稻草还田免耕抛秧对水稻氮素利用及产量的影响

在大田条件下,研究普通免耕(CNT)、稻草还田免耕(SNT)、普通常耕(CCT)和稻草还田常耕(SCT)4种耕作方式对水稻氮素利用特性与产量的影响。结果表明:普通免耕提高了氮素稻谷生产效率、氮素收获指数和成熟期穗全氮含量,降低水稻叶片和茎全氮含量、植株氮素累积量、氮素回收效率和产量。常耕及免耕方式的稻草还田处理均能提高水稻叶片和茎全氮含量、氮素累积量、氮素回收效率和产量。稻草还田免耕抛秧水稻耕作模式的氮素利用和水稻增产效果均优于普通免耕方式。     

不同施肥和耕作方式下强化栽培水稻的生长与氮素利用

研究了不同施肥和耕作方式下强化栽培水稻的生长及氮素利用。结果表明,免耕条件下以尿素 猪粪强化栽培水稻的产量最高,而常耕条件下以单施尿素常规栽培水稻的产量最高,但各处理的产量差异并不显著。无论是免耕还是常耕条件下,单施尿素常规栽培水稻比单施猪粪强化栽培水稻植株积累更多的氮素量,但其氮素稻谷生产效率、氮素收获指数下降。两种耕作方式比较,免耕条件下水稻的氮素运转效率、氮素农艺效率显著高于常耕,但常耕条件下的氮素回收效率比免耕的高127.95%,差异显著。     

稻草还田免耕抛秧对土壤剖面氮、磷、钾含量的影响

【目的】探讨稻草还田免耕对稻田土壤剖面氮、磷和钾的影响。【方法】对连续2年和7年结合稻草还田常耕抛秧和免耕抛秧试验的水稻土剖面氮、磷、钾进行了研究。【结果】免耕表层0-4（5）cm土壤全氮、全磷、碱解氮和速效磷含量显著高于常耕土壤。稻草还田免耕0-4（5）cm土壤的全钾含量显著高于常耕土壤,速效钾含量与稻草还田常耕差异不明显,但显著高于普通常耕土壤。免耕5-20 cm层土壤全氮、全磷、全钾、碱解氮和速效磷含量低于常耕土壤。普通免耕Aa层（耕作层）土壤速效钾含量显著低于常耕土壤。免耕的Ap层（犁底层）、W层（潴育层）和C层（母质层）碱解氮和速效钾含量高于常耕土壤。【结论】稻草还田免耕抛秧协调土壤氮、磷和钾的效果比普通免耕好,有利于土壤肥力的提高,稻草还田免耕抛秧是稻田免耕栽培的发展方向。     

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．     

免耕水稻直播试验

通过水稻免耕直播、稻草还田免耕直播、常耕直播的对比试验,研究水稻在不同直播栽培条件下对生长、产量和经济效益的影响。结果表明,稻草还田免耕直播和免耕直播处理分别比常耕直播每667m2增产22kg、10kg,节约成本45元,值得在水稻生产上推广应用。     

覆土厚度对冬种马铃薯还田稻草腐解进程的影响

[目的]为了探讨广东冬种马铃薯主产区覆盖还田稻草的腐解进程。[方法]采用尼龙网袋法,研究水稻稻草在不同覆土深度（0、5.0、7.5和10.0 cm）对还田稻草腐解的影响。[结果]覆土深度为7.5 cm时腐解速度最快,覆土深度0 cm最慢。还田60 d后,覆土深度7.5 cm的稻草残留率为50%,而覆土深度0 cm的稻草残留率为80%。稻草还田后有机碳在前10 d分解较快,稻草的全碳含量随着还田时间延长而逐渐下降,导致C/N比降低。冬马铃薯收获时覆土深度0 cm有机碳残留率为76%,覆土深度7.5、10.0和5.0 cm的有机碳残留率依次为69.3%、70.8%和72.5%。还田的前10 d稻草氮素含量呈现上升趋势,20 d后才出现下降趋势。一季马铃薯田稻草还田后稻草有机碳只释放了1/3左右。[结论]稻草还田前期可以固定部分氮素,还田后期会释放一定的氮素供马铃薯生长需要。种植一季马铃薯作物后,还田的稻草并没有被完全腐解。     

