秸秆还田与化肥配施对汉中盆地稻麦轮作农田土壤固碳及经济效益的影响

为汉中盆地秸秆还田技术和合理化肥减量技术提供科学依据,2015—2017年小麦和水稻生长季,设置秸秆不还田+常规施肥(SN+NPK);秸秆常规还田+常规施肥(S+NPK);秸秆促腐还田+常规施肥(SD+NPK);秸秆促腐还田+化肥减量15%(SD+85%NPK);秸秆促腐还田+化肥减量30%(SD+70%NPK),共5个处理,研究其对土壤总有机碳(TOC)、活性有机碳(LOC)、碳储量(SCS)、作物产量及经济效益的影响。结果表明与秸秆不还田配施常规施肥处理(SN+NPK)相比,秸秆还田配施不同比例化肥处理显著提高了稻田0～15cm土层的TOC和LOC,增幅分别为3.62%～25.07%和23.01%～46.79%; S+NPK和SD+NPK处理提高了0～30 cm碳储量,增幅分别为4.67%和18.20%。而SD+85%NPK和SD+70%NPK分别降低8.31%和9.83%。S+NPK和SD+NPK处理显著增加了小麦和水稻籽粒产量,而SD+85%NPK和SD+70%NPK处理均降低了小麦和水稻产量,周年产量2年平均增幅分别为3.47%、8.70%、-3.65%、-8.12%。与SN...     

不同覆盖处理对土壤酶活性和土壤养分的影响

为了探索华北平原生物可降解地膜对土壤酶活性和土壤肥力的影响,以及为寻求更加环保的替代方式,解决地膜覆盖带来的"白色污染"问题.设置普通PE地膜覆盖(PM)、生物可降解地膜覆盖(BM)、秸秆覆盖(SM)3种不同覆盖处理,以裸地不覆盖(CK)作为对照,研究不同覆盖处理对春玉米农田土壤酶活性和土壤养分含量的影响.试验结果表明...     

关中平原农田作物秸秆还田对土壤有机碳和作物产量的影响

结合关中平原农业生产现状,通过对不同秸秆还田模式组合下土壤有机碳、活性有机碳含量和作物产量变化趋势的研究,揭示秸秆还田效应,为研究区筛选合理的还田模式以及农田土壤培肥和农业可持续发展提供理论依据.结果表明,小麦秸秆还田后经过一季夏玉米生长,能使耕层土壤(0 ～40 cm)有机碳有所提升;高留茬还田使0～20 cm土层土...     

长期轮作连作对不同作物土壤磷组分的影响

对长期轮作连作条件下的大豆、玉米、小麦土壤磷组分进行研究,试验结果表明,供试土壤在不施肥情况下,土壤全磷以轮作区降幅最大,而土壤有效磷以小麦连作区降幅最大,土壤磷组分以大豆连作区土壤中的Ca2-P降幅最大;在施有机肥的情况下,土壤全磷以大豆连作区增幅最大,而土壤有效磷以轮作区增幅最小,土壤磷组分以轮作土壤中的Ca2-P增幅最大。     

连续覆盖地膜对土壤微生物量氮的影响

通过连续覆膜、新覆膜及露地栽培向日葵的田间对比试验,研究了河套地区连续覆膜对土壤微生物量氮的影响。结果表明,连续覆膜有利于土壤微生物量氮含量的增加。在0⁴0 cm土层,连续覆膜的土壤微生物量氮含量较露地和新覆膜分别显著提高5.0%和4.0%(P<0.05)。生育期内土壤微生物量氮含量变化呈降低趋势,垂直变化随土层向下呈减少趋势。     

