长期定位施肥条件下紫色土无机磷形态演变研究

应用蒋柏藩-顾益初无机磷分级体系对22年长期定位施肥试验紫色土0~100 cm土层无机磷形态进行分级测定,研究了各形态的无机磷在土壤剖面的分布及演变规律。结果表明,长期施用化学磷肥以及有机无机肥配施处理的土壤全磷、有效磷和各形态无机磷均较试验前有不同程度的增加,且以猪粪+NPK(M+NPK)处理土壤增加最多,其中有效磷含量增加了6倍;不施肥(CK)和单施氮肥(N)的处理土壤有效磷、全磷和各形态无机磷出现了下降,其中有效磷含量分别降低了51.1%和53.5%。除了Fe-P 和Ca₁₀-P含量下层高于上层外其余各形态无机磷都表现为耕层高于下层的特征。各处理Ca₂-P、Al-P、Ca₈-P、O-P等无机磷的剖面分布较为相似,均呈20~60 cm下降比较迅速,80~100 cm变化不大或者稍微上升的趋势,而Fe-P则表现为下层含量高于耕层。相关分析表明各组分无机磷对紫色土有效磷的贡献为Ca₂-P(0.9569)>Al-P(0.9265)>Ca₈-P(0.9100)>Fe-P(0.8277)>Ca₁₀-P(0.7449)>O-P(0.7362)。长期有机无机肥配施可以显著增加磷素在土壤中的累积,并能减少土壤对磷素的固定,增强其在土壤中的移动,促进土壤磷素向有效态转化。     

氮磷添加对燕麦与箭筈豌豆不同种植方式草地土壤微生物-胞外酶化学计量特征的影响

土壤中氮、磷养分是饲草产量与品质提高的重要基础。氮磷添加改变了土壤养分条件并引起微生物生物量及酶活性发生变化。为探究燕麦和箭筈豌豆单播、混播草地土壤微生物特性对不同氮磷处理的响应，本试验以高寒区燕麦单播草地、箭筈豌豆单播草地及燕麦/箭筈豌豆1︰1混播草地为研究对象，设置4种不同氮磷添加处理，包括单施氮肥、单施磷肥、氮磷肥配施和不施肥，研究各处理土壤微生物生物量碳氮磷和土壤胞外酶活性及其化学计量比的变化特征。结果表明：1）单施氮、磷肥均对燕麦单播草地土壤微生物生物量产生负效应；单施磷肥和氮磷配施对箭筈豌豆单播草地土壤微生物生物量产生促进作用；单施氮肥使混播草地微生物生物量碳（SMBC）增加，而氮磷配施使其微生物生物量碳氮（SMBN）降低。2）单施氮肥增加3种草地土壤β-1,4-葡萄糖苷酶（BG）活性，单施磷肥增加3种草地土壤碱性磷酸酶（AP）活性，氮磷配施增加燕麦草地土壤N-乙酰-β-D-氨基葡萄糖苷酶（NAG）、AP酶活性，表明土壤微生物通过增加C、N、P获取酶活性以增加对短缺养分的获取。3）试验3种草地土壤SMBC︰SMBN低于全国平均值，SMBN︰SMBP高于全国平均值，且土壤N︰...     

