免耕套种与秸秆还田对水稻生长和稻米品质的影响

在稻麦两熟条件下,研究了麦田免耕套种水稻与秸秆还田对水稻生长和稻米品质的影响。与移栽稻相比,免耕套种水稻株高较低,单茎叶面积略小,生物量低,但生育后期干物质累积量增加迅速。第1年免耕套种秸秆还田的产量最高,翻耕移栽秸秆还田的产量略高于移栽秸秆不还田的产量,但随着连续免耕时间的延长,第2年免耕套种的产量降低。在单位面积穗数相差不大的情况下,免耕套种水稻每穗实粒数较少,千粒重较高,套种水稻可获得较高产量。水稻免耕套种可明显改善稻米的加工品质和外观品质,提高出糙率、精米率和整精米率,降低垩白率和垩白度。翻耕移栽秸秆还田也能提高整精米率,降低垩白率和垩白度。水稻免耕套种和秸秆还田可提高稻米蛋白质含量,降低直链淀粉含量,使胶稠度变软,稻米品质变优;而水稻移栽秸秆还田条件下蛋白质含量提高,直链淀粉含量略增,胶稠度变硬,食味品质有变劣的趋势。     

稻秸还田与耕作方式对小麦产量形成及籽粒品质的影响

为明确不同秸秆还田模式下耕作方式对小麦籽粒产量及品质的影响,在沿淮下游地区,以淮麦36为材料,通过二因素裂区试验,以稻秸全量还田（S1）、稻秸不还田（S0）2种秸秆还田模式为主区,以免耕（T1）、旋耕（T2）、翻耕（T3）3种耕作方式为副区,比较分析了不同处理下小麦出苗、干物质转运、产量和品质等方面的差异。结果表明,在土壤墒情适宜（两年度土壤相对含水量分别为78.6%和72.5%）条件下,稻秸全量还田免耕处理的小麦出苗率和出苗均匀度较不还田处理分别下降了14.04%和28.46%,有效穗数降低4.37%,差异均显著。翻耕可减弱秸秆还田对小麦出苗带来的不利影响,提高出苗率和出苗均匀度,改善播种质量,增加拔节后光合面积,促进花后光合物质生产,增粒增重,最终实现增产,使产量较免耕平均增加12.85%。稻秸还田与翻耕均可改善小麦加工和营养品质。综上,稻秸全量还田结合翻耕有助于实现高产优质小麦的生产,适宜在沿淮下游稻茬麦区推广应用。     

长期秸秆还田与耕作方式对水稻产量及品质的影响

通过稻麦两熟制下的长期定位试验,研究连续秸秆还田及不同耕作方式对水稻产量和品质的影响。结果显示,与“翻耕+秸秆不还田”（对照,CT）相比,“免耕+秸秆还田”处理（MTS）和“翻耕+秸秆还田”处理（CTS）改善了抽穗期水稻上3叶的氮素水平,显著提高了水稻产量,2年试验水稻产量CTS处理比CT处理增加6.9%~14.8%。从产量构成因素来看,MTS和CTS处理的有效穗数都显著提高,实粒数也有所增加;从稻米品质来看,MTS和CTS处理在一定程度上改善稻米的加工品质、外观品质及蒸煮食味品质。但“连续免耕+秸秆还田”处理（NTS）降低了水稻产量,产量比对照（CT）低10.9%~11.8%;与对照（CT）相比,NTS处理的每穗实粒数显著下降,外观品质和蒸煮食味品质变劣。     

长期定位试验不同耕作方式与秸秆还田对水稻产量和稻米品质的影响

以中嘉早17（早稻）和泰优390（晚稻）为材料,进行长期定位试验,研究不同耕作方式与秸秆还田耦合条件下水稻产量和品质的表现。结果表明,与秸秆不还田处理相比,秸秆还田处理能显著增加水稻产量,增产幅度为9%,“早稻旋耕+晚稻翻耕”处理对水稻增产效果最明显,周年产量高达15.8 t/hm²,较其他处理高5%~36%。秸秆还田与耕作方式互作对早、晚稻米垩白粒率、早稻RVA 谱特性、晚稻消减值具有极显著影响,而对其他外观、加工品质影响不显著。不同耕作方式下稻米外观品质差异不明显,“秸秆还田+早晚稻均免耕”处理稻米加工品质最优,而“秸秆还田+早稻旋耕+晚稻翻耕”处理稻米RVA 谱特性最佳。综合得出,“秸秆还田+早稻旋耕+晚稻翻耕”处理增产效果最好且蒸煮品质最优。     