稻草还田与施氮量对水稻氮素吸收及产量影响

以寒地水稻品种为试验材料,设置稻草不还田、0.5倍、1.0倍、1.5倍、2倍还田5个处理,N0(不施入尿素)、N1(150 kg·hm~(-2))、N2(300 kg·hm~(-2))3个氮肥施用水平,研究不同时期水稻氮素吸收情况、氮素积累量、氮素分配率以及水稻产量。结果表明,分蘖期稻草还田量增加抑制水稻氮素吸收及积累,抑制作用随施氮量增加而降低;幼穗分化期稻草还田促进水稻地下部分氮素吸收,在不同施氮量条件下,0.5倍还田处理氮素积累量达最高值;收获期水稻地上和地下部分氮素均向籽粒部分转移,稻草还田配施氮肥情况下水稻分蘖及有效分蘖提升,N1施肥水平下1.0倍还田处理产量达最高值,N2施肥水平下0.5倍还田处理达最高值,稻草还田不配施氮肥或配施氮肥情况下稻草还田过量均降低水稻产量。     

稻草覆盖对马铃薯土壤养分释放及养分平衡的影响

【目的】探索马铃薯种植过程中稻草覆盖还田模式下稻草N、P、K释放和土壤N、P、K养分平衡的特征。【方法】采用盆栽试验的方法,对稻草覆盖还田后的腐解速率及养分释放状况进行研究。【结果】稻草覆盖还田82 d后,其C、P含量变化较小,K含量降低93.96%,而N含量却提高了49.22%;覆盖稻草可为土壤提供大量养分且以K居多,每覆盖还田100 kg稻草可为马铃薯生长提供N 0.42 kg、P 0.14 kg(P_2O_5)和K 1.70 kg(K_2O);稻草腐解率为70.87%;各养分累积释放率表现为:KCPN,C、N和P累积释放率分别为71.89%、56.85%和68.75%,K累积释放率最高,为98.22%。覆盖稻草和施用钾肥对土壤K平衡影响较大,不施钾肥和稻草土壤的K亏缺达163.80 kg/hm~2,覆盖稻草或施用钾肥均可有效降低土壤钾素亏缺量,稻草与钾肥配合施用可使土壤K收支平衡,甚至盈余。【结论】在稻草覆盖还田情况下,可适当减少钾肥用量,以降低生产成本,缓解我国钾肥资源匮乏的困境。     

不同还田方式下2种夏季绿肥的腐解特性

【目的】明确夏季绿肥作物的腐解规律和养分释放动态特征,为绿肥资源的合理利用和农田养分管理提供科学依据。【方法】以夏季豆科绿肥品种猫豆和赤小豆为研究对象,采用网袋法模拟其在免耕覆盖还田和翻压还田方式下的腐解动态,分析其干物质的腐解特征及碳、氮、磷和钾等养分的释放情况。【结果】在免耕覆盖还田和翻压还田方式下,猫豆和赤小豆茎秆在还田后的0～20 d腐解速率较快,之后腐解缓慢;至还田100 d时,在免耕覆盖还田方式下猫豆和赤小豆的干物质累积腐解率分别达40.11%和37.25%,在翻压还田方式下猫豆和赤小豆的干物质累积腐解率分别达70.71%和66.87%。至还田100 d时,在免耕覆盖还田方式下猫豆的碳、氮、磷和钾养分累积释放率分别为20.44%、15.64%、45.28%和83.49%,赤小豆的碳、氮、磷和钾养分累积释放率分别为17.66%、13.33%、40.33%和79.49%,而在翻压还田方式下猫豆的碳、氮、磷和钾养分累积释放率分别为65.24%、63.78%、84.36%和92.48%,赤小豆的碳、氮、磷和钾养分累积释放率分别为60.06%、58.88%、79.56%和88.20%。【结论】绿肥作物猫豆和赤小豆干物质及碳、氮、磷和钾等养分的累积释放率和释放速率表现为翻压还田免耕覆盖还田,养分的释放速率表现为钾磷碳氮;猫豆的干物质腐解及养分释放速度大于赤小豆,作为夏季绿肥品种翻压还田效果优于赤小豆。     

