丘陵旱地麦秸高茬覆盖还田效果研究

研究了丘陵旱地麦秸高茬覆盖还田对土壤物理性状、养分和产量的影响。结果表明,麦秸覆盖还田可明显提高土壤含水量,5 cm耕层比裸地增加44.63%,10 cm耕层比裸地增加15.6%~22.8%;可提高土壤养分,秸秆高茬覆盖还田比裸地有机质增加2.75%,全氮、碱解氮分别增加7.39%和6.08%;全磷和速效磷分别增加8.76%和5.00%;全钾、速效钾分别增加2.79%和19.38%;可提高玉米产量3.02%~4.62%。     

秸秆还田对稻田土壤培肥和水稻产量的影响

以粳型水稻品系2645为材料,设全年还田(水稻秸秆全量还田+小麦秸秆全量还田)(A)、当季还田(水稻秸秆不还田+小麦秸秆全量还田)(B)、对照(水稻秸秆不还田+小麦秸秆不还田)(C)、隔季还田(水稻秸秆全量还田+小麦秸秆不还田)(D)4个处理,研究秸秆还田对水稻产量和稻田土壤培肥的影响。结果表明:秸秆还田处理增加了穗粒数,提高了产量,增产幅度达到3.0%~9.9%。全年还田和当季还田处理降低了土壤的pH值,降低了7.4%~8.8%;经过一年的种植,土壤中的P2O5和K2O含量都有一定的下降趋势,秸秆还田处理可以缓解下降幅度。但与对照相比,全年还田和当季还田处理使土壤有机质含量、土壤全氮含量分别提高了1.8%~5.8%和8.3%~11.2%,NH+4-N、速效钾和速效磷的含量分别增加3.7%~4.2%、25.3%~26.9%和4.1%~4.7%;秸秆对土壤培肥的作用顺序为ABDC,受还田季数影响明显。     

施肥耕作等农业措施对土壤质量的影响

本试验重点研究了长期定位施用化学氮肥、耕作措施、秸秆还田以及施用化学除草剂对土壤质量的影响。结果表明,施用化学氮肥主要影响土壤速效氮含量;粉碎以后结合耕作秸秆、还田或者粉碎以后覆盖还田对土壤质量改善明显,整秸秆覆盖还田以及免耕条件下还田效果不明显;常规的深浅轮耕耕作可以增加土壤速效氮的含量,但是也促进了土壤有机质的矿化分解,使土壤有机质含量降低。浅耕、少耕和免耕土壤无机氮含量相对于深浅轮耕明显降低,但土壤有机质含量与深浅轮耕相比则明显提高。施用除草剂使土壤有机质含量和土壤pH降低,但是增加了土壤速效养分含量。     

长期定位施肥对水稻、小麦产量和土壤养分的影响

经连续12年有机肥和化肥配施的定位试验,至第12年对水稻、小麦进行数据监测,结果表明,3个施化肥处理中,施栏肥配施化肥处理的有效穗比秸秆还田配施化肥作物(小麦、单季稻)2季增加86.9万/hm2,秸秆还田配施化肥的有效穗比单施化肥作物(小麦、单季稻)2季增加11.65万/hm2;作物(小麦、单季稻)产量2季以施栏肥配施化肥比秸秆还田配施化肥年平均增产367.5 kg/hm2,增长率为3.4%,秸秆还田配施化肥比单施化肥年增长率提高了5.8%.3个不施化肥处理中,施栏肥的有效穗比秸秆还田作物(小麦、单季稻)2季增加33.3万/hm2,秸秆还田的有效穗比不施肥(对照)作物(小麦、单季稻)2季增加19.95万/hm2.施栏肥比秸秆还田年平均增产277.5 kg/hm2,增长率7.4%,秸秆还田比不施肥(对照)增产15.8%.土壤养分施栏肥和秸秆还田耕层(0～20 cm)土壤有机质、全氮、全磷、碱解氮、速效磷均有提高,施栏肥增幅最大,无机区增幅较小.而全钾、速效钾含量变化程度不同.通过监测结果得出,以栏肥配施化肥的施肥方式对作物增产和改良土壤效果最好.     