秸秆覆盖深松对夏玉米田土壤有机碳库的影响

为探究秸秆覆盖深松对土壤有机碳库的影响,采用4种耕作模式处理（深松覆盖、深松不盖、免耕覆盖、免耕不盖）在河南西平进行了连续3年田间试验,研究了不同处理对土壤中有机碳（SOC）、易氧化有机碳（ROC）和溶解性有机碳（DOC）含量的影响。结果表明,4种耕作模式下,SOC、ROC和DOC含量均随着土层的加深而降低;在0~5cm和5~10cm土层,秸秆覆盖处理下SOC、ROC和DOC含量高于不覆盖处理,表现为深松覆盖>免耕覆盖>深松不盖>免耕不盖;而从10~20cm土层以下,免耕处理下SOC、ROC和DOC含量急剧下降,表现为深松覆盖>深松不盖>免耕覆盖>免耕不盖。相关性分析表明,ROC、DOC含量与SOC含量之间分别存在显著和极显著的相关关系,说明土壤ROC和DOC的含量很大程度上与SOC的储量相关。     

作物种植模式对土壤微生物和农田有害生物的影响

土壤是联系地上和地下生态系统的纽带,土壤微生物在土壤养分循环和作物吸收中起关键作用,被称为土壤质量的指标。土壤微生物通过分解土壤有机物,促进养分循环利用,并调控植物生长发育,随着现代农业种植结构的变化,特别是种植制度的改变,地上植物种类和生长状况常常影响土壤中微生物的群落结构和多样性,调控着作物生长发育,农田有害生物的发生,而影响农作物生产。综述了现代农业中几种主要种植模式,如轮作、连作和覆盖等对土壤微生物群落结构及与农作物有害生物的影响,强调科学合理选择种植模式的重要性,最后,讨论了这些种植模式有待深入研究的一些关键问题。     

不同耕作方式下旱作农田土壤酶活性与有机碳的关系研究

为了明确不同耕作方式对土壤酶活性与有机碳的关系,研究了以传统翻耕为对照,3种耕作方式浅松、浅旋和深松下两者的变化趋势及相关性。结果表明:随着土壤有机碳含量的增加土壤酶活性也随之增加,土壤过氧化氢酶、脲酶、碱性磷酸酶活性和有机碳为不同耕作方式大于传统耕作,不同耕作方式产量较传统耕作显著提高,最高提高92.18%;在燕麦生育旺盛期过氧化氢酶、蔗糖酶和脲酶活性呈极显著的正相关关系。因此,浅松、浅旋和深松在旱作农田条件下有利于土壤有机碳含量的积累、产量和土壤酶活性的提高。     

免耕轮作对内蒙古地区农田贮水特性和作物产量的影响

2005—2011年,在内蒙古清水河县进行了免耕留高茬覆盖(NHS)、免耕留低茬覆盖(NLS)、免耕留高茬(NH)、免耕留低茬(NL)和常规耕作(T)5种耕作方式与3种轮作模式(燕麦-大豆-玉米、大豆-玉米-燕麦和玉米-燕麦-大豆)对土壤贮水特性和作物产量影响的研究。结果表明,不同免耕轮作处理中以免耕留茬覆盖结合燕麦-大豆-玉米轮作模式对土壤贮水量的提高程度最大,增幅为常规耕作的35.66%~41.63%。不同免耕轮作模式均能提高作物水分利用效率和作物产量,且作物产量高低与降雨量的变化趋势一致。第一个轮作周期后NHS、NLS、NH和NL分别较T作物水分利用效率增加43.77%、31.45%、26.74%和13.91%,作物产量增加29.68%、27.69%、18.05%和15.66%。第二个轮作周期内由于干旱比较严重,免耕方式结合燕麦-大豆-玉米模式效果较轮作第一个周期有所下降,但NHS、NLS、NH和NL仍分别较T作物水分利用效率增加29.83%、20.51%、6.18%和3.15%,作物产量增加17.52%、13.60%、4.33%和1.95%。因此,在土壤水分基本来源于自然降水的内蒙古旱作区,免耕轮作能够提高土壤蓄水保墒能力,增加作物产量,尤其以免耕秸秆覆盖结合燕麦-大豆-玉米模式效果最佳。     

