生物有机肥配合深松对农田土壤肥力和作物产量的影响

分析生物有机肥配合深松对农田土壤肥力和作物产量的影响,从而探索适宜的生物有机肥以及耕作深度,进而优化土壤环境,促进作物产量的不断提升。以辽宁省辽阳县的冬小麦、夏玉米为研究对象,采用裂区设计,主区为冬小麦,设置3种施肥模式,即常规施肥(D1)、生物有机肥替代10%氮肥(D2)、生物有机肥替代20%氮肥(D3);副区为夏玉米,设置2种耕作方式,即传统深耕(A1)、深松耕作(A2),分析不同处理对农田土壤肥力及作物产量的影响。试验结果表明,有机肥替代氮肥配合深松处理的土壤容重低于传统耕作施肥处理;随着有机肥替代量的增加,土壤有机质、硝态氮、有效磷及速效钾含量随之增加,土壤养分在深松耕作的影响下无明显提升;冬小麦和夏玉米种植期土壤微生物碳和氮有所提升。与传统耕作配合施肥处理相比,冬小麦和夏玉米种植产量有所提升,分别达到39 256、36 618 kg/hm²。冬小麦—夏玉米轮作过程中,采用有机肥替代10%～20%氮肥,并配合深松,可以增加农田土壤肥力,促进作物产量的提升。     

连续周年耕作对砂姜黑土农田蓄水保墒及作物产量的影响

【目的】筛选利于改善黄淮区砂姜黑土农田蓄水保墒效果及提高作物产量的夏玉米-冬小麦周年耕作方式。【方法】在秸秆全量还田条件下设置5个夏玉米季-冬小麦季周年耕作方式处理:免耕-旋耕(对照)、免耕-深耕、深松-旋耕、深松-免耕、免耕-免耕,通过多年定位试验研究周年耕作方式对砂姜黑土农田土壤容重、土壤水分及作物籽粒产量的影响。【结果】与对照处理相比,免耕-深耕处理显著降低夏玉米收获期15—25 cm土层土壤容重和冬小麦收获期20—35 cm土层土壤容重,深松-免耕和深松-旋耕处理显著降低夏玉米收获期15—40 cm土层土壤容重和冬小麦收获期20—25 cm土层土壤容重,而免耕-免耕处理显著增大夏玉米收获期0—10 cm土层土壤容重和冬小麦收获期5—20 cm土层土壤容重。免耕-深耕、深松-旋耕和深松-免耕处理显著增加夏玉米收获期0—40 cm土壤贮水量,而深松-旋耕和免耕-免耕处理却降低冬小麦收获期0—40 cm土壤贮水量。与对照免耕-旋耕处理相比,深松-免耕处理提高夏玉米-冬小麦整个周年内20—40 cm土层土壤含水量,免耕-免耕处理提高作物收获期40—160 cm土壤含水量,而深松-旋耕处理在冬小麦收获期则降低40—160 cm各土层土壤含水量。深松-旋耕和深松-免耕处理显著增加夏玉米-冬小麦周年籽粒产量,增幅分别为7.67%和10.21%,免耕-深耕处理冬小麦籽粒产量增加而夏玉米产量降低,最终周年籽粒产量降低0.44%,免耕-免耕处理夏玉米-冬小麦周年籽粒产量降低2.19%。【结论】深松-旋耕和深松-免耕处理能够降低土壤容重、提高作物籽粒产量,其中深松-免耕处理能够改善土壤蓄水保墒能力,产量及经济效益增加效果较优,可作为相对较适宜的黄淮区砂姜黑土农田夏玉米-冬小麦周年耕作方式。     

