增密、少耕与化控耦合对玉米产量及光合特性的影响

利用长期定位试验,设置密度(D₁：60 000株/hm²,D₂：90 000株/hm²)、耕法(T₁：少耕,T₂：常规耕作)与化控(R₁：喷化控剂,R₂：喷清水)三因素试验,分析不同处理玉米产量及其形成过程和冠层光合特性。结果表明,D₁条件下,T₁R₁处理子粒产量、穗粒数较T₂R₂处理显著增加27%～40.5%、19.6%～27.3%;D₂条件下,T₁R₁处理子粒产量、穗粒数较T₂R₂处理显著增加22.9%～24.9%、14%～21.3%。少耕和化控处理显著影响植株冠层结构,降低了玉米的植株高度、穗位系数、上部叶片的叶面积,提高了植株上层和中层叶向值及上部冠层的透光率;少耕和化控处理提高了叶片单位面积光能的吸收(ABS/CS0)、捕获(TR0/CS0),在高密度条件下表现明显差异。综上,在密植条件下,少耕和化控耦合优化了玉米密植群体冠层结构,增强了对光能的截获、吸收与传递能力,最终显著增加子粒产量。     

土壤和空间因子对玉米产量的影响

控制土壤和地上部营养空间观察玉米生育和产量的结果表明：改善空间因子使玉米增产17.0%,而改善土壤因子仅使玉米增产13.0%。土壤和地上部营养条件对穗粒数的影响高于对千粒重的影响,开花以前土壤因子是决定生长的主要矛盾,而开花以后空间因子则是决定生长的主要矛盾。     

长期培肥对土壤肥力及玉米产量的影响

在吉林省中部重点产粮区的黑土上进行了近30年的土壤定位培肥研究。结果表明,连续30年不施肥料,耕层土壤有机质含量年均减少0.1 g/kg左右,单施化肥土壤有机质年平均矿化率约为0.38%,施入不同数量有机肥及与化肥配合施用的耕层土壤有机质平均年增加0.3 g/kg左右,土壤全氮含量的变化与土壤有机质趋势相同。施用有机肥可以降低土壤容重,下降幅度在0～0.06 g/cm³,不施肥和单施化肥区土壤容重呈增加趋势。施用高量有机肥,耕层土壤总孔隙、田间持水孔隙增加。长年施用有机肥的玉米产量与单施化肥的处理基本相同。有机－无机肥配施有利于土壤有机质的积累,改善耕层土壤理化性状,玉米产量稳定增加。     

含氯化肥对玉米产量及土壤影响的研究

连续5年进行定位试验，施用含氯化肥(氯化铵和氯化钾)与尿素、硫酸钾进行对比试验结果表明，作为氮源和钾源的含氯化肥对玉米的增产作用与等氮、等钾量的尿素、硫酸钾是相同的。经测定，玉米茎杆中的含氯量是随施氯量的增加而增加，但籽实中的含氯量变化不大。连续施用含氯化肥，0-20厘米耕层土壤中氯的残留量受降雨和土壤水分影响，带年占施入量的4.7% - 13.5%(9.4 - 27mgkg^-1)     

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。     

长期定位施肥对玉米生育期内土壤酶活性的影响

以吉林省公主岭市的国家黑土肥力和肥料效益长期定位试验为平台,对2014年土样进行酶活性测定和分析,探讨长期定位施肥条件下玉米生育期内土壤酶活性的动态变化。结果表明,不同定位施肥处理过氧化氢酶、脲酶和磷酸酶活性在玉米生育期内呈大致相同的变化规律,从苗期至拔节期上升,在拔节期出现峰值;随后下降,至灌浆期酶活性最低,收获后酶活性出现回升。蔗糖酶活性的动态变化与以上3种酶活略有不同,从苗期至开花期升高,开花期至收获后期呈下降趋势。在玉米相同生育期内不同施肥处理间比较,土壤中脲酶、磷酸酶和蔗糖酶活性变化规律为有机肥+化肥(NPK+1.5M1)有机肥+化肥(NPK+M2)有机肥+化肥(NPK+M1)有机肥+化肥+轮作(NPK+M1+R)化肥+秸秆还田(NPK+S)单施化肥(NPK)CK。长期有机肥配施化肥和秸秆配施化肥处理对酶活性的促进效果比氮磷钾处理明显。     

土壤生态容量对玉米生长发育和产量的影响

以密植品种郑单958和稀植品种丹玉39为试材,通过不同土壤量的盆栽试验来模拟不同的土壤生态容量,研究不同耐密植玉米品种生长发育所需的土壤生态容量以及土壤生态容量对玉米植株形态、光合特性和产量的影响。结果表明,随着土壤生态容量的增加,玉米株高、茎周长、叶面积、穗位叶光合速率、单株子粒重以及百粒重均呈上升趋势,说明土壤生态容量是玉米生长发育和产量形成的限制性因子。不同耐密植型品种对土壤生态容量的响应不同,12.5 kg土量处理的土壤生态容量可以满足耐密植型玉米品种郑单958的产量需求,郑单958的自我调控机制强,可以更好地适应较低的土壤生态容量,可能是其耐密植的主要原因之一。     

不同培肥措施对土壤养分及玉米产量的影响

通过田间试验,研究了不同的土壤培肥措施对土壤养分及玉米产量的影响。结果表明：不同处理土壤养分状况发生了明显的改善,施用农家肥比秸秆还田效果明显,半量比全量效果明显,除了有效磷含量是半量农家肥比全量农家肥含量提高更多。秸秆还田处理玉米有所减产,施用农家肥后产量明显提高,半量秸秆还田＋半量农家肥增产效果最为明显。     