土壤水分对玉米秸秆还田腐解率、土壤肥力及小麦籽粒蛋白质产量的影响

为提高玉米秸秆还田效果,通过防雨棚微区控水设施,研究了土壤水分对还田玉米秸秆腐解、土壤肥力及小麦籽粒蛋白质产量的影响,3个土壤水分水平分别为田间持水量的50%～55%(干旱)、60%～65%(轻旱)和70%～75%(适宜水分)。结果表明,小麦季还田玉米秸秆腐解速率表现为"快-慢-快"的变化趋势。随着土壤水分含量的增加,秸秆量减少率逐渐增加。秸秆腐解前期(0～70 d),干旱条件下秸秆量累计减少率、氮素释放率显著降低(P0.05);成熟期,不同土壤水分条件下秸秆量累计减少率及氮素释放率分别为66.50%～69.51%和75.88%～77.31%,不同土壤水分处理间差异不显著。与播前相比,成熟期不同处理0～25 cm耕层土壤有机质含量基本表现为降低趋势,但秸秆还田(RS)处理土壤有机质含量下降幅度较对照(CK)显著降低。与CK相比,RS处理0～25 cm耕层土壤有机质含量显著提高(16.1%～17.2%);不同生育时期土壤0～25 cm耕层的碱解氮含量显著提高(11.65%～23.10%);小麦籽粒蛋白质含量略有降低,籽粒蛋白质产量显著降低(4.63%)。在秸秆还田条件下,干旱处理的小麦籽粒蛋白质含量均显著高于轻旱和适宜水分处理。综上,还田玉米秸秆的腐解和氮素释放需要较好的土壤水分条件;土壤水分适宜时进行秸秆粉碎翻压还田有利于提高土壤有机质和碱解氮含量;干旱条件下秸秆还田导致小麦籽粒产量和蛋白质产量均显著降低。     

秸秆还田与氮肥运筹对东北粳稻产量及稻米品质的影响

以水稻品种吉粳88为试验材料,采用裂区试验设计,研究了秸秆还田与氮肥运筹对东北稻区水稻产量及稻米品质的影响。结果表明,与秸秆不还田处理相比,秸秆还田降低了稻米糙米率、精米率、整精米率、垩白粒率、垩白度和直链淀粉含量,提高了稻米蛋白质含量;与秸秆不还田条件下最佳氮肥运筹处理相比,秸秆还田条件下的最佳氮肥运筹处理产量分别提高7.50%（2018年）和11.63%（2019年）;随基肥氮占比的下降,稻米糙米率、精米率、整精米率呈先上升后降低的趋势,垩白粒率、垩白度、直链淀粉含量呈下降趋势,蛋白质含量呈上升趋势。综合来看,在秸秆还田条件下,配以基肥:蘖肥:穗肥为6:3:1的氮肥运筹模式可以保证水稻产量的同时改善稻米加工品质和外观品质。     

不同保护性耕作模式对冬小麦籽粒品质的影响

为了解保护性耕作对冬小麦籽粒品质的影响,在山东胶东地区旱地设置传统耕作(CT)、还田免耕(NT1)、整秆覆盖免耕(NT2)、深松还田(NTS)4个不同耕作模式,测定和分析了各模式下冬小麦籽粒基本品质性状、淀粉糊化特性、面团吹泡指标、稠度指标和拉伸仪参数.结果表明,与传统耕作相比,保护性耕作能改善小麦籽粒品质.在3个保护耕作模式中,NT1和NT2对冬小麦籽粒蛋白质含量没有影响,但可改善面筋质量、加工品质及面团弹性,NT2还有利于改善小麦面团拉伸特性;NTS则能显著提高小麦籽粒蛋白质含量、沉淀值和湿面筋含量,改善面条蒸煮品质、加工品质、口感及面团拉伸特性,但降低了延伸性.综合各品质性状表现,以NTS最优,NT2和NT1次之.     

基于秸秆还田条件下辽北地区适宜耕作方式及施肥量研究

通过两年田间小区试验,在秸秆还田条件下,设不同耕作方式(旋耕、翻压和免耕)和还田周期(连年和隔年),研究不同秸秆还田模式和施肥量对土壤理化性质和玉米产量的影响。结果表明,与常规种植不还田相比,翻压还田处理显著降低耕层土壤容重,免耕还田处理显著增加耕层土壤含水率,秸秆还田提高土壤有机质、氮、磷、钾养分含量。连年翻压还田处理玉米穗部性状最优,子粒产量最高;其次为免耕还田处理,旋耕还田处理不利于玉米产量的提高。在同等氮肥施用水平下,秸秆还田处理使玉米产量显著提高,在此基础上增加氮肥投入量并未带来显著增产效应。相同秸秆还田条件下,减施50%钾肥处理的玉米子粒产量无显著变化。在辽北地区,秸秆还田配合翻压、免耕耕作措施能够改善土壤理化形状,有利于玉米稳产高产,连年翻压还田对玉米增产效应最理想,且秸秆还田配合适宜的化肥减量措施不仅能保证作物产量,可降低养分流失污染环境的风险。     