连续3年秸秆还田对土壤性状和作物产量的影响

为了解多年秸秆还田对土壤和作物的影响,本研究在上海市郊区奉贤、金山和崇明3个区典型地块中,连续3年对秸秆全量还田对土壤的理化性质影响进行监测,检测土壤全氮、全磷、有效磷、全钾、速效钾、缓效钾、容重、有机质、p H值和CEC值。结果表明,秸秆还田后土壤养分有所提高,土壤有机质含量提高了4.37%,速效钾平均提高了4.55%,全氮平均提高了3.59%,秸秆还田后土壤容重值降低了5.79%。土壤固碳(C)量为2 062.06 kg/hm~2,秸秆还田后增加的土壤固定N量103.10 kg/hm~2,N肥减施量为5.16 kg/hm~2。秸秆还田能提高土壤有机质,有效培肥土壤,改善土壤结构。水稻秸秆还田后,小麦产量比对照产量增加4.5%,对作物增产有一定作用。     

不同秸秆还田对土壤特性及小麦产量的影响

通过大田试验研究不同秸秆还田方式对土壤养分、微生物量及作物产量的影响,分析玉米秸秆直接还田、小麦秸秆直接还田、玉米秸秆+牛粪还田、小麦秸秆+牛粪还田及秸秆不还田时土壤碳、氮和小麦产量的变化.结果表明:成熟期4种秸秆还田处理提高土壤有机碳3.31%~31.97%、全氮9.48%~28.43%,增加土壤蔗糖酶活性79.48%~178.95%,分别提高土壤微生物量碳30.67%~116.24%、微生物量氮29.17%~94.96%,增产6.43%~29.82%,经济效益增加6.74%~19.31%,以小麦秸秆+牛粪还田处理最高.4种秸秆还田方式均能达到改善土壤质量、提高小麦产量的效果,其中以小麦秸秆+牛粪还田综合效应最佳.     

秸秆还田对作物产量和土壤肥力的短期效应

以水稻为试验材料,连续4 a年开展秸秆还田试验,研究前茬小麦秸秆还田对后茬水稻产量和土壤肥力的影响。结果表明,秸秆还田可增加后茬水稻产量,且水稻增产率随秸秆还田年限的增加而提高。连续实施秸秆还田3~4 a,土壤有机质水平显著高于对照,但秸秆还田对土壤全氮含量的短期效应尚未显现。与对照相比,秸秆还田提高了土壤有效磷和速效钾含量,且土壤有效磷和速效钾含量随着秸秆还田开展年限的增加而提高。秸秆还田降低了土壤容重、提高了土壤阳离子交换量,且秸秆还田年限越长,效果越明显。由此可见,秸秆还田是增加作物产量、提高土壤肥力的有效途径,秸秆还田对作物增产和耕地质量的提升效应随着实施年限的增加而越发突出。     

不同秸秆还田方式试验研究初报

通过多年平原灌区中、高产田和旱作区小麦-玉米轮作周期的不同秸秆还田方式试验,结果表明,秸秆直接粉碎还田以及添加腐熟剂均具有较好的增产效果,旱作区秸秆覆盖效果显著。除添加腐熟剂处理,其他秸秆还田处理土壤有机质均有显著增加,全氮除高产田外表现出有增加趋势,碱解氮、速效磷和速效钾均有所提高。同时,为了实现培肥的目的,在玉米收获后全部秸秆还田是适宜的。     