不同耕作方式对水稻固氮酶活性的影响

在免耕、常耕等4种不同耕作方式条件下,在水稻不同生育时期研究不同耕作方式对水稻固氮酶活性的影响。试验结果表明:在灌浆期和成熟期,常耕和稻草免耕处理的水稻总固氮酶活性相对高于其他两个处理;从灌浆期至成熟期,各处理的总固氮酶活性明显下降,下降程度由大到小是稻草常耕>常耕>稻草免耕>免耕,说明不施稻草、免耕方式较常耕方式能延缓成熟期水稻固氮酶活性的降低。在不同时期,均以水稻茎的固氮酶活性最高,叶片的最低;从灌浆期至成熟期,不同处理水稻根、茎固氮酶活性明显降低,叶片的变化最小。因此,不同生育时期和耕作方式对水稻根、茎固氮酶活性影响明显,而对叶片固氮酶活性影响较小。     

免耕条件下水稻产量及稻田无机氮供应特征

【目的】研究免耕条件下水稻产量及稻田无机氮供应特征。【方法】于2007—2010连续4年采用田间定位试验研究方法。试验设传统翻耕、免耕两个处理,4次重复。供试水稻品种为皖稻68。【结果】免耕显著提高了水稻生育前期耕层土壤NH4+-N含量,但是降低了水稻生育中、后期耕层土壤NH4+-N含量。同时免耕显著提高了0—10 cm土层NO3--N含量,降低了主要生育时期10—20 cm土层NO3--N含量,有利于减少耕层土壤NO3--N的淋失。免耕促进了土壤有机碳和全氮在表层土壤的富集。0—10 cm土层有机碳和全氮含量比翻耕处理显著增加,而10—20 cm土层上述养分含量明显低于翻耕处理。免耕提高了耕层（0—20 cm）土壤容重,增幅为3.06%—6.25%。产量结果显示,免耕使水稻减产4.11%—7.70%。【结论】免耕稻田自拔节期后期土壤NH4+-N供应量的减少使免耕水稻拔节期和抽穗期的氮素吸收量均明显低于翻耕处理,导致免耕水稻成穗率的减少,是免耕水稻产量降低的主要原因。     

成都平原周年耕作模式对稻茬小麦产量与品质性状的持续效应

【目的】小麦产量和品质性状除了受遗传因子控制外,还受到生态环境条件和耕作栽培措施等外部因子的影响。研究周年耕作模式对小麦产量和品质的持续效应可为优化区域耕作制度提供依据。【方法】基于2004年小麦秋播时建立的长期定位试验,研究成都平原稻麦轮作区耕作方式与秸秆还田两个因素的5种周年组合模式（麦免稻旋WZRR,麦免稻旋+秋菜WZRRV,麦稻双免WZRZ,麦稻双免垄作WRZB,周年旋耕无秸秆还田CK）对小麦生长发育、产量与品质性状的持续影响效应。【结果】所有耕作模式的小麦产量及产量构成因子在年际间均呈波动性变化,对照产量在多数年份都处于低值水平,7年平均较其它处理低3.0%-4.7%,随时间推延下降趋势明显,年均递减0.125 t•hm-2。所有处理的有效穗均无明显的时间变化趋势,但穗粒数下降趋势和千粒重上升趋势明显。7年平均,对照的有效穗显著低于其它处理,而穗粒数、单位面积粒数和千粒重在处理之间均无显著性差异。免耕与秸秆还田组合模式具有不同程度提高小麦主要生育阶段耕层土壤速效N、P、K含量和改善中后期个体与冠层质量的作用。WZRZ、WRZB处理的多数小麦品质性状与CK相当或略优,而WZRR、WZRRV处理有降低籽粒蛋白质含量、沉降值、面团稳定时间的趋势。【结论】免耕与秸秆还田利于稳定小麦产量和改善耕地质量,尤以周年免耕秸秆全量还田模式最好。     