秸秆还田与施氮量对小麦产量和品质及赤霉病发生的影响

为给秸秆还田的推广应用及合理施氮提供依据,于2008-2012年以皖麦52为材料,利用连续定位试验,研究了秸秆还田和施氮量对小麦籽粒产量、品质及赤霉病发生的影响.结果表明,增施氮肥可提高小麦产量,而秸秆还田对小麦产量的影响不显著.秸秆还田后小麦旗叶Fv/Fm和NPQ得到提高;不同施氮量间荧光参数差异极显著,其中(Fm'-F)/Fm'和qP随施氮量的增加呈先增加后降低的趋势,而Fv/Fm和NPQ的变化规律不明显;秸秆还田引起小麦籽粒容重、蛋白质含量、淀粉含量、沉降值和硬度下降;增施氮肥除降低籽粒容重外,使其他品质指标均得到不同程度的提高.秸秆还田提高了赤霉病病穗率和病情指数;随施氮量的增加,赤霉病病穗率和病情指数均呈递增趋势.     

水稻秸秆还田和耕作方式对小麦抗倒伏能力的影响

为了解水稻秸秆还田与耕作方式对小麦抗倒伏能力的调节作用,分析了不同耕作方式(免耕、旋耕、浅翻耕、深翻耕)下水稻秸秆还田后小麦茎秆基部第1至第4节间主要物理性状及抗倒性的变化.结果表明,水稻秸秆还田后小麦株高降低,茎秆节间变短,基部节间茎秆抗折力增强,花后倒伏指数降低,抗倒性提高,尤以深翻耕处理表现最好;茎秆基部节间茎壁加厚,茎秆干重增加,充实度提高,从而增强了茎秆抗折力.     

耕作方式和施氮量对旱地冬小麦开花后干物质转运特征、糖含量及产量的影响

为探讨耕作方式和氮肥对旱地小麦的互作效应,在甘肃半干旱雨养农业区大田试验条件下,采用双因素裂区设计,以常规耕作(CT)、秸秆还田(CTI)、全膜覆土穴播(PM)、免耕秸秆覆盖(NTS)4种耕作方式为主区,75、150、225、300kg·hm~(-2)4个施氮量(分别用N1～N4表示)为副区,分析了不同耕作方式及施氮量组合处理下旱地冬小麦花后干物质转运、糖含量及产量的差异。结果表明,4种耕作方式中,PM的株高最高,叶面积最大,籽粒产量最高,较CT增产14.50%。PM增产主要是通过增加穗长和穗粒数来实现,也归因于花前营养器官干物质的积累量及其在花后向籽粒中转运量、转运效率和对籽粒产量的贡献率较CT显著增加,特别是增加了叶片和颖壳的干物质转运量、转运效率。CTI的千粒重和有效穗数虽然最高,但产量与CT无显著差异;NTS的株高、千粒重、有效穗数、干物质积累量和花后向籽粒中转运量均处于较低水平,产量较CT降低16.74%。施氮显著增加了旱地冬小麦的籽粒产量,平均产量表现为N4N2N3N1。CT、CTI、NTS下,施氮的增产作用显著,但PM下不显著。在所有处理中,PMN2的籽粒产量最高,比最低的NTSN1增加70.55%。施氮增产的原因主要是促进了不同器官干物质积累和开花后干物质转运。NTS提高了各器官的可溶性糖含量,但其效应在不同生育时期存在差异,茎秆主要表现在开花后20～30d,叶片和颖壳在开花后10～40d,叶鞘在开花后20～40d,籽粒在开花后10～30d。施氮显著降低了开花后0～30d茎秆和叶片的可溶性糖和蔗糖含量,但显著增加了开花后20d籽粒的可溶性糖含量。以上结果说明,在甘肃旱地雨养农业区,常规耕作、秸秆还田、全膜覆土穴播下冬小麦高产的氮肥施用量以中等水平(150kg·hm~(-2))最佳,免耕秸秆覆盖下需增加氮肥施用量(300kg·hm~(-2))。     