耕作方式与秸秆还田对冬小麦-夏玉米耗水特性和水分利用效率的影响

【目的】黄淮海地区是中国粮食主产区之一,但农业生产中旱涝频繁发生,同时还存在土壤紧实、耕层变浅和土壤蓄水保墒能力低等问题,严重影响了该区的粮食生产。耕作方式和秸秆还田作为农业生产中两项重要的技术措施,对改善土壤结构、提高土壤蓄水能力和水分利用效率有显著作用。本文旨在探索耕作方式、秸秆还田以及二者交互对冬小麦-夏玉米耗水特性和水分利用效率的影响,为优化黄淮海地区的土壤耕作方式提供依据。【方法】采用土壤耕作方式与秸秆还田相结合的方法,设置常规耕作＋秸秆还田、常规耕作＋无秸秆还田、深耕＋秸秆还田、深耕＋无秸秆还田、深松＋秸秆还田、深松＋无秸秆还田6个处理,研究耕作方式与秸秆还田对冬小麦-夏玉米一年两熟农田耗水量、耗水模系数、土壤贮水消耗量、株间蒸发量、籽粒产量和水分利用效率的影响,分析不同耕作方式、秸秆还田以及二者交互对冬小麦-夏玉米耗水特性和水分利用效率的影响。【结果】耕作方式、秸秆还田对土壤容重、农田耗水量、土壤贮水消耗量、株间蒸发量、籽粒产量和水分利用效率均存在显著或极显著影响。与常规耕作相比,深耕和深松主要降低了20-40 cm土层的土壤容重,增加了冬小麦、夏玉米和周年总农田耗水量,提高了0-100 cm土层的土壤贮水消耗量,同时降低了休闲期无效农田耗水量。此外,深耕和深松还降低了夏玉米的株间蒸发量,但深耕显著增加了冬小麦的株间蒸发量,深松则相反。秸秆还田也可以降低土壤容重,提高土壤贮水消耗量,增加冬小麦农田耗水量,降低夏玉米和休闲期农田耗水量,增加冬小麦的株间蒸发量,降低夏玉米的株间蒸发量。与常规耕作相比,深耕和深松处理的周年作物产量分别提高了10.7%和9.8%,周年水分利用效率分别提高了8.8%和6.3%。秸秆还田处理的周年作物产量和水分利用效率分别比秸秆不还田处理提高了6.3%和7.6%。耕作方式与秸秆还田对冬小麦-夏玉米的耗水特性、籽粒产量和水分利用效率存在显著交互作用。与常规耕作＋无秸秆还田处理相比,深耕＋秸秆还田和深松＋秸秆还田处理的周年农田耗水量分别提高3.3%和2.4%,冬小麦-夏玉米的农田耗水量分别提高了4.2%和3.3%,休闲期的农田耗水量分别降低了7.0%和9.9%,周年作物产量分别提高了18.0%和19.3%,水分利用效率分别提高了15.9%和15.1%。【结论】在几种耕作模式中,深耕＋秸秆还田、深松＋秸秆还田的周年作物产量和水分利用效率最高,且二者无显著性差异,表明深耕或深松结合秸秆还田有利于作物产量和水分利用效率的提高。因此,在本试验条件下,在秸秆还田的基础上深松或深耕是黄淮海地区适宜的耕作方式。     

深松（耕）方式对砂姜黑土耕层特性、作物产量和水分利用效率的影响

【目的】研究深松（耕）方式对砂姜黑土耕层特性、作物产量、水分利用效率和经济效益的影响,筛选砂姜黑土区适宜的土壤耕作制度,为构建砂姜黑土合理耕层提供依据。【方法】试验设置5个冬小麦-夏玉米周年耕作处理,分别为秋季旋耕+夏季免耕（ART+SNT,对照）、秋季深松+夏季免耕（ASS+SNT）、秋季深耕+夏季免耕（ADMP+SNT）、秋季深耕+夏季下位深松（ADMP+SSSS）和秋季深耕+夏季侧位深松（ADMP+SSSL）。研究深松（耕）方式对冬小麦-夏玉米土壤物理特性、根系形态、作物产量和水分利用效率的影响。【结果】深松（耕）显著降低了土壤紧实度和土壤三相比R值,促进了冬小麦和夏玉米根系生长,提高了作物产量和水分利用效率,且深耕的效应大于深松,在冬小麦季深松（耕）的影响大于夏玉米季。与秋季旋耕+夏季免耕相比,秋季深松（耕）土壤紧实度降低20.9%,土壤三相比R值降低12.9%,作物根系干重密度增加29.8%,冬小麦、夏玉米及周年总产分别增加22.0%、8.8%和15.2%,冬小麦季、夏玉米季及周年水分利用效率分别增加18.2%、7.9%和14.0%,经济效益增加19.8%。秋季深耕+夏季深松对土壤耕层特性的改良效果优于单一秋季深松（耕）,其作物根系生长、产量和水分利用效率均高于单一秋季深松（耕）。与单一秋季深松（耕）相比,秋季深耕+夏季深松土壤紧实度和土壤三相比R值降低5.6%和15.0%,作物增产4.4%,水分利用效率和经济效益增加4.0%和3.3%。5个处理中,以秋季深耕+夏季侧位深松对土壤耕层特性的改良效果最好,作物根系生长量、产量和水分利用效率最高。秋季深耕+夏季侧位深松土壤紧实度和土壤三相比R值比秋季旋耕+夏季免耕分别降低28.4%和26.6%,夏玉米根长、根系表面积、根系体积和根系干重密度分别增加67.0%、45.3%、23.1%和49.5%。秋季深耕+夏季侧位深松冬小麦、夏玉米和周年作物产量比秋季深耕+夏季免耕分别增加5.5%、3.4%和4.4%,比秋季旋耕+夏季免耕分别增加27.8%、11.6%和19.4%;冬小麦季、夏玉米季及周年水分利用效率比秋季深耕+夏季免耕分别增加3.7%、3.5%和4.1%,比秋季旋耕+夏季免耕分别增加20.9%、10.7%和18.1%;经济效益比秋季旋耕+夏季免耕增加24.4%。【结论】秋季深耕+夏季深松的作物产量和水分利用效率均高于单一秋季深松（耕）。在5个不同的深松（耕）方式处理中,秋季深耕+夏季侧位深松的产量和水分利用效率最高,是砂姜黑土区适宜的深松（耕）方式。     

