秸秆还田与覆膜对土壤理化特性及玉米生长发育的影响

试验研究秸秆还田对不同覆膜时期的全膜双垄沟播玉米生长发育与土壤理化特性的影响。结果表明,经秸秆还田后全膜双垄沟播耕层土壤养分含量变化依次表现为整株还田>秸秆粉碎>免耕留茬,不同覆膜时间对土壤养分变化影响不明显;秸秆还田土壤容重明显降低但免耕留茬一膜两年用处理土壤容重增大。在玉米生育前期经秸秆还田后的土壤温度与水分均显著低于对照,其株高、茎粗与叶面积均小于对照;在玉米生育后期秸秆腐解后对土壤水分起到一个补偿效应。玉米产量表现为秋覆膜整株秸秆还田>顶凌覆膜整株秸秆还田>秋覆膜秸秆粉碎还田>顶凌覆膜秸秆粉碎还田>免耕留茬一膜两年用,秸秆还田后玉米产量较对照有增产趋势,而免耕留茬一膜两年用有减产倾向,但处理间差异不显著。     

秸秆不同还田方式对土壤物理性状、玉米产量的影响

采用大区对比试验,设玉米秸秆覆盖还田(SCR)、旋耕还田(SPR)、翻埋还田(SDPR)和不还田(CK)4种方式,对土壤容重、孔隙度、含水率、玉米根系活力、株高等指标进行测定和分析。结果表明,与CK相比,秸秆还田使土壤容重下降3.24%~5.76%,孔隙度增加4.08%~5.89%,土壤含水率增加6.43%~10.86%。秸秆还田对玉米植株生长发育起到促进作用,且SDPR处理效果最好。秸秆还田有利于玉米增产和提高水分利用效率(WUE),SDPR处理产量和WUE最高,其次为SPR和SCR处理,CK最低。SDPR、SPR和SCR处理较CK增产15.14%、9.41%和5.06%,WUE提高28.62%、22.67%和18.11%。     

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。     

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。     

秸秆还田方式对土壤理化性质及玉米产量的影响

在辽河平原中西部设两年定点试验,研究秸秆还田方式对土壤理化性质及玉米产量的影响。结果表明,条带旋耕后10~20 cm土层土壤紧实度显著下降,0~40 cm(2016)土壤容重减小、总孔隙度增加;条带旋耕明显增加了丰水年(2016)玉米产量。秸秆还田显著增加10~20 cm土层土壤速效养分含量、提高土壤有机质含量,降低0~30 cm土层土壤容重、增加其总孔隙度。秸秆还田改善土壤理化性质,显著提高玉米产量,干旱年(2015)条带旋耕增产效果最突出。秸秆条带旋耕还田提高土壤通透性、改善土壤结构、增强土壤抗旱能力、提高作物产量,是适宜推广的秸秆还田和耕作组合方式。     

秸秆还田与施氮量对春玉米产量及土壤理化性状的影响

2013年在辽宁省昌图县设秸秆还田和不同施氮量两个因素试验,探讨秸秆还田与施氮量对春玉米产量及土壤理化性状的影响。结果表明,秸秆还田与不同施氮量对春玉米产量影响显著,秸秆还田比秸秆不还田表现为增产,但玉米产量未随着施氮量的增加而增加;秸秆还田对土壤温度有明显影响,其中0~10 cm和11~20 cm处地温整个生育期平均温度分别增加0.5℃左右;秸秆还田能降低土壤容重,在收获期5~10 cm、25~30 cm和45~50cm处的土壤容重分别比秸秆不还田低3.76%、2.61%和1.32%;土壤平均含水量秸秆还田处理比秸秆不还田处理的土壤含水量低14.59%。综合分析认为,秸秆还田量为9 000 kg/hm2(全量还田)和配施氮(纯氮)112.5 kg/hm2是辽西北地区比较理想的秸秆还田模式。     

初期保护性耕作和秸秆还田对土壤物理特性及大豆玉米产量的影响

在黑龙江垦区852农场研究了初期保护性耕作和秸秆还田对土壤温度、土壤水分、土壤容重和机械阻力等土壤物理特性及对玉米、大豆产量的影响,为中长期保护性耕作和秸秆还田的应用提供理论依据.试验于2009年进行,轮作顺序为大豆-玉米-玉米;大豆试验圃(前茬为玉米)和玉米试验圃(前茬为玉米)处理为免耕、灭茬还田、旋耕还田和传统耕作;玉米试验圃(前茬为大豆)处理包括免耕、直播还田、旋耕还田和传统耕作.结果表明:大豆试验圃(前茬为玉米)免耕和灭茬还田处理生育前期的土壤温度分别比传统耕作低3.38℃和2.6℃,玉米圃(前茬为大豆)免耕和直播处理同期的土壤温度分别比传统耕作低1.93℃和1.39℃;春季播种期大豆试验圃(前茬为玉米)免耕和灭茬还田处理的土壤体积含水量分别高于传统耕作9.3 %和4.8%,玉米试验圃(前作为大豆)免耕和直播还田处理的土壤体积含水量分别高于传统耕作16.0 %和12.6 %;此外,免耕模式的5～20 cm深度的土壤容重和0～25 cm的土壤机械阻力均显著高于传统耕作模式,但是均未达到对作物根系生长产生抑制的阀值;免耕和灭茬/直播还田模式前期的耕层低温并未对产量构成不利影响,与传统耕作相比并未显著减产.     

