黄淮海平原高水肥改良中低产田耕地质量动态评估

为研究黄淮海平原地区改良中低产田进程中广泛采取的高水肥措施对耕地综合质量发展的影响,在河南封丘布置田间小区试验,通过测产、采样和分析,研究不同施肥方案和不同肥料处理下的耕地土壤及作物的质量动态,评估各处理的利弊权重.结果表明:优化施肥和高水肥措施有利于提高作物根系吸水能力、增加作物对土壤氮素的利用、提高耕地作物产量和品质、抑制土壤碱性增加.但是当前施肥制度尤其在高肥处理下耕地土壤有板结现象;优化施肥方案中的高肥处理不利于底层土壤脱盐,易引发土壤次生盐渍化;高水肥措施下土壤保肥能力较差.针对不同施肥处理的利弊权重提出以优化施肥技术和高水肥措施为技术主导进行中低产田改良,增加耕地作物产量和改善品质,同时需配合土壤次生盐渍化防控措施、土壤培肥措施和农艺措施,除弊扬利,实现耕地综合质量的全面、持续提升.     

青海大通不同退耕还林时间梯度对土壤物理性状的影响

本文主要探讨不同退耕还林时间梯度上土壤物理性质的变化规律及其对土壤物理性状的改良作用,研究表明,退耕地营林后对土壤各种物理性状影响极大,使其能在短时间内土壤向森林土壤定向演化,且时间越长,土壤结构改善越明显:总孔隙度增大、土壤水气热协调性增强、土壤持水能力及其供水肥能力加强,有利于涵养水分和保持水土,土壤的抗蚀能力显著增强。     

环境材料对不同水肥条件下玉米氮磷利用效率的影响

为了探究不同水肥条件下环境材料对作物生长和氮磷利用效率的效应,通过盆栽玉米种植实验采用土壤持水量(A)、氮磷肥(B)、环境材料(C)三因素三水平正交实验设计,研究了高分子保水剂、沸石和腐植酸等环境材料组合对玉米生长和氮磷肥利用效率影响,筛选出作物增产和氮磷肥同步增效的三因素优化组合,并通过土壤肥力和酶活性分析揭示相关效应机理。结果表明,三因素对各项指标影响的主次顺序不同,A和B对玉米生长和氮磷肥利用效率的影响大于C,但C能够促进玉米生长和氮磷肥利用效率的提高,促进土壤碱解氮、有效磷含量的提高以及脲酶、磷酸酶活性的增加;土壤持水量65%~70%,每公斤土施肥1.5 g N、1.13 g P_2O_5,环境材料4.5 g的组合和土壤持水量85%~90%,每公斤土施肥1.5 g N、1.13 g P_2O_5,环境材料9 g的组合,作为提高玉米产量和氮磷肥利用效率的优化组合,在实践中可根据水分情况进行选择。     

日本旱地农业研究与开发

日本旱地总耕地面积的４５．６％，主要分布于火山灰土地带。随着社会经济的发展和技术的进步，旱地农业研究与开发受到重视：（１）依据土壤水分动态和作物对水分胁迫敏感程度确定灌溉方案，并推行节水灌溉技术和灌溉设施的多目的利用；（２）注重不良性土壤的化学改良，并通过磷酸质资材的施用和既肥的连用进行土壤培肥；（３）采用深耕、混层耕和耘客土耕等土壤耕作措施进行层改良；（４）机械电子化，自动化、电脑化和农业情报化     

有机改良剂在防治植物土传病害中的应用

 本文综述了有机改良剂的类型及其在防治作物土传病害的应用情况,包括壳质粗粉、植物残体、绿肥、饼肥、堆肥和粪肥;概括了有机改良剂的防病机制,如直接的抑菌作用、对土壤微生物区系的调节、诱导抗病性、改良土壤结构和促进植物生长等;讨论了当前有机改良剂防治作物土传病害研究存在的一些问题及今后应重点研究的课题,并对有机改良剂防治植物病害在未来的发展前景提出了自己的看法。     

