玉米不同部位秸秆腐解特征及其影响因素研究

采用尼龙网袋法,研究不同还田方式(覆盖、深埋)、不同还田环境(室内高温环境、生产田自然环境)条件下,不同秸秆长度(10 cm、20 cm、30 cm、40 cm)、不同植株部位(茎、叶、穗轴)秸秆的腐解规律及其相互影响作用,探索适宜当地生产和生态条件的玉米秸秆还田方式。结果表明,玉米茎秆腐解过程总体呈"快-慢-快-慢"趋势,两年腐解率达62.10%～73.23%;玉米叶还田的腐解规律表现为前期快后期慢,第一个月腐解率达22.80%～40.78%。秸秆腐解速率显著受秸秆部位、还田环境、还田深度及秸秆长度影响,且各影响因素间交互作用对秸秆腐解速率影响显著(P0.01)。不同部位秸秆腐解速率常数k差异较大。在本试验条件下,小秸秆深埋还田最有利于秸秆腐解。     

Changes in the survival rate and fecundity of the rice leaffolder, Cnaphalocrocis medinalis Guenée (Lepidoptera: Pyralidae), at different magnesium concentrations in hydroponic culture

The rice leaffolder, Cnaphalocrocis medinalis Guenée (Lepidoptera: Pyralidae), is a leaf-feeding pest and the physical and chemical nature of the rice leaf affects its feeding, survival and fecundity. We examined changes in the survival rates of larvae and pupae, pupal weight and the number of eggs laid by adult females developed from a resistant variety (Huaidao 9) and a susceptible variety (Yangjing 9538) in hydroponic solutions containing different concentrations of magnesium (Mg). The concentration of Mg in the hydroponic solution significantly affected the survival rates of the larvae and pupae, the pupal weights and the numbers of eggs laid. Larval survival rates on the resistant variety were significantly higher for fourth instars exposed to 60 and 80 ppm Mg and pupae exposed to 20, 40, 60 and 80 ppm Mg than those for the control treatment (without Mg). For the susceptible variety, survival rates of first, second and third instars were significantly higher at high concentrations of Mg than those under control conditions. In addition, the number of eggs laid by adult females increased with increasing Mg concentrations, though there was a slight decrease at 80 ppm compared to 60 ppm. These results indicate that Mg is beneficial to the development, survival and fecundity of C. medinalis. They further suggest that high levels of nitrogen fertilizer in rice fields favour outbreaks of this pest because application of nitrogen elevates the chlorophyll content and Mg levels in the rice leaf.     

秸秆还田与实地氮肥管理对直播水稻产量、品质及氮肥利用的影响

 【目的】探讨麦秸秆还田与施氮技术对直播水稻产量、品质的影响及氮肥利用效率的表现。【方法】以直播粳稻扬粳9538为材料进行大田对比试验,设置麦秸还田与不还田、实地氮肥管理（SSNM）和农民习惯施肥法（FFP）等处理,测定水稻产量、品质及氮肥利用效率。【结果】无论是SSNM还是FFP,与秸秆未还田相比,秸秆还田降低了单位面积穗数,提高了每穗粒数、结实率与千粒重,增加了产量,改善了稻米的外观品质与蒸煮品质。与FFP相比,SSNM显著提高水稻产量,降低了稻米蛋白质含量,改善了稻米的食味性。秸秆还田结合SSNM增大了籽粒最大灌浆速率与平均灌浆速率,缩短了活跃灌浆期,增加了粒重,并提高了氮收获指数、氮肥吸收利用率、氮肥农学利用率、氮肥生理利用率和氮肥偏生产力。【结论】秸秆还田结合SSNM可增加产量,改善稻米品质,提高氮肥利用效率。     

冬季秸秆还田和土地管理对水稻生长期CH4排放的影响

利用田间试验研究了冬季3种土地管理方式下(种麦、休闲和淹水)秸秆施用(4 800 kg·hm~(-2)和0)对后续稻季CH_4排放的影响.结果表明,休闲混施和休闲不施处理CH_4平均排放通量显著高于种麦混施和种麦不施处理(P<0.05),但显著低于淹水混施和淹水不施处理(P<0.05);淹水混施处理CH_4平均排放通量显著高于淹水不施处理(P<0.05),而休闲混施和休闲不施处理、种麦混施和种麦不施处理间无显著差异(P>0.05).水稻生长期CH_4排放通量与5、10 cm处土温旱极显著正相关(P<0.01),而与土壤Eh无显著相关性(P>0.05).改冬季淹水和休闲稻田为种植小麦或在水稻移栽前对休闲稻田实施除草措施能显著减少稻田CH_4排放量,是一种既增加农作物产量又能达到减少温室气体CH_4排放的农业措施,具有很大的应用推广价值.     