河西荒漠灌区紫花苜蓿施肥效应及其基于数据包络分析法的经济效益研究

为科学准确地评判河西走廊苜蓿主产区紫花苜蓿饲草生产中施肥措施对其产品质量及生产收益的影响,本研究以“甘农3号”紫花苜蓿为材料,通过2016、2017年2年田间试验,以该区域紫花苜蓿饲草生产的平衡施肥推荐方案(N 103.5 kg·hm^-2、P₂O₅ 105 kg·hm^-2、K₂O 90 kg·hm^-2)为对照,探讨了不施肥及3种不完全施肥(缺氮偏施、缺磷偏施、缺钾偏施)处理下紫花苜蓿的生产性能,并采用数据包络分析法(DEA)对其经济效益进行分析。结果表明:与不施肥相比,施肥措施各处理均显著提高紫花苜蓿产量、蛋白总量,降低其酸性洗涤纤维和中性洗涤纤维,提高了相对饲用价值,从而改善了紫花苜蓿品质,并有效增加了经济效益;与氮、磷、钾平衡施肥相比,各偏肥处理的紫花苜蓿产量和品质均显著低于平衡施肥,尤以缺磷偏施的降幅最大,2016、2017年2年的产量和蛋白总量降幅分别达到25.9%、25.7%和33.4%、33.1%。因此,磷是河西荒漠灌区紫花苜蓿饲草生产的养分限制因子,氮、磷、钾对该地区紫花苜蓿生产性能影响顺序为:磷>氮>钾。运用数据包络分析法(DEA)分析出河西荒漠灌区紫花苜蓿的施肥效应为氮、磷、钾平衡施肥的经济效益最优,为DEA有效;不完全施肥的3个评价单元及不施肥评价单元为DEA无效,其中,不施肥经济效益最低,3个不完全施肥评价单元中的缺磷偏肥的紫花苜蓿经济效益比缺氮偏肥和缺钾偏肥更低;另外还以DEA模型推算出不同施肥措施下紫花苜蓿饲草生产经济效益改进的具体方案,其中,不施肥的紫花苜蓿饲草生产需调整的幅度最大,调整额度达10678.88 CNY·hm^-2,各施肥措施需调整的幅度排序为:不施肥>缺磷偏施>缺氮偏施>缺钾偏施。     

氮磷肥配施对高寒区垂穗披碱草饲草产量及营养品质的影响

为探究高寒区垂穗披碱草(Elymus nutans)饲草产量和营养品质对氮磷肥配施的响应,在果洛高寒区以建植第3年的垂穗披碱草人工草地为研究对象,设置不同氮磷肥配比处理(氮肥3个水平N：75,125,175kg·hm^-2,磷肥4个水平P₂O₅：90,135,180,225kg·hm^-2),研究氮磷肥配施对高寒区垂穗披碱草饲草产量和营养品质的影响,旨在确定果洛高寒区刈割型垂穗披碱草人工草地的合理施肥量。结果表明：氮磷肥配施显著提高了垂穗披碱草的干草产量,2茬饲草干草产量与不施肥处理相比平均增幅分别为74.10%和58.56%;氮磷肥配施处理能够改善垂穗披碱草营养品质,2茬饲草粗蛋白含量与不施肥处理相比平均增幅分别为103.99%和49.91%,并且降低了第二茬饲草的中性洗涤纤维(Neutral detergent fiber,NDF)、酸性洗涤纤维(Acid detergent fiber,ADF)和粗纤维(Crude fiber,CF)含量。综合分析得出,施175 kg·hm^-2 N肥同时配施135kg·hm^-2P肥处理下垂穗披碱草生产性能和营养品质最佳,配施180kg·hm^-2P肥处理次之。因此,建议在果洛高寒区,每两年施N肥175kg·hm^-2配施P肥135～180kg·hm^-2进行刈割型垂穗披碱草人工草地的施肥管理。     

施肥对草木樨生产性能的影响

通过氮肥和氮磷肥对草木樨生产性能影响的研究,证明磷肥能增加草木樨地上和地下生物量积累及种子产量,同时磷肥还提高了草木樨的粗蛋白含量和积累量,提高了根瘤鲜重,盛花期以前,磷肥增加了草木樨的ＮＤＦ和ＡＤＦ含量,盛花后减缓了纤维化过程。氮磷肥配施提高了草木樨产量和粗蛋白含量,对ＮＤＦ和ＡＤＦ含量的影响类似于单施磷肥,方差分析表明施氮磷肥间在初花期存在显著互作关系,施磷肥对初花期和绿荚期产量的贡献率大于施     

磷肥与菌肥配施对青藏高原高寒区苜蓿草地生产力的影响

以不施肥为对照,研究了固氮菌肥、磷肥、混合菌肥及磷肥与混合菌肥配施对高寒区紫花苜蓿品种金皇后的生长,品质特性和土壤微生物量的影响。结果表明:不同施肥处理后,土壤微生物量和苜蓿的株高、鲜干重、粗蛋白含量均增加,中性洗涤纤维和酸性洗涤纤维含量均减少。0~10cm土层的土壤微生物量均高于10~20cm土层。施加25%磷肥+混合菌肥后,粗蛋白含量最高,为20.58%,比对照高出3.72%,与其他施肥处理之间有着显著差异。中性洗涤纤维降低量为1.69%~4.71%,磷肥与混合菌肥配施后的中性洗涤纤维含量低于单施磷肥,高于单施混合菌肥后的含量;酸性洗涤纤维降低量为0.05%~9.98%,磷肥与混合菌肥配施后的ADF含量显著低于单施磷肥或混合菌肥的含量。施加75%磷肥+混合菌肥时,酸性洗涤纤维含量最低。磷肥和混合菌肥配施,土壤微生物量磷含量高于单施磷肥或单施混合菌肥的含量。通过灰色关联度分析得出,不同施肥处理对苜蓿生长品质特性和土壤微生物量的影响次序为:50%磷肥+混合菌肥磷肥25%磷肥+混合菌肥固氮菌肥75%磷肥+混合菌肥混合菌肥CK。     