污水灌溉重金属污染研究进展

从国内外污水灌溉土壤中重金属污染,作物对重金属的吸收和富集规律,重金属污染对作物生长发育的影响,控制污水灌溉重金属污染的途径与对策,今后污水灌溉重金属污染的研究方向与展望5个方面概述了污水灌溉重金属污染的研究进展,为下一步开展污水灌溉重金属污染研究提供参考依据和经验借鉴。     

作物连作障碍研究进展

作物连作障碍对其产量和品质产生不利影响,严重制约现代农业的可持续发展。本文针对国内现阶段作物连作障碍现状,陈述了作物连作障碍的危害性,从土壤理化性状改变、土壤生态环境破坏、植物自毒作用等方面分析了连作障碍形成原因,提出了土壤改良和田间管理、种植制度和种植方式的优化、嫁接技术利用、生物防治等综合治理措施,以期为解决我国农业生产这一难题提供理论参考。     

旱区间作水分高效利用机制探讨

间作系统充分利用光热水肥资源具有高产高效特征，在旱区得到了广泛应用。综合国内外间作群体水分利用的研究成果，论述了间作具有水分优势的高效利用机制。间作系统减少土壤蒸发、提高作物蒸腾、降低棵间蒸发与耗水量的比值，增加土壤水分的有效性，提高作物根系对土壤水分的吸收利用，进而提高水分利用效率。间作系统的水分利用机制包括生态位分离减少竞争以促进资源的充分利用、水力再分配调节作物及邻体作物土壤的水分条件缓解旱区作物的水分胁迫。间作系统水分利用的影响因素包括作物种类、种植密度和空间布局、水肥管理和耕作措施。针对研究中的不足，指出未来间作系统水分高效利用研究应关注以下方面：不同区域间作群体增产和节水的规律；水分与源库关系及对种间关系的响应；量化水分与根系生长的关系，建立间作作物对水分吸收的模型；地下部对间作水分优势的响应。     

葛属植物修复土壤重金属污染研究进展

葛属植物具有生长快、适应性和抗逆性强、耐瘠薄等优点,在我国分布广泛。由于葛属植物具有较强的富集土壤重金属的能力,是一类良好的富集植物,可用于缓解土壤重金属毒害作用。综述了近年来葛属作物的种质资源、生长量与重金属土壤的耐受程度、抗氧化系统响应及葛属作物废弃物的钝化作用等方面的研究进展,并对未来该领域的发展方向进行了展望。     

论我国旱地农业建设的技术路线与途径

旱地农业建设是我国农业生产的重要方面,通过对我国旱地农业战略地位和主要特征的分析,从持续发展角度,提出了旱地农业建设的技术路线,总结分析了旱地农业建设的技术途径。指出我国旱地农业建设应以降水的高效利用为中心,提高降水利用率、降水生产潜力开发利用率和水分利用效率,积极发展并完善集雨补灌技术。     

Effects of variation in rainfall on rainfed crop yields and water use in dryland farming areas in China

Crop production in the dryland farming areas of northern China is constrained by low and variable rainfall. This article presents the analysis of the relationships between variations in rainfall and yields of winter wheat and spring maize. The analysis is based on data from both several short-term and our ongoing long-term field experiments in dryland farming research projects in Tunliu, Linfen, Shouyang, and Luoyang. Grain yields of wheat and maize ranged from 1,548 to 5,169 and from 2,612 to 8,789 kg ha^-1 respectively, with differences up to above 200% (between dry and wet years). Wheat yields are sensitive to growing season rainfall but also correlated to water use (ET), whereas maize yields are sensitive to the critical time of water supply (especially June rainfall) but not correlated to ET. The ratio of grain yields to soil water at sowing is an important indicator, showing close relationships between yields and soil water-related ratio within the rainfed crops site. Comparison between the indices of water use efficiency (WUE) and precipitation use efficiency (PUE) suggests that the index WUE is more grain-related indicator than the PUE used for assessing rainfed crop water use by both maize and wheat. The index PUE should be used in caution, especially for wheat crops in dry years. Our results indicate that options to alleviate crop moisture stress must be tailored to the rainfall pattern. This holds especially for conservation tillage with response nutrient management practices that aim at enhancing water use efficiency.     