不同耕作措施对麦田土壤碳储量和作物水氮利用效率的影响

为了探索耕作措施和秸秆还田对麦田土壤碳氮水的动态变化的影响,在田间定位试验的基础上,通过深耕(T1)、深耕+秸秆还田(T2)、浅耕(T3)、浅耕+秸秆还田(T4)4种不同耕作方式处理,对麦田碳储量、土壤含水量、全氮含量以及作物水氮利用效率的变化进行了研究。结果表明,秸秆还田在不同时期对土壤碳储量有一定的影响,与播前土壤有机碳储量相比,0~20 cm土层各处理在越冬期有较高的有机碳储量,20~40 cm土层则于拔节期有机碳储量达到最大值,40~60 cm土层除T1处理,其他处理皆为拔节期最大。综合来看,在整个生育期有机碳储量均表现为秸秆还田处理大于秸秆不还田处理。深耕处理提高了小麦生育前期的土壤含水量,T2处理的作物耗水量比T4处理高4.2%;秸秆还田提高了作物的水分利用效率,T2的水分利用效率、灌溉水利用效率分别比浅耕加秸秆还田高24.9%,27.6%。除开花期,T1处理的植株含氮量高于浅耕处理,T2处理能够显著提高冬小麦氮素积累量,较不还田处理提高了44%;T1处理的氮素利用效率比浅耕处理高57.2%。秸秆还田处理在生育前期抑制了小麦的生长,但后期促进了植株干物质量的积累。秸秆还田有利于穗粒数的提高,从而提高产量,T2处理较T3处理产量提高了22.1%,较T1处理增产6.7%;T1处理较T3处理增产14.4%。因此,秸秆还田和深耕有助于提高土壤碳储量,提高水分和氮素利用效率,进而提高作物产量。     

Effect of Different Preceding Crops and Crop Rotations on Yield of Winter Oil-seed Rape (Brassica napus L.)

To determine the effect of different preceding crops and crop rotations on the grain yield of oil-seed rape, a long-term rotation experiment was conducted at the Hohenschulen experimental station in Kiel, NW Germany. Additional factors included the nitrogen fertilization and the fungicide application. The results reported herein are based upon the harvest years 1988 to 1993. Averaged over the different rotations and husbandry treatments, the grain yields in the 6 experimental years varied between 2.71 t ha^?1 and 3.99 t ha^?1. In contrast, the effect of the different husbandry treatments was smaller and non significant. Averaged over 6 years, only the fungicide application caused small yield increase of 0.2 t ha^?1. The highest grain yields of 3.77 t ha^?1 or 3.65 t ha^?1 occurred when oil-seed rape was directly following peas. Low yields between 3.15 tha^?1 and 3.33 tha^?1 were obtained when oil-seed rape was grown after oilseed rape. The lowest grain yield of 3.13 t ha^?1 was produced with oil-seed rape grown in monoculture only. In rotations with oil-seed rape following a preceding cereal crop (wheat or barley), the grain yields averaged between 3.22 tha^?1 in a two course rotation and up to 3.44 tha^?1 in a four course rotation. In general, the yields of oil-seed rape increase with the length of the rotation and the length of the break between two oilseed rape crops. The yield component number of seeds per m² was affected by the previous cropping accordingly, whereas the thousand seed weight did not respond to the cropping history. Based upon disease assessments in the first years of this experiment, we argue that an increase in the incidence of fungal diseases has considerably contributed to the yield decrease of oil-seed rape in short rotations.     

Maximizing Sugarcane Yield by Increasing Plant Population Density, Minimizing NO3-N Leaching and Improving Soil Organic Matter in Different Crop Rotations

In a field experiment conducted during 1992–95 at Lucknow, India, sugarcane was planted in rows 60 and 90 cm apart in three crop rotations (rice-sugarcane-ratoon, Sesbania aculeata for green manure-sugarcane-ratoon, and cowpea-sugarcane-ratoon) with 0, 150 and 300 kg N ha⁻¹ as urea either with or without farmyard manure (FYM) at 10 t ha⁻¹. Sugarcane yields were significantly greater in the Sesbania rotation than in the other because of a larger N uptake. N uptake of the crop was significantly affected by soil organic carbon, and available N and K contents. Ratoon yields, however, were largest in the cowpea sequence followed by the rice rotation, probably due to a prolonged residual effect of cowpea and rice root residues. The residual effect of a Sesbania green manure was negligible as demonstrated by the low NO₃-N content of the soil profile after sugarcane harvest compared to the other two crop sequences. The total cane productivity (main sugarcane plus ratoon) was greater (156 t ha⁻¹) in the cowpea rotation than the Sesbania (152 t ha⁻¹) and rice (140 t ha⁻¹) rotations.     

