玉米秸秆整株深埋还田技术研究

介绍在小麦、玉米一年两熟条件下,玉米秸秆直接还田的一种全新方法——玉米秸秆整株深埋还田技术(以下简称玉米整株还田),所需配套机具及操作工艺、技术要点和3年的试验结果。研究结果表明整株还田,秸秆经过一年的腐解,腐解率达90%以上,土壤有机质年均增加0.11%。玉米整株还田耕深20cm,秸秆在土壤8cm深度以下秸秆覆盖率达95%以上,能够保证冬小麦播种质量,小麦播种出苗后基本苗及分蘖测定分别比粉碎还田(对照)增加23株和0.2个。小麦生育期干物质和千粒重分别增加8.95%和1.33%,小麦产量提高3.81%,比秸秆堆沤还田和粉碎还田投入分别减少65.7%和50%。玉米整株还田具有省工、省力、省时、节能、增产增收的良好效果。目前已在河北省栾城县大面积推广应用     

丘陵区不同秸秆还田方式对小麦后期生长发育及产量的影响

为探索适合丘陵区的秸秆还田方式,研究不同土层厚度(40 cm、70 cm、100 cm)下秸秆整株还田、粉碎还田对小麦后期生长发育的影响。结果表明:秸秆还田延缓了后期干物质的下降速度,延缓了叶绿素的衰减,且以秸秆整株还田的效果最好;秸秆还田后株高降低,千粒质量显著提高,增产显著,增幅为1%~49%,以70 cm土层下秸秆整株还田效果最明显;秸秆还田能弥补土层变薄导致产量的负效应。     

秸秆还田对汉中盆地稻田土壤有机碳组分、碳储量及水稻产量的影响

为探索稻麦或稻油轮作制下,小麦、油菜秸秆还田对汉中盆地稻田土壤碳库组分的变化,设置小麦秸秆不还田(WSN)、小麦秸秆常规还田(WS)、小麦秸秆促腐还田(WSM)、油菜秸秆不还田(RSN)、油菜秸秆常规还田(RS)、油菜秸秆促腐还田(RSM),共6个处理,通过大田试验研究了不同秸秆类型及还田方式对稻田0—5,5—10,10—15,15—20,20—25cm 5个土壤层次中的土壤容重、总有机碳(TOC)、活性有机碳(LOC)、活性有机碳效率(ACL)、碳储量(SCS)、碳库管理指数(CPMI)及水稻产量的影响。结果表明:秸秆还田显著降低0—15cm土层容重,对15—25cm并未产生显著影响。与不还田相比,秸秆还田明显增加了各层次土壤有机碳库指标含量,但TOC和LOC含量均随土壤深度的增加而减少,两者在0—15cm土层含量较高,具有明显的表层富集现象;与不还田相比,小麦及油菜秸秆还田后可明显增加稻田0—25cm土层中的土壤碳储量(SCS),增幅可达21.9%~23.5%和1.7%~6.7%。不同土层中的LOC、ACL、CPIM对秸秆类型的响应不同,具体表现为小麦秸秆还田(WS、WSM)对0—15cm土层具有显著促进作用,而油菜秸秆还田(RS、RSM)对15—25cm土层中的有显著促进作用。产量方面,秸秆促腐还田模式下(WSM、RSM)水稻产量最高,常规还田模式(WSN、RSN)次之,而不还田时产量最低。相关分析显示0—10cm土壤活性有机碳有效率与水稻产量显著相关。秸秆还田是提高汉中盆地稻田土壤有机碳和产量较为有效的农田管理措施。两种轮作模式下,小麦秸秆全量旋耕还田更有利于固持稻田土壤有机碳和增加水稻产量增加。     