黄淮海平原灌区节水高效耕作制度构建

黄淮海地区是我国重要的粮食产区,平均复种指数为150%,小麦-玉米一年两熟加春播作物组成的两年三熟制为该区域的主要种植制度。受水资源限制,部分地区复种指数呈现下降趋势,严重影响了区域粮食安全。发展节水高效耕作制度成为解决区域粮食安全和生态安全的重大科技问题。介绍了山东农业大学在小麦-玉米周年节水高效耕作制度和春播作物覆盖节水耕作制度两个方面的最新进展：前者重点介绍秸秆还田与高效耕作、高杆喷灌水肥一体化、肥水耦合、测墒补灌等生物节水与农艺节水的技术创新与集成;后者重点介绍多功能生物降解地膜的研制与花生、马铃薯等覆盖节水增产技术体系。在此基础上,提出黄淮海地区耕作制度的发展方向与技术需求(采取深松与秸秆还田技术相结合、深松与高杆喷灌结合、废弃物还田、合理灌水与施用氮肥相结合、地膜覆盖技术等),以期为黄淮海平原灌区粮食安全和生态安全提供战略支撑与技术支持。     

施用有机肥和秸秆还田对旱地玉-麦二熟体系作物产量、品质和化肥效率的影响

为探明施用商品有机肥和秸秆还田对旱地夏玉米-冬小麦二熟体系作物产量、品质和肥料利用效率的影响,于2015—2020年度设置不施肥+秸秆不还田（CK）、施氮磷肥+秸秆不还田（NP）、施氮磷肥+秸秆不还田+商品有机肥（NPO）和施氮磷肥+秸秆还田（NPS）4个处理进行田间试验,测定并分析作物产量、氮磷肥农学效率、籽粒养分含量、蛋白质含量以及冬小麦籽粒中蛋白质组分含量。结果表明：（1）与NP和NPO处理相比,NPS处理夏玉米5 a平均产量分别显著提高21.33%和20.77%,周年产量分别显著提高9.99%和13.43%,但3个施肥处理间小麦产量差异不显著。（2）施用商品有机肥和秸秆还田对夏玉米、冬小麦的籽粒品质均有显著影响。与NP处理相比,NPO处理冬小麦籽粒各蛋白质组分含量提高5.69%~8.28%;NPS处理冬小麦籽粒氮含量、钾含量和各蛋白质组分含量分别提高4.68%、3.96%和7.75%~11.38%。相较于NPO处理,NPS处理冬小麦籽粒钾含量、谷蛋白含量、贮藏蛋白含量和谷醇比分别显著提高14.41%、9.86%、5.39%和9.65%,夏玉米籽粒蛋白质含量、产量和籽粒氮、籽粒磷含量以及周年蛋白质产量分别显著提高6.45%、28.89%、6.40%、23.08%和10.43%。（3）相较于NP和NPO处理,NPS处理夏玉米氮肥的农学效率分别提高118.35%和113.25%,周年氮、磷肥农学效率分别提高42.83%和64.36%、42.86%和64.27%,但3个施肥处理间冬小麦氮肥、磷肥农学效率5 a均值无显著差异。综合来看,长期施用商品有机肥和秸秆还田可改善冬小麦籽粒中的蛋白质组分特性,秸秆还田还能增加夏玉米籽粒钾含量和冬小麦籽粒蛋白质含量和蛋白质产量,秸秆还田较施用商品有机肥更利于提高旱地玉-麦二熟区作物产量、品质和肥料利用效率。综上所述,施氮磷肥+秸秆还田的管理模式更适宜在旱地玉-麦二熟区进行推广。     