不同秸秆还田方式对棕壤磷素及玉米吸磷量的影响

通过田间试验,研究玉米秸秆直接还田、腐熟还田与化肥配施等处理对棕壤磷素、玉米吸磷量、玉米产量、磷肥利用率的影响。结果表明,除秸秆直接还田处理外,其他施肥处理均能显著提高土壤有效磷含量,且彼此间差异显著,以腐熟秸秆配施化肥处理最明显。各施肥处理均显著提高玉米吸磷量和玉米产量,以未腐熟秸秆配施化肥处理增产最明显。各处理的磷肥利用率从高到低依次为秸秆直接还田配施化肥处理秸秆腐熟还田配施化肥处理单施化肥处理。秸秆还田配施化肥提高了玉米产量,玉米吸磷量和磷肥利用率直接还田好于腐熟还田。     

连续翻耕秸秆粉碎还田土壤物理性状及水稻产量

通过连续5年田间定位试验,研究了翻耕秸秆粉碎还田对稻麦两熟农田土壤物理性状、水稻产量及其构成因素的影响。结果表明,水稻收获时,翻耕秸秆粉碎还田处理能够有效降低耕层土壤容重、紧实度和土壤中固相部分所占比例,增加耕层土壤毛管孔隙度和土壤中气相部分所占比例。就水稻产量而言,翻耕秸秆粉碎还田处理较秸秆不还田处理有不同程度的提高,5年平均增产428 kg/hm~2,增幅为4.50%,主要是通过增加有效穗数和穗粒数来提高水稻产量。总之,本试验条件下,翻耕秸秆粉碎还田措施有利于改善耕层土壤物理结构,提高水稻产量。     

耕作模式对夏玉米产量及灌浆特性的影响

以玉米品种郑单958为试验材料,通过4年(2009～2012年)的定位试验,比较研究了深松40 cm+秸秆还田(SSS)、连续深耕+秸秆不还田(CT)、连续深耕(30～35 cm)+秸秆还田(CTS)、常规耕作(旋耕)+秸秆还田(CK) 4种处理对玉米产量及农艺性状的影响。结果表明:(1)与CK相比,SSS处理平均增产幅度达到16. 9%;与CT处理相比,CTS处理平均增产11. 6%;(2) SSS处理有利于提高玉米散粉中后期灌浆速率,增加平均灌浆速率和最大灌浆速率,最终增加千粒重;而与CTS处理比较,CT处理的中后期灌浆速率、平均灌浆速率和最大灌浆速率均较低,最大灌浆速率出现日较早,灌浆总天数较少,最终千粒重较低;(3)SSS处理能改善土壤物理状况,降低土壤R值,有利于玉米根系下扎;而CT处理则较CTS增加了0～10 cm和20～30 cm土层容重,不利于玉米根系生长。因此深松和覆盖有利于玉米后期生长和土壤物理性状的改良,改善籽粒灌浆特性,从而提高夏玉米产量。     

深松对春玉米田土壤贮水性能及玉米子粒水分利用效率的影响

针对内蒙古春玉米产区耕层土壤质量下降、土壤容重增加、土壤保水蓄水能力下降等问题,试验以先玉335为供试材料,采用裂区试验设计,主区为深松季节,副区为深松深度。研究结果表明,土默川平原灌区深松处理下,土壤含水量较春季浅旋(CK)提升5.23%～9.89%;河套平原灌区深松处理下,土壤含水量较CK提升3.23%～7.34%。土默川平原灌区深松处理土壤容重较CK降低1.21%～11.52%;河套平原灌区深松(SS)土壤容重较CK降低0.61%～8.33%。土默川平原灌区春玉米产量提升7.84%～22.68%,玉米水分利用效率提升4.31%～25.32%,河套平原灌区产量提升7.73%～23.92%,玉米水分利用效率提升6.06%～29.63%。供试深松模式中,推荐秋季深松50 cm为最合理深松模式。     

玉米秸秆不同还田方式对黑土肥力特征的影响

通过4年田间定位试验,研究均匀垄与宽窄行种植模式下玉米秸秆不同还田方式对黑土肥力特征与玉米产量的影响。结果表明,在均匀垄与宽窄行种植模式下,玉米秸秆深翻还田能明显降低耕层(0~20 cm)的土壤容重,增加相应的土壤含水量,提高土壤有机质与速效氮、速效钾含量。对亚耕层(21~40 cm)土壤的培育作用更为突出,与无秸秆还田处理相比,秸秆深翻还田使亚耕层土壤容重分别下降6.8%和10.2%,土壤有机质含量分别增加20.1%和14.2%,速效氮含量分别增加12.2%和12.3%,速效钾含量分别增加20.0%和22.0%。秸秆覆盖还田显著增加耕层的土壤有机质与速效氮含量,对亚耕层土壤肥力特征的影响不明显。在两种植模式下,秸秆不同还田方式玉米产量均表现为秸秆深翻无秸秆还田秸秆覆盖。在东北黑土区,玉米秸秆深翻还田措施能够有效提升土壤肥力,实现玉米的稳产与增产。     