有机、无机肥及其配施对苇状羊茅生长及抗寒性的影响

利用盆栽土培试验研究了不施肥、单施无机肥(每千克土施纯N 0.36 g,纯P 0.12 g,纯K 0.36 g,氮磷钾分别以分析纯尿素、磷酸二氢铵及氯化钾为肥源)、单施有机肥(每千克土施用腐熟鸡粪8 g,其N量等同无机肥处理)及有机 无机肥配合施用对种植在武汉地区新垦土壤上的冷季型草坪草苇状羊茅Festuca arundinaces生长状况、叶绿素含量和抗寒性的影响.结果表明,施肥处理均能促进草坪草初期生长,与不施肥处理相比,无机肥、有机肥及无机 有机肥配施在播种后25 d时叶片数分别增加86.5%,91.3%和84.7%,距播种60 d时3个施肥处理的分蘖数分别是不施肥处理的4.86,3.41和6.03倍.无机肥施用对越冬期草坪草叶绿素含量和提高抗寒性的效果明显好于有机肥及不施肥处理,在播种100 d时单施无机肥处理的叶绿素分别比单施有机肥和不施肥处理高24.3和42.5个SPAD值;脯氨酸(Pro)高出4.69和4.33倍,丙二醛(MDA)分别是单施有机肥和不施肥处理的51.6%和31.3%,电解质渗透率分别是后2个处理的15.3%和19.2%.在所有施肥处理中,无机、有机肥配施对草坪草生长效果最好,但在对抗寒性的影响上该处理与单施无机肥处理无明显差异.试验结果还表明,不施肥处理生长状况极差,越冬后土地裸露严重.说明合理施肥是提高武汉地区草坪草成坪质量及抵抗冬季低温胁迫的重要措施.     

低丘红壤氮磷配合施用对黑麦草产量和养分累积的影响

本试验研究了氮磷配比四种氮水平和四种磷水平对黑麦草产量和养分累积的影响，结果表明，在低丘红壤上氮磷肥单施，氮肥效果大于磷肥，而氮磷配合施用又大于单一施用。结果还说明植株体内养分累积随着施肥量的增加而递增。     

海河平原区施氮磷肥对饲用小黑麦生产性能及营养品质的影响

为探讨海河平原区施氮磷肥对饲用小黑麦生产性能及营养品质的影响,确定该地区饲用小黑麦的合理施肥量,于2014-2016年连续两年以饲用小黑麦中饲 1048 为试验材料,设置不同氮、磷肥单因素试验,氮肥(N)试验处理为:0、60、120、180、240、300 kg·hm^-2,磷肥(P₂O₅)试验处理为:0、45、90、135、180、225 kg·hm^-2,测定并分析了不同氮、磷肥处理下饲用小黑麦产草量、农艺性状、营养品质以及土壤养分等相关指标的变化。结果表明,不同氮、磷肥处理下饲用小黑麦两年平均干草产量、ADF和NDF含量和不施肥处理差异不显著,全株粗蛋白含量均显著高于不施肥处理(P<0.05),故施氮磷肥对饲用小黑麦增产效果不明显,但在提高粗蛋白含量方面具有一定促进作用。综合分析得出,在海河平原区肥力较差土壤上种植饲用小黑麦需施肥,建议施氮肥120~180 kg·hm^-2,磷肥90~135 kg·hm^-2。肥力较好的土壤种植饲用小黑麦可以不施肥或隔年施一次,施肥量同土壤肥力较差地块。     

