免耕对水稻根系生长及根际环境的影响——Ⅰ免耕对水稻干物质生产及产量的影响

以金优253为材料进行盆栽试验,比较水稻在免耕、常耕、分根栽培三种栽培条件下水稻干物质生产量和产量的差异。结果表明,分根栽培条件下,免耕侧根系干重在早季和晚季均比常耕侧极显著的低。在单一耕作方式下,免耕水稻地上部和根系干重均比常耕水稻低,根冠比和产量比常耕水稻的高,其差异多数情况下不显著。综合分析,免耕对水稻根系生长有明显的影响,但通过地上部与根系生长的协调作用,使根冠比增加,并使产量呈增加趋势。     

不同耕作方式和栽培密度下强化栽培水稻的生长发育与产量形成

以三系杂交组合金优253和中优315为试验材料,在两种土壤耕作方式和三种栽培密度下,研究了强化栽培水稻的生长发育与产量形成。结果表明,耕作方式和栽培密度对强化栽培水稻的生长发育和产量产生明显影响。相同耕作方式不同密度下,单株分蘖数随株行距的增加而增加,单位面积分蘖数随株行距的增加而下降;抽穗期最大叶面积指数及其衰减率随株行距的增加而下降;抽穗前的群体干物质积累量随株行距的增加而下降,抽穗至成熟期的群体干物质积累量以中等密度的最大,但成熟期群体干物质积累量仍随株行距的增加而下降;茎叶干物质表观输出率随株行距的增加而下降;单位面积有效穗数随株行距的增加而显著下降,每穗总粒数、结实率和千粒重随株行距的增加而增加。免耕条件下的强化栽培水稻产量随株行距的增加而下降,常耕条件下的产量则以中等株行距处理的最高。     

免耕对水稻根系生长及根际环境的影响——Ⅱ免耕对水稻根系保护酶活性的影响

以金优253为材料进行盆栽试验,比较水稻在免耕、常耕、分根栽培三种栽培条件下水稻根系保护性酶活性的差异。结果表明,免耕栽培水稻根系或分根栽培中免耕侧根系的SOD、CAT、POD酶活性在拔节期比常耕栽培水稻根系或分根栽培中常耕侧根系活性低,其MDA含量较高。相反,免耕栽培水稻根系或分根栽培中免耕侧根系的SOD、CAT、POD酶活性在灌浆期比常耕栽培水稻根系或分根栽培中常耕侧根系活性高,其MDA含量较低。因此,免耕栽培水稻根系后期衰老较常耕栽培水稻根系慢。     

不同耕作栽培方式对中产稻田水稻根系特性及产量的影响

为弄清中产稻田水平下,不同耕作栽培方式对水稻根系特性及产量的影响情况,开展了水稻免耕和翻犁、直播和移栽的耕作栽培方式的试验,结果表明：不同耕作栽培方式对水稻根系生长和生育期有一定的影响,在分蘖盛期和成熟期,移栽的水稻根重、最长根长和根数均高于直播,且以翻犁移栽最好;不同耕作栽培方式对水稻产量构成有影响,造成了对产量影响显著,以翻犁移栽单产590.1kg为最高,以免耕直播单产最低,且与其他处理间产量差异达显著水平。     

不同耕作方式下水分管理对水稻水分利用的影响

为了探讨不同耕作方式下水分管理对水稻水分利用的影响,以金优253和旱优3号为材料进行大田试验,设置常耕和免耕两种土壤耕作方式,浅水层灌溉、交替灌溉、水气平衡灌溉3种水分管理方式,然后测定分析各项水分利用指标的变化。结果表明,水气平衡灌溉栽培水稻的叶面蒸腾量、田间蒸发量低,稻谷产量高,水分利用率高;但免耕水稻的叶面蒸腾量和田间蒸发量增加,水分利用率下降。     

免耕对水稻根系生长及根际环境的影响Ⅳ免耕栽培对水稻土壤酶活性的影响

以金优253为材料进行盆栽试验,研究了水稻在免耕、常耕、分根栽培三种栽培条件下水稻根际土壤和非根际土壤的蛋白酶、脲酶、淀粉酶活性的差异变化。结果表明：在根际土壤和非根际土壤中,常耕栽培稻田土壤蛋白酶、脲酶、淀粉酶活性高于免耕栽培。表明,常耕栽培稻田土壤物质降解与养分转化的能力好于免耕栽培稻田。     