不同耕作方式对土壤物理性状及玉米产量的影响

通过对土壤容重、土壤坚实度、土壤含水量、土壤田间持水量及玉米产量的测定和分析,研究深松、常规旋耕、免耕不同耕作方式对土壤物理性状及玉米产量的影响。结果表明,不同耕作方式对土壤容重和土壤坚实度的影响效果为深松>常规旋耕>免耕。深松耕作能够打破犁底层,降低深层土壤紧实度。深松耕作后,0~35 cm耕层土壤容重较常规旋耕和免耕分别下降6.5%和8.8%,土壤紧实度分别下降25.6%和32.3%。深松可显著增强接纳灌溉和降水能力,扩大土壤水库容。在21~40、41~60、61~80 cm土层,深松处理土壤含水量比常规旋耕分别提高3.4%、4.5%、2.4%,比免耕分别提高5.6%、4.8%、2.4%。土壤耕层0~35 cm田间持水量,深松和免耕比常规施耕分别提高7.4%和8.1%。不同耕作方式生物产量和经济产量均以深松最高,常规旋耕次之,免耕最小;深松耕作较常规旋耕和免耕分别增产4.3%和5.7%,与免耕处理间差异显著。     

深松模式对吉林省西部玉米田土壤物理特性的影响

针对东北平原西部地区土壤耕层浅薄、犁底层紧实、通透性变差等问题,为改善区域农田土壤结构,提高土壤蓄水保墒能力,提升农田土地生产力、农民增产增收,试验设置免耕、行间深松、行上深松和行间行上深松4个处理,在吉林省西部半干旱区开展深松模式对土壤物理特性和玉米产量的影响研究。结果表明,与免耕相比,深松可显著降低0～40 cm土层土壤容重,且以行间行上深松效果最好,土壤容重平均降低0.17 g/cm3。土壤总孔隙度和含水量表现出增加的趋势,其中行间深松、行上深松和行间行上深松分别比对照免耕增加8.3%、9.6%、15.5%和9.78%、10.83%、14.65%,且深松较免耕土壤宜耕层下移较明显,两年分别下移17.5 cm和5～15 cm。深松后,玉米经济产量及构成因素和经济效益也呈同步增加趋势。结合经济效益和产投比,行上深松是吉林省西部玉米田的适宜的深松模式之一。     

不同耕作措施对土壤质构和玉米产量的影响

通过4年定位试验,研究不同耕作措施对黑钙土区耕地土壤结构和质量以及玉米产量的影响。结果表明,播种前,和常规旋耕(CK)相比,深松旋耕(DP)、秸秆覆盖还田+深松(DSM)和秸秆深翻还田(PS)使土壤容重降低5.22%～11.19%,孔隙度增加5.09%～11.45%;DP、DSM处理土壤含水率分别提高14.99%和18.58%;DSM处理下>5 mm的团粒量与CK差异不显著,DP和PS处理使>5 mm的团粒比例降低,2～1 mm、1～0.5 mm和0.5～0.25 mm团粒比例升高。收获期,DSM、PS和DP处理的有机质含量较CK分别增加3.92、3.03和2.47 g/kg,DSM、PS和DP处理均能提高各时期土壤全量和速效养分含量,最终使玉米增产3.2%、6.8%和1.3%。从综合效应来看,秸秆覆盖还田+深松是黑钙土区更为适宜的耕作措施。     

玉米秸秆不同还田方式对土壤有机质及微生物数量的影响

2011～2015年采用玉米田间原位定位试验方法,探讨农户常规种植(根茬还田)、根茬+1/3秸秆还田、根茬+秸秆全量粉碎耕翻还田对土壤有机质及土壤微生物数量的影响。结果表明,根茬还田(对照)土壤有机质年下降0.14 g/kg,根茬+1/3秸秆还田和根茬+全部秸秆还田处理土壤有机质年分别提高0.03 g/kg和0.26 g/kg。同时,秸秆还田能显著增加细菌、真菌、放射菌、自生固氮菌、硝化细菌、纤维素分解菌的总体数量。根茬+1/3秸秆还田和根茬+秸秆全量粉碎耕翻还田后可使土壤有机质年提高,是吉林中部黑土农田提高土壤有机质可行的农艺措施。     

黑龙江省早熟地区玉米宽窄行种植技术应用研究

2008～2009年在黑龙江省克山县进行玉米宽窄行保护性耕作试验,设宽窄行与常规垄作两个处理,在不同生长阶段分别测量土壤水分、土壤容重、土壤硬度和玉米产量。结果表明,宽窄行种植与常规垄作相比,宽窄行种植土壤保水性能比常规垄作效果明显,土壤容重、硬度比常规垄作低,土壤性能得到改善,该技术减少作业环节,降低生产成本,较常规垄作增产8.3%～11.32%。