小麦-玉米轮作下有机肥与氮肥配施对土壤微生物量氮及作物氮利用的影响

通过田间试验研究氮肥和有机肥配施对冬小麦-夏玉米轮作条件下土壤微生物量氮和冬小麦、夏玉米吸氮量的影响。结果表明,单施氮肥时随氮肥施用量的增加,土壤微生物量氮含量增加,有机肥与化肥配合施用的土壤微生物量氮高于单施氮肥。在试验条件下,适量有机肥与化肥配合施用与单施氮肥相比,明显提高了冬小麦、夏玉米的吸氮量,且利于植株后期对氮的吸收。有机肥的施用量为7.5~22.5 t/hm2时,氮肥的配施量应在225 kg/hm2以下。     

有机肥施用对农田土壤氮素累积和淋失的整合分析

分析有机肥施用对农田土壤氮素累积和淋失的影响，旨在为科学评估有机肥的生态环境效应提供基础。以“有机肥”“农田”和“氮”为关键词，在中国知网和“Web of Science”数据库检索2000—2022年期间发表的文献，筛选出符合要求的文献30篇，获得数据116组。以单施化肥为对照，利用整合分析（Meta-analysis）方法揭示有机肥施用对农田土壤氮素累积和淋失的影响，明确有机肥氮投入量、有机肥氮替代化肥氮比例等因素的综合效应。结果表明：与单施化肥相比，有机肥氮替代化肥氮可以显著降低农田土壤淋溶液中硝态氮和可溶性总氮浓度，有效阻控土壤氮素淋失；同时，有机肥施用能显著增加土壤全氮和微生物量氮含量以及提高土壤细菌、真菌和放线菌等微生物群落的数量，起到培肥土壤、改善微生物群落结果的作用；有机肥施用对作物产量有显著影响。当有机肥氮替代化肥氮百分比控制在20%～50%时，可以有效控制土壤氮素淋失，并保证作物产量。综上可知，有机肥施用显著影响土壤氮素累积和淋失，但有机肥氮替代化肥氮百分比等因素对土壤氮素累积和淋失的影响还需深入探讨。     

前茬小麦有机肥替代化肥氮对后茬玉米抗倒伏性状的影响

以豫南砂姜黑土区冬小麦–夏玉米轮作体系下的玉米为研究对象,基于大田试验,采用小麦、玉米周年轮作模式,在前茬冬小麦季设置6个有机肥替代化肥氮处理,即T0(0)、T20(20%)、T40(40%)、T60(60%)、T80(80%)和T100(100%),玉米季各小区均正常施用化肥,在玉米吐丝期测定玉米抗倒伏相关表观性状、力学指标,在玉米拔节期、吐丝期、成熟期测定土壤可溶性氮含量,在玉米成熟期测定产量及其构成因素。结果表明：与T0相比,有机肥替代化肥氮处理的玉米吐丝期的株高、重心高度、穗位高度及穗位系数均无显著变化;第3、4、5节间直径、节间干物质质量、单位茎长干物质质量、压碎强度和抗倒指数增加;T60处理能显著提高玉米茎秆抗倒指数;在玉米拔节期、吐丝期、成熟期,有机肥替代不同比例化肥氮处理的土壤可溶性氮含量均有不同程度的增加,均以T60处理的含量最高;有机肥替代化肥氮处理的玉米产量、百粒质量均有所增加,T60处理的玉米产量增加了15.61%。可见,前茬有机肥替代化肥氮能够提高后茬玉米的抗倒伏性及产量,以有机肥替代60%化肥氮的效果最好。     