免耕高留茬抛秧稻的产量及若干生理特性研究

通过与常耕插秧和抛秧的比较,分析了免耕高留茬抛秧分蘖消长、根系生长、籽粒灌浆和产量特性;同时研究了不同育秧方式和秧龄对免耕高留茬抛秧稻产量及产量构成的影响。结果表明,免耕高留茬抛秧分蘖缓慢,有效穗数较少。抽穗前植株发根力较低,但抽穗后10 d植株发根力高于其他种植方式,抽穗后30 d根系伤流强度显著高于常耕插秧和抛秧,后期植株衰老延缓。强势粒灌浆过程差异较小,但免耕高留茬抛秧延长了弱势粒灌浆时间,增加了弱势粒重,提高了单穗颖花数、籽粒充实率和千粒重。产量与其他处理差异不显著。在免耕与前作秸秆高留茬还田条件下,旱育带泥抛栽根多活力高,促进了水稻分蘖早生快发,比塑盘育秧抛栽极显著增产;3个抛栽秧龄中,以秧龄40 d处理产量最高。     

稻草夹心和稻草起垄免耕栽培甘薯试验

通过比较稻草夹心栽培方法、稻草起垄免耕栽培方法和常耕栽培方法处理下甘薯的产量、质量以及经济效益,分析了两种利用稻草栽培甘薯新方法的效果。结果表明,稻草起垄免耕栽培处理比稻草夹心栽培处理商品薯增产2363kg/hm~2,稻草夹心栽培处理比常耕处理商品薯增产2050.5kg/hm~2,三个处理相互比较增产达到极显著水平。从外形看,稻草夹心栽培处理商品薯形状长直、颜色鲜艳。本试验条件下,稻草夹心栽培处理比常规处理增加搬运和摆放稻草劳动工日45个/ hm~2,但增加效益8202元/hm~2。     

免耕和稻草还田对金优253立苗速度与根系生长及产量的影响

2004年晚季在大田条件下，对免耕抛秧、常耕抛秧、稻草还田免耕抛秧和稻草还田常耕抛秧的立苗速度与立苗期的根系生长及其产量进行了比较。结果表明，免耕抛秧比常耕抛秧增产7．64％．稻草还田免耕抛秧与稻草还田常耕抛秧产量差异不大，但分别比常耕抛秧高10．72％和8．22％。免耕抛栽秧苗前期立苗速度较慢，后期立苗速度较快，总的立苗时间较常耕抛栽秧苗多1d。免耕使立苗期根系及分枝数量、根系的总长度和根毛区长度及根系氧化能力下降。但是．稻草还田增加了立苗期根系及分枝数量和根系长度，提高了根系氧化能力，因而对抛栽水稻立苗有很好的促进作用．其促进作用在免耕条件下更明显．     

土壤耕作和水分管理对水稻土壤肥力性状的影响

为了探讨耕作方式和水分管理对水稻土壤肥力性状的影响,以金优253为材料进行大田试验,设置常耕、免耕二种土壤耕作方式,浅水层灌溉、交替灌溉、水气平衡灌溉三种水分管理方式,然后在水稻成熟期测定分析土壤肥力因子的变化。结果表明,土壤碱解氮含量以浅水层灌溉最高,水气平衡灌溉次之,交替灌溉的最低,土壤有效磷含量从高到低分别为水气平衡灌溉、交替灌溉、浅水层灌溉;土壤速效钾含量从高到低分别为交替灌溉、水气平衡灌溉、浅水层灌溉;土壤有机质含量从高到低分别为水气平衡灌溉、浅水层灌溉、交替灌溉;土壤pH值从高到低分别为水气平衡灌溉、交替灌溉、浅水层灌溉。三种灌溉方式下常耕稻田土壤碱解氮、有效磷和有机质含量含量高于免耕稻田,免耕稻田pH值、土壤速效钾含量却高于常耕稻田。水分管理对土壤肥力的影响比耕作方式的影响更大。     