生物黑炭还田对红壤旱地芝麻产量及土壤养分的影响

为探讨南方丘陵区芝麻种植过程中合理的有机培肥措施,通过不同用量的秸秆和生物黑炭还田试验,研究了其对芝麻产量以及土壤pH值、有机质和氮磷钾养分含量的影响。结果表明:与常规施肥相比,秸秆和生物黑炭处理的芝麻籽粒产量分别增加了42.7%~89.0%和75.6%~118.3%,秸秆产量分别增加了24.2%~39.3%和43.6%~61.9%;同时,施用秸秆或生物黑炭可以较好地改良土壤酸化情况,并提升土壤有机质和速效氮磷钾的含量,且生物黑炭的效果优于秸秆直接还田;在试验设置的用量范围内,生物黑炭施用量越大,作物增产幅度和土壤肥力提升幅度越高。     

玉米秸秆粉碎不同量级还田对土壤养分的影响

为明确不同秸秆还田量对土壤养分的影响,于2010年在公主岭市范家屯镇香山村长期定位田,设计1/2倍量、1倍量、2倍量和4倍量秸秆粉碎还田试验,通过对全氮、全磷、全钾、碱解氮、有效磷、速效钾、有机质和pH等养分指标的测定,结果表明,秸秆还田显著提高土壤全氮和水解性氮的含量,有机物料归还土壤,在一定程度上会引起土壤中氮含量增加;其次,秸秆粉碎还田显著促进土壤磷和钾含量的增加,而且两种模式均表现出相同的规律;另外,秸秆粉碎还田有效增加土壤有机质,均匀垄提高幅度为9.79%~24.55%,宽窄行提高幅度为4.52%~11.22%,而土壤pH值随秸秆还田量的增加呈下降趋势,表明秸秆还田后提高有机质对土壤pH值有一定的调控作用,形成良好土壤环境,促进土壤养分积累,增强土壤缓冲性能,培肥土壤提高地力。     

秸秆覆盖还田对农田土壤蓄水能力及粮食产量的影响

为了进一步阐明秸秆覆盖还田的重要性,并为石家庄地区推广小麦和玉米秸秆覆盖还田技术提供理论依据,2011年10月～2013年6月（2个小麦-玉米轮作周期）,以不秸秆覆盖还田为对照（CK）,通过田间定位试验研究了秸秆覆盖还田（小麦秸秆还田量为4 500 kg/hm^2左右,玉米秸秆还田量为7 500 kg/hm^2左右）对农田土壤蓄水能力以及玉米和小麦产量的影响。结果表明：秸秆覆盖还田处理的玉米和小麦农田2 m土体储水量均〉其CK,其中,玉米生长期储水量增幅为2.16%～13.62%,小麦生长期储水量增幅为0.95%～4.50%;单位面积穗数、穗粒重、千粒重和产量均≥其CK,其中,玉米增产9.39%,小麦增产11.70%。秸秆覆盖还田能够提高农田土壤的蓄水保墒能力;改善玉米和小麦的产量构成因素,提高粮食产量。     

连续秸秆覆盖对土壤无机氮供应特征和作物产量的影响

【目的】采用田间定位试验研究方法,于2008—2010年研究了水旱轮作制下连续秸秆覆盖对土壤无机氮供应特征和作物产量的影响。【结果】连续秸秆覆盖还田可以显著提高0—5 cm、5—15 cm和15—25 cm土层土壤NH4+-N、NO3--N含量,并且随着秸秆覆盖还田年限的延长和用量的提高,3个土层土壤的NH4+-N、NO3--N含量的增幅也随之增加。第5季水稻收获后,秸秆覆盖处理NH4＋-N、NO3--N含量的增幅分别达到了18.83%—36.70%和12.04%—37.70%。秸秆覆盖还田使水稻生育前期土壤NH4+-N、NO3--N含量降低,有利于减少NO3--N的淋失。而后期氮素得到释放满足作物生殖生长的需要,则有利于作物产量的提高。秸秆覆盖还田后,可以提高作物产量。其中旱季作物（小麦、油菜）的增产效应要高于水稻,并且作物的增产幅度随着秸秆还田年限和用量的增加而提高。起主要作用的产量构成因素是小麦、水稻的有效穗数以及油菜单株角果数和每角粒数。【结论】连续秸秆覆盖还田促进了土壤无机氮的供应,从而提高了作物产量。     