深松(耕)时期与方式对砂姜黑土耕层养分和冬小麦、夏玉米产量的影响

在冬小麦—夏玉米周年轮作下,设置5个深松(耕)时期与方式结合处理,分别为秋季旋耕+夏季免耕(ART+SNT,对照)、秋季深松+夏季免耕(ASS+SNT)、秋季深耕+夏季免耕(ADMP+SNT)、秋季深耕+夏季下位深松(ADMP+SSSS)和秋季深耕+夏季侧位深松(ADMP+SSSL),研究深松(耕)时期与方式对砂姜黑土耕层有机质、全氮、速效磷和速效钾含量及冬小麦、夏玉米产量的影响,以筛选砂姜黑土区适宜的土壤耕作制度,为提升砂姜黑土地力和作物持续增产提供依据。结果表明,深松(耕)能够增加15～40 cm土层有机质、全氮、速效磷和速效钾含量,提高冬小麦、夏玉米产量,且深松(耕)对冬小麦季的影响大于夏玉米季。秋季深耕+夏季深松处理对土壤养分提升和作物增产的效果均高于单一秋季深松(耕)处理。与单一秋季深松(耕)处理相比,秋季深耕+夏季深松处理15～40 cm土层土壤有机质、全氮、速效磷和速效钾含量分别提高10.5%、6.6%、12.3%和6.0%,冬小麦—夏玉米周年产量提高3.6%。5个处理中,以秋季深耕+夏季侧位深松处理对土壤养分的改良效果最佳,冬小麦—夏玉米周年产量最高。秋季深耕+夏季侧位深松15～40 cm土层土壤有机质、全氮、速效磷、速效钾含量和冬小麦—夏玉米周年产量分别比秋季深耕+夏季免耕处理增加7.9%、9.5%、38.8%、7.9%和2.9%,分别比秋季旋耕+夏季免耕处理增加28.2%、30.9%、217.7%、20.4%和17.3%。综上,在5个不同的深松(耕)时期与方式结合处理中,秋季深耕+夏季侧位深松处理对土壤养分改良和作物增产的效果最佳,是砂姜黑土区适宜的深松(耕)时期和方式。     

商品有机肥替代化肥对作物产量和土壤肥力的影响

【目的】通过连续3年定位监测华北平原冬小麦-夏玉米轮作区商品有机肥部分替代化肥施用后作物产量和土壤肥力的变化,探究商品有机肥替代化肥对作物产量及土壤肥力的影响,以期为该区域商品有机肥的科学施用提供理论依据。【方法】试验开始于2011年,于山东禹城设置3个不同施肥处理：不施肥对照（T1）;单施化肥（T2）;等养分条件下,有机肥部分替代化肥（T3）（氮、磷和钾替代比例分别为11.3%、13.7%和58.8%）。于2011-2014年连续3年进行田间取样,分析冬小麦-夏玉米轮作制度下,不同施肥处理对作物产量、产量构成以及土壤有机碳、全氮、速效磷、速效钾含量的影响。【结果】（1）商品有机肥部分替代化肥施用后,冬小麦和夏玉米3年平均产量分别为7 700和9 175 kg·hm^-2,与当地栽培条件下高产水平相当,但与单施化肥处理相比差异不显著。（2）与单施化肥相比,商品有机肥替代化肥处理对产量构成因素（有效穗数、穗粒数和千粒重）未表现出显著影响。（3）商品有机肥部分替代化肥施用3年后,与单施化肥相比,土壤有机碳增加了19.5%、土壤全氮提高了12.3%,显著高于单施化肥处理。【结论】商品有机肥部分替代化肥能保证华北平原小麦-玉米轮作体系的作物稳产、高产,并且能够培肥地力,有利于土壤可持续利用。     

不同耕作模式对山东省郯城县夏玉米土壤特性及农艺性状的影响

[目的]探索山东省郯城县夏玉米最佳耕作模式,改善郯城县夏玉米农田土壤结构,提高土壤蓄水保墒能力,提升农田生产能力,增加夏玉米产量。[方法]以夏玉米为试验材料,开展农田深松效果研究,对比分析铁茬播种、旋耕、深翻和深松4种技术模式对土壤容重、土壤质量含水量、玉米地上部干物质积累量及作物生长特性和产量的影响。[结果]深松耕作模式能够增加土壤疏松度,与铁茬播种模式相比,其土壤容重降低了0.07~0.21 g/cm3;与铁茬、旋耕播种模式相比,其质量含水量增加了0.08~0.14 mg/mg;其地上部分干物质积累量与其他耕作模式最大相差34.9~82.0 g;此外,该模式还可增加夏玉米穗位叶面积,促进籽粒灌浆,较其他处理耕作模式可增产5.3%~5.9%,增产效果显著。[结论]深松耕作模式并秸秆还田对夏玉米农艺性状以及土壤蓄水、土壤容重等均有积极作用,具有较好的推广应用前景。     

干旱盐碱区耕作方式改变对土壤性状和作物产量的影响

为了探索提高环渤海干旱盐碱地区水资源利用效率和作物产量的有效耕作模式,采用对比试验设计,分析了夏玉米深松播种-冬小麦沟播一体化技术与传统旋耕播种技术的土壤性质和作物产量变化。结果表明:土壤深松措施改善了耕层土壤的物理性状,上层土壤容重降低0.5 g/cm3,孔隙度增加5.0%,饱和导水率增加几个数量级;20～40 cm土壤含水量增加6.7%,利于作物吸收利用,上层土壤含盐量随含水量的增减相应地变化,并没有出现增加趋势,不存在次生盐渍化的潜在为害;夏玉米和冬小麦分别增产24%和52%,显著提升了干旱盐碱区粮食增产能力。夏玉米深松播种-冬小麦沟播一体化技术可以为盐碱障碍耕地的利用提供技术支撑,为该地区的粮食安全提供科技保障。     