不同轮作方式对土壤微生物量及酶活性的影响

[目的]为了探究不同轮作模式对阴山北麓土壤微生物量和土壤酶活性的影响,筛选适合阴山北麓的轮作模式,[方法]本试验设计了6种轮作模式、3种连作处理及休闲,共10个处理,研究对土壤生物学性状的影响。[结果]结果表明：2015年,轮作处理的土壤微生物量碳含量均显著高于较连作处理,且S2、S6、S4轮作模式较好,而2016年以S2、S3、S4模式较好;微生物量氮的变化2015年以S1、S4模式较好,而2016年以S4模式下的土壤微生物量氮含量显著高于其他处理(p＜0.05)。土壤过氧化氢酶活性的变化表现为2016年均低于2015年,且2015年以S2、S4、S5模式较好,2016年以S3、S4、S5模式表现较好;土壤脲酶和蔗糖酶活性的变化在2015年均以S1、S2、S4模式较好,而2016年以S4、S5模式好,且较2015年高,分别提高了24.53%、23.30%、21.23%、19.29%。2015年土壤微生物量的变化与脲酶活性呈显著相关,2016年土壤微生物量变化与土壤酶活性的相关性不显著。[结论]本试验中得出燕麦苜蓿混作(1年)、苜蓿(1年)、马铃薯(3年)种植模式能提高土壤微生物量及土壤酶活性。     

不同碳源材料对设施土壤碳氮状况及作物生长影响研究

研究旨在改善设施土壤碳氮状况,提升菜田土壤质量,以期提高蔬菜产量与品质,对促进菜田可持续发展具有重要意义。通过施用天然木本泥炭、人工木本生物炭、人工草本生物炭等不同碳源材料研究设施菜田土壤碳氮变化及作物生长影响,分析不同材料的碳氮调控影响。研究结果表明：在0~30 cm土层,土壤有机碳改善效果依次为：处理3＞处理2＞处理1＞处理4。土壤全氮含量表现为：处理2＞处理1＞处理3＞处理4,添加碳源物质的处理较处理4土壤全氮含量提高13.8%~15.9%。土壤C/N比值依次为：处理3＞处理2＞处理1＞处理4,施碳处理均提高了土壤C/N比值,且施入碳量越高对提高C/N越明显,而3种不同碳源材料对深层土壤碳、氮影响不明显。处理2产量最高,较对照增长了11.87%。处理3促进根部生长明显。各处理对菠菜综合品质的影响依次为处理2＞处理3＞处理1＞处理4。施加碳源材料可以补充土壤碳素,同时可调节土壤氮素的转化与吸收,土壤碳氮失衡问题得到改善,最终对提高蔬菜产量与改善品质有较大促进作用。     

不同有机物料对土壤基本化学性质及可溶性有机碳氮的影响

通过研究不同有机物料替代对河南潮土化学性质及可溶性有机碳/氮(DOC/N)分布的影响,探讨潮土适宜有机物料替代比例。结果表明:不同有机物料替代较对照明显提高了土壤基本养分的含量。其中,秸秆替代化肥40%处理土壤有机质和土壤碱解氮的含量提高最明显分别达到13.4 g/kg、93.99 mg/kg;牛粪秸秆共同替代化肥30%~40%显著提升了土壤全氮、速效磷、速效钾含量,分别达到0.90 g/kg、2.94 mg/kg、224.97 mg/kg。秸秆单独替代较牛粪秸秆共同替代对土壤DOC提升效果好,其中秸秆替代化肥40%处理DOC含量最高达到15.45 mg/kg;而牛粪秸秆共同替代则提高了DON,其中牛粪秸秆共同替代化肥30%处理的DON含量最大,为12.88 mg/kg。牛粪秸秆共同替代化肥30%处理的可溶性有机质的SUVA254 nm最高[16.24 L/(g·cm)],说明此处理有利于富含芳香环结构的有机质物质的积累。综上所述,其中秸秆替代40%和秸秆牛粪共同替代30%~40%对土壤基本肥力提升相对更明显。     

