紫云英和稻草还田免耕抛栽对水稻产量和土壤肥力的影响

【研究目的】研究紫云英和稻草还田免耕抛栽对水稻产量和土壤肥力的影响,为南方稻区免耕抛秧栽培技术的推广应用提供参考。【方法】2007-2008年在连续两年双季稻免耕抛栽定位试验的基础上,以翻耕抛栽处理为对照,探讨紫云英和稻草还田免耕抛栽对土壤物理性状、养分、土壤酶活性、土壤微生物和水稻产量的影响。【结果】连续免耕两年以后,免耕水稻产量低于翻耕处理,施用有机肥能够提高水稻单位面积的有效穗数和每穗粒数,从而提高水稻产量;随着稻田免耕时间的延长,土壤物理性状变差,紫云英和稻草还田可以降低土壤容重,改善土壤孔隙性;免耕稻田的土壤养分在表层土壤富集,紫云英和稻草还田对提高翻耕处理土壤养分的效果更明显;脲酶,过氧化氢酶、多酚氧化酶、过氧化物酶的活性均与土壤全氮含量呈极显著相关;土壤微生物总量免耕处理小于翻耕处理,免耕土壤细菌的数量增加,而放线菌和真菌的数量减少,施用有机肥后三大类微生物数量均有所增加。【结论】紫云英和稻草还田可以提高水稻产量,降低土壤容重,改善土壤孔隙性,缓解长期免耕导致的土壤板结,有利于土壤养分含量和土壤酶活性的提高,改善微生物的生存环境。     

免耕直播对一季晚稻田土壤特性和杂交水稻生长及产量形成的影响

为了探明免耕直播对杂交水稻的生育规律和稻田土壤理化性状的影响,于2003—2004年在长沙以两优培九为材料,进行了免耕直播、翻耕直播2种栽培方式的田间比较试验研究。结果表明,与翻耕直播稻田相比,免耕直播稻田0~5 cm土层容重降低3.55%,总孔隙度、毛管孔隙度、通气孔隙度和毛管持水量分别增加4.80%、1.59%、39.85%和7.04     

不同免耕模式对水稻产量及土壤理化性状的影响

为了研究不同免耕栽培模式对水稻产量及土壤理化性状有何不同影响,采用田间定位试验,以常规插秧为对照,研究免耕直播和免耕抛秧对水稻产量的影响及土壤理化性质变化。结果表明：此试验条件下,免耕直播前期分蘖速度较快,株高、结实率及产量都较高,穗粒数和千粒重则与常规插秧相当,而免耕抛秧有效穗较多,但穗粒数、结实率、千粒重及产量均较低。在土壤理化性状方面,与常规插秧比,免耕栽培稻田表层（0~5cm）土壤有机质增加,腐殖质品质改善,>0.25mm水稳性大团聚体、全量氮、速效磷和速效钾养分含量都有提高。两种免耕栽培模式中,免耕直播的腐殖质品质、>0.25mm大粒团聚体含量及速效磷高于免耕抛秧,而土壤有机质总量和速效钾则低于免耕抛秧。免耕栽培模式有利于稻田表层土壤肥力的改善;此试验条件下,免耕直播更有利于提高水稻产量。     

作物复种的免耕直播栽培研究进展

综述了国内外水稻、油菜等作物复种的免耕直播栽培技术的发展,免耕稻田土壤的物理化学特性及生物特征,免耕直播栽培对作物生长发育及产量的影响,以及适合于我国水稻-油菜复种的免耕直播栽培的技术。指出作物免耕直播与翻耕移栽具有同样的产量潜力,省工、节本、增效的效益显著,是我国作物低成本、高效益栽培的主要途径之一。     

华北高寒区多年保护性耕作对农田土壤容重的影响

为了在保护土壤、减抑风蚀的同时,兼顾作物的产量,探索适合华北高寒区的保护性耕作模式,给当地作物生产提供理论依据,在农业部张北野外观测站连续9年不同耕作方式定位研究的基础上,于2007—2009年探讨了免耕、松耕和翻耕对土壤耕层容重的影响。结果表明,3种耕作方式播种期不同耕层土壤容重均以免耕最高,翻耕最低,播前0~10 cm、10~20 cm土壤容重免耕分别为1.65、1.81 g/cm3,翻耕则分别为1.38、1.47 g/cm3,收获期土壤容重差异不明显。华北高寒区不同耕作方式对农田耕层土壤容重具有明显的影响,翻耕和松耕可以显著降低耕层土壤容重。受作物根系生长生物力的影响,收获期与播种期相比,免耕及松耕农田耕层土壤容重呈下降趋势,翻耕则无明显变化。     