耕作、施氮和密度及其互作对旱地春玉米土壤水分及产量形成的影响

【目的】 黄土旱塬半湿润易旱区属于雨养农业区,水分亏缺为主要限制因素,因此,有必要筛选适于黄土旱塬半湿润易旱区春玉米综合栽培模式,从而提高旱地春玉米水分利用效率和产量。【方法】 2017—2018年玉米生长季,探讨不同耕作方式（翻耕、免耕、深松）、施氮（0、150、225 kg·hm^-2）和种植密度（52 500、67 500 株/hm²）对春玉米田土壤水分动态、水分利用效率、春玉米生长、产量及其构成因素的互作效应,提高玉米综合生产力。【结果】 （1）2017—2018年春玉米播种期0—200 cm土层土壤蓄水量均表现为免耕>深松>翻耕,2年平均免耕与深松播种期0—200 cm土层土壤蓄水量较翻耕分别提高6.1%和4.1%。2年春玉米水分利用效率均在深松高密高氮（STH2）处理最高。（2）深松与免耕处理较翻耕处理显著提高叶面积指数与干物质积累量,随密度与施氮量的增加,春玉米叶面积指数与干物质积累随之增加,耕作×密度对拔节、抽雄期叶面积指数有显著影响,密度×施氮对灌浆中期叶面积指数有显著影响。STH2处理下,玉米成熟期干物质积累量较其他处理提高3.3%—32.9%。（3）穗粒数和百粒重与施氮呈显著正相关关系（P<0.05）,深松与免耕处理玉米产量显著高于翻耕。STH2处理产量最高,2017年STH2产量较其他处理增幅为1.4%—63.3%;2018年增幅为2.9%—39.6%。【结论】 在黄土旱塬半湿润易旱区,深松耕配施150—225 kg·hm^-2施氮量与67 500株/hm²种植密度,不仅可以提高春玉米水分利用效率,还可获得较高的玉米产量效益;免耕配施225 kg·hm^-2施氮量与67 500株/hm²种植密度,可获得较高的经济效益。     

土壤耕作和施肥方式对夏玉米干物质积累与产量的影响

【目的】改善土壤耕作方式和氮肥施用技术是进一步提高玉米产量和氮肥利用效率的重要措施。本研究拟通过分析浅旋、免耕和条带深松3种耕作方式下缓释肥和常规施肥对夏玉米干物质积累、转运及光合特性的影响,阐明其产量及氮肥效率差异形成的生理过程。【方法】试验于2013—2014年在河南新乡进行。采用裂区设计,耕作方式为主区,设浅旋耕作(rotary tillage,R),免耕直播(no-tillage,N)和条带深松(sub-soiling,S)3种耕作方式;肥料类型为副区,设缓释肥(slow release fertilizer,SRF)和常规施肥(conventional compound fertilizer,CCF)2个处理。【结果】与传统施肥和土壤耕作方式比,施用缓释肥与条带深松耕作均能维持植株开花后较高的叶面积指数和光合速率,且条带深松与缓释肥耦合处理的值最大。成熟期,3种耕作方式下,缓释肥处理叶面积指数降幅两年平均分别低于常规施肥处理7.5%(N)、9.7%(R)和11.8%(S);缓释肥处理净光合速率降幅两年平均分别低于常规施肥处理7.3%(N)、11.5%(R)和16.8%(S)。条带深松耕作下缓释肥处理LAI高于其他处理16.0%—47.9%,穗位叶光合速率较其他处理高14.5%—52.3%。花后较高的叶面积指数和光合速率可促进玉米中后期干物质积累速率及积累持续期的增加,从而显著提高花后光合产物的积累量及同化量。3种耕作方式下,缓释肥处理花后干物质同化量较常规施肥处理两年平均分别提高1.5%(N)、21.4%(R)和24.4%(S);缓释肥处理花后干物质积累量较常规施肥处理两年平均分别提高11.0%(N)、12.2%(R)和17.0%(S)。其中条带深松耕作与缓释肥耦合处理花后干物质积累量和同化量显著高于其他处理,两年平均增幅分别为13.4%—28.9%和17.4%—39.6%。玉米花后干物质积累及同化量的增加是玉米籽粒产量提高的主要原因。因此,施用缓释肥通过增加千粒重,条带深松耕作通过增加收获穗数分别显著提高夏玉米产量;条带深松与缓释肥耦合处理产量显著高于其他处理,增幅为9.2%—23.2%。【结论】条带深松满足了作物对氮素的空间要求,缓释肥满足了作物对氮素的时间要求,施用缓释肥并结合条带深松,可有效调控土壤的养分供应状况,提高土壤氮素供应与作物需氮的时空吻合度,有利于实现黄淮海区夏玉米高产高效及生态安全生产的目标。     