不同覆膜方式对旱作冬小麦耗水特性及籽粒产量的影响

【目的】研究黄土高原雨养条件下,不同地膜覆盖方式对冬小麦耗水特性、产量和休闲期土壤水分补给的影响,为促进增产和提高水分利用效率提供理论依据。【方法】2008—2009和2009—2010年小麦生长季,设置全膜覆土穴播(A)、全膜覆盖穴播(B)、垄膜沟播(C)和露地条播(CK)4种不同栽培模式,测量不同处理的土壤贮水量、耗水量、产量和水分利用效率。【结果】全膜穴播可使冬小麦增产64.4%—79.1%,水分利用效率提高22.1%—24.0%,达到11.9—16.6 kg·hm-2·mm-1;全膜覆土穴播可增产43.4%—44.4%,水分利用效率提高8.8%—14.6%,达到11.0—14.8 kg·hm-2·mm-1;垄膜沟播可增产37.0%—39.3%,水分利用效率提高4.2%—4.4%,达到10.0—14.2 kg·hm-2·mm-1。主要原因是,地膜覆盖可增加冬小麦拔节前0—200 cm土层贮水量,提高拔节至成熟阶段的耗水量及其占总耗水量的比例,促进生育期对土壤贮水的利用,同时干旱年份可促进冬小麦利用深层土壤水分,最终提高冬小麦成熟期的生物量和籽粒产量;虽然生育期耗水增加,但水分利用效率也提高。冬小麦产量与生育期耗水量呈显著正相关(r=0.96*)。覆膜的高产建立在高耗水基础上,但通过休闲期水分补充,地膜茬0—200 cm土层水分在冬小麦秋播前可恢复到露地水平。覆膜处理间的耗水差异远小于覆膜与露地间的差异。综合考虑产量、经济效益和田间操作难易程度,全膜覆土穴播一次覆膜可多茬使用,节省地膜成本,田间操作简单,经济效益高,是本试验条件下的最优栽培方式。【结论】全膜覆土穴播是西北黄土高原旱地小麦兼顾高产高效的栽培模式。     

秸秆还田对我国主要粮食作物产量效应的整合（Meta）分析

【目的】 定量分析全国范围内秸秆还田对3种粮食作物的产量效应,为秸秆还田技术的大面积推广应用提供科学依据。【方法】 本研究搜集了公开发表的相关文献274篇（截至2019年12月31日）,整理了1 930组秸秆还田处理与秸秆不还田处理的农作物产量数据。运用整合分析（meta-analysis）方法（主要分析过程包括计算效应值、异质性检验、meta亚组分析、发表偏倚性检验）,明确了秸秆还田对3种粮食作物产量的综合效应,进而量化分析了试验区域、年均气温、年均降雨量、土壤质地、土壤酸碱性、作物种类、种植制度、耕作方式、施肥模式、还田年限及秸秆还田量对秸秆还田增产效应的影响。【结果】 与秸秆不还田相比,秸秆还田显著提高了3种粮食作物产量,平均增产率约为8.06%（95%CI：7.52%—8.60%）,分析结果不存在发表偏倚。东南地区秸秆还田增产率最高,达到9.37%（95%CI：8.11%—10.64%）;年平均气温为5—10℃、年平均降雨量超过1 200 mm时,秸秆还田的增产效应较高;在黏土、壤土及砂土3种土壤质地中,秸秆还田的增产率分别为8.13%（95%CI：6.80%—9.49%）、9.04%（95%CI：8.06%—10.01%）、6.96%（95%CI：5.18%—8.77%）;在弱酸性（pH<6.5）土壤中,秸秆还田的增产率较高。在小麦、玉米、水稻3种作物中,秸秆还田对玉米的增产率达到9.22%（95%CI：8.38%—10.05%）;翻耕与免耕是最能发挥秸秆还田增产效应的耕作方式,增产率分别为11.05%（95%CI：10.05%—12.05%）、8.98%（95%CI：7.21%—10.79%）。不施肥时,秸秆还田显著提高农作物产量,增产率达到25.66%（95%CI：22.04%—29.38%）,增产率显著高于正常施肥时的8.08%（95%CI：7.50%—8.68%）,但整体的产量水平较低。秸秆还田的增产率达到9.56%（95%CI：8.21%—10.93%）,且还田年限超过20年时增产效应显著提高（增产率为15.42%,95%CI：11.05%—19.95%）。此外,最适宜的秸秆还田量为半量还田（增产率为9.09%,95%CI：7.41%—10.79%）。【结论】 秸秆还田能够显著提高粮食作物产量,在不同的农业生产区以免耕或翻耕作业配合正常的施肥模式、适宜的秸秆还田量长期还田能够保持农作物的持续增产。     