复合菌肥替代部分磷肥对苜蓿草地生产力及土壤肥力的影响

采用大田小区试验,研究了化肥减量同时配施生物菌肥对苜蓿草地生产力、土壤微生物特征及酶活性的影响,探讨生物菌肥的最佳替代量及作用效果,为苜蓿地合理施肥提供科学依据。研究共设7个处理,分别为P₁₀₀(100%磷肥)、M₁₀₀(100%菌肥)、P₇₅M₂₅(75%磷肥+25%菌肥)、P₅₀M₅₀(50%磷肥+50%菌肥)、P₂₅M₇₅(25%磷肥+75%菌肥)、R₁₀₀(100%固氮菌)及CK(不施肥)。结果表明:1)单施磷肥(P₁₀₀)能明显提高第一次刈割苜蓿产量,磷肥与菌肥3∶1(P₇₅M₂₅)配施对第二次刈割苜蓿产量影响显著(P<0.05)。从总产量来看,磷肥与菌肥1∶1(P₅₀M₅₀)配施效果好,总产量较对照提高了60.45%,其次为处理P₁₀₀,增产58.40%。2)菌肥与磷肥配施均能显著提高土壤微生物数量,尤其是处理P₅₀M₅₀对第一次刈割0~10 cm土层细菌、放线菌和真菌数量影响均显著(P<0.05),分别较对照提高了204.6%、174.5%和33.2%。3)处理P₅₀M₅₀和P₂₅M₇₅明显提高了4种土壤酶活性,且对第一次刈割10~20 cm土层影响显著(P<0.05);除第一次刈割0~10 cm土层外,处理P₂₅M₇₅对微生物量碳、氮及磷影响均较其他处理明显(P<0.05)。4)灰色关联度综合分析表明,蔗糖酶灰色关联度值(0.842)最高,其次为产量(0.814),而微生物生物量磷灰色关联度值(0.512)最低,其次为微生物生物量碳(0.553)。磷肥减半配施菌肥(P₅₀M₅₀)提高了苜蓿产量、改善了土壤肥力状况,同时亦降低施用化肥对土壤的危害,是一种较为有效的农艺措施。     

施肥和地膜覆盖对黄土高原旱地冬小麦籽粒品质和产量的影响

在黄土高原旱作农业区,地膜覆盖的广泛应用有效地解决了水分不足对冬小麦生产的制约,并使单位面积产量大幅度提高。如何调优品质已经成为该区域冬小麦生产中亟待解决的首要问题。本研究以不施任何肥料(T₀)为对照,选择常规化肥(T₁)、等量化肥+地膜覆盖(T₂)、等量化肥+有机肥(T₃)、高量化肥+地膜覆盖(T₄)、高量化肥+有机肥(T₅)5种不同的施肥(有机+无机)和覆盖模式,采用随机区组设计,研究不同“施肥+地膜覆盖”模式对旱地冬小麦籽粒加工品质、产量及其构成要素的影响,并分析产量与品质之间的相关性。结果表明,“施肥+地膜覆盖”组合显著影响小麦籽粒的加工品质和产量。比较对照T₀,不同“施肥+地膜覆盖”模式(T₁~T₅)显著提高籽粒产量(GY)、蛋白质(PC)、湿面筋含量(WA)和沉降值(SDS),增加面团吸水率(WG)、延伸性(EX)和淀粉糊化粘度,相反降低了面团稳定时间(ST)和拉伸阻力(RE)。两年平均产量依次为T₃>T₅>T₄>T₂>T₁ >T₀,T₁、T₂、T₃、T₄、T₅比T₀分别增加85.60%、90.99%、118.32%、102.30%和106.65%。增施有机肥(T₃、T₅)对籽粒产量和加工品质的改善优于地膜覆盖(T₂、T₄)。籽粒产量的提高是叶面积(LA)、千粒重(TGW)、穗长(SL)、穗粒数(SGN)协同增加的结果,加工品质的改变部分归因于蛋白质含量的变化。生育期降水量和分布影响谷物产量和品质。本研究结果证实,等量化肥+有机肥(T₃)不仅能达到地膜覆盖的增产效果,而且有利于小麦加工品质的改善,在降水量500 mm左右的黄土高原半干旱雨养农业区是更加持续、稳产、优质的冬小麦栽培模式。     