半干旱区保护性耕作对旱作春小麦光合特性和产量形成的影响

为探究黄土高原半干旱区保护性耕作提高春小麦产量的光合生理机制，依托黄土高原半干旱区2001年建立的不同耕作措施长期定位试验，于2019年研究了传统耕作(T)、传统耕作秸秆翻入(TS)、免耕秸秆不覆盖(NT)、免耕秸秆覆盖(NTS)四种耕作措施对春小麦叶片光合相关性状、干物质积累和产量的影响。结果表明，小麦叶片叶绿素含量和叶面积指数在抽穗期达到峰值，保护性耕作延缓了花后叶片衰老，其中NTS处理的叶片叶绿素含量和叶面积指数在乳熟期均显著高于其他处理；耕作措施对开花期小麦旗叶RuBP羧化酶活性没有影响，但在灌浆期免耕和秸秆还田均提高了RuBP羧化酶活性，其中NTS处理的RuBP羧化酶活性是T处理的1.95倍；秸秆覆盖对小麦旗叶光合速率、蒸腾速率、气孔导度影响显著，NTS处理可有效改善春小麦开花期和灌浆期的光合性能，其中NTS处理的开花期旗叶光合速率、蒸腾速率、气孔导度比T处理分别提高了19.2%、30.7%、23.0%；免耕处理(NT和NTS)下花后干物质积累对籽粒贡献率较耕作处理(T和TS)提高了41.7%，秸秆还田处理(TS和NTS)花后籽粒干物质积累量及花后干物质积累对籽粒产量贡献率较不还田处理(T和NT)分别提高了71.2%和35.7%；NTS处理有效促进了小麦花后干物质积累和转运，显著增加了穗数和千粒重，使产量较T处理提高了18.7%。因此，在黄土高原半干旱区应用免耕秸秆覆盖的保护性耕作措施可促进春小麦旗叶花后光合作用、干物质积累及其向籽粒分配，延缓灌浆后期叶片衰老和叶绿素降解，协调和优化光合性能、光合时间、光合面积之间的关系，从而提高产量。     

麦茬耕作方式对免耕直播夏玉米产量建成的影响

基于始于2012年的不同耕作方式长期定位试验，分析冬小麦播前深翻(DT)、旋耕(ST)和免耕(NT)3种耕作方式对后茬免耕直播夏玉米生长(干物质积累与分配)、生理指标(叶面积指数和SPAD值)、子粒灌浆速率的影响，探析麦茬耕作方式对后茬夏玉米生长发育和产量建成的影响。结果表明，ST处理成熟期干物质积累量显著高于DT和NT处理(P<0.05)，穗部干物质的分配比例分别较NT与DT处理显著增加了7.94%～13.79%、10.34%～17.48%。ST处理叶面积和持绿性优于DT和NT处理。ST处理的子粒灌浆速率较DT与NT处理提高12.71%～18.96%、5.25%～8.71%，最终获得最大产量。因此，冬小麦-夏玉米1年两熟种植模式下，麦茬旋耕更利于免耕直播夏玉米的生长和产量建成。     

稻麦周年不同秸秆还田方式对水稻产量及品质的影响

为探明淮北地区稻麦周年不同秸秆还田方式与模式对水稻产量及稻米品质的影响,通过大田大区试验,比较分析了在正常水肥管理下不同秸秆还田方式（旋耕、耕翻）与模式（双季秸秆均不还田、双季秸秆均还田、稻季秸秸秆还田、麦季秸秆还田）处理组合下优香粳的产量和品质。两年结果均显示,耕翻不还田处理下产量最低,在耕翻条件下,秸秆还田增产效应较为显著。产量构成分析表明,多数指标在秸秆还田方式与模式间均存在显著和极显著水平互作, 2020年试验穗质量、穗长、每穗粒数、一次枝梗数、二次枝梗数等指标在不同还田模式之间达到显著或极显著差异,均表现出秸秆还田处理优于不还田处理的趋势,耕翻条件下结实率明显高于旋耕处理。2020年不同处理间在垩白粒率、碱消值、直链淀粉含量、透明度以及RVA值间均存在显著或极显著差异。耕翻条件下垩白粒率明显低于旋耕。耕翻条件下直链淀粉含量稻还田、麦还田处理明显高于不还田处理,说明秸秆还田在一定程度上增加了直链淀粉含量,使得米饭不至过于软黏。RVA数据显示,旋耕不还田和耕翻麦还田处理下数值最优。说明还田模式的不同可能会影响到稻米的食味品质。     