华北还田夏玉米秸秆快速启动腐熟的研究

通过连续2年的室内试验和田间试验相结合的方法,探索玉米秸秆快速腐熟启动的条件。研究结果表明,土壤是秸秆腐熟的主要载体,玉米秸秆在有土壤的环境中比相同条件下没有土壤培养100 d的腐熟率高45%。厌氧条件比好氧条件下玉米秸秆腐熟提高1.1~1.3个百分点。施用37.5 kg/hm2腐熟配方E(主效成分为纤维素菌和真菌的菌剂以及保水剂、氮素、和微生物磷钾肥的助剂),在夏玉米秸秆还田4周和8周时腐解率为23.6%和33.1%,比不施用腐熟配方的处理高14和17.4个百分点。至下茬小麦收获期,还田玉米秸秆的腐解率为87.1%~88.4%,一年后腐解率达94%~99%。与不施用腐熟配方的处理相比,玉米秸秆腐熟配方可促使小麦的出苗率提高9.7%;有效分蘖数增加19.5%;幼苗冻死率降低1.64个百分点;小麦的株高、穗长和千粒重分别提高0.8 cm、0.25 mm和1.3 g。连续施用腐熟配方E 2年,可提高冬小麦产量5.2%~12.5%,提高玉米产量5.7%~10.1%。腐熟配方E是值得在华北平原高产区推广应用的高效腐熟配方。     

长期施氮和秸秆还田对小麦-玉米轮作体系土壤氮素平衡的影响

在陕西关中小麦-玉米轮作区,通过4年田间定位试验研究了长期施氮和秸秆还田对作物产量、氮肥利用率、0-100 cm土层无机氮残留及体系氮平衡的影响.结果显示,施氮能显著提高作物产量,小麦、玉米4年平均产量增幅分别为64.1％和48.8％,均随施氮量的增加先增加后减小.优化施肥小麦、玉米氮肥用量较农民习惯施肥分别减少了27.3％和55.6％,但连续4年作物产量没有显著降低.秸秆还田随种植年限的推移其增产效果逐渐明显.轮作体系作物累计氮肥利用率逐年升高,前8季作物达33.3％～56.6％,说明氮肥后效明显.施氮增加了0-100 cm土层无机氮残留,且N03--N残留明显高于NH4+-N,并与年施氮量表现出显著的正相关关系,秸秆还田对无机氮残留影响不明显.体系氮平衡表明,随施氮量增加,作物累计氮素吸收先显著增加后增幅不变,而残留Nmin和表观损失均显著增加.秸秆还田措施下,作物累计氮素吸收和氮肥利用率分别增加了13.0％和26.2％,氮素表观损失和损失率均降低了22.9％,但对残留Nmin和表观残留率的影响不显著.     

促腐菌剂对还田小麦秸秆腐解及土壤生物学性状的影响

在小麦秸秆还田的基础上,于夏玉米季通过田间小区试验,研究了留茬和粉碎覆盖2种秸秆还田处理方式以及添加不同促腐菌剂对小麦秸秆腐解率、土壤微生物量碳、氮和土壤纤维素酶活性动态变化特征的影响。结果表明,秸秆粉碎覆盖的还田方式比留茬还田方式小麦秸秆腐解率增加了11.0%,腐解效果较好,腐解率表现为M2M1CK。在2种秸秆还田方式下,施用不同的促腐菌剂在一定程度上提高了土壤微生物量碳、氮的含量水平,且表层土壤微生物量碳、氮明显高于下层。在小麦秸秆粉碎覆盖的还田方式下,施用促腐菌剂可以促进夏玉米生长中后期还田秸秆的腐解,小麦秸秆腐解率平均水平为62.3%~75.0%,土壤纤维素酶活性和土壤微生物量碳在添加促腐菌剂M2分别比CK增加了31.1%和80.6%,土壤微生物量氮在添加促腐菌剂M1比CK增加了37.9%,且土壤纤维素酶活性和土壤微生物量碳含量表现为M2M1CK,土壤微生物量氮含量表现为M1M2CK。     

不同年限全量玉米秸秆还田对玉米生长发育及土壤理化性状的影响

试验以未进行秸秆还田(H0,对照)、连续3年秸秆还田(H3,2007—2010年)、连续6年秸秆还田(H6,2005—2010年)及连续9年秸秆还田(H9,2002—2010年)的连作玉米农田为对象,通过测定土壤理化性状及玉米根系发育和地上产量性状的变化,探索不同秸秆还田年限对不同层次土壤改良效应及作物生长响应机理。结果表明:随着玉米全量秸秆连续还田,耕层0~30 cm土层土壤有机质、全氮、全磷含量大幅增加,速效氮、速效钾显著增加,而速效磷养分变化幅度较小,表明秸秆还田能够有效改善土壤养分状况;20~50 cm土层土壤容重随着秸秆还田年限增加较对照显著下降,表现H9相似文献   