免耕抛栽对水稻产量及其源库特性的影响

于2005-2006年在双季稻田以翻耕处理为对照,研究了免耕抛栽对水稻产量及其源库特性的影响。结果表明, 每公顷有效穗数免耕抛秧处理略低于翻耕抛秧而高于翻耕移栽,结实率高于翻耕处理。随着免耕次数的增加,各处理产量基本持平。水稻一生中叶面积指数、抽穗后水稻群体光合势、势粒比、颖花伤流量、源库增量比和籽粒平均灌浆速率均免耕处理高于翻耕处理,而粒叶比则相反;剑叶中叶绿素含量以免耕高于翻耕,而丙二醛(MDA)含量以免耕低于翻耕。免耕抛栽水稻后期不易早衰,有利于同化物的转运和结实率的提高。     

保护性耕作对潮土物理性质的影响

为了研究保护性耕作对土壤物理性质的影响,以黄淮海平原典型潮土区小麦—玉米轮作系统的长期定位试验为基础,探讨不同耕作方式与秸秆还田处理下土壤容重、饱和导水率、紧实度、含水量的变化。结果表明,0~20 cm土层,土壤容重、土壤紧实度随着翻耕频率的减少而增加,每两年翻耕一次(CNTW2T)和每四年翻耕一次(CNTW4T)的土壤紧实度比长期免耕分别降低了40%、17%,土壤紧实度与土层深度呈显著正相关;保护性耕作改变土壤导水性能,随着免耕年限的增加,土壤饱和导水率显著降低;少免耕土壤含水量比传统翻耕高0.77%~3.01%。秸秆覆盖能显著降低土壤紧实度,改良土壤压实状况,提高土壤饱和导水率,减少土壤水分蒸发,从而改善土壤保水能力。免耕有利于土壤蓄水保墒,但长期免耕易导致土壤压实,不利于作物生长,少耕(CNTW2T、CNTW4T)既可改善土壤导水、保水性能,又可减少土壤压实,因此在黄淮海平原实施少耕与秸秆还田相结合的保护性耕作有利于改良土壤物理性质,提高土壤保水能力。     

华北平原免耕冬小麦生长发育特征研究

2004—2006年在河北栾城中国科学院农业生态试验站开展了不同耕作方式下冬小麦生长发育特征及其影响因素的比较研究。冬小麦基本苗数和分蘖率在不同耕作方式间差异显著, 表现为免耕<旋耕<翻耕。免耕处理冬小麦分蘖成穗率高于翻耕和免耕处理, 但基本苗数低, 2004—2005生长季比翻耕和旋耕处理分别低28.9%和29.7%, 2005—2006生长季分别低11.7%和10.0%; 免耕处理冬小麦株高、叶面积指数、地上部干物质积累和产量均低于翻耕和旋耕处理, 其中叶面积指数在2004—2005和2005—2006生长季的最高值分别为2.9和6.0, 产量比翻耕降低30.1%和27.19%、比旋耕降低15.3%和25.20%。免耕可保持耕层较高的土壤水分含量, 总体上高于翻耕和旋耕处理; 免耕处理在冬小麦苗期和返青期表现出明显的“降温效应”, 耕层土壤日均温度低于翻耕和旋耕, 冬小麦出苗和返青较翻耕和旋耕分别晚1~3 d和4~5 d。     

不同耕作方式对小麦田杂草发生规律及产量的影响

为了摸清新型耕作模式下四川小麦田杂草发生规律及防除方法,通过以传统翻耕为对照,连续5年定田定点研究了不同耕作方式对小麦田杂草发生规律及产量的影响,结果表明：不同耕作方式下,小麦田杂草种类基本相同。免耕不覆盖处理的杂草数量最多,翻耕次之,免耕覆盖稻草最少。小麦田杂草有2个出苗高峰：小麦播后2~3周有一个大的出苗高峰;播后6~7周有一个小高峰。不同耕作方式下杂草对小麦株高和分蘖无明显影响;免耕覆盖稻草与翻耕处理的小麦产量相当,且均明显高于免耕不覆盖处理。说明免耕覆盖稻草既可以显著降低杂草发生数量和为害,同时又可以明显增加小麦产量,应用前景广阔。     