我国旱区作物根域微集水种植技术研究进展及展望

概述了我国旱作区作物根域微集水种植技术的增产机理与效果,在总结现有研究基础上,指出了目前根域微集水种植技术研究中存在的若干问题,并提出针对该技术的完善与深化应加强其影响作物生产力机制及水肥耦合机理方面的研究,科学评价在不同雨量区根域微集水种植的应用效果和水保效应,同时应进一步规范根域微集水种植技术的相关技术标准和操作规程。作者认为该技术在深化试验研究与广泛示范的基础上,在旱农区有十分广阔的应用前景,是提高旱区降水资源化效率及作物增产的重要技术途径。     

生物炭与腐殖酸配施对盐碱土理化性质的影响

为探索新型盐碱化土壤改良剂,选取玉米秸秆、葵花秸秆制成生物炭与腐殖酸配合,研究玉米秸秆生物炭(A)、混合秸秆生物炭(A₁)、腐殖酸(B)、玉米秸秆生物炭+腐殖酸(AB)、混合秸秆生物炭+腐殖酸(A₁B)5种改良剂与土壤混合后较对照组原土(CK)中盐碱指标、肥力指标的改善情况。结果表明:生物炭和腐殖酸都具有改良土壤盐碱性、提高土壤肥力的作用,二者联合配施对降低土壤pH、电导率(EC)、碱化度(ESP)及提高土壤养分的效果更明显,其中混合生物炭与腐殖酸配施(A₁B)效果最好,A₁B组处理的土壤pH较CK组显著降低10.8%,EC下降55%,ESP降低9.8%;速效钾、有效磷、速效氮及有机质的平均增幅较其他4个处理分别提升59.77%、210%、178%、180%。综上所述,混合施用生物炭及腐殖酸对于改良盐碱土效果明显。     

有机肥与化肥配施下土壤氮组分变化与氮素利用率研究

本文通过盆栽试验,在等量化肥配施等量有机肥的情况下,研究有机-无机肥料配合施用对土壤氮素组成、小麦产量及氮素利用率的影响.结果表明,与单施化肥相比,有机肥与化肥配合施用不同程度地提高了土壤全氮、碱解氮、酸水解氮、非酸水解氮、微生物量氮、酸解铵态氮和氨基酸态氮含量,其中商品有机肥配施化肥处理的全氮、碱解氮、酸水解氮、非酸...     

豫西配方施肥对旱地冬小麦水分利用效率的影响

针对豫西旱地冬小麦生产中盲目施肥、过量单一施肥问题，采用二因素五水平加一回归均匀布点设计，经过３ａ田间定位试验，探明了豫西旱地冬小麦高产的适宜氮、磷配比和用量，并分析了合理配方施肥对冬小麦产量、土壤水分和水分利用效率的影响。经大面积示范，推广，取得了明显的经济效益和生态效益。     

耕作协同物料添加对苏打盐碱化耕地土壤理化性质的影响

为探究耕作协同物料添加对苏打盐碱化耕地土壤障碍消减及作物产量的影响,采用大田试验,设置9个处理：对照(CK),深松+脱硫石膏(SG),深松+腐植酸(SF),深松+复合调理剂(ST),深松+复合调理剂+腐植酸(STF),粉垄+脱硫石膏(FG),粉垄+腐植酸(FF),粉垄+复合调理剂(FT),粉垄+复合调理剂+腐植酸(FTF),脱硫石膏、复合调理剂和腐植酸施用量分别为15 000、22 500 kg·hm^-2和6 000 kg·hm^-2。试验结果表明：与CK相比,在0～40 cm土层,耕作协同物料添加处理的土壤容重降低2.7%～18.4%,土壤总孔隙度增加3.8%～25.3%,土壤三相比得到改善。与CK相比,耕作协同物料添加降低了0～40 cm土层土壤pH、钠吸附比(SAR)和总碱度,降低幅度分别为6.8%～21.3%、20.7%～78.3%和17.1%～47.7%;在0～40 cm土层,耕作协同物料添加处理增加了土壤有机质含量,增加幅度为2.5%～63.9%。玉米穗行数、行粒数和理论产量较CK分别提高4.8%～10.1%、8.9%～22.0%和...     

