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。     

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。     

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。     

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。     

不同耕作方式对瘠薄型黑土区土壤结构的影响

通过深松和玉米秸秆粉碎直接覆盖、秸秆粉碎0～20 cm耕层混拌方式,分析深松和秸秆不同还田方式对土壤容重、孔隙度、三相比及硬度的影响,研究秸秆添加腐解剂快速腐解后土壤物理特性的变化。结果表明,通过深松和秸秆还田后土壤结构均较未深松对照(CK)明显改善,土壤三相比较试验播种前趋于合理,田间持水量和孔隙度较CK明显提高,田间持水量提高3.30～6.78个百分点,孔隙度提高2.90～5.63个百分点,其中秸秆粉碎耕层混拌+腐解剂处理表现最好;其次是秸秆粉碎覆盖+腐解剂。土壤硬度变化表明,收获期秸秆粉碎覆盖+腐解剂和秸秆粉碎耕层混拌+腐解剂处理土壤硬度在地表0～10 cm较CK降低74.4%和65.1%;11～20 cm土壤硬度较CK降低58.6%和56.1%;秸秆粉碎覆盖和秸秆粉碎耕层混拌处理土壤硬度在地表0～10 cm较CK降低80.3%和43.7%,11～20 cm土壤硬度分别较CK降低56.7%和15.5%。试验表明,深松+秸秆粉碎还田处理明显降低土壤硬度,改善土壤结构,腐解剂在雨水充沛时期发挥效果明显。     

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。     

苗带重镇压对土壤环境、玉米生长及产量的影响

采用自主研制的1ZY-6六行可折叠式苗带重镇压器，单体幅宽20cm，滚动压力650g/cm²，对秸秆深翻还田平播和秸秆覆盖还田免耕播种两种耕作方式播后苗带进行重镇压处理，分析玉米播种后苗带重镇压对土壤温湿环境、土壤紧实度、出苗率和产量等影响。结果表明，秸秆深翻还田平播后苗带重镇压与未重镇压作业相比较，土壤含水率、土壤紧实度和玉米产量显著提高(P<0.05)，土壤含水率增加11.42%，土壤紧实度提高127.90%，玉米产量提高4.31%。秸秆覆盖还田免耕播种后苗带重镇压与未重镇压作业相比较，土壤含水率、土壤紧实度和玉米产量显著提高(P<0.05)，土壤含水率增加23.59%，土壤紧实度提高58.88%，玉米产量提高3.39%。苗带重镇压明显提高土壤紧实度、土壤含水率，为玉米生长创造有利的土壤环境，保墒增产作用显著。     

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。     

秸秆深还对土壤水分转移及产量的影响

采用田间试验方法,将玉米秸秆切段、粗粉碎、细粉碎、细粉碎后压粒和细粉碎后氨化处理,研究玉米秸秆深施还田对土壤水分转移及产量的影响。结果表明,秸秆粉碎程度越细,吸水能力越强,深施后土壤渗水速度越快;粉碎的秸秆较其他处理更能促进土壤水分竖直方向转移;各处理的蓄水能力表现为粉碎状秸秆处理段状秸秆处理CK(不施秸秆),且细粉碎、细粉碎后氨化处理在还田初期就能呈现出明显的蓄水效果;秸秆粉碎状态越细,深施后土壤容重减小的速度和幅度越大,细粉碎处理和细粉碎后氨化处理能在还田初期对减小土壤容重产生明显作用,播种后25 d,土壤容重减小幅度最大,分别达0.052和0.045 g/cm3;秸秆深施还田有效提高玉米产量,产量排序为细粉碎细粉碎后氨化处理粗粉碎细粉碎后压粒秸秆切段CK(不施秸秆),其中细粉碎处理对玉米产量的增加影响最明显。     

秸秆还田量对旱地全膜覆土穴播春小麦水分利用及产量的影响

为了解半干旱区秸秆还田量对全膜覆土穴播春小麦水分利用和产量的影响,2018年在甘肃中部半干旱旱作区(35°35′N, 104°36′E)开展大田试验,以陇春35号为供试品种,设置1 500 kg·hm~(-2)秸秆还田(SRL)、3 000 kg·hm~(-2)秸秆还田(SRM)、4 500 kg·hm~(-2)秸秆还田(SRH)和无秸秆还田(CK)4个处理,测定和分析了不同处理下全膜覆土穴播春小麦不同生育时期0～300 cm土壤贮水量、0～300 cm土层阶段耗水量和WUE的特点。结果表明,与CK相比,不同量的秸秆还田均可提高春小麦播种到抽穗期0～300 cm土层土壤贮水量和拔节到灌浆期春小麦对0～300 cm土层的耗水量,降低拔节到成熟期冠层温度,显著增加春小麦叶片SPAD值、叶面积指数、生物量、产量和水分利用效率。SRM处理的产量较SRH和SRL处理分别增加4.0%和17.4%,WUE分别提高4.8%和16.0%。因此,在甘肃中东部半干旱旱作区,全膜覆土穴播春小麦的适宜秸秆还田量为3 000 kg·hm~(-2);秸秆还田能够改善春小麦生育前中期土壤墒情,有利于中后期水分利用,促进春小麦叶片光合物质生产,最终实现增产和水分高效利用。     