覆盖免耕对棉田土壤物理性质及棉花生理特性的影响

采用裂区设计,研究了秸秆覆盖及免耕对土壤温度、容重及棉花功能叶SPAD值、光合特性、生育性状等的影响。结果表明：免耕降低土壤温度、容重以及棉花的净光合速率、气孔导度、胞间CO2浓度、蒸腾速率,但功能叶SPAD值为免耕>翻耕;秸秆覆盖降低土壤温度,提高土壤含水量;免耕下秸秆覆盖较地膜覆盖和露地提高土壤容重及棉花的气孔导度、胞间CO2浓度、蒸腾速率,翻耕时结果与此相反;翻耕处理棉花长势强于免耕,但单株结铃数差异不显著;秸秆覆盖较露地能显著提高棉花铃数、铃重和衣分;秸秆覆盖量越大,功能叶SPAD值越小,但产量越高。秸秆覆盖免耕下棉花光合能力和产量表现均差于翻耕,但产量与露地及地膜覆盖处理间的差异不显著。     

中国土壤类型下免耕对土壤容重的影响

免耕对土壤物理性状尤其是土壤容重产生影响,进而影响作物生长发育,本研究旨在探讨免耕在不同土壤类型、不同耕作制度区域下对土壤容重产生的影响,为免耕研究提供参考。收集自1999—2019年公开发表的免耕、保护性耕作对土壤容重影响的试验论文,对筛选出田间试验条件下土壤容重结果具有显著性差异的期刊论文进行整理分析。结果表明,中国土壤类型下免耕对土壤容重的试验研究所涉及的土壤类型相对较少,较多集中在黑垆土、水稻土、黑土、褐土五种土壤类型下。在耕作制度区域研究上,中国三大粮食主产区（黄淮海平原、东北平原及长江中下游平原区）的研究占全国总量的45.8%。文献对比研究发现,免耕减小土壤容重的比例仅为1/3,土壤容重增大的比例接近2/3,少量试验结果表明免耕与传统耕作对土壤容重的影响无显著差异。研究认为,免耕对土壤容重的影响在不同试验条件下产生不同的结论,与土壤类型、耕作制度区域无相关性。     

免耕和稻草还田对稻田土壤肥力和水稻产量的影响

为了明确稻草还田和免耕等保护性耕作措施对土壤肥力和水稻产量的影响,自2008年于广西大学农学院科研基地进行长期定位试验,设置免耕（NT）、免耕+稻草覆盖还田（NT-SMR）、常规耕作+稻草覆盖还田（CT-SMR）、常规耕作（CT）和常规耕作+稻草翻压还田（CT-SR）5个处理,于2018年水稻成熟期测定产量,水稻收获后分层（0~5、5~10和10~20cm）测定土壤肥力。结果表明,稻田不同土层肥力指标均存在显著性差异,总体上表现为0~5、5~10和10~20cm土层的有机碳、全氮、碱解氮、有效磷和速效钾含量依次下降。NT-SMR处理显著提高了0~5cm土层的有机碳、全氮、碱解氮和有效磷含量,但降低了土壤速效钾含量。在5~10和10~20cm土层,稻草还田处理的有机碳、全氮、碱解氮、有效磷和速效钾含量均优于无稻草还田处理。水稻产量与土壤肥力呈显著正相关。2016年CT-SR处理水稻产量在早季分别比NT和CT处理显著提高了8.52%和7.99%,在晚季分别显著提高了12.12%和7.55%;2018年NT-SMR处理的水稻产量在早季分别比NT和CT处理显著提高了17.78%和10.30%,在晚季分别显著提高了13.88%和19.39%。因此,免耕和稻草还田能明显提高稻田耕作层土壤肥力,增加稻谷产量。     

不同免耕栽培方式对水稻产量及土壤肥力的影响研究

为了探讨不同免耕栽培方式对水稻产量及土壤肥力的影响,龙岩市农技站在双季稻区进行了连续3年的不同免耕栽培方式试验。结果表明：半年免耕早、晚稻产量与习惯有耕相比无显著差异,且对土壤的物理性状及养分状况影响不明显,节本增收效果好,可作为水稻免耕的主要方式推广;全年免耕晚稻产量与习惯有耕相比产量减少,土壤容重增加;全年免耕、半年免耕与习惯有耕的土壤pH、有机质及主要养分含量无差异。     

