秸秆还田深度对土壤温室气体排放及玉米产量的影响

【目的】秸秆还田是培肥地力、增加土壤有机质和改善土壤结构的重要技术手段,但以往的研究表明秸秆还田会加速土壤温室气体的排放。本研究通过对秸秆不同还田深度下农田土壤温室气体排放特征和产量的研究,明确降低温室气体排放量的最佳还田深度,以期为合理利用秸秆、提高作物产量,实现农业可持续发展提供科学依据。【方法】采用大田微区试验,以玉米为供试作物,设置4个还田深度,采用静态箱-气相色谱法测定整个玉米生长季不同还田深度下温室气体（CO₂、CH₄、N₂O）的排放特征,产量及产量构成因素。试验共设5个处理,还田深度分别为0—10 cm（T1）、10—20 cm（T2）、20—30 cm（T3）和30—40 cm（T4）,同时以不还田处理作为对照（CK）。【结果】（1）在整个玉米生长季CO₂和N₂O均表现为排放,CH₄表现为吸收。CO₂累积排放量为T3处理最高,较CK显著增加了28.6%,T4处理增加最少,较CK显著增加了17.1%（P<0.05）,但T1与T4处理之间差异不显著;而N₂O的累积排放量T2处理为最高,与CK相比,累积排放量显著增加111.3%,T4处理增加最少,与CK相比显著增加了12.8%（P<0.05）;CH₄则表现为吸收,且秸秆还田后降低了农田土壤对CH₄的吸收能力,吸收量表现为CK处理>T4处理>T3处理>T1处理>T2处理,且各还田处理与CK之间差异显著（P<0.05）。（2）秸秆不同还田深度下,与对照相比,各处理玉米产量均显著增加,增产在5.6%—20.8%（P<0.05）,但各处理之间的穗长、穗粗和行粒数差异不显著。当秸秆还至30—40 cm时,产量最高,较CK增加了20.8%,表明秸秆还田对提升土壤肥力及作物增产有重要作用。（3）从温室气体综合增温潜势（GWP）和温室气体排放强度（GHGI）来看,在100年尺度上,GWP表现为T2处理>T3处理>T1处理>T4处理>CK处理,而GHGI表现为T2处理>T3处理>T1处理>CK处理>T4处理,表明与CK相比,各处理均增加了玉米季温室气体的综合增温潜势,而T4处理则降低了玉米季温室气体排放强度,说明秸秆深还至30—40 cm可在一定程度上缓解全球增温潜势。【结论】秸秆还田会显著增加CO₂和N₂O排放,降低对CH₄的吸收能力;秸秆深还至30—40 cm可相对降低综合增温潜势,降低温室气体排放强度,同时显著增加玉米产量。因此,为实现较高的玉米产量和较低的温室气体排放强度,秸秆深还至30—40 cm是较为合理的土壤改良培肥方式。     

滴灌下氮盐交互对加工番茄荧光特性及产量品质的影响

【目的】新疆有着全中国最大面积的盐碱地和加工番茄的种植基地。在新疆开展两年试验以研究加工番茄在氮盐交互下生长、生理、产量和品质的变化规律,获得适宜新疆盐碱地种植加工番茄的合理施氮量和土壤盐分范围,为新疆扩大加工番茄种植面积和合理施氮提供科学的理论依据及技术途径。【方法】试验于2017和2018年在石河子大学现代节水灌溉兵团重点实验基地进行,以当地主栽品种3166为试验材料,2017年试验共设置4个土壤含盐量水平：1.5、4.0、7.0和10.0 g·kg ^-1及4个氮素水平：201、166、131和96 kg·hm ^-2,2018年在2017年的基础上去除10.0 g·kg ^-1的土壤含盐量,增加5.0 g·kg ^-1的土壤含盐量和不施氮量处理。试验测定和分析加工番茄的荧光叶绿素参数、产量和品质指标。【结果】在氮盐交互下,加工番茄荧光参数及产量等指标均呈现出复杂的变化规律。绝大多数的荧光参数及产量受土壤盐分的主导作用较氮素强,在同等氮素水平下,7.0 g·kg ^-1和10.0 g·kg ^-1的土壤盐分对加工番茄荧光指标抑制程度最大;低盐分水平下,166 kg·hm ^-2的中等偏高的施氮量对加工番茄的荧光指标促进作用最大,其次是施氮201 kg·hm ^-2的处理;在中等偏高的盐分水平下,96 kg·hm ^-2的低氮对加工番茄的最好,其次为不施氮水平。加工番茄的鲜果产量总体上符合“盐高产低”的规律,但低氮高盐处理的产量明显高于其他同盐度的氮素水平下的产量。可溶性固形物、VC、可溶性糖和可滴定酸均随着土壤含盐量的增大逐渐增大,糖酸比的最大值均出现在低盐处理,盐分对加工番茄品质的影响远高于氮素,二者交互对加工番茄的品质并无显著性影响。通过图形叠加分析方法,得出了加工番茄获得相对最优产量和品质的合理施氮范围和土壤含盐量区间。【结论】在盐碱程度偏高的土壤可通过少施氮素来提高加工番茄产量;加工番茄获得相对最优产量和品质的合理施氮范围和土壤含盐量区间为N：98.12—119.60 kg·hm ^-2,S：3.57—5.58 g·kg ^-1。     

