与流失的影响研究

通过对施氮管理模式的调整,研究太湖流域稻麦轮作系统不同模式下麦季氮素利用率以及土壤中氮素迁移对水体中氮的影响。试验设置6个处理：农户施肥处理、化肥减量处理、稻季按需施肥处理（麦季同化肥减量处理）、新型肥料处理、有机无机配施处理以及无氮处理。结果表明：有机无机配施处理在麦季持续减少25%施氮量的情况下不会影响产量及作物地上部分氮素总积累量,且氮素表观利用率显著高于其他处理,麦季径流与渗漏损失量主要受施氮量的影响,NO3-N是损失的主要形态;减氮处理可较农户处理降低7.7～12.0kg·hm-2的氮素流失;麦季有机无机配施减量处理,能够保证作物产量与氮素吸收并且有效降低氮素的流失,具备可持续性发展的前景。     

保护性耕作及氮肥运筹对玉米生长的影响

保护性耕作(以留残茬为主要方式)具有优良的保水增产作用以及防沙固土的生态效益已多见报道.目前对于保护性耕作条件下有关作物的研究主要集中在耕作方式对作物产量、生长发育、蓄水肥田以及土壤结构等方面的影响上.多数研究认为,保护性耕作可以引起土壤温度降低,微生物数量增加及活性增强;促进作物生长发育,提高产量;节水保墒,提高水分利用率;植株残体可以培肥地力,并且长期采用保护性耕作可以明显改善土壤结构和微环境[1-3].但是其对作物品质等方面的影响研究相对较少.为此,在研究保护性耕作提高作物产量的同时开展了其对作物品质的影响;分析比较了不同耕作方式下追施氮肥对玉米组织含氮量的影响和保护性耕作条件下玉米对氮素的吸收利用效率,为保护性耕作条件下实现玉米高产优质高效生产提供技术和科学依据.     

漳河灌区农田地表排水中磷素流失特征分析

:为了揭示农田面源污染的机理及其成因,该文选取湖北省漳河灌区的典型试验田作为试验对象,在田间试验结果进行分析的基础上,研究了水稻和玉米2种作物在不同处理方式下农田排水磷素流失的影响因子及其规律。试验结果表明,降雨强度、作物类型、农业耕作管理方式（包括灌溉施肥方式等）是农田磷素流失的主要影响因素;另外,土壤物理化学特性和地形地势等也在一定程度上影响农田磷素的流失。     

不同耕作方式下缓释肥对夏玉米产量及氮素利用效率的影响

【目的】氮肥中氮素的合理释放是提高作物产量及氮素利用效率的重要措施之一,耕作方式也可显著影响氮肥施用效果。本文比较了浅旋、 免耕和深松三种耕作方式下缓释肥和常规施肥对夏玉米干物质积累、 叶面积指数及植株氮素积累的影响,为玉米缓/控释肥的合理应用和耕作方式的选择提供科学依据和技术支撑。【方法】试验于2013年至2014年在河南新乡进行。采用裂区设计,以耕作方式为主区,设浅旋(R)、 免耕(N)和条带深松(S)3种耕作方式; 肥料类型为副区,设不施氮(CK)、 缓释肥(SRF)和常规施肥(CCF)3个处理。【结果】相同耕作方式下,缓释肥处理的夏玉米产量及氮肥利用效率显著高于常规施肥; 相同肥料处理,其条带深松耕作的夏玉米产量及氮肥利用效率显著高于浅旋和免耕直播处理。各处理中,以条带深松下的缓释肥处理产量及氮肥利用效率最高,显著高于其他处理,其中两年产量平均增幅为13.4%~59.2%,氮肥农学利用效率(AEN)增幅为27.9%~72.7%,氮素表观利用率(REN)增长15.1~55.7个百分点。分析表明,干物质积累和氮素积累,尤其是花后干物质和氮素积累的增加是产量提高的主要原因。 在N、 R和S 三种耕作方式下,缓释肥处理的花后干物质积累量较常规施肥分别提高13.0%、 12.7%和18.7%; 花后氮素积累量分别提高14.4%、 16.8%和17.8%,其中条带深松耕作的增幅显著高于浅旋和免耕直播。条带深松下缓释肥处理花后干物质和氮素积累量显著高于其他处理。【结论】与传统耕作方式和施肥方式相比,条带深松耕作和缓释肥的施用均显著提高了夏玉米的产量及氮素利用效率,各处理中以条带深松耕作下缓释肥处理的夏玉米产量及氮素效率最高,因此,条带深松深施缓释肥可作为黄淮海区一项有效的合理耕作与施肥措施。     