稻草切碎全量还田抛秧栽培双季稻立苗和生长的影响因素

为实现机械化稻草切碎全量还田条件下抛栽水稻的快速立苗,在大田条件下研究了稻草还田(设稻草全量还田和稻草不还田)以及在稻草全量还田条件下秧龄(早稻设25、30 d,晚稻设20、25、30 d)、抛栽方式(设点抛和人工撒抛)、耕作方式(设机械深耕和机械旋耕)对早、晚稻抛栽立苗及水稻生长的影响。结果表明,相同条件下,稻草全量还田不利于晚稻立苗及根系生长,但对早稻影响较小;晚稻稻草全量还田的秧苗立苗时间比稻草不还田至少延长2 d;抛栽2 d后单株根质量大于稻草不还田;抛栽4 d后稻草全量还田处理水稻叶面积、黄叶比低于稻草不还田处理。相同耕作与抛栽方式下,秧龄越短水稻立苗和根系生长越快,早稻30 d秧龄秧苗立苗时间比25 d至少长2 d;晚稻30 d秧苗立苗时间比20 d秧苗至少长3 d,比25 d秧苗至少长1 d。相同耕作方式及秧龄条件下,早、晚稻点抛后的立苗角度、立苗比例均大于撒抛,且早稻点抛立苗时间比撒抛至少缩短2 d,晚稻至少缩短1 d。相同抛栽方式及秧龄条件下,晚稻深耕立苗时间比旋耕短、根系数量比旋耕多;早、晚稻深耕秧苗的叶面积指数大于旋耕。生产上,在稻草全量还田时,早稻秧龄宜为25 d,晚稻秧龄宜为20～25 d,采用点抛及深耕的方式有利于抛栽稻立苗及生长。     

耕作和秸秆还田对土壤团聚体有机碳及其作物产量的影响

通过3年的田间定位试验,研究不同耕作方式、秸秆还田对土壤团聚体、有机碳含量和作物产量的影响。试验共设置6个处理:翻耕+化肥(T1)、翻耕+秸秆还田+化肥(T2)、旋耕+化肥(T3)、旋耕+秸秆还田+化肥(T4)、免耕+化肥(T5)、免耕+秸秆还田+化肥(T6)。结果表明:与翻耕相比,0—20cm土层免耕处理大团聚体(2mm)含量增加35.79%,中粒度团聚体(2~0.25mm)含量增加30.81%,微团聚体(0.25~0.106mm)含量增加25.80%。免耕+秸秆还田的T6处理土壤团聚体中有机碳含量最高,大团聚体(A1)、中粒度团聚体(A2)和微团聚体(M1)中分别比"翻耕+化肥"的T1处理高25.04%,28.55%,18.12%。传统耕作作物产量高于保护性耕作,"翻耕+化肥"的T1处理在2013,2014,2015年的水稻当量产量分别比"免耕+化肥"的T5处理高12.30%,13.22%,15.20%。免耕和秸秆还田等保护性耕作方式提高了土壤团聚体含量,增加了土壤固碳,但一定程度上影响了水稻和小麦幼苗生长,降低了作物产量。     

秸秆腐熟剂对稻麦轮作区土壤微生态的影响 

采用核糖体RNA基因高通量测序技术,研究在宜城稻麦轮作田施用4种不同秸秆腐熟剂处理(T1:棘孢木霉/枯草芽胞杆菌粉剂;T2:黑曲霉/枯草芽胞杆菌粉剂;T3:黑根霉/枯草芽胞杆菌粉剂;T4:棘孢木霉/枯草芽胞杆菌粉剂)对土壤微生态的影响。结果显示:各处理对土壤真菌种群影响较大,相对于阴性对照(Tn),科和属的数量均明显增加,以T2处理增幅最大(133.0%);与阳性对照(Tp)比较,除T4处理外,各处理科或属的数量也有所增加(15.6%～45.8%);然而,细菌种群并未见较大变化。Chao1指数比较显示,真菌指数大幅增加(74.5%～191.8%),而细菌的指数变化较小(-4.0%～15.1%)。统计分析显示,各处理有24～55个属的真菌显著性上调(P0.05和倍数变化≥2),其中超过六成相对于Tp和Tn均上调,而仅有2～11个属的细菌显著上调;有4～11个属的真菌显著性下调,其中14.3%～25.0%相对于2个对照均下调,有4～7个属的细菌相对于Tp显著下调,但没有属相对于Tn下调。通过UPGMA聚类分析不同处理土壤微生物Beta多样性之间的相似度,土壤真菌Beta多样性结果显示,T1、T2、T3和阳性对照均在一个分组里,而T4和阴性对照在一个分组里;土壤细菌Beta多样性结果显示,T2、T3、T4和阳性对照均在一个分组里,而T1和阴性对照在一个分组里。     