耕作方式和施氮量对稻茬小麦产量构成和群体质量的影响

以苏麦188为材料,在水稻秸秆全量还田条件下研究板茬、旋耕、耕翻等耕作方式和施氮量210kg/hm2、240 kg/hm2、270 kg/hm2对小麦群体质量和产量及其结构的影响,为稻茬小麦大面积机械化栽培提供参考。结果表明：板茬方式产量显著高于旋耕和耕翻；随施氮量增加,产量逐渐提高。产量在不同耕作方式与施氮量间存在显著的互作效应。相比其他耕作方式,板茬方式每穗粒数和千粒重较高；群体茎蘖数多,但分蘖成穗率不高、源库协调水平偏低,花后具有较高的光合生产能力。随施氮量增加,穗数和每穗粒数、群体茎蘖数和分蘖成穗率、花后光合生产能力以及源库协调性均呈提高趋势。说明,通过合理增施氮肥可以进一步改善板茬方式下小麦群体质量,协同提升产量构成因素,实现增产。本试验条件下采用板茬方式配以施氮量270 kg/hm2或240 kg/hm2处理产量最高。     

缓释肥类型与运筹对不同穗型水稻产量的影响

以大穗型品种甬优2640和多穗型品种南粳9108为材料,270 kg hm–2纯氮条件下,选用树脂包衣(PCU)、硫包衣(SCU)和脲甲醛(UF)3种缓控释肥类型,设置了缓控释肥与尿素均基施、缓控释肥基施后分蘖期施尿素2种施肥方式,以常规尿素定量分施为对照(CK)。结果表明,缓控释肥的应用对甬优2640无增产效应。主要因为甬优2640穗大粒多,群体颖花量大。与CK比,相对集中在前中期的肥效难以满足植株全生育期生长,中后期叶面积指数下降快,氮素积累少,光合势弱,物质生产量不足,不能实现群体大库容的有效充实。而对南粳9108,脲甲醛基施+尿素分蘖期施处理比CK增产5.2%~5.9%,树脂包衣基施+尿素分蘖期施和脲甲醛+尿素均基施处理与CK平产的同时可减少施肥2~3次。2种运筹方式中,以缓控释肥基施后分蘖期施用尿素处理能有效增加植株茎蘖数,提高成穗率和最终穗数,扩大叶面积指数,增强光合势,增加干物质和氮素的积累,获得高产。3种肥料类型中,产量呈现UFPCUSCU。脲甲醛基施+分蘖期施尿素处理之所以能使南粳9108获得比CK更高的产量,是因为UF的肥效在中后期依然能相对稳定释放,配合尿素的分蘖期施用,既保证了前期分蘖的发生,又能保证高峰苗后稳定的茎蘖数和群体叶面积指数,植株在拔节后的光合势和物质积累量大,氮肥利用率高,增产显著。由此可见,针对不同穗型和产量特性的水稻品种,优选缓控释肥类型基施的同时,分蘖期配合速效肥料的施用,可获得既省工又增产的效果。     

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。     

稻田免耕年限与复耕次数对土壤容重和水稻生长的影响

试验以免耕1~10年稻田和免耕3~6年后复耕1次、复耕2次、复耕3次稻田为对象,探索不同免耕年限与复耕次数对稻田土壤容重和水稻生长的影响,以期为因地制宜推广免耕技术提供科学依据。结果表明：无论土壤表层还是下层,免耕土壤容重总是大于翻耕土壤,且随着免耕时间的延长,其土壤容重逐渐加重,免耕3年及以后处理土壤容重显著大于翻耕处理(P<0.05),随着复耕次数的增加,土壤容重逐渐降低。连续免耕1~5年的田块,免耕栽培处理水稻最高苗和有效穗以及产量均表现为比翻耕栽培处理高,免耕6年处理表现相对平缓稳定,免耕7年及以后分蘖能力和产量明显下降。免耕3~5年后进行复耕处理水稻分蘖能力和产量总是低于对应的免耕4~6年处理,且随着复耕次数的增加差距逐渐扩大,免耕7年处理水稻分蘖能力和产量与免耕6年后进行复耕1次处理基本持平。结论为稻田免耕应以6年内为宜,当稻田连续免耕超过最适年限后,需要进行复耕作业,复耕1次即可。     