立式深旋松耕对半干旱区饲草玉米水分利用和产量的影响

在半干旱区研究立式深旋松耕的土壤水分和产量效应,为饲草玉米增产增效提供理论依据。2017-2019年在定西市安定区设传统旋耕(TT)、深旋耕(DT)和立式深旋松耕(VRT)3种耕作方式,分析立式深旋松耕对饲草玉米土壤贮水量、花前花后耗水、单株鲜重和干重以及产量和水分利用效率的影响。研究结果表明,与DT和TT相比,VRT能够提高干旱年份对土壤水分的吸收利用,使得花期60~180 cm土层的土壤贮水量降低10.0%和7.6%,180~300 cm土层降低17.6%和18.5%,花前0~300 cm土层的土壤耗水量提高14.6%和13.8%,生育期总耗水量增加6.1%和9.2%,2018和2019年生育期总耗水量分别提高2.0%和7.9%、10.1%和14.9%,收获期单株鲜重增加2.4%~16.2%、干重增加1.0%~7.8%,籽粒产量增加2.4%~38.6%,群体生物量增加3.4%~16.2%。立式深旋松耕改善了土壤环境,提高了土壤耗水量,增加了饲草玉米产量和生物量,尤其在干旱年份增产增效显著,在半干旱区具有明显的抗旱增产作用。     

黄土丘陵区不同耕作措施下春小麦和豌豆轮作水肥协同效应

为探索水肥协同作用对不同耕作措施下作物产量影响规律,运用在黄土丘陵区率订和验证后的APSIM(agricultural production system simulator)模型,模拟研究区近35年传统耕作(T)、免耕(NT)和免耕覆盖(NTS)措施下轮作小麦/豌豆产量,并采用多元回归分析施氮量(X₁)、休闲期降水量(X₂)和生育期降水量(X₃)对小麦/豌豆模拟产量的水肥协同效应。结果表明,自然降水条件下3因素对不同耕作措施小麦和豌豆产量的贡献率均为:X₃＞X₂＞X₁。生育期降水量和休闲期降水量对产量的贡献率均为:NTS＞NT＞T。T、NT和NTS措施下小麦和豌豆的产量与施氮量均呈开口向下二次抛物线型变化,但小麦最佳施氮量分别为65.0,65.5和44.5 kg/hm²,豌豆的最佳施氮量分别为17.9,18.5和23.8 kg/hm²,并且施氮量对小麦产量的贡献率为:NT＞T＞NTS,而施氮量对豌豆产量的贡献率为:NTS＞NT＞T。在甘肃省定西黄土丘陵区,决定小麦和豌豆产量的关键因素是降水,降水量对免耕覆盖的增产效应最为显著,且3种耕作措施条件下小麦和豌豆对施氮效应有不同的表现。     

干旱绿洲灌区玉米氮素吸收利用对绿肥还田利用方式的响应

针对干旱绿洲灌区小麦与玉米长期连作、麦后休闲期长、氮肥利用效率不高等问题,研究麦后复种绿肥对轮作玉米氮素吸收利用的影响具有重要意义。在石羊河流域,通过田间试验研究麦后复种绿肥不同还田利用方式(全量翻压、地表覆盖免耕、地上部收获后根茬翻压、地上部收获后免耕和不复种绿肥并采用传统翻耕)对后茬玉米氮素利用特征的影响。结果表明,与不复种绿肥相比,绿肥全量翻压和地表覆盖免耕还田处理下玉米播前030 cm土层矿质氮含量显著增加11.7%、10.0%,微生物量氮含量增加14.3%、16.2%;抽雄吐丝期,030 cm土层土壤矿质氮含量增加17.0%、13.7%,微生物量氮含量增加8.7%、10.7%,为玉米氮素高效利用奠定了基础。绿肥全量翻压和地表覆盖免耕还田处理的玉米地上部植株吸氮量和籽粒吸氮量较不复种绿肥翻耕处理明显增加,其氮素利用率和氮肥偏生产力较不复种绿肥翻耕处理平均提高20.1%、25.8%和17.3%、22.2%,且该条件下玉米氮素利用率和氮肥利用率显著高于绿肥根茬还田处理。因此,在干旱绿洲灌区,麦后复种绿肥全量翻压或地表覆盖免耕在提高土壤氮素含量的同时,实现了玉米氮素的高效利用。     