旱地冬小麦自然降水机械化高效生产技术研究

为了寻求黄土台原旱地冬小麦的适宜耕作栽培技术,以传统耕作方式为对照,比较了留茬覆盖深松膜侧沟播技术与留茬免耕秸秆全程覆盖技术和留茬深松秸秆全程覆盖技术的蓄水增产效果。结果表明,在参试的各技术模式中,其农田效应、增产效果和水分利用效率,均以留茬覆盖深松膜侧沟播技术最好,其次是留茬深松秸秆全程覆盖技术和留茬免耕秸秆全程覆盖技术;留茬覆盖深松膜侧沟播技术能融“深松深层贮水效应”、“秸秆覆盖保水增肥效应”和“起垄覆膜沟播聚水、保水、增温、透光效应”于一身,可显著改善旱地麦田水、肥、气、热环境条件;与传统耕作比较,该模式在夏闲期可多贮水84.4 mm,蓄水率提高18.2%,小麦生育期水分利用效率达到15.56kg/(mm.hm2),增产40.6%,是陕西渭北及同类地区旱地小麦高效利用自然降水、实现高产稳产的最佳模式选择。     

小麦秸秆高量覆盖对棉花生长发育及产量形成的影响

【目的】研究小麦秸秆高量覆盖对长江流域棉田杂草防控及棉花产量形成的影响,为该区域棉田化肥和除草剂减量综合技术模式构建提供理论依据。【方法】以Bt抗虫棉GK19为试验材料,以无秸秆覆盖为对照（M0,CK）,设3个小麦秸秆高量覆盖处理［15000 kg/ha（M1）、20000 kg/ha（M2）和30000 kg/ha（M3）］,观察棉田不同生育期内杂草防效、土壤含水量,以及棉花叶绿素含量、株高、果枝数、成铃数等农艺性状指标。【结果】小麦秸秆高量覆盖对棉田整个生育期内杂草种群均有很好的防控效果。秸秆高量覆盖可显著提高土壤含水量（P<0.05）,并随秸秆覆盖量的增加整体呈上升趋势,其中,M0处理的棉田土壤含水量在棉花整个生育期基本维持在20.79%~21.70%,而小麦秸秆高量覆盖棉田土壤含水量可达26.25%~35.65%。小麦秸秆高量覆盖还可显著促进棉花的快速生长及提高叶片叶绿素合成,但随着秸秆覆盖量的增加其增长幅度不显著（P>0.05）。另外,小麦秸秆高量覆盖对提高棉花的果枝数、蕾数和成铃数也有显著促进作用,M0处理在吐絮期的果枝数和成铃数仅为8.0和10.7,而小麦秸秆不同高量覆盖处理可达12.2~13.2和25.9~29.9。【结论】长江流域棉花定苗后,一次性覆盖15000 kg/ha小麦秸秆可有效抑制全生育期内的棉田杂草,并对棉花生长及产量形成具有积极的调控作用,可有效降低化学除草剂及化肥的使用量。     