不同耕作条件下春小麦干物质积累动态及其相关性状的研究

为了给干旱区春小麦耕作模式的选择提供依据,通过田间试验,研究了传统耕作(CT)、秸秆还田(CS)、免耕不覆盖(NT)和免耕覆盖(NTS)四种耕作模式对干旱区春小麦各器官干物质积累动态及产量的影响.结果表明,四种模式下小麦地上部干物质的累积量随生育时期均呈"S"型曲线增长,均在开化后30 d达最大值,且在CS、NT和NTS处理下总干重最大值分别比传统耕作(CT)高15.40%、24.58%和35.17%,差异达到显著水平.其中,在整个籽粒形成期内总干物质增加速度表现为NTS＞NT＞CS＞CT;与传统耕作(CT)相比,CS、NT和NTS的籽粒干物质积累速度分别提高了14.68%、31.57%和45.92%.处理NTS的产量及其相关性状均优于其他处理.进一步分析表明,NTS产量提高的原因是由于光合产物在各器官中的分配比例发生变化,收获指数增加,使籽粒所占的百分率得以提高.另外,免耕覆盖能增大春小麦籽粒灌浆速度,延长灌浆时间,有利于光合产物的合成和花后同化物向籽粒的转运.     

耕作方式对旱区冬小麦籽粒品质性状的影响

为了解耕作方式对旱区冬小麦籽粒品质的影响规律,在长期定位试验的基础上,分析了深耕、免耕覆盖、深松覆盖和传统耕作4种耕作方式间冬小麦籽粒主要基础品质性状、粉质特性、拉伸特性、淀粉糊化特性和淀粉产量的差异。结果表明,在4种耕作方式中,深耕处理条件下,冬小麦籽粒硬度,灰分含量,沉降值,湿、干面筋含量,吸水率及面团形成时间最高,而面团稳定时间和弱化度最低;与传统耕作相比,深松覆盖和免耕覆盖能够提高籽粒粒径、出粉率和面团稳定时间,降低籽粒硬度、沉降值、湿面筋含量和面粉吸水率。面团拉伸面积、拉伸阻力、最大拉伸阻力和拉伸比例均表现为免耕覆盖>传统耕作>深耕>深松覆盖。免耕覆盖和深松覆盖有利于提高淀粉糊化温度、峰值黏度、最终黏度和反弹值,在一定程度上降低了稀懈值。同时,深松覆盖和免耕覆盖可以显著提高小麦籽粒淀粉含量和淀粉产量。深松覆盖和免耕覆盖对冬小麦籽粒品质性状的影响具有一定的积极效应。     

免耕玉米秸秆覆盖水稻的生育特性

2002~2003年在大田条件下研究了玉米茬移栽稻不同耕作方式对杂交稻的产量和生长特性的影响。结果表明,玉米茬晚稻以免耕畦作玉米秸秆覆盖处理产量最高,免耕玉米秸秆不覆盖处理次之,分别比传统翻耕移栽增产121%~20.5%和7.5%~7.7%。主要表现在白根比例高,根系伤流量大,分蘖早生快发,干物质量高。玉米茬晚稻免耕畦作玉米秸秆覆盖处理各主要生育期叶面积指数大,叶绿素含量和叶片光合速率高,氮素的积累和吸收量大。免耕玉米秸秆不覆盖处理开花前生长较旺,但后期存在早衰现象。     

耕播方式对稻茬小麦籽粒产量、养分吸收和利用的影响

为给稻茬小麦机械化高产高效生产提供参考,以冬小麦品种扬麦23为材料,研究了水稻秸秆全量还田、耕作层土壤含水量85.7%条件下不同耕作方式(耕翻、旋耕和板茬)和播种方式(条播、带状条播和均匀摆播)对稻茬小麦籽粒产量、蛋白质含量、养分吸收和利用的影响。结果表明,板茬处理更利于小麦对养分的吸收,成熟期氮、磷、钾积累量比耕翻和旋耕处理分别提高了20.1%和5.7%、35.0%和17.7%、7.0%和4.0%,且增加了肥料表观利用率、肥料利用效率、肥料农学效率和百公斤籽粒吸氮量,产量比耕翻和旋耕处理分别高14.9%和9.6%。均匀摆播较条播和带状条播提高了小麦氮、磷、钾素吸收能力,且促进了花后氮、磷素的积累与花前积累的转运;此外,均匀摆播的肥料农学效率比条播和带状条播分别提高30.6%～31.9%和4.1%～4.7%,氮肥、磷肥表观利用率分别提高了15.4%和4.6%、12.8%和3.5%。本试验条件下,板茬配以均匀摆播的耕播方式能够通过提高小麦早期氮、磷、钾养分吸收能力来促进植株生长和后期养分积累,进而增加养分吸收效率,有利于籽粒产量与养分利用效率的协同提高,但籽粒蛋白质含量未有一致表现,仍待进一步研究。