加气灌溉对根区土壤肥力质量与作物生长的影响

水、肥、气、热、光是保障作物生长发育的五大要素,传统的灌溉方式不但用水量大,还会导致土壤通气性不足、团粒结构破坏,五要素之间的平衡被打破,造成土壤板结、盐碱化等土壤退化现象,从而土壤肥力质量下降,对作物生长发育造成不利影响。综述了加气灌溉研究背景、加气灌溉条件下土壤肥力质量评价指标、加气灌溉对土壤和土壤肥力质量的影响、加气灌溉对作物生长的影响,总结了加气灌溉对土壤微环境、酶环境、营养环境和作物根系的影响规律以及加气灌溉对土壤微环境和作物根系的调节机理。大量研究表明,加气灌溉能够有效改善根区土壤结构和水力学特性,增强作物根区土壤通透性,明显增加作物根区土壤中细菌、真菌和放线菌的数量,提高土壤中过氧化氢酶与脲酶活性,改善作物根区土壤微环境;加气灌溉可以增加土壤中速效氮和速效磷的含量,提高土壤肥力质量,促进根系对营养物质的吸收和作物的生长发育,提高灌溉水利用效率,作物增产高达10%以上。最后总结了现阶段加气灌溉还存在加气设备研发、加气时间与频次问题以及加气灌溉对土壤、微生物、作物根系、生态环境等的影响机制问题,提出了目前加气灌溉处于定量研究的探索阶段,还需要对加气灌溉中水-土-气-作物的耦合...     

Mulching mode and planting density affect canopy interception loss of rainfall and water use efficiency of dryland maize on the Loess Plateau of China

High and efficient use of limited rainwater resources is of crucial importance for the crop production in arid and semi-arid areas. To investigate the effects of different soil and crop management practices(i.e., mulching mode treatments: flat cultivation with non-mulching, flat cultivation with straw mulching, plastic-covered ridge with bare furrow and plastic-covered ridge with straw-covered furrow; and planting density treatments: low planting density of 45,000 plants/hm~2, medium planting density of 67,500 plants/hm~2 and high planting density of 90,000 plants/hm~2) on rainfall partitioning by dryland maize canopy, especially the resulted net rainfall input beneath the maize canopy, we measured the gross rainfall, throughfall and stemflow at different growth stages of dryland maize in 2015 and 2016 on the Loess Plateau of China. The canopy interception loss was estimated by the water balance method. Soil water storage, leaf area index, grain yield(as well as it components) and water use efficiency of dryland maize were measured or calculated. Results showed that the cumulative throughfall, cumulative stemflow and cumulative canopy interception loss during the whole growing season accounted for 42.3%–77.5%, 15.1%–36.3% and 7.4%–21.4% of the total gross rainfall under different treatments, respectively. Soil mulching could promote the growth and development of dryland maize and enhance the capability of stemflow production and canopy interception loss, thereby increasing the relative stemflow and relative canopy interception loss and reducing the relative throughfall. The relative stemflow and relative canopy interception loss generally increased with increasing planting density, while the relative throughfall decreased with increasing planting density. During the two experimental years, mulching mode had no significant influence on net rainfall due to the compensation between throughfall and stemflow, whereas planting density significantly affected net rainfall. The highest grain yield and water use efficiency of dryland maize were obtained under the combination of medium planting density of 67,500 plants/hm~2 and mulching mode of plastic-covered ridge with straw-covered furrow. Soil mulching can reduce soil evaporation and retain more soil water for dryland maize without reducing the net rainfall input beneath the maize canopy, which may alleviate the contradiction between high soil water consumption and insufficient rainfall input of the soil. In conclusion, the application of medium planting density(67,500 plants/hm~2) under plastic-covered ridge with bare furrow is recommended for increasing dryland maize production on the Loess Plateau of China.