轮耕对双季稻田耕层土壤养分库容及Cd含量的影响

研究长期不同耕作措施下双季稻田土壤结构、养分及重金属含量的变化规律,对构建稻田合理耕层、提升耕地质量、促进粮食可持续丰产具有重要意义。2005-2014年在湖南醴陵双季稻田设置长期免耕(NT-NT)、长期旋耕(RT-RT)、长期翻耕(CT-CT)、翻免轮耕(CT-NT)和旋免轮耕(RT-NT) 5种耕作方式定位试验,测定并分析不同耕作方式对耕层深度、土壤容重、土壤C、N、P、K养分含量、养分库容量及重金属Cd含量等的影响。结果表明,NT-NT由于长期没有动土,土壤容重较高,而RT-RT、CT-CT、CT-NT和RT-NT均使土壤容重值降到了较理想区间。CT-NT和RT-NT 0~5 cm耕层土壤有机碳、活性有机碳、全氮、碱解氮、有效磷、速效钾和Cd含量均显著低于NT-NT,而高于RT-RT、CT-CT,说明NT-NT在促进土壤养分向表层聚集的同时,也促进了土壤镉向表层聚集,且随着耕作频率的增加土壤表层养分及土壤镉均呈下降趋势。CT-NT和RT-NT 5~10 cm耕层土壤各养分含量均显著高于NT-NT,而10~20 cm耕层土壤各养分含量均低于RT-RT、CT-CT,说明轮耕促进了土壤养分积累并主要向土壤中层聚集。耕层厚度、有效养分总库容量及土壤Cd含量均表现为RT-RT、CT-CT>CT-NT、RT-NT>NT-NT,说明随着耕作频率减少土壤耕层逐渐变浅,有效养分总库容量逐渐变小,土壤总镉、有效镉含量也逐渐降低。本研究表明,长期免耕和长期翻(旋)耕均存在一定弊端,长期免耕虽然降低了土壤镉含量,但同时也降低了土壤养分库容,长期翻(旋)耕虽然增加了土壤养分库容,但同时也增加了土壤镉含量,而合理土壤轮耕既可改善土壤结构,促进土壤养分积累、增加土壤养分库容,又能适当降低土壤镉含量,改善土壤环境。     

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。     

耕作方式对伊犁河谷旱地农田土壤物理性质和小麦产量的影响

为探讨耕作方式对新疆旱地农田土壤物理性质及小麦生长的影响,在免耕、传统耕作和深松3种耕作方式下,通过田间取样和室内烘干称重测得新疆旱地农田土壤容重、孔隙度、土壤含水量、土壤三相比值及小麦产量数据。结果表明：不同耕作方式下土壤容重、孔隙度、含水量、三相比R值和产量表现出一定差异。相比于免耕,传统耕作和深松降低了土壤容重,增加了土壤孔隙度、土壤含水量,改善了土壤三相比例,尤其深松处理土壤容重和孔隙度显著改善。小麦产量以深松处理最高,分别比传统耕作、免耕增加20.71%、24.28%。因此,深松有利于改善土壤结构、改良土壤物理性质,促进小麦产量提高。     

连年规模稻鸭共养对稻田土壤性状、稻米产量及品质的影响

为探讨连年规模化稻鸭共养对稻田土壤性状、水稻产量及品质的影响,设置连续10年（2010—2019年）大田规模化稻鸭共养和常规水稻高产栽培的2组处理,调查研究了稻田土壤养分含量、水稻产量结构、稻米品质、重金属含量以及农药残留等指标,进行对比试验。结果表明：与常规水稻种植相比,多年稻鸭共养后土壤容重降低5.65%,0~10 cm耕层土壤中有机质、全氮、速效磷和速效钾含量分别增加了8.71%、14.29%、9.68%和8.34%,提升了稻田土壤肥力;稻鸭共养的水稻穗粒数、结实率和千粒重分别提高了11.3%、2.9%和3.2%,有利于形成大穗,但有效穗减少使水稻产量降低16.4%;稻鸭田稻米的糙米率和精米率分别提高了4.8%和3.6%,垩白粒率和垩白度显著下降,蛋白质含量提高7.5%,直链淀粉含量和胶稠度与常规田差异不显著,总体来说稻米品质得到了改善;稻鸭田土壤重金属元素含量及稻米中重金属元素含量、农药残留均符合绿色标准。因此,连年稻鸭共养能够改善土壤性状,提高土壤肥力,提升稻米品质,但有效穗的减少使水稻产量显著降低。