保护性耕作对冬小麦-夏玉米农田氮肥氨挥发损失的影响

【目的】保护性耕作有利于水土保持和提高土壤有机碳库,而对氮素氨挥发的影响并不是很清楚。研究长期定位试验下华北农田施肥后氨挥发发生规律,探索保护性耕作条件下的氮素利用率。【方法】采用间歇动态箱式法对翻耕、旋耕和免耕3种耕作方式下冬小麦-夏玉米农田氨挥发通量及其影响因素进行比较研究。【结果】相对于翻耕和旋耕处理,免耕显著促进了小麦季和玉米季地表追肥的氨挥发,但显著降低了小麦基肥期的氨挥发速率。翻耕、旋耕和免耕下小麦-玉米全生育期氨挥发损失量为15.8、18.4和28.6 kg?hm-2?a-1,分别占施肥量的4.9%、5.7%和8.8%。实验室培养分析表明,免耕和旋耕显著提高了表层（0—5 cm）土壤脲酶活性,加速尿素水解为NH4+,从而促进氨挥发。【结论】免耕条件下,肥料表施易发生氨挥发,采用一次性深施是减少免耕氨挥发的有效途径之一。     

不同生育期水稻品种氮素吸收利用的差异

 【目的】研究不同生育期类型水稻品种氮素吸收利用的差异,分析提高其氮素吸收利用的途径。【方法】在群体水培条件下,以88—122个常规籼稻品种（2001—2002）、94个常规粳稻品种（2008—2009）为材料,测定生育期、各器官干物重和氮素含量、产量及其构成因素等,采用组内最小平方和的动态聚类方法将供试品种按播种到抽穗日数（为方便描述本文统称为生育期）从低到高依次分为A、B、C、D、E、F 六类,研究各类品种氮素吸收利用的差异及其原因。【结果】生育期长的品种抽穗期和成熟期氮素累积量大（籼稻）或较大（粳稻）,但结实期吸氮量并无优势;生育期长的品种植株含氮率较低（粳稻）或品种间差异较小（籼稻）,单位面积穗数较少（籼稻）或品种间差异较小（粳稻）,但其生长日数多、干物质生产量大、单穗吸氮量较大、单穗吸氮强度大（籼稻）或较大（粳稻）,干物质生产量、单穗吸氮量、单穗吸氮强度对吸氮量的作用分别大于植株含氮率、单位面积穗数、生长日数对吸氮量的作用;生育期长的品种氮素籽粒生产效率低（籼稻）或中等偏大（粳稻）,氮素干物质生产效率较大（粳稻）;生育期长的品种抽穗期、成熟期茎鞘叶中氮素分配比例大,穗中氮素分配比例小或较小（成熟期粳稻）。【结论】生育期长的品种吸氮能力强（籼稻）或较强（粳稻）,氮素籽粒生产效率低（籼稻）或中等偏大（粳稻）。生育期长的品种植株含氮率、穗数或小或无优势,但生长日数、干物质生产量、单穗吸氮量、单穗吸氮强度大。促进干物质生产,提高单穗吸氮强度和单穗吸氮能力有利于提高生育期长的品种氮素吸收量。无论是籼稻品种还是粳稻品种,促进营养器官中氮素向穗部运转,减少茎鞘叶中氮素分配比例,均有利于生育期长的品种氮素利用效率的提高。对粳稻品种而言,成熟期较低的植株含氮率也是生育期长的品种氮素利用效率高的重要因素。     