秸秆覆盖对烟田土壤性状和烟叶质量的影响

通过大田试验研究了揭膜后不同秸秆覆盖量(3000kg/hm2,6000kg/hm2,9000kg/hm2)对烟田土壤的物理、化学、生物特性以及烟叶品质的影响。结果表明:揭膜后覆盖秸秆可以降低土壤容重和pH值,调节地温,提高土壤有机质和水分含量,增加土壤微生物数量,提高烟叶钾含量。与不覆盖秸秆比较,覆盖秸秆处理的土壤容重降低0.027~0.075g/cm3,土壤pH值降低0.18~0.44,土壤有机质含量增加0.3~1.0g/kg,烟叶钾含量增加0.10%~0.29%。在3个覆盖处理中,以6000kg/hm2覆盖量处理对改善烟田土壤性状和烟叶质量的效果最好。     

长期秸秆还田培肥砂姜黑土的效应

通过田间定位试验 ,研究长期秸秆还田和应用“3 0 1”菌速腐剂堆腐还田对土壤肥力和作物产量的影响。结果表明 ,配施“3 0 1”菌速腐剂的秸秆直接还田处理 ,或秸秆堆腐后还田 ,均能有效提高土壤有机质、碱解氮、速效磷和速效钾含量水平 ,促进作物生长发育 ,改善经济性状 ,提高产量。当季玉米增产 10 .5 5 % ,第 2季小麦增产 7.12 %～ 12 .93 %。     

垄膜沟播与秸秆还田对内蒙古黄土高原玉米农田土壤水分、酶活性及产量的影响

为明确全覆膜垄膜沟播种植和秸秆还田措施下玉米农田土壤保水改土效果及增产效应,在内蒙古黄土高原旱作区对比分析了全覆膜垄膜沟播结合秸秆还田（S+M）、秸秆还田（S）、全覆膜垄膜沟播（M）、秸秆不还田不覆膜（CK）4种不同耕作方式下土壤水分、酶活性变化规律及玉米产量形成特性。结果表明：全覆膜垄膜沟播种植和秸秆还田均能提高玉米各生育阶段0—100 cm土层土壤含水量,尤以0—20 cm土层土壤含水量差异最为显著,且全覆膜垄膜沟播种植提升效果优于秸秆还田,两者耦合后土壤含水量表现为最大;垄膜沟播和秸秆还田均可显著提高土壤过氧化氢酶、脲酶、蔗糖酶和碱性磷酸酶活性,且随玉米生育期推移,土壤酶活性呈先增加后降低趋势,在大喇叭口期达到峰值;同时,垄膜沟播和秸秆还田均能提高玉米干物质量和产量,由高到低次序为S+M＞M＞S＞CK,与CK相比,S、M、S+M处理玉米产量分别提高11.84%、37.83%、45.13%,全覆膜垄膜沟播结合秸秆还田明显优于其他处理,可作为内蒙古黄土高原旱作区玉米节水增效增产栽培模式。     

秸秆覆盖对滨海盐碱地水盐运移的影响

为探究秸秆覆盖对滨海盐碱地土壤含盐量、水分、p H值的动态变化规律,进行秸秆覆盖试验(FG),并以不覆盖秸秆作为对照组(CK)。结果表明:在FG 0~20、20~40 cm土层土壤盐度分别下降了16.09%和7.26%,土壤含水量分别增加了69.21%和59.08%。由此可得,秸秆覆盖能有效改良滨海盐碱地土壤,减少了土壤水分蒸发损失,提高了水分利用效率,在一定程度上抑制了土壤中可溶性盐分的表聚作用,从而达到改良滨海盐碱地的目的。