秸秆机械集中沟埋还田对稻麦轮作作物生长和产量的影响

为探索秸秆还田新模式,研究设计了机器开沟、秸秆集中沟埋还田模式。通过研究秸秆沟埋还田下土壤理化特性和作物生长特征,为秸秆机械集中沟埋还田的推广提供理论支持。结果表明,秸秆沟埋还田较常规还田方式降低了小麦季土壤容重,对水稻季土壤容重影响不明显;无论水稻季还是小麦季,土壤有机质含量均表现为增加的趋势。土壤性质的改变,对稻麦生长发育产生影响,显著提高了小麦茎蘖数和水稻株高,水稻株高随着沟埋还田深度的提升而提高。水稻和小麦的产量及其构成因素结果表明,秸秆机械沟埋还田能显著提高小麦和水稻产量,以开沟深度20 cm秸秆还田产量增加最为明显,小麦产量较常规秸秆还田方式增加23%,水稻产量增加11%,增产效果较为显著。综合来看,秸秆机械集中沟埋还田较常规秸秆还田更具优势,开沟20 cm深度还田综合效益最高,具有推广价值。     

河西绿洲灌区玉米产量对长期秸秆带状覆膜还田方式的响应

【目的】秸秆还田方式影响着其对作物的增产效果，为此，我们探讨了河西绿洲灌区不同秸秆带状覆膜还田对玉米产量的影响。【方法】田间定位试验于2011—2020年在河西绿洲灌区进行。试验设7个秸秆还田方式处理，分别是：玉米秸秆不还田(CK)、半量整株带状翻压还田(1/2WB)、半量整株带状覆盖还田(1/2WM)、半量粉碎带状翻压还田(1/2CB)、全量粉碎带状翻压还田(CB)、半量粉碎带状覆盖还田(1/2CM)、全量粉碎带状覆盖还田(CM)，所有秸秆还田处理均在玉米行间还田，其上覆盖薄膜。在玉米主要生育期测定倒二叶SPAD值，成熟期调查玉米植株生长指标、产量及产量构成因素，并计算秸秆还田对产量的累积贡献率。【结果】两个秸秆全量还田处理(CB、CM)均显著提高了玉米穗粒数、百粒重、株高、茎粗、穗粗、穗长、有效穗长和收获指数，降低了玉米秃顶长度，增加了玉米籽粒产量(P<0.05),CB处理还显著增加了玉米穗数(P<0.05)。在试验第1年(2011年)，6个秸秆还田处理的玉米苗期、拔节期、大喇叭口期和抽雄期的叶片SPAD值与CK均无显著差异；与CK相比，2020年CB和1/2CB处理显...     

绿洲灌区小麦免耕秸秆还田对后作玉米产量性能指标的影响

产量性能是决定作物生长发育和产量形成的关键因素,研究前茬秸秆处理方式对后茬作物产量性能指标的影响,对于建立高效种植制度、优化栽培措施具有重要指导意义。2009—2012年,在甘肃河西绿洲灌区,通过田间定位试验,研究了前茬小麦不同秸秆还田和耕作措施(NTSS:25 cm高茬收割立茬免耕;NTS:25 cm高茬等量秸秆覆盖免耕;TIS:25 cm高茬等量秸秆翻耕;CT:不留茬翻耕对照)对后作玉米产量性能指标的影响,以期为优化试区玉米种植模式提供依据。结果表明,与CT相比,前茬小麦秸秆还田降低了后作玉米大喇叭口期之前的叶面积指数(LAI)与光合势(LAD),但增大了吐丝期之后的LAI与LAD,延缓了衰老,以NTSS、NTS延缓衰老作用突出;NTSS、NTS和TIS处理玉米全生育期的平均叶面积指数(MLAI)比CT分别提高12.8%、19.1%和7.0%,总光合势分别提高12.9%、18.6%和6.8%,免耕秸秆还田(NTSS和NTS)提高MLAI和LAD的效果最好。免耕秸秆还田提高了玉米全生育期的平均净同化率(MNAR),以NTSS提高作用明显,较CT高10.7%;但净同化率(NAR)表现为吐丝期之前增大,吐丝期之后降低。NTSS、NTS提高了后作玉米的籽粒产量,比CT分别高13.0%、15.6%,TIS比CT提高7.9%,NTS增产效应最大。不同秸秆还田及耕作方式下,玉米籽粒产量与MLAI、穗数(EN)、穗粒数(KNE)呈极显著正相关性,与收获指数(HI)呈显著正相关性,但与MNAR无显著相关性。MLAI、EN、KNE增加、HI提高是前茬小麦免耕秸秆还田提高后作玉米产量的主要原因。前茬秸秆免耕还田优化后茬玉米主要产量性能指标的效果最好。因此,前茬小麦25 cm秸秆覆盖免耕还田是绿洲灌区优化后作玉米产量性能指标及获得高产的可行栽培措施。     