玉米秸秆还田对砂姜黑土水分动态及冬小麦水分利用效率的影响

为给冬小麦水分高效利用提供科学依据,根据土壤-植物-大气连续体(SPAC)原理,利用野外小型蒸渗仪,以不施肥为对照(CK),原位研究了配方施肥(PF)以及配方施肥+秸秆还田(PF+JG)处理对砂姜黑土水分动态和冬小麦水分利用效率的影响.结果表明,秸秆还田主要影响0～40 cm土层土壤剖面水分含量,而40～80 cm土层土壤水分含量基本保持稳定.在小麦出苗期和拔节期,PF+JG处理的0～40 cm土层土壤含水量较PF处理分别提高50.9％和34.6％.土壤水分最大有效库容在小麦全生育期呈单峰变化趋势,峰值在返青期;PF+JG处理的出苗期土壤水分最大有效库容较CK和PF处理增加了8.25％和20.82％,拔节期增加8.07％和10.95％,且均差异显著(P＜0.05).PF+JG处理的土壤水分入渗量分别是CK和PF处理的4.53和3.55倍;小麦耗水量较PF处理降低9.2％;小麦产量和水分利用效率分别比CK和PF处理增加124.1％、18.8％和144.0％、30.8％,且差异达显著水平(P＜0.05).说明秸秆还田对冬小麦产量和水分利用效率的提高作用与增加土壤水分有效库容、水分入渗量和减少总耗水量有关.     

有机物料改良苏打盐碱土增产玉米长期试验研究

连续7年盆栽试验表明,施用有机肥15、30、45、60、90 t/hm~2降低苏打盐碱土壤容重,增加土壤总孔隙度。玉米秸秆还田2、4、6 t/hm~2降低土壤容重,增加土壤总孔隙度。有机肥与秸秆还田均增大"土壤水库",降低土壤pH值,增加土壤有机质、碱解氮、速效磷和速效钾含量,土壤理化性质得到全面改善的同时减轻大气温室气体效应;促进玉米生长发育,增加了生物量及子粒产量。最佳处理为施用有机肥90 t/hm~2。     

秸秆还田方式对麦田土壤碳、氮、水动态及小麦产量的影响

为了解不同秸秆还田方式的效果,在田间定位试验的基础上,比较分析了玉米秸秆直接还田(J)、过腹即牛粪还田(F)和发酵后沼液还田(Z)后麦田土壤碳、氮、水和小麦产量的变化。结果表明,三种秸秆还田处理均提高了0~60cm土层土壤有机碳增量(即相对于播前土壤有机碳储量的增加量),在0~20和20~60cm土层三种秸秆还田处理土壤有机碳增量均分别以越冬期和拔节期最高。在越冬期,F和Z处理0~40cm土层的土壤氮含量显著增加,J处理土壤氮含量与不还田对照差异不显著;在拔节期和开花期,三种秸秆还田处理0~20cm土层以及F和J处理20~40cm土层的土壤氮含量均显著增加。秸秆还田提高了土壤保水能力,在开花期,三种秸秆还田处理0~80cm土层的土壤含水量均显著高于对照。在越冬期和拔节期,F和Z处理的干物质积累量和单茎干重与对照差异不显著,但J处理显著降低;三种秸秆还田处理的成熟期干物质积累量和单茎干重均显著增加,以J处理最高。三种秸秆还田处理均显著提高了小麦穗数和产量,其中Z处理增产23.0%。因此,三种秸秆还田方式均能改善土壤质量和提高小麦产量,其中沼液还田综合效应最好。     