施肥和覆盖模式对旱地冬小麦花后干物质转移、糖代谢及其籽粒产量的影响

选择不同的施肥(无机+有机)和覆盖模式,2012-2015年在典型的西北半干旱雨养农业区甘肃省农业科学院小麦研究所清水试验站进行大田试验,研究不同施肥+覆盖模式对旱地冬小麦干物质转移、糖代谢及其籽粒产量的影响,并分析糖含量与产量、物质转移之间的相关关系。结果表明,比较对照T₁(不施任何肥料),不同的施肥+覆盖模式均不同程度地提高了籽粒产量,依次为高量化肥+有机肥(T₆)>等量化肥+有机肥(T₄)>高量化肥+地膜覆盖(T₅)>等量化肥+地膜覆盖(T₃)>常规化肥(T₂)>不施肥(T₁)。增施有机肥(T₄、T₆)提高后期干物质转移量、转移比率、贡献率,增加粒重,并保证较高的有效成穗,从而增加籽粒产量,处理T₆、T₄分别比对照T₁增产119.22%和118.24%。地膜覆盖(T₃、T₅)增加了花后不同时期叶片、茎秆、叶鞘、颖壳干物质累积量和单穗粒数,为籽粒产量的提高奠定了基础。相反,地膜覆盖(T₃、T₅)降低干物质转移比率和贡献率。增施氮肥(T₃~T₆)提高了叶片干物质累积量,但过多的氮肥不利于籽粒增重,并降低了干物质转移比率和贡献率。不同的施肥+覆盖模式(T₂~T₆)降低了灌浆中前期(10、20 d )各个营养器官可溶性糖和蔗糖含量,延缓了前期叶片和叶鞘可溶性糖和蔗糖下降的速度,叶片、茎秆、叶鞘、颖壳可溶性糖含量下降最快的时期均在花后30~40 d,籽粒在花后10~20 d。相关分析表明,产量、株高、单位面积穗数、穗长、旗叶面积均与中前期(花后10、20 d)叶片、茎秆、叶鞘可溶性糖和蔗糖含量呈极显著和显著负相关。本研究结果证实,在甘肃旱地雨养农业区,结合有机肥施用(T₄、T₆),适当增加氮、磷用量完全能达到地膜覆盖对籽粒产量的增加,是更为持续、稳产的旱地小麦栽培模式。     

保护性耕作对黄土高原塬区作物轮作系统磷动态的影响

在黄土高原塬区,对保护性耕作下小麦-大豆轮作系统的土壤全磷(total phosphorus)、速效磷(available phosphorus)和作物吸磷量进行了动态观测。保护性耕作处理为传统耕作+秸秆覆盖(ts),免耕(nt),免耕+秸秆覆盖(nts),以传统耕作(t)为对照,结果表明,实施保护性耕作10年对轮作系统冬小麦产量没有显著影响,夏播大豆产量对秸秆覆盖有积极响应;免耕处理提高了土壤全磷和速效磷含量,使土壤磷在0～5 cm层次表聚化,土壤磷含量随着保护性耕作时间的延长呈增加趋势, nts和ts 处理下大豆籽粒吸磷量比对照显著提高111%和82%,秸秆覆盖提高了作物对磷的吸收;小麦-大豆轮作有助于提高土壤速效磷含量。结果揭示了黄土高原雨养农业区保护性耕作对土壤-作物系统磷动态的影响,为该系统的磷管理提供了一定的理论指导。     

化肥减量配施有机肥对青贮玉米产量、营养价值及土壤微生物活性的影响

以关中地区青贮玉米(Zea mays)及其根际土壤为研究对象,研究了种植当年化肥减量配施有机肥对青贮玉米产量、营养价值及土壤微生物活性的影响。结果表明,施肥当年不同处理之间产量无显著差异(P>0.05)。单施化肥处理(T1)的粗蛋白含量最高,配施有机肥在一定程度上降低了玉米的粗蛋白含量,提高了纤维的含量。T1处理的土壤微生物生物量碳、微生物生物量氮含量及土壤脲酶和碱性磷酸酶活性均最低。随着有机肥配施比例的增加土壤微生物生物量碳、微生物生物量氮含量和土壤酶活性均升高。由此初步说明,在关中地区化肥减量配施有机肥能够维持种植当年的玉米产量,显著提高土壤碳、氮储量及土壤酶活性。本研究为关中地区发展青贮玉米产业、改善土壤环境和提高肥料利用效率提供理论依据。     