新疆典型绿洲棉秆还田对覆膜滴灌棉田残膜分布的影响

为探寻长期膜下滴灌棉田在采取棉秆还田后残膜的分布状况,于2016年棉花采摘后在应用膜下滴灌开始年份分别为2006年、2002年和1998年的3块棉田中采集土壤样品,然后进行棉秆粉碎还田,2017年对3块试验棉田再次进行取样,分析秸秆还田前后0～40 cm土层中残膜面积、质量及棉杆残留量。结果表明：1）秸秆还田前,3块试验田的地膜残留密度随覆膜年限增加逐年增加,棉田土壤处于严重污染状态;2）采取棉秆粉碎还田后,3个取样地块0～40 cm土壤中棉秆分布总体上呈现由上至下先增加后减少并在15～25 cm深度土壤中聚集分布的特点;3）秸秆还田后,3块取样棉田0～15 cm耕作层土壤中残膜面积占比58%以上、残膜质量占比60%以上,该层中面积>5～30 cm2和质量>50～100 mg残膜均增加显著,相对秸秆还田前的土壤残膜分别平均增加20%和10%左右。     

中国地区小麦产量及产量要素对秸秆还田响应的整合分析

为探究秸秆还田对中国小麦的增产效果,运用整合分析方法定量分析秸秆还田后小麦产量及产量要素的变化范围,并探讨不同秸秆还田条件的影响;通过文献检索与严格筛选,整理得到55篇田间试验数据资料,建立小麦产量及产量要素数据库,并应用整合分析方法,比较分析秸秆还田对小麦产量和产量要素的整体影响以及秸秆还田技术的适用条件。结果表明,总体上秸秆还田能够显著增加小麦产量和产量要素,但增长幅度不大。通过分析其影响因素发现,在黄河流域到长江流域之间的省份,选择潮土、塿土、水稻土等养分中等、复杂难以利用的土壤类型,实行秸秆还田技术的收益较好;不同耕作方式对秸秆还田的影响较大,免耕和翻耕技术好于旋耕技术;施氮水平>300 kg·hm^-2时,增产不显著,200～300 kg·hm^-2施氮水平为最佳;秸秆种类与还田量对小麦的增产效果影响较大,其中使用麦秸还田效果一般,稻秸全量或半量还田成效较好,玉米秸半量还田(6 000 kg·hm^-2)增产最大。综上,秸秆还田能够增加小麦产量和产量因素,秸秆还田的最佳条件为在秦岭-淮河一线南北地区实行免耕与翻耕交替耕作方式,采用玉米秸秆半量还田方法,施氮水平为200～300 kg·hm^-2。本研究结果为秸秆还田在我国小麦高产高效技术的应用提供了理论参考。     