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%。     

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。     

不同耕作措施对土壤含水量及玉米出苗率的影响

研究了8种土壤耕作措施对春季土壤含水量及玉米出苗率的影响.结果表明,不同耕作措施间存在极显著的差异.在5～10 cm耕层内,秋起垄(秋整地)的土壤含水量高,与春整地的耕作措施存在极显著的差异;在11～15 cm耕层内,早春顶凌复垄措施的土壤含水量高,与其它6项耕作措施存在显著差异.秋翻地秋起垄早春顶凌复垄和不翻地秋起垄早春顶凌复垄的土壤耕作措施,玉米出苗率达到了88.7%以上。     

保护性耕作对旱作玉米土壤微生物和酶活性的影响

研究了玉米关键生育时期不同保护性耕作措施对旱作玉米田土壤微生物和酶活性的影响。结果表明：随着玉米生育时期的推进,免耕留低茬、免耕留低茬＋秸秆覆盖、免耕留高茬＋秸秆覆盖、免耕留高茬4个处理土壤微生物细菌、放线菌、真菌和纤维素分解菌数量均显著增加,土壤过氧化氢酶、脲酶和蔗糖酶的活性增强。在全生育期,保护性耕作处理土壤微生物细菌、放线菌、真菌和纤维素分解菌数量比传统耕作分别提高41.9%、470.1%、67.9%和65.7%,土壤过氧化氢酶、脲酶和蔗糖酶的活性分别提高15.0%、18.5%和57.3%,且此效应受玉米生长发育进程的影响。表明保护性耕作有利于增加土壤有机质的累积,提高土壤肥力。     

深耕条件下秸秆还田对不同质地土壤肥力的影响

在河南省两个生态区进行2年定位试验,研究常规耕作+秸秆还田(CT)、深耕+秸秆还田(DT)和深耕-秸秆不还田(DNT)3种耕作方式对土壤肥力的影响。结果表明,深耕能够提高不同质地土壤的肥力。深耕后土壤全氮、有效磷和速效钾的含量在壤土上分别增加3.4%、14.2%、4.7%,在粘土上分别增加8.6%、7.6%、3.9%。秸秆还田能提高深耕后土壤的养分含量,在深耕条件下,秸秆还田后土壤有机质、全氮、有效磷和速效钾含量在壤土上分别增加3.0%、13.8%、11.0%和11.8%,在粘土上分别增加1.6%、20.2%、10.8%和6.0%。在深耕基础上,秸秆还田有利于土壤养分含量的提高,该效应受年份、土层深度和土壤质地的影响显著。     

保护性耕作对黑土农田土壤水热及作物产量的影响

保护性耕作措施是干旱区农田提高作物产量的有效耕作技术,为研究其在冷凉区域的适用性,于2004～2009年,以中国科学院海伦农业生态试验站黑土农田为研究对象,开展了免耕秸秆覆盖、少耕和传统旋耕3种耕作措施长期定位对比研究.结果表明:在大豆玉米轮作制度下,实施免耕秸秆覆盖和少耕的保护性耕作方式,连续3 a免耕大豆产量均表现...     

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。     

不同耕作措施土壤结构特征及其影响因素的研究进展

综述不同耕作措施下土壤团聚体稳定性和孔隙结构特征的研究进展,归纳总结影响土壤结构稳定性的主要因素。结果表明,与传统翻耕相比,免耕、深松及其秸秆覆盖还田增加表层土壤大团聚体含量及稳定性,提高大孔隙数量和孔隙度。轮耕系统对土壤结构的影响在不同气候区域和土壤类型间差异较大。土壤结构稳定性与铁铝氧化物形态变化、有机质含量、蚯蚓数量、微生物和线虫丰度及多样性、根系构型及其分泌物、干湿交替及冻融交替次数等因素相关。针对目前研究现状,提出建立长期保护性耕作和轮耕体系监测系统,从铁铝氧化物形态变化、土壤微食物网结构和功能、根系驱动等研究方向进一步解析旱地耕作对土壤结构的影响机制。     

不同耕作方式对玉米田土壤物理性质及产量的影响

通过对土壤容重、总孔隙度、含水量、田间持水量及玉米产量的测定和分析,研究一次性施肥条件下深松-旋耕、深松-免耕、常规旋耕和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含水量的影响效果为深松-旋耕深松-免耕常规旋耕免耕;对土壤持水量的影响效果为深松-免耕常规旋耕深松-旋耕免耕;对玉米产量的影响效果为深松-免耕免耕常规旋耕深松-旋耕,深松-免耕和免耕分别与深松旋耕和常规旋耕的产量差异达极显著水平,深松-免耕较常规旋耕增产15.68%,产量高达6 829.73 kg/hm2。     

耕作方式对玉米秸秆腐解影响的研究

利用长期定位试验对翻耕、旋耕、免耕3种不同耕作方式下玉米秸秆腐解特征进行研究,综合评价不同耕作措施对玉米秸秆腐解的影响。结果表明,华北地区至小麦收获为止,玉米秸秆在翻耕、旋耕、免耕方式下的腐解率分别为42.28%、43.56%、33.78%。3种耕作方式下玉米秸秆腐解与相应层次的土壤水分含量具有显著的正相关性,与温度不具有显著的相关性。玉米秸秆腐解率与腐解天数之间具有较高的相关性,回归分析表明二者之间符合三次模型。由于耕作方式改变了农田土壤的水分状况,进而对麦田秸秆腐解具有显著影响,冬小麦生育期间玉米秸秆腐解率依次为翻耕处理>旋耕处理>免耕处理。