不同施肥措施对豫中小麦-玉米轮作体系土壤微生物生物量碳、氮的影响

为探讨豫中高产农田生态系统中化肥和秸秆还田等培肥措施对土壤肥力的影响,在豫中小麦-玉米轮作农田上进行了定位试验.试验设5个处理,分别是:(1)对照;(2)NPK(氮、磷、钾化肥);(3)NPK+半量秸秆还田(冬小麦、玉米秸秆各半量);(4)NPK+全量秸秆(冬小麦、玉米秸秆各全量);(5)NPK+倍半量秸秆(冬小麦、玉米秸秆各倍半量).试验结果表明:土壤微生物量碳在冬小麦拔节期到灌浆期、玉米大喇叭口期到成熟均呈增加趋势;土壤微生物氮变化的总体趋势与微生物量碳相同,但冬小麦季微牛物量氮的最低值出现在抽穗期;单施NPK肥使土壤微生物量碳、氮有增加趋势,NPK+秸秆对土壤微生物碳和氮有进一步提升的趋势,并能缓解化肥施用后对土壤微生物的抑制作用;从冬小麦-夏玉米轮作周期看,不同秸秆用量对微生物量碳、氮的影响趋势是:NPK+全量秸秆>NPK+倍半量秸秆>NPK+半量秸秆.     

轮耕模式对黄淮海冬小麦夏玉米两熟区的土壤改良效应

【目的】针对黄淮海地区长期采用单一土壤旋耕作业存在的弊端,研究由秸秆覆盖深松、秸秆还田旋耕和秸秆还田深耕组成的不同轮耕模式对黄淮海两熟区农田的土壤改良效应。【方法】连续6年定位实施5种轮耕模式：连年旋耕（CRT,CK）、连年深松（CST）、连年深耕（CDT）、深耕/旋耕（DT/RT）和深耕/旋耕/旋耕（DT/RT/RT）,研究各轮耕模式对冬小麦-夏玉米农田土壤三相比R值、土壤有机碳储量、全氮储量、土壤酶活性、土壤呼吸速率和作物经济效益的影响。【结果】轮耕模式、耕层深度、年份对土壤三相比R值、土壤有机碳储量、全氮储量和酶活性存在显著或极显著影响。与连年旋耕相比,连年深松模式有利于表层土壤有机碳储量、氮储量、土壤脲酶和蔗糖酶活性的积累,而连年深耕、深耕/旋耕和深耕/旋耕/旋耕轮耕模式有利于增加10—40 cm土层的有机碳储量、氮储量、土壤脲酶和蔗糖酶活性,促进土壤营养均匀分布。随着轮耕年限的增加,0—40 cm土层的R值呈整体降低趋势,而土壤有机碳储量、全氮储量呈整体增加趋势,其中深耕/旋耕和深耕/旋耕/旋耕轮耕模式表现更为明显。与试验开展前相比,秸秆全量还田下的连年旋耕、连年深松、连年深耕、深耕/旋耕和深耕/旋耕/旋耕模式在0—40 cm土层的R值分别降低20.8%、33.1%、29.5%、29.7%和30.7%,有机碳储量分别增加6.4%、14.5%、16.0%、20.6%和23.8%,全氮储量分别增加3.1%、11.1%、11.6%、13.3%和15.7%。轮耕对土壤呼吸速率存在极显著影响,与连年旋耕相比,连年深松、连年深耕、深耕/旋耕和深耕/旋耕/旋耕模式冬小麦季的土壤呼吸速分别提高20.7%、19.3%、13.7%和9.2%,夏玉米季分别提高19.1%、18.1%、15.2%和10.4%。但与连年深耕相比,深耕/旋耕和深耕/旋耕/旋耕模式冬小麦季的土壤呼吸速率分别显著降低5.9%和9.6%,夏玉米季分别降低3.3%和7.3%。其中,深耕/旋耕/旋耕模式冬小麦季的土壤呼吸速率比深耕/旋耕降低4.1%,夏玉米季降低4.3%。轮耕、年份及其交互对作物产量和经济效益存在极显著影响。对5种轮耕模式6年的作物周年产量和经济效益综合分析,以深耕/旋耕模式最高,但深耕/旋耕和深耕/旋耕/旋耕模式的作物产量和效益差异均不显著。深耕/旋耕/旋耕、深耕/旋耕、连年深耕和连年深松的周年产量比连年旋耕分别增加18.9%、21.4%、12.9%和15.7%,其经济效益比连年旋耕分别增加31.9%、36.2%、20.3%和25.4%。【结论】深耕/旋耕/旋耕轮耕模式能够改善耕层结构,增加土壤耕层碳氮储量和根区酶活性,且显著降低农田碳排放量,增产增收效果明显,为黄淮海地区冬小麦-夏玉米两熟制农田适宜的轮耕模式,其次是深耕/旋耕轮耕模式。     