秸秆还田对宁南旱作农田土壤水分及作物生产力的影响

在宁南旱区通过研究秸秆还田对土壤水分及作物生产力的影响,为该区土壤扩蓄增容及作物水分利用效率的提高提供理论依据。在3年秸秆还田定位试验中,设置了不同秸秆还田量处理（谷子秸秆按3000、6000、9000kg·hm-2粉碎还田;玉米秸秆按4500、9000、13500kg·hm-2粉碎还田,对照为秸秆不还田）,对不同处理条件下的土壤含水量、作物水分利用效率和作物产量等指标进行了分析。结果表明,随秸秆还田量由高到低,在试验第3年（2009年）玉米播种期0～200cm土层的土壤贮水量分别较CK提高8.8%、9.9%和6.8%;成熟期0～200cm土层的土壤贮水量分别较CK提高14.8%、13.9%和12.8%;产量分别较CK显著提高30.7%、29.2%和12.5%（P〈0.05）;作物水分利用效率分别较CK显著提高41.1%、35.9%和21.3%（P〈0.01）。在宁南半干旱区采用秸秆还田能较好地保蓄土壤水分,利于土壤水库的扩蓄增容,且对提高作物产量和作物水分利用效率有显著效果。     

冬水前移对冬小麦生长及水分利用效率的影响

玉米秸秆粉碎还田+旋耕播种是晋西南小麦玉米一年两熟区小麦季的主要栽培模式,冬前灌水可塌实土壤、加快秸秆腐熟、确保小麦安全越冬。为探明合理运筹越冬水对培育冬前壮苗、增加小麦产量、提高籽粒水分利用率的影响,在山西省临汾市尧都区,设置4个冬小麦冬前灌水时间处理,分别为11月10日、11月25日、12月10日和12月25日,以冬小麦传统灌冬水时间(12月10日)为对照(CK),研究冬前灌水时间对冬小麦冬前群体茎数、根系、旗叶光合性能和土壤容重、酶活性影响。结果表明:与不灌冬水的处理相比,冬前灌水可塌实耕层土壤、调节土壤容重,利于小麦根系与土壤紧密接触,增强土壤酶活性、提高土壤肥力,促进冬小麦分蘖和次生根的发生。与传统冬前灌水时间(12月10日)相比,冬水前移对小麦生长有补偿作用,使冬前总茎数、单株茎数、次生根数、根干重增加,延长了旗叶的功能期,提高了叶绿素含量和光合速率,促进光合产物的合成转化,使成穗数增加1.66%~5.37%,千粒重增加0.55%~3.03%。玉米秸秆粉碎还田+旋耕播种条件下,小麦冬前灌水时间由传统昼消夜冻(12月10日)前移一个节气,即11月25日左右,主茎叶龄3叶到3叶1心的分蘖初期,可使小麦增产8.40%,水分利用效率提高5.76%,达22.05 kg·mm~(-1)·hm~(-2)。     

玉米整秸覆盖地小麦免耕播种技术初步研究

在玉米整秸覆盖条件下，在玉米行间免耕播种小麦是中国北方小麦、玉米一年两熟地区小麦免耕播种的一种全新方法。介绍了玉米整秸覆盖地小麦全免耕播种技术、所需机具、作业工艺、技术要点及试验结果。研究结果表明：该项技术及配套机具能够保证小麦免耕播种、施肥的农艺技术要求，且具有蓄水保墒效果；作业收费较传统的作业方式降低50%左右。具有省工、省力、省时、省钱、节能、增产、增收之功效；配套机具充分利用了农村小型拖拉机保有量多的特点，具有良好的推广应用前景。     