苜蓿-作物轮作研究

苜蓿-作物轮作可提高后茬作物的产量与品质,其作用受作物种类与种植年限、苜蓿地耕作方式 及耕作时间、苜蓿品种与种植年限、作物对土壤中苜蓿-N利用率及施肥水平的影响。苜蓿-作物轮作可改善农田生态环境,提高土壤N素、有机质含量和水稳性团粒结构,降低土壤容重。苜蓿通过生物脱盐和大量吸水可降低地下水位,改良盐渍化土壤,减少地表径流量和土壤冲刷量,减轻农作物病虫草害。     

垄膜沟灌对旱区农田土壤盐分及硝态氮运移特征的影响

引黄水量的执行性削减加剧了河套灌区农业水资源的紧缺程度及土壤次生盐渍化问题。采取合理的节水灌溉模式对缓解河套灌区农业用水紧张、改良盐渍化土壤、营造适宜作物生长的土壤环境具有重要意义。为明晰垄膜沟灌对河套灌区土壤盐分及硝态氮运移特征的影响及调控效果,通过4次田间沟灌试验,对比研究了高水、中水、低水及高肥、低肥6个组合处理条件下土壤盐分以及土壤硝态氮的变化特征。结果表明:垄膜沟灌条件下灌水量对土壤全盐量的影响高于施肥量,中水处理土壤全盐量始终维持在一个适宜且稳定的水平。灌水量和施肥量对土壤硝态氮含量均有不同程度的影响,中、低水处理后期硝态氮的淋溶显著低于高水处理。垄膜沟灌种植模式下中水低肥处理增加了土壤水分的有效性,抑制了土壤反盐,减少了垄上硝态氮的淋溶,在节水节肥的基础上为作物的生长发育提供了一个适宜的土壤环境,利于生物量的累积及最终产量的形成,在一定程度上解决了河套灌区引黄灌溉配额减少与漫灌洗盐方式严重浪费水资源之间的矛盾,为当地垄膜沟灌技术的推广提供了一定的理论依据与技术支撑。     

RZWQM2模型模拟牛场肥水施用夏玉米土壤硝态氮迁移特征

为研究华北平原种养结合中养殖肥水的合理施用,减少典型农田水肥施用后土壤氮淋溶对地下水的影响。该研究以河北省徐水区夏玉米为研究对象,应用RZWQM2模型验证牛场肥水施用玉米农田的可行性,对2014—2016年玉米种植前后数据进行模型参数率定与验证。验证结果表明,土壤体积含水率的均方根误差和平均相对误差值分别在0.000 6～0.070 7 cm~3/cm~3和0.21%～21.44%之间变化,土壤硝态氮均方根误差和平均相对误差值分别在0.000 8～2.617 3 mg/kg和0.03%～18.58%之间变化,其中牛场肥水施用土壤中硝态氮主要在0～120 cm土层发生变化,说明RZWQM2模型可以用来模拟华北平原牛场肥水施用对土壤水分、硝态氮含量及玉米产量的动态变化。利用率定和验证后的模型进行了夏玉米农田硝态氮淋溶的验证与预测,表明硝态氮淋溶浓度随肥水氮量的增加而增加。RZWQM2模型可以应用于牛场肥水施用农田的模拟,为预测和评估土壤适宜的肥水施用提供更合适的方法。     

盐渍化灌区玉米施氮量阈值DNDC模型模拟

为了寻求保障农业生产和环境友好的适宜施氮量,利用内蒙古河套灌区2 a田间试验数据对脱氮-分解作用模型（Denitrification-Decomposition Model,DNDC）进行了率定与验证,模拟并研究了影响硝态氮淋失量和植株吸氮量的关键因素,以及玉米施氮量阈值。结果表明：1）DNDC模型可以较好地模拟玉米产量及氮素吸收利用情况,率定和验证过程中玉米产量、叶面积指数和收获时土壤0～20 cm土层土壤硝态氮累积量纳什效率系数与R2均不小于0.75,标准均方根误差为9.26%～21.48%。2）施氮量和追肥次数对硝态氮淋失量和植株吸氮量的影响较大,而耕作深度和灌水量对硝态氮淋失量和植株吸氮量的影响较小。且过多施用氮肥不会促进植株吸氮量和产量的增加,反而会增加硝态氮淋失量造成环境污染。3）植株吸氮量和玉米产量均随施氮量增加呈先增长后逐渐趋于稳定的趋势。此外,当追肥次数为3次时,生育期植株吸氮量较追肥1次和2次时的植株吸氮量平均高167.18%和31.27%。4）当追肥次数相同时,硝态氮淋失量随施氮量增加而增加;当施氮量相同时,随追肥次数增加,硝态氮淋失量逐渐降低。当追肥次数为2次和3次时,生长季硝态氮淋失量较追肥1次时平均减少41.96%、59.75%。综合考虑玉米产量、硝态氮淋失量和植株吸氮量,当施氮量为165.50～200 kg/hm2,且分别在拔节期、抽雄期和灌浆期进行追肥为较优的施肥方案。研究成果可为减少河套灌区地下水环境污染及资源浪费提供技术支撑。     