风沙半干旱区秸秆还田对间作花生土壤酶活性与产量的影响

在风沙半干旱区间作（大扁杏—花生—大扁杏）条件下,以花生品种＂阜花10号＂为材料,研究了不同秸秆还田量对花生土壤酶活性和产量的影响。结果表明：秸秆覆盖还田能显著提高土壤脲酶、过氧化氢酶、蛋白酶的活性,处理Ⅲ的土壤脲酶与蛋白酶活性较强,处理Ⅱ过氧化氢酶活性略高于处理I与处理Ⅲ。秸秆覆盖还田对花生产量和WUE的影响达到显著水平。产量与WUE的高低顺序均为：处理Ⅱ〉处理Ⅲ〉处理I〉处理Ⅳ（CK）。因此,处理Ⅱ较适宜本地区。     

轮作对土壤肥力及玉米生长发育的影响

黑龙江省西部半干旱区土壤常年风沙侵蚀,土壤质量不断恶化,玉米大豆轮作和玉米连作深翻秸秆还田是当地生产中提高耕地质量、保护农田土壤生态的两种生产模式。利用长期定位试验玉米大豆轮作、玉米深翻秸秆还田种植模式和玉米连作处理对比,研究分析土壤理化性质、玉米生长发育指标和产量,评价两种种植模式技术效果。结果表明,轮作处理显著增加土壤速效氮、速效钾和有机质的含量,显著降低土壤容重10%左右,提高土壤孔隙度8%,对土壤物理结构改善具有良好作用。深翻秸秆还田处理能够显著增加土壤有机质26%～32%,增加土壤速效钾含量,能够显著降低土壤pH值0.4～1.2个单位,提升西部半干旱区地力,改善西部土壤盐碱化。深翻秸秆还田处理更有利于玉米拔节和抽丝期根长生长,有利于茎粗和穗干重的形成,对玉米产量具有显著增产作用。     

秸秆带状覆盖对旱地冬小麦产量及土壤水分的影响

为探讨西北半干旱雨养条件下秸秆带状覆盖麦田水分利用特征和增产效果,通过田间试验,以露地条播为对照(CK),研究了3种不同覆盖处理[秸秆带状覆盖常规条播(SM1)、秸秆带状覆盖宽幅条播(SM2)和全膜覆土穴播(PM)]对旱地冬小麦田土壤含水量、小麦产量和水分利用效率的影响。结果表明,秸秆带状覆盖和全膜覆土穴播均可显著改善小麦全生育期0~20cm以及开花前20~90cm土壤墒情,但开花后20~90cm以及全生育期90~200cm土壤墒情普遍不如CK。3种覆盖处理均能促进冬小麦对土壤贮水的利用,显著提高开花至成熟阶段的耗水量及其占总耗水量的比例。秸秆带状覆盖和全膜覆土穴播生育期耗水量分别比CK增加4.6%和7.6%。秸秆带状覆盖在孕穗前0~200cm土壤墒情与全膜覆土穴播无显著差异,孕穗期开始则好于全膜覆土穴播;全膜覆土穴播0~200cm土壤贮水消耗量显著高于秸秆带状覆盖,而开花至成熟阶段的耗水量及其占总耗水量的比例则略低于秸秆带状覆盖。3种覆盖处理均显著提高产量和水分利用效率,PM、SM1和SM2较CK分别增产36.8%、29.7%和27.5%,水分利用效率分别提高27.3%、23.9%和22.7%。产量与生育期耗水量呈显著正相关(r=0.97*)。覆盖处理中,全膜覆土穴播产量虽最高,但从产量、水分利用效率和经济效益角度综合考虑,秸秆带状覆盖优于全膜覆土穴播。因此认为,秸秆带状覆盖是一种更加高产高效、适宜在西北半干旱雨养区推广的覆盖种植方式。     

土壤水分与覆盖对夏玉米生长及水分利用效率的影响

在防雨棚下的测坑中,采用裂区试验设计,研究土壤高水分(75%田间持水量,下同)、中水分(65%)和低水分(55%)条件下地膜覆盖、秸秆覆盖和不覆盖对夏玉米生长发育、产量性状和水分利用效率的影响。结果表明,在不同土壤水分条件下,地膜覆盖、秸秆覆盖处理的株高和叶面积指数均高于不覆盖的处理;在玉米生长前期地膜覆盖处理的株高和叶面积指数最高,在玉米生长的中后期秸秆覆盖处理的株高和叶面积指数最高。地膜和秸秆覆盖均具有显著的增产作用,与不覆盖相比,平均分别增产8.89%和22.26%。水分利用效率(WUE)随着土壤水分的降低而增加;在相同的土壤水分条件下,秸秆覆盖处理的WUE最高,地膜覆盖的次之,不覆盖的最低;当土壤水分控制下限为田间持水量的65%时,覆盖处理的节水增产效果最好,其中地膜和秸秆覆盖处理产量比不覆盖处理分别增加12.69%和28.47%,WUE分别提高21.78%和34.65%。