秸秆还田对麦粱两熟农田土壤团聚体特征的短期效应

冬小麦—夏高粱种植系统作为一种新型农业两熟制系统,是山西省杂粮可持续发展的一项有效措施。为阐明该种植系统农田土壤团聚体粒级分布及稳定性对秸秆还田量的短期响应,试验基于麦粱种植系统,分析了不还田（CK）、半量还田（HR）和全量还田（WR）对土壤团聚体粒级分布特征和稳定指数的影响。结果表明:秸秆还田后,能够显著降低0—30 cm土层 > 10 mm和 < 0.25 mm粒级机械稳定性团聚体含量,增加0.25～2 mm各亚粒级水稳性大团聚体含量,同时显著降低了土壤团聚体破坏率和不稳定团粒指数（p < 0.05）;全量秸秆还田后较半量秸秆还田对农田土壤团聚体特征改善效果更为明显,但对10—20,20—30 cm土层改善效果逐渐减弱;全量还田相比半量还田,土壤机械稳定性团聚体平均重量直径、几何平均直径和大团聚体（> 0.25 mm）含量分别显著降低了12.2%,23.0%和5.3%,并显著提升了水稳性团聚体几何平均直径和大团聚体（> 0.25 mm）含量,降低了水稳性团聚体分形维数（p < 0.05）。此外,土壤团聚体稳定性与有机碳含量、孔隙度、含水量和作物产量呈显著正相关（p < 0.05）。综合表明,全量还田在短期年限内能够显著提高土壤团聚体稳定性,是改善晋中区麦粱两熟农田土壤团粒结构和增加作物产量的有效措施。     

化肥减施对小麦-高粱系统土壤团聚体分布及其稳定性的影响

当前我国农户的肥料施用量已远超全球平均水平,所造成的土壤退化问题十分严重,因此控制我国肥料施用量已经迫在眉睫。研究肥料减施对土壤团聚体分布及其稳定性的影响,设置农户常规用量（CK）、常规用量的75%（UA_75%）、常规用量的50%（UA_50%）、常规用量的25%（UA_25%）4个处理,通过对土壤团聚体分布及其稳定性分析得出：短期化肥减施对机械稳定性团聚体分布几乎无影响,但显著增加了水稳性大团聚体（粒径>0.25mm）的数量。短期化肥减施对机械稳定性团聚体的平均重量直径（MWD）、几何平均直径（GMD）和分形维数（D）均无显著影响。UA_25%和 UA_50%处理增加了水稳性团聚体的MWD和GMD,降低了D值和团聚体破坏率（PAD）,提高了稳定率（WSAR）。肥料减施显著降低了冬小麦产量,而UA_50%和UA_75%处理对夏高粱产量的影响并不明显。综上所述,UA_50%处理能提高小麦-高粱系统的土壤团聚体稳定性、保证夏高粱产量,但肥料减施显著降低了冬小麦产量。     

种植密度对夏高粱生长发育及产量的影响

以夏播高粱晋杂30号为材料,在大田试验条件下,研究6个种植密度(11.25万,13.50万,15.75万,18.00万,20.25万,22.50万株/hm~2)对晋杂30号生长发育及产量的影响。结果表明,晋杂30号的株高随着种植密度的增加而增加,茎粗反而减小,叶面积指数在15.75万株/hm~2的种植密度下达到峰值;晋杂30号的产量随着种植密度的增加呈现先增加后降低的趋势,在15.75万株/hm~2种植密度下产量达到最高。研究表明,种植密度过高或过低都不利于晋杂30号生长发育与产量的最终形成,15.75万株/hm~2是晋杂30号高粱的最佳种植密度。