基于遥感反演河套灌区土壤盐分分布及对作物生长的影响

土壤盐渍化信息是评价灌区节水的生态环境效应的重要指标。该文主要研究内蒙古河套灌区土壤盐分空间分布及对作物生长的影响。于2015年4—8月在全灌区布设了281个监测点,开展了灌区尺度的逐月土壤盐分、作物生长等野外系统的采样工作,并结合开展了基于Landsat OLI数据的土壤盐分反演,分析了土壤盐分的时空分布特征及其与灌溉、地下水埋深间的关系,探讨了土壤盐分含量对作物生长的影响。结果表明,基于遥感反演的土壤盐分空间分布与样点分析的土层含盐趋势基本一致,二者相关系数高达0.87;结合样点分析与遥感反演可得出重度盐化土和盐土占灌区面积的14%左右,呈零散的斑状分布,主要受灌溉、排水条件及地下水埋影响;当地下水埋深在2.0 m以下时,土壤表层及其主根区含盐量基本在0.20%以内;土壤含盐量对种植结构、作物叶面积指数、株高和产量均有明显影响,对叶面积指数和产量的影响更为明显;向日葵则因耐盐性强而广泛种植于高含盐区,而玉米高产田的根区盐分基本均在0.05%~0.20%之间。研究结果可为河套灌区的盐渍化防治、水土资源的科学管理及农业生产提供参考。     

河套灌区土壤水盐和作物生长的HYDRUS-EPIC模型分布式模拟

土壤水盐是影响干旱灌区作物产量的主要因素。分布式模型可综合考虑土壤、水文和气象因子在灌区的时空变异特征,为评估区域尺度土壤水盐与作物生长状况提供有效工具。该文以河套灌区解放闸灌域为研究区,根据气象-土壤-作物-灌溉等因子的空间分布特征进行均质单元划分,建立基于一维农业水文模型HYDRUS-EPIC的灌区尺度分布式模型。利用2012年和2013年定点观测数据(土壤水分、盐分、叶面积指数和作物产量)进行模型率定与验证;进一步应用模型以求探明现状灌溉条件下研究区土壤水盐与作物生长状况及存在的问题。结果表明:生育期内灌区根区土壤(0~100 cm)有效饱和度为0.44~0.90,基本满足作物耗水需求;根区土壤溶液平均盐分浓度为3.1~13.5 g/L,相应地作物的相对产量为0.35~1.33,土壤盐分过高成为限制研究区作物产量的主因。为调控根区土壤水盐状况,对地下水深埋区(东北部)需进行灌水量的适宜补充,宜将浅埋区(西北、西南等)地下水平均埋深控制在1.3 m以下。     

不同耕作方式下水分管理对水稻氮素吸收利用的影响?

2008年早季和晚季,以桂旱1号和金优253为试验材料,盆栽条件下利用15N示踪技术研究了湿润灌溉、交替灌溉、水层灌溉3种水分管理模式下和免耕、常耕2种土壤耕作方式下水稻氮素与吸收利用的差异。结果表明：（1）湿润灌溉栽培降低了2种耕作方式水稻的氮肥吸收量,其中对基肥和分蘖肥吸收量的降低达显著水平;（2）湿润灌溉栽培时施入稻田中的氮肥被当季水稻吸收利用的比率下降,在土壤中的残留比率增加;（3）常耕条件下,湿润灌溉水稻氮素吸收总量明显低于水层灌溉和交替灌溉水稻,但免耕条件下湿润灌溉对水稻氮素吸收总量的影响比较小;（4）湿润灌溉时水稻产量和氮素的生产效率下降。     

Manure and nitrogen fertilizer effects on corn productivity and soil fertility under drip and furrow irrigation

A field experiment was conducted at the Arkansas Valley Research Center in 2005 through 2007 to study the effects of manure and nitrogen fertilizer on corn yield, nutrient uptake, N and P soil tests, and soil salinity under furrow and drip irrigation. Manure or inorganic N was applied in 2005 and 2006 only. There were no significant differences in corn yield between drip and furrow irrigation even though, on average, 42% less water was applied with drip irrigation. Inorganic N or manure application generally increased grain yield, kernel weight, grain and stover N uptake, and grain P uptake. Nitrogen rates above 67 kg ha^?1 did not increase grain yield significantly in 2005 or 2006, nor did manure rates in excess of 22 Mg ha^?1. High manure rates increased soil salinity early in the season, depressing corn yields in 2005 and 2006, particularly with drip irrigation. Salts tended to accumulate in the lower half of the root zone under drip irrigation. Residual nitrate nitrogen from manure and inorganic N application sustained corn yields above 12.0 Mg ha^?1 in 2007. More research is needed to develop best manure and drip irrigation management for corn production in the Arkansas Valley.     