成都平原不同耕作模式的农田效应研究 I.对土壤性状及作物产量的影响

 【目的】通过研究不同耕作模式对土壤性状及产量的影响,为成都平原主导耕作模式的筛选和调控技术提供理论依据。【方法】采用长期定位试验的方法,通过5年对5个处理[CK：麦稻双旋(WRCT)、麦免+稻旋 (WNRCT)、麦稻双免(WRNT)、麦稻垄作(WRRT)、麦免+稻旋+秋作(WNRCVNT)]的大田试验研究,系统分析耕作模式对土壤性状和作物产量的影响。【结果】不同耕作模式对土壤性状的影响各不相同：与对照相比,单免和双免耕处理降低了0-10 cm土层的容重,增加了10-20 cm土层的土壤容重;增加了土壤的小孔隙、小孔隙的比例及0-10 cm土层的大孔隙,降低了10-20 cm的大孔隙,使土壤孔径分布得到改善。耕作措施对土壤吸湿水和土壤比重影响差异不显著,免耕降低了土壤比重。双免使土壤的渗水速率增加,不利于水稻生长,但单免能促进水稻生长。与对照相比,单免和双免耕秸秆覆盖增加了土壤有机质,降低了0-10 cm土层的碱性,但增加了10-20 cm土层的碱性。双免耕定位5年,增加了小麦产量,但大幅降低了水稻的产量。与此相反,单免则有利于小麦和水稻共同增产。【结论】免耕形成了“上松下紧”的土壤结构,改变了土壤的通透性,尤其是在10-20 cm,打破了传统耕作的犁底层。但免耕对土壤结构的改变对小麦和水稻的产量影响并不一致：长期双免耕能促进小麦增产,但对水稻生长和产量不利。     

长期保护性耕作对黄土高原旱作农田土壤碳含量及转化酶活性的影响

【目的】探究黄土高原旱作农田粮草轮作系统长期保护性耕作对土壤碳含量、碳转化酶活性的影响,为旱作农田土壤固碳和农业可持续发展提供科学依据。【方法】基于甘肃庆阳草地农业生态系统国家野外科学观测研究站开展的长期保护性耕作试验（开始于2001年）,分析传统耕作（T）、免耕（NT）、传统耕作+秸秆覆盖（TS）、免耕+秸秆覆盖（NTS）对玉米-冬小麦-饲用大豆粮草轮作系统玉米收获季不同土层（0—5、5—10、10—20 cm）土壤有机碳（SOC）、微生物量碳（MBC）含量、β-葡萄糖苷酶（βG）、纤维二糖水解酶（CBH）、β-木糖苷酶（βX）活性的影响。【结果】（1）保护性耕作措施可显著增加SOC、MBC含量,其中0—5 cm土层提升效果最显著。与传统耕作相比,秸秆覆盖使SOC和MBC含量分别升高19.1%和39.9%,免耕使SOC和MBC含量分别升高15.1%和34.3%。（2）保护性耕作措施显著提高了土壤碳转化酶活性,表现为βG>CBH>βX活性,对保护性耕作措施最敏感的酶是CBH。相比传统耕作,秸秆覆盖使0—5和5—20 cm土层βG、CBH、βX活性分别增加20.3%、37.6...