轮耕模式对黄淮海冬小麦—夏玉米两熟区农田土壤改良效应

目的针对黄淮海地区长期采用单一土壤旋耕作业存在的弊端,研究由秸秆覆盖深松、秸秆还田旋耕和秸秆还田深耕组成的不同轮耕模式对黄淮海两熟区农田的土壤改良效应。【方法】连续6年定位实施5种轮耕模式:连年旋耕(CRT,CK)、连年深松(CST)、连年深耕(CDT)、深耕/旋耕(DT/RT)和深耕/旋耕/旋耕(DT/RT/RT),研究各轮耕模式对冬小麦-夏玉米农田土壤三相比R值、土壤有机碳储量、全氮储量、土壤酶活性、土壤呼吸速率和作物经济效益的影响。【结果】轮耕模式、耕层深度、年份对土壤三相比R值、土壤有机碳储量、全氮储量和酶活性存在显著或极显著影响。与连年旋耕相比,连年深松模式有利于表层土壤有机碳储量、氮储量、土壤脲酶和蔗糖酶活性的积累,而连年深耕、深耕/旋耕和深耕/旋耕/旋耕轮耕模式有利于增加10—40 cm土层的有机碳储量、氮储量、土壤脲酶和蔗糖酶活性,促进土壤营养均匀分布。随着轮耕年限的增加,0—40 cm土层的R值呈整体降低趋势,而土壤有机碳储量、全氮储量呈整体增加趋势,其中深耕/旋耕和深耕/旋耕/旋耕轮耕模式表现更为明显。与试验开展前相比,秸秆全量还田下的连年旋耕、连年深松、连年深耕、深耕/旋耕和深耕/旋耕/旋耕模式在0—40 cm土层的R值分别降低20.8%、33.1%、29.5%、29.7%和30.7%,有机碳储量分别增加6.4%、14.5%、16.0%、20.6%和23.8%,全氮储量分别增加3.1%、11.1%、11.6%、13.3%和15.7%。轮耕模式对土壤呼吸速率存在极显著影响,与连年旋耕相比,连年深松、连年深耕、深耕/旋耕和深耕/旋耕/旋耕模式冬小麦季的土壤呼吸速率分别提高20.7%、19.3%、13.7%和9.2%,夏玉米季分别提高19.1%、18.1%、15.2%和10.4%。但与连年深耕相比,深耕/旋耕和深耕/旋耕/旋耕模式冬小麦季的土壤呼吸速率分别显著降低5.9%和9.6%,夏玉米季分别降低3.3%和7.3%。其中,深耕/旋耕/旋耕模式冬小麦季的土壤呼吸速率比深耕/旋耕降低4.1%,夏玉米季降低4.3%。轮耕模式、年份及其交互对作物产量和经济效益存在极显著影响。对5种轮耕模式6年的作物周年产量和经济效益综合分析,以深耕/旋耕模式最高,但与深耕/旋耕/旋耕模式的作物产量和经济效益差异均不显著。深耕/旋耕/旋耕、深耕/旋耕、连年深耕和连年深松的周年产量比连年旋耕分别增加18.9%、21.4%、12.9%和15.7%,其经济效益比连年旋耕分别增加31.9%、36.2%、20.3%和25.4%。【结论】深耕/旋耕/旋耕轮耕模式能够改善耕层结构,增加土壤耕层碳氮储量和根区酶活性,且显著降低农田碳排放量,增产增收效果明显,为黄淮海地区冬小麦-夏玉米两熟制农田适宜的轮耕模式,其次是深耕/旋耕轮耕模式。     

深松深度对鲁西南土壤耕层理化性状和作物产量的影响

鲁西南地区长期单一旋耕的耕作方式,造成土壤耕层变浅、土壤紧实、地力下降、土壤养分不均衡等,严重制约作物生长和产量提高。本研究旨在探索深松耕作对冬小麦-夏玉米轮作系统土壤蓄水能力、紧实度、养分以及作物产量等的影响,以期为鲁西南地区土壤耕作方式的优化选择提供理论依据。2015—2017年在山东省济宁市嘉祥县进行田间试验,设置旋耕、秋深松30 cm+旋耕、秋深松35 cm+旋耕、秋深松40 cm+旋耕4个耕作处理,研究深松深度对土壤水分、紧实度、土壤养分等理化性状和作物产量的影响。结果表明:深松耕作对土壤含水量、紧实度、养分、作物产量均有影响。与旋耕相比,深松增加0～40 cm土层土壤中水分含量,降低40～60 cm土层水分含量,降低土壤紧实度,且深松深度越大,土壤紧实度越小。深松改变氮、磷在土壤剖面中的分布,增加土壤速效钾含量。深松耕作对冬小麦和夏玉米均有增产效果,且深松深度越大,作物产量越高。在本试验条件下,鲁西南地区深松40 cm最佳。     