秸秆还田条件下不同供钾能力土壤水稻、油菜、小麦钾肥减量研究

【目的】研究不同供钾能力土壤在秸秆还田条件下钾肥减量施用对水稻、油菜、小麦的产量、钾素吸收量及钾肥利用率的影响,计算秸秆还田条件下3种作物的钾肥适宜用量,为秸秆还田条件下钾肥资源的合理利用及农田钾素养分管理和调控提供理论依据。【方法】2013—2015年在湖北省38个县(市)的水稻、油菜及小麦3种作物上开展秸秆还田钾肥减量施用田间试验。试验设置6个处理,分别为(1)对照,不施钾(CK);(2)施用全量化学钾肥(+K);(3)秸秆还田处理(+S);(4)秸秆还田配施50%钾肥(S+1/2K);(5)秸秆还田配施75%钾肥(S+3/4K);(6)秸秆还田配施全量钾肥(S+K)。参考不施钾肥处理的作物相对产量(即CK处理产量/+K处理产量)将土壤供钾能力分为高、中、低3个水平。【结果】不同供钾水平土壤施钾和秸秆还田均能不同程度增加水稻、油菜和小麦的产量和地上部钾素吸收量。其中,高供钾能力的土壤水稻、油菜和小麦仅通过上季作物秸秆全量还田即可满足作物高产的钾素需求;中等供钾能力的土壤3种作物可在秸秆还田条件下减少50%钾肥用量;而低供钾能力的土壤,秸秆还田条件下水稻季可减少25%钾肥用量,油菜和小麦季可减少50%钾肥用量。从土壤钾素表观平衡来看,秸秆还田可缓解土壤钾素亏缺,其中油菜季平均盈余量为14.1—152.6kg K_2O·hm~(-2),小麦季平均盈余量为25.5—95.9 kg K_2O·hm~(-2),水稻季则仍表现为钾素亏缺。在考虑秸秆钾素投入量的情况下,通过一元二次方程和线性加平台方程拟合秸秆还田条件下钾肥用量与作物产量之间的关系,以+K处理产量为标准得到秸秆还田条件下的适宜钾肥用量。结果表明,在前茬作物秸秆全量还田的条件下,供钾能力为中、高等水平的土壤3种作物钾肥适宜施用量为20—33 kg K_2O·hm~(-2),油菜钾肥施用量低于水稻和小麦;而供钾能力低的土壤上,秸秆还田土壤钾肥适宜施用量为45—49 kg K_2O·hm~(-2),油菜钾肥推荐用量高于水稻和小麦。与目前钾肥经济施用量60 kg K_2O·hm~(-2)相比,3种作物在供钾能力为中、高等水平的土壤通过秸秆还田可节省钾肥45.0%—66.7%,供钾能力低的土壤也可节省钾肥18.3%—25.0%。【结论】秸秆还田条件下水稻、油菜及小麦可以在减少18.3%—66.7%钾肥用量的同时保证作物产量,钾肥施用量减少的比例应根据土壤供钾水平进行调整。     

Effects of Straw Incorporation on Soil Organic Carbon Density and the Carbon Pool Management Index under Long-Term Continuous Cotton

The objective of this experiment was to study the effects of residue management on soil organic carbon density and the carbon pool management index under continuously cropped cotton (Gossypium hirsutum L.) in China’s Xinjiang Province. The experiment included the following nine treatments: (i) annual straw incorporation during 5, 10, 15, 20, 25, and 30 years of continuous cotton and (ii) annual straw removal during 5, 10, and 15 years of continuous cotton. The results showed that the total organic carbon, labile organic carbon, the labile organic carbon/total organic carbon ratio, soil organic carbon density, and the carbon pool management index all increased with time in the straw incorporated treatment, but decreased with time in the straw removed treatments. Soil carbon concentrations, which are naturally low in the Xinjiang Region, had not reached saturation after 30 years of continuous cotton with straw incorporation.     

不同还田方式下拉巴豆秸秆腐解及养分释放特征

为明确拉巴豆秸秆的腐解和养分释放规律,采用网袋法模拟研究拉巴豆在覆盖还田、土埋还田和水淹还田方式下的腐解动态。结果表明:不同还田方式下,拉巴豆茎秆在0~20 d腐解速率较快,之后腐解缓慢;在100d时,覆盖还田、土埋还田和水淹还田方式下累计腐解率分别达42.4%、74.3%、66.9%。经过100 d的腐解,覆盖还田方式下碳、氮、磷、钾的累计腐解率分别为28.8%、14.3%、47.7%、86.2%;土埋还田方式下碳、氮、磷、钾的累计腐解率分别为68.0%、62.3%、85.2%、94.8%;水淹还田方式下碳、氮、磷、钾的累计腐解率分别为63.0%、55.0%、82.0%、91.1%,拉巴豆茎秆养分的释放速率表现为钾磷碳氮。3种还田方式下茎秆累计腐解率及碳、氮、磷、钾等养分的累计释放率均表现为土埋还田水淹还田覆盖还田。