有机肥替代化肥对水稻产量、土壤肥力及农田氮磷流失的影响

采用田间小区试验,研究不同种类有机肥替代化肥比例对水稻产量、土壤肥力及农田径流氮、磷流失的影响。研究结果表明：50%猪粪有机肥替代化肥处理水稻产量最高,可达10 439.66kg/hm ²,100%、30%、50%有机肥替代化肥处理水稻产量呈依次增加趋势,且猪粪有机肥替代化肥各处理水稻产量均高于秸秆有机肥替代化肥处理;有机肥能有效提高土壤肥力,100%有机肥替代化肥处理土壤有机质、全氮、有效磷和速效钾含量最高;单施化肥处理总氮（TN）流失量和流失率最高,分别为9.43kg/hm ²和4.91%,随着有机肥施用比例的增加,稻季农田径流TN流失量和流失率逐渐下降,50%和30%有机肥替代化肥处理TN流失量和流失率较100%有机肥处理显著升高,但猪粪和秸秆有机肥替代化肥处理间差异不显著;100%秸秆和猪粪有机肥处理总磷（TP）流失量和流失率最高,TP流失量分别为1.815、1.732kg/hm ²,TP流失率分别为1.08%、1.02%,50%和30%有机肥替代化肥处理TP流失量逐渐下降,秸秆有机肥替代化肥处理TP流失量和流失率均高于猪粪有机肥替代化肥处理,且有显著性差异。50%猪粪有机肥替代化肥处理在兼顾水稻高产稳产的同时,能够有效降低稻季农田氮素径流流失量和流失率,且维持较低水平的磷素径流流失量和流失率,是一种适宜的资源有效利用、节肥增效的有机肥替代化肥措施。     

控释氮肥对土壤硝态氮和玉米植株全氮含量及产量的影响

为了探讨控释氮肥施用的最佳用量比例,在大田条件下,试验设6个处理：T1不施氮肥、T2常规施肥（基施）、T3常规尿素（基施+追施）、T4控释尿素100%、T5控释尿素90%、T6控释尿素80%。研究控释氮肥对土壤硝态氮和玉米植株全氮及产量的影响。结果表明：土壤硝态氮和秸秆全氮含量随着生育期的推进呈下降趋势,且拔节期含量最高。控释氮肥处理灌浆期到成熟期不同氮素含量高于常规施肥处理。控释氮肥处理提高了玉米不同生育时期的地上部干物重,而从拔节期到成熟期,控释尿素100%、控释尿素90%处理地上部干物重高于普通尿素处理,且控释尿素90%处理最大。控释氮肥合理用量提高了玉米的茎粗、穗粒数,减少了玉米秃尖长度,但对百粒重影响不大。控释尿素90%处理产量最高,达到8637.6 kg/hm2,与不施氮肥和常规施肥相比差异达到显著水平。     

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。     

耕作方式对旱地小麦耗水特性和干物质积累的影响

黄淮海地区旱地小麦种植面积较大,降水少且年际间变化幅度大造成其产量低而不稳。耕作措施可影响土壤的蓄水,于2009-2011年连续2个小麦生长季,设置条旋耕、深松+条旋耕、深松+旋耕和旋耕4种耕作方式处理,研究耕作方式对黄淮海地区旱地小麦耗水特性和干物质积累的影响。结果表明,深松+条旋耕处理有利于降低小麦播种至冬前阶段的耗水量,提高开花至成熟阶段的耗水量及其占总耗水量的比例。2009-2010年度,深松+条旋耕处理播种至拔节阶段0~20 cm土层贮水减少量显著低于深松+旋耕和旋耕处理,拔节至成熟阶段40~160 cm土层贮水减少量显著高于条旋耕和旋耕处理。2009-2010年度的各生育时期和2010-2011年度的苗期、开花期、灌浆期,深松+条旋耕处理株间蒸发量显著低于深松+旋耕和旋耕处理,与条旋耕处理无显著差异。深松+条旋耕处理开花至成熟阶段干物质积累量显著高于其他处理,耗水量显著高于条旋耕和旋耕处理,水分利用效率高于深松+旋耕和旋耕处理,与条旋耕处理无显著差异,而且籽粒产量最高,是本试验条件下的最优耕作方式。