密山市农户秸秆还田意愿的研究

在农作物秸秆的资源利用方面,秸秆还田目前被公认为一种高效、大量利用秸秆的措施,而农户作为处理秸秆资源的实际主体,研究农户的秸秆还田意愿也成为了开展秸秆资源利用的关键。本文调查研究了密山市下属各乡镇,通过问卷调查的数据去分析影响农户秸秆还田意愿的问题,并结合实地调研情况来提出提升农户秸秆还田意愿的建议。     

豫北平原小麦高产区农药施用状况调查

采用问卷调查的方式,对黄淮海流域的豫北平原典型小麦高产区——安阳、鹤壁、新乡、焦作4市小麦生产中农药施用状况进行调查,明确豫北平原小麦生产中所用的农药种类、频次、主要用药种类和农药减施潜力。结果表明:(1)豫北地区小麦生产中使用的农药共43种,以除草剂和杀虫杀菌剂为主,禁用和高毒性农药仍有施用。(2)调查农户施药次数范围是1～4次,平均施药次数为2.35次。(3)生产中常用农药有除草剂(苯磺隆、烟嘧莠去津、莠去津和噻吩磺隆)、杀虫杀菌剂(氧化乐果、高效氯氰菊酯、辛硫磷、多菌灵、吡虫啉、三唑酮、联苯菊酯和高效氟氯氰菊酯)和生长调节剂(芸苔素内酯和多效唑)。(4)生产过程中部分农药有减施潜力,其中除草剂类、杀虫杀菌剂类和生长调节剂类农药减施潜力分别为18.45%、3.22%和69.82%。     

施氮量对豫北冬小麦产量及子粒主要矿质元素含量的影响

以兰考矮早8、豫麦49-198和平安8号为材料,设置5个氮素水平（0、120、180、240、360kg/hm ²）,研究不同施氮量对豫北冬小麦子粒产量及其N、P、K、Ca、Mg、Fe、Mn、Cu、Zn、B等矿质元素含量的影响。结果表明：子粒中N与B（r=0.879）、N与Mg（r=0.858）、Mg与Zn（r=0.871）、Mg与B（r=0.877）含量间相关系数较高。施氮显著提高了子粒N、Ca、Fe、Cu、Zn、B含量,K、Mg含量受施氮量影响较小,但P和Mn含量明显下降。兰考矮早8子粒中各种矿质元素（除B外）含量明显高于平安8号,豫麦49-198介于二者之间。施氮在提高小麦子粒产量的同时降低了P/Ca、P/Mg、P/Fe和P/Zn的值,增强了Ca、Mg、Fe、Zn的生物有效性。此外,研究发现施氮量达到180kg/hm ²后,继续增施氮肥小麦产量难以提升。可见,合理的氮肥管理可以提高豫北地区冬小麦产量及子粒中微量元素的含量;过量施氮不仅难以提高子粒产量,还会降低子粒P和Mn的含量。     

不同氮肥处理对西北区春玉米产量的影响

为确定不同生产条件下的玉米适宜施氮量,以及控释肥的应用前景,本试验设置5个施氮水平(0、120、180、240、300 kg·hm~(-2))、2种氮肥种类(速效氮肥和控释氮肥),研究了不同氮肥处理对西北春玉米农艺性状、产量及产量构成因素的影响。结果表明,增施氮肥能改善西北区春玉米的农艺性状,随着施氮量的增加,玉米株高、穗位高显著增加,增长范围分别为3.1%～32.8%和3.3%～10.8%,但速效氮肥和控释氮肥处理间无明显差异;不同施氮量较不施氮处理能显著提高穗长、穗粗,降低秃尖长度,行粒数、千粒重和产量呈现先增加后降低的趋势,当施氮量为180 kg·hm~(-2)时,产量均达到最大值,可增产8.8%～15.8%,不同氮肥种类间差异不显著。通过产量与施氮量的回归方程分析,发现施氮量为167.7～205.4 kg·hm~(-2)时,产量较高。     