深耕结合秸秆还田提高作物产量并改善耕层薄化土壤理化性质

  【目的】  小麦–玉米轮作区土壤耕层变薄，直接深耕往往导致土壤肥力降低。在存在该类问题的土壤上，研究不同耕作方式和秸秆还田对作物产量和土壤理化性质的影响，以期实现在增加耕层厚度的同时维持作物产量，并提升土壤肥力。  【方法】  试验于2012—2016年在华北平原南部濉溪县进行，供试土壤为砂姜黑土。在人工剥离5 cm土层的耕层薄化土壤上开展试验，设旋耕 (RT)、深耕 (DT)、旋耕 + 秸秆还田 (RTS)、深耕 + 秸秆还田 (DTS) 4个处理。在每年玉米和小麦成熟期进行田间测产；在第4季小麦收获后采集0—10和10—20 cm土层土样，分析土壤有机碳各组分和土壤养分含量、土壤团聚体分布。  【结果】  与旋耕 (RT) 相比，单纯深耕 (DT) 不能明显提高玉米和小麦产量，显著降低土壤总有机碳含量、0—10 cm土层有机碳各组分含量和土壤速效钾含量，并显著降低10—20 cm土层胡敏酸与富里酸比值及各土层粒径 > 0.25 mm水稳性团聚体的比例。深耕配合秸秆还田 (DTS) 处理玉米和小麦4季平均分别增产7.72%和8.06%，旋耕配合秸秆还田 (RTS) 处理分别增产7.55%和7.05%。在0—10 cm土层，DTS和RTS处理均明显提升土壤胡敏酸与富里酸比值，提高总有机碳及多数组分碳含量、提高土壤养分含量，RTS处理效果好于DTS处理；而在10—20 cm土层，DTS处理显著提高土壤胡敏酸、全氮和有效磷含量，效果好于RTS处理。DTS和RTS处理均可以显著提高粒径 > 0.25 mm水稳性团聚体的比例，在0—10 cm土层，以DTS处理效果最高，比RT处理增加23.09%，而在10—20 cm土层，以RTS处理效果最好，相比RT处理增加6.32%。  【结论】  在耕层薄化处理的土壤上，单纯深耕提升作物产量的效果不显著，也不利于土壤有机碳及各组分含量、土壤养分含量的提升，还破坏了土壤团粒结构。秸秆还田配合深耕或者旋耕均能显著提高作物产量，秸秆还田配合旋耕能有效培肥0—10 cm土层土壤，但对10—20 cm土层土壤肥力改善效果有限；秸秆还田配合深耕在增加耕层厚度的同时，还改善了土壤养分状况，明显减弱了单纯深耕对10—20 cm土层土壤结构稳定性的不利影响。     

控释肥对小麦玉米生物学性状和土壤硝酸盐积累的影响

利用田间试验研究了非水溶性材料包膜控释肥对小麦和玉米叶片叶绿素、小麦分蘖和穗数、小麦千粒重、玉米百粒重、产量、养分吸收、肥料利用效率和土壤硝酸盐残留的影响。结果显示,与普通肥料习惯施肥方法相比,控释肥施在种子附近,在氮、磷、钾总用量减少50%情况下,小麦、玉米多项生长指标无明显差别;控释肥明显提高了肥料的偏生产力,氮肥提高75.75%～76.33%,磷肥提高193.50%～201.29%,钾肥提高109.20%～125.96%;1m土层硝酸盐残留,小麦季减少65.94kg·hm-2,玉米季减少103.55kg·hm-2。     

氨化秸秆还田改善土壤结构增加冬小麦产量

为探索一种能够充分发挥秸秆改良土壤结构和提高作物产量作用的秸秆还田措施,通过2 a小区试验,对比研究了粉碎、氨化秸秆以及与无机土壤改良剂(硫酸钙)混合施用措施对农田土壤结构及冬小麦产量的影响。结果表明,粉碎并氨化秸秆施入土壤后,能显著(P0.05)降低耕层(0~15 cm)土壤的体积质量,增加土壤孔隙度,但对耕层以下(15~30 cm)土壤体积质量及孔隙度改善效果不明显;氨化秸秆施入土壤后较未氨化秸秆能显著(P0.05)增加0~15 cm土壤中0.25 mm土壤团聚体含量,粉碎并氨化秸秆能显著(P0.05)降低土壤团聚体分形维数,提高0~15 cm土壤平均重量直径和几何平均直径各项评价指标。此外,穗粒数、1 m2有效穗数、千粒质量和地上部总干质量与籽粒产量的相关系数分别为0.30(P0.05)、0.76(P0.01)、-0.89(P0.01)和0.88(P0.01),提高冬小麦有效穗数或地上部总干质量可能是增加作物产量的主要途径。粉碎并氨化秸秆还田较秸秆覆盖能显著(P0.05)提高冬小麦有效穗数;粉碎并氨化秸秆与无机土壤改良剂(硫酸钙)混合施用措施提高冬小麦产量效果最为显著,在冬小麦2个生长季较长秸秆覆盖还田分别增产11.12%和17.85%,较长秸秆翻压还田分别增产7.39%和16.59%,是该试验最佳秸秆还田方式。该研究成果可为干旱、半干旱地区改良秸秆还田措施、提高作物产量提供理论依据。