保护性耕作对黄土高原玉米-小麦-大豆轮作系统产量及表层土壤碳管理指数的影响

在陇东黄土高原雨养农业区,以传统耕作(t)为对照,研究了3种保护性耕作:耕作+秸秆覆盖(ts)、免耕(nt)、免耕+秸秆覆盖(nts)对玉米-大豆-小麦轮作系统产量和土壤全氮、全碳、有机碳,易氧化有机碳及碳库管理指数的影响。结果表明,从2001至2007年,10茬作物的总产量在ts、nts处理下分别比t提高3.63和1.62 t/hm²,而nt处理则比t处理显著降低2.48 t/hm²。7年后,t、ts、nt和nts处理表层土壤全氮含量分别提高15.4%,30.2%, 16.2%和49.5%。总有机碳含量相应提高2.5%,18.7%,11.7%和74.0%,易氧化有机碳含量在ts,nt和nts处理下分别比t处理提高16.0%,16.2%和38.1%;土壤碳氮比在t、ts、nt和nts处理下较之7年前分别降低了11.41%,8.54%,3.91%和2.72%,ts、nt和nts处理下碳库管理指数分别比t处理提高12.6%,20.1%和46.6%,说明秸秆覆盖+免耕均有利于提高该轮作系统中土壤有机碳含量并改善碳库质量。     

保护性耕作下陇东春玉米-冬小麦-夏大豆轮作系统土壤水分动态及水分利用效率

在黄土高原西部连续5年定位观测了4种耕作措施[传统耕作(T);传统耕作 秸秆覆盖(TS);免耕(NT)和免耕 秸秆覆盖(NTS)]下春玉米-冬小麦-夏大豆轮作系统中的水分动态及其水分利用效率,结果表明:土壤含水量受降水的影响较大,年内和年际的变率大,200 cm内土壤含水量在350～600 mm变动;土壤贮水量5-7月上旬因作物利用迅速下降,在雨季得到补充,到冬季缓慢下降;水保耕作措施对玉米Zeamnys、小麦Triticum aestivum和大豆Glycine max生育期200 cm土体耗水量影响不大,但秸秆覆盖能有效增加玉米-小麦-大豆轮作系统的水分利用效率;与传统耕作相比,免耕没有造成轮作系统的减产和水分利用效率的降低,免耕、秸秆覆盖可增加农民收入;在土地利用强度极高的玉米-小麦-大豆轮作系统,改大豆为利用营养体的豆科牧草,可提高系统的水分和光能利用率.     

耕作方式和秸秆覆盖对旱地麦豆轮作下小麦籽粒产量、蛋白质含量和土壤硝态氮残留的影响

为明确耕作方式和秸秆覆盖对旱地麦豆轮作下小麦籽粒产量、蛋白质含量和土壤硝态氮残留的影响,2014年10月-2016年6月,利用设置在豫西典型旱作区的麦豆轮作栽培模式长期定位试验,选取传统翻耕、翻耕覆盖、旋耕和旋耕覆盖4个处理,比较了小麦氮素吸收利用、籽粒产量、蛋白质含量以及土壤硝态氮残留量。结果表明,与翻耕相比,旋耕不影响小麦产量,但花后氮素积累量、籽粒蛋白质含量和蛋白质产量分别降低60.0%、8.6%和13.0%,而成熟期0~200 cm土层硝态氮残留量显著提高28.6%。同一耕作方式下,秸秆覆盖较无覆盖不仅显著提高了穗数、穗粒数、千粒重和收获指数,还提高了拔节前和开花后的氮素积累量,促进了营养器官氮素向籽粒中转运,从而使翻耕覆盖的籽粒产量、氮素吸收效率、籽粒蛋白质含量和蛋白质产量较翻耕分别提高11.5%、13.5%、7.4%和21.3%,旋耕覆盖较旋耕也分别提高23.0%、39.5%、12.8%和38.5%。在试验进行7年后的小麦成熟期,翻耕覆盖0~200 cm土层硝态氮残留量较翻耕降低31.3%,旋耕覆盖较旋耕也降低51.4%。因此,秸秆覆盖不仅可提高旱地麦豆轮作下小麦产量、蛋白质含量和氮素吸收效率,还能降低土壤硝态氮的残留量,是兼顾旱地小麦高产优质和环境友好生产的有效途径,尤其以旋耕覆盖效果突出。