黄淮海平原地区深松和灌水次数对冬小麦- 夏玉米节水增产的影响

目的 研究黄淮海平原地区冬小麦-夏玉米不同深松时机交互不同灌水次数对作物产量及水分生产效率的影响,为优化黄淮海地区土壤耕作方式提供理论依据。方法 采用土壤耕作方式与灌水次数相结合的方法,设置秋深松+冬小麦2水（QS-2）、秋深松+冬小麦3水（QS-3）、夏深松+冬小麦2水（XS-2）、夏深松+冬小麦3水（XS-3）、对照（CK）共5个处理,研究深松与灌水次数对冬小麦-夏玉米一年两熟农田土壤物理性质、植株生长发育、产量、总产出值及水分生产效率等的影响。结果 深松和灌水次数对土壤容重、土壤紧实度、土壤储水量、总产出值、水分生产效率均有不同程度显著影响。与对照相比,QS-2、XS-2、XS-3处理均显著降低深松后第1年土壤耕层（0—40 cm）及深松后第2年0—20 cm土层的土壤容重;深松各处理均显著降低第1年土壤紧实度,对第2年土壤紧实度影响效果不明显;秋深松后第2年QS-2处理的冬小麦整个生育期平均土壤储水量较CK显著增加18.14%,QS-3处理次之,夏深松后第2年XS-2、XS-3处理分别较CK显著提高24.7%、25.6%;秋深松能显著提高当季冬小麦生长发育,QS-2、QS-3处理地上生物量分别较CK增加了19.29%、27.06%,第2年QS-2和QS-3处理地上生物量较CK均有所提高,差异不显著,秋深松对第2年冬小麦生长发育影响效果减弱,夏深松第2年XS-2和XS-3处理的叶面积和地上生物量均较对照显著提高,夏深松能显著促进后茬冬小麦生长发育;QS-2处理对2年冬小麦-夏玉米总产出值和水分生产效率均显著提高,第1年总产出值和水分生产效率分别较CK提高27.21%、23.51%,第2年分别提高19.54%、18.84%,夏深松显著提高第2年冬小麦-夏玉米总产出值及水分生产效率,XS-2处理分别提高18.50%、17.65%,XS-3处理分别提高19.57%、15.35%。结论 黄淮海平原冬小麦-夏玉米连作采用冬小麦播前秋深松耕作方式,冬小麦全生育期灌水2次,有利于降低农田土壤容重、降低土壤紧实度、提高土壤储水效果、显著提高深松周期内冬小麦-夏玉米总产出值及水分生产效率。建议在黄淮海平原地区平水年和丰水年（夏玉米季降雨充沛）,冬小麦-夏玉米种植区采用秋深松+冬小麦灌2水耕作模式,实现高产与高效。     

深耕深松对土壤特性和作物产量影响研究进展

土壤板结、耕层变浅等障碍因素影响了土壤肥力特征和作物产量，深耕深松耕作方式有助于提升耕地质量和农作物增产增效，促进农业可持续发展。本文综述深耕深松对耕地土壤物理性状、主要养分指标、生物性状以及作物产量、品质的影响。深耕深松可以降低土壤容重、土壤紧实度，增加耕层厚度和土壤孔隙度；短期降低耕地土壤浅层的养分含量，但秸秆还田后深耕可增加耕地深层土壤养分含量；深耕深松可以增加微生物数量、土壤有机碳储存，增强绝大多数土壤酶活性和微生物碳源代谢能力，但会降低土壤微生物量氮和生物量碳；深耕深松与秸秆还田、增施有机肥等其他技术组合利于玉米、香蕉等作物深层根系吸收养分，带动荚果对镁、磷及籽仁对锌的吸收，增加作物糖分积累、蛋白质含量、百果质量等，达到作物增产的效果。但不同地区土壤深耕深松效果有一定差异，尤其是水稻田深耕深松技术模式及效果需要进一步开展系统研究。     