我国主要麦区农户施肥评价及减肥潜力分析

【目的】明确我国主要麦区农户小麦施肥存在的问题及减肥潜力,为科学施肥、合理减肥提供依据。【方法】连续3年对我国主要麦区的小麦种植户进行施肥调研和取样,基于农户产量、养分需求量和土壤养分供应水平对其施肥状况和减肥潜力进行评价和分析。【结果】我国主要麦区农户小麦产量和生物量平均为6.0和13.2 t·hm ^-2,二者极显著线性相关。小麦产量与施肥量和土壤养分无显著相关。我国小麦氮（N）、磷（P₂O₅）和钾（K₂O）肥用量平均分别为191.1、112.8和53.4 kg·hm ^-2,春麦区农户氮、磷和钾肥用量平均分别为171.7、108.9和10.6 kg·hm ^-2,旱作区分别为154.3、111.8和32.6 kg·hm ^-2,麦玉区分别为236.4、128.1和74.0 kg·hm ^-2,稻麦区分别为177.5、77.0和71.8 kg·hm ^-2。就施氮量而言,春麦区过量施氮的农户较少,为34%,其次是麦玉区、稻麦区和旱作区,分别为42%、55%和63%;产量较低的农户是氮肥减施的重点,减氮潜力最高达43.6%,平均需减氮2.3—135.5 kg·hm ^-2。过量施磷问题比较突出,各麦区施磷过量的农户分别占63%、87%、68%和57%,即使小麦高产时,仍有超过50%的农户施磷过量;各麦区不同产量等级的农户均需减施磷肥,减磷量平均为3.8—91.1 kg·hm ^-2,旱作区减磷潜力最大,达55.6%。施钾状况因麦区而异,在春麦区,主要问题是施钾不足,占84%,平均需增施钾肥22.8 kg·hm ^-2;旱作、麦玉和稻麦区,减钾潜力分别达43.2%、25.7%和56.0%;产量较低的农户是减钾的重点,平均需减钾31.7—45.9 kg·hm ^-2。【结论】我国农户施肥状况和减肥潜力因农户产量和麦区不同存在差异,中低产农户过量施肥问题较为严重,应注意根据产量适量减少施用氮、钾肥,所有农户均需警惕磷肥过量投入问题,其中旱作区氮、磷肥减施潜力最高,稻麦区减钾潜力最高。     

生物有机肥部分替代化肥对莴笋生长、产量及品质的影响

为了改善因化肥过量施用导致的蔬菜品质下降、肥料利用率降低和环境污染等问题,通过化肥减量配施生物有机肥,探讨菜田减肥潜力和生物有机肥增效作用。采用随机区组试验,研究不同施肥处理对莴笋产量、品质、光合特性及肥料贡献率的影响。试验共设置6个施肥处理:不施肥(CK1)、100%常规施肥(CK2)、80%常规施肥+200 kg·667m~(-2)生物有机肥(T1)、80%常规施肥+400 kg·667m~(-2)生物有机肥(T2)、70%常规施肥+400 kg·667m~(-2)生物有机肥(T3)、70%常规施肥+200 kg·667m~(-2)生物有机肥(T4)。结果表明:生物有机肥部分替代化肥可使莴笋的株高、茎长及茎粗不同程度的增加,其中T2效果最优;在相同的生物有机肥施用量下,化肥减施20%较减施30%有助于根系的生长和根系活力的增强;T2处理莴笋叶绿素总量分别比CK1处理和CK2处理提高17.32%和1.74%;T2处理的净光合速率和蒸腾速率最高,分别高于其他处理6.90%～49.35%和6.26%～58.64%;与CK2相比, T1、T2、T3和T4分别增产4.76%、15.31%、11.06%和4.11%,其中T2产量最高,达8 277.00 kg·667m~(-2),其经济效益比CK2增长11.64%;化肥减施并配施生物有机肥的处理肥料贡献率均显著高于CK2处理, 100%常规施肥供大于求,供需平衡破坏,导致肥料的浪费;随着化肥用量的减少,莴笋硝酸盐含量降低, T3处理降低幅度最大,茎、叶中硝酸盐含量较CK2分别降低26.53%和20.96%;配施生物有机肥可提高莴笋茎、叶中可溶性蛋白、可溶性糖和维生素C的含量,其中配施400 kg·667m~(-2)时效果更优。化肥减施20%的条件下配施400 kg·667m~(-2)生物有机肥可增强莴笋叶片光合能力,提高产量和改善可食用部分品质,是实现肥料资源合理配置的良好施肥模式。