基于SHAW模型的南疆典型灌区适宜盐分淋洗定额空间分布

明晰西北旱区休闲期土壤盐分淋洗定额的空间分布特征,对于水资源有效利用、土壤盐渍化防控具有重要意义。受制于土壤盐分、土壤质地的空间变异性,在某一点尺度获得的盐分淋洗定额难以全面反映区域的情况。该研究以南疆阿拉尔灌区为例,采用统计学和空间插值相结合的方法,确定灌区土壤盐分、土壤质地的空间分布特征,并通过划分模拟单元,建立基于SHAW(the simultaneous heat and water)模型的灌区尺度分布式模型,得到了不同灌水模式下适宜的盐分淋洗定额空间分布特征。结果表明：阿拉尔灌区土壤盐分呈现出“西多东少,南多北少”的分布特征;不同深度土壤颗粒含量均以砂粒和粉粒为主,土壤质地主要为粉壤土和砂壤土(占比约36.81%和19.44%);土壤含盐量和土壤砂粒含量是影响盐分淋洗定额的主要因素,3种灌水模式(只冬灌、只春灌、冬灌+少量春灌)中,冬灌+少量春灌(300 m³/hm²)处理综合权衡了冬灌和春灌的优势,灌区内适宜冬灌定额主要介于1 500～2 250 m³/hm²之间,最有利于节水灌溉和作物...     

不同物料配施对微咸水灌溉黄瓜土壤质量及产量的影响

针对中国北方地区淡水资源短缺，微咸水代替淡水长期灌溉而引发的盐渍化土壤改良问题，该研究以黄瓜"德尔99"为试材，通过连续四茬（2018-2020年）定位试验，探究了土壤增施蚯蚓堆肥（W）、脱硫石膏（DG）或二者配施（DG+W）对微咸水灌溉下土壤理化性质、微生物群落及黄瓜产量的影响，并将其纳入土壤质量指数（Soil Quality Index，SQI），与黄瓜产量进行拟合分析。结果表明：1）施用脱硫石膏+蚯蚓堆肥处理可显著提升土壤速效氮、速效磷、速效钾和有机质含量，与比未处理土壤（CK）相比分别增加了61.63%、23.46%、55.35%和55.45%，可显著降低土壤的pH值和土壤电导率（Electrical Conductivity，EC）（P＜0.05）；2）施用脱硫石膏+蚯蚓堆肥处理的Chao1指数、Sobs指数和Shannon指数显著高于CK，土壤微生物多样性显著提高；3）连续种植四茬后，脱硫石膏+蚯蚓堆肥配施处理的黄瓜产量与对照（CK）相比，分别增加了8.9%、3.1%、18.67%和13.71%；土壤综合质量指数（SQI）与黄瓜产量呈显著正相关关系。试验结果表明，蚯蚓堆肥与脱硫石膏能够协同提升微咸水灌溉下土壤综合质量与设施黄瓜产量，该研究可为中国北方地区微咸水灌溉下设施蔬菜的可持续生产和盐碱地改良提供理论参考。     

碳含量对再生水灌溉土壤氮素迁移转化规律的影响

为深入了解碳含量对再生水灌溉系统中氮素迁移转化的影响,该研究进行了碳含量影响下的再生水灌溉系统氮素迁移转化规律试验。利用不同碳含量的再生水灌溉种植在土柱中的黑麦草,测定各试验周期内灌溉水、土壤溶液和排水中不同形态氮的含量,分析不同生育期作物干物质产量和氮含量。结果表明,随灌溉水进入系统的氮素约有34%可被作物吸收利用,62%可通过反硝化作用去除或调节土壤氮库中的氮量,随水分下渗到根系层以下并随排水排出系统的氮量仅占灌溉水中氮量的3%～4%。从作物长势、干物质量和氮的利用量看,高碳处理优于低碳处理。试验条件下,再生水中碳含量较高时有利于氮素的转化、作物吸收利用以及氮的反硝化作用。研究结果对于以灌溉利用为目的的污水处理,具有一定的指导意义。