低地力条件下有机肥部分替代化肥对作物产量和土壤性状的影响

在江苏省黄河故道低肥力土壤条件下,探究有机肥替代化肥对小麦玉米和水稻小麦轮作体系中作物产量及土壤养分的影响,以明确低肥力土壤中有机肥替代化肥的规律和潜力。田间试验于2017年10月布置,设置6个不同处理,分别为不施肥(CK)、常量化肥(F)、常量化肥+40%有机肥(FM_(0.4))、NPK总养分相等情况下分别用有机肥替代20%(F_(0.8)M_(0.2))、40%(F_(0.6)M_(0.4))及60%(F_(0.4)M_(0.6))化肥。结果表明:(1)小麦玉米轮作体系中,有机肥替代化肥在小麦季产量明显降低,其中有机肥替代60%化肥时,小麦产量显著降低而在玉米季产量无显著差异。在水稻小麦轮作体系中,不同比例有机肥替代化肥对作物产量的影响不显著。(2)施肥提升了小麦玉米和水稻小麦轮作体系中土壤有机质含量,小麦玉米轮作体系中土壤有机质提升8.07%～36.61%,水稻小麦轮作体系土壤有机质提升7.69%～40.22%。随着有机肥替代比例的增加,小麦玉米轮作体系中土壤全氮及速效钾含量呈降低趋势,而土壤磷素及碱解氮含量逐渐升高;水稻小麦轮作体系中土壤全氮含量逐渐降低,土壤全磷、碱解氮、速效钾含量逐渐升高。(3)相关性分析结果表明,作物产量与土壤全氮、碱解氮及速效磷含量均呈显著或极显著的正相关关系。综上所述,黄河故道地区由于基础地力较低,有机肥替代化肥并未表现出对作物的增产作用,但有机肥的投入有效地改善了土壤的养分状况,因此该区低肥力土壤在作物栽培中应当维持化肥用量并增施有机肥,以提升耕地质量。     

耕作措施对黄土高原地区农田土壤碳排放影响的Meta分析

【目的】研究不同耕作措施对黄土高原地区农田土壤碳排放的影响,以期对气候变化背景下优化黄土高原地区农田耕作措施提供科学依据.【方法】以整个黄土高原地区为研究对象,通过中国知网(CNKI)、百度学术、Google Scholar、Web of Science等中英文数据库搜集到近20 a出版的关于黄土高原地区耕作措施与小麦、玉米和豆类作物农田土壤碳排放相关文献(共计46篇),采用Meta分析方法,以传统耕作(CK)为对照,分别分析免耕秸秆还田(NTS)、免耕秸秆不还田(NT)、深松耕(SST)和传统耕作秸秆还田(TS)对黄土高原地区小麦、玉米和豆类作物农田土壤碳排放的影响.【结果】在作物生育期,相比传统耕作,免耕秸秆不还田和免耕秸秆还田分别显著减少农田土壤碳排放16.4%和12.9%,深松耕显著增加农田土壤碳排放31.4%,传统耕作秸秆还田显著增加土壤碳排放6.2%.相比传统耕作,免耕秸秆不还田处理在作物生育期分别显著减少小麦和玉米农田土壤碳排放量19.2%和5.2%,而对豆类作物农田碳排放影响不显著;免耕秸秆还田处理分别显著减少玉米、小麦和豆类作物农田土壤碳排放量8.5%、14.5%和11.2%.而深松耕在作物生育期显著增加玉米和小麦农田土壤碳排放量37.7%和23.9%.传统耕作秸秆还田条件下,豆类、小麦和玉米农田土壤碳排放呈增长趋势但影响不显著.【结论】在黄土高原地区采用免耕秸秆不还田和免耕秸秆还田的耕作措施有利于降低作物生育期农田土壤碳排放量;传统耕作秸秆还田和深松耕处理显著促进农田土壤碳排放.因此,免耕秸秆不还田和免耕秸秆还田是实现黄土高原地区农业低碳生产的适宜耕作措施,且种植玉米和小麦作物减排效果尤为显著.     

夏玉米不同施氮水平土壤硝态氮累积及对后茬冬小麦的影响

【目的】探讨夏玉米季不同施氮水平土壤硝态氮（NO3--N）累积及对后茬冬小麦的影响,利用作物轮作降低土壤NO3--N累积,减缓其淋洗,以提高氮肥周年利用率。【方法】夏玉米季设置不同施氮量处理,冬小麦采取节水省肥栽培,研究夏玉米收获后土壤剖面累积的NO3--N对冬小麦生长发育、产量及NO3--N累积动态的影响。【结果】夏玉米季施氮量与作物收获后土壤剖面NO3--N累积量,NO3--N累积量与冬小麦的产量都呈极显著线性正相关关系。冬小麦季采取限氮或不施氮处理作物收获后土壤剖面各层NO3--N含量,与夏玉米收获后相比都有显著降低。夏玉米季施氮240 kg•hm-2、冬小麦季施氮157.5 kg•hm-2（N240+157.5）或者冬小麦季不施氮前茬夏玉米季施氮360 kg•hm-2（N360+0）都能满足冬小麦各生育时期对氮的需求,产量、吸氮量和周年氮肥利用率相近且都保持较高的水平,但夏玉米季高施氮处理,当季氮存在很大的淋洗等损失风险。【结论】夏玉米季施入的氮肥对后茬冬小麦有很强的有效性,小麦季采取节水省肥栽培,能显著减少前茬作物收获后残留的NO3--N,减缓其淋洗,同时保障作物产量,提高氮肥利用率。生产中氮肥的合理分配应充分考虑前茬残留氮素对后茬的有效性。