北方冬小麦-夏玉米复种区生物炭与明矾配施对土壤碳氮状况影响研究

旨在为大田施用土壤调理剂改善土壤碳氮状况提供理论依据。在北方冬小麦-夏玉米种植区,选用生物炭和明矾作为土壤调理剂材料,设计T1（对照）、T2（生物炭）、T3（明矾）、T4（生物炭+明矾）4个处理的两茬定位试验。结果表明,T2（生物炭）与T4（生物炭+明矾）处理改善土壤碳氮状况、提高作物产量和氮素养分吸收的效果较好。经过两茬作物种植后,T4（生物炭+明矾）处理土壤有机碳含量有所提高,为15.82 g/kg,表层土壤C/N增加为10.88。土壤硝态氮经两茬作物种植后,T4（生物炭+明矾）处理改善效果最好,0~30、30~60、60~90²最高,其次为T4（生物炭+明矾）处理,而小麦以T4（生物炭+明矾）处理产量最高,为10.28 t/hm²。T4（生物炭+明矾）处理夏玉米和冬小麦的吸氮量均最高,分别为168.32 kg/hm²和35.49 kg/hm²。总体来看T4（生物炭+明矾）处理对改善农田土壤碳氮状况效果较好。     

耕作方式对潮土有机碳及碳库管理指数的影响

为了探明华北潮土区农田耕作方式对土壤有机碳库及碳库管理指数的影响,应用田间试验,研究撂荒、翻耕、免耕和旋耕4种方式下,耕层(0~20 cm)土壤总有机碳和不同态活性有机碳含量的变化,对比分析不同耕作方式对土壤碳库管理指数的影响。结果表明：免耕和旋耕均有利于土壤有机碳累积,与撂荒相比,免耕和旋耕处理土壤总有机碳含量分别增加26.42%和12.52%;土壤活性有机碳对不同耕作措施的响应不同,与撂荒相比,翻耕、免耕和旋耕处理,土壤易氧化有机碳含量分别提高23.72%,44.34%和27.84%,水溶性有机碳含量分别降低了24.11%,24.56%和43.89%。土壤微生物量碳含量仅在免耕方式下提高了109%,其他耕作方式下没有显著变化;免耕、旋耕和翻耕处理下,土壤碳库活度、碳库指数均显著增加,碳库管理指数分别比撂荒处理提高47.82%,27.18%和30.47%,可见耕作对优化土壤碳库管理具有显著促进作用。     

北方冬季绿肥适宜种植作物的筛选

为了筛选出北方地区秋冬季适宜种植、越冬与翌年返青的覆盖作物（绿肥作物）品种,在天津春玉米区连续2年进行20个冬绿肥品种田间种植试验,以生物量及越冬稳定性作为指标进行评估。结果表明：毛叶苕子、黑麦草、二月兰、黑麦4个品种资源,连续2年表现为冬前均有较好覆盖,冬后成功返青,翻压前生物产量平均在3400 kg/hm²以上,是相对早发的冬绿肥作物;4月末最适宜翻压时期,二月兰处于盛花期,毛叶苕子处于初花期,而黑麦和黑麦草处于孕穗期。     

Effect of Different Crop Densities of Winter Wheat on Recovery of Nitrogen in Crop and Soil within the Growth Period

Previous experiments have shown that, at harvest of winter wheat, recovery of fertilizer N applied in early spring [tillering, Zadok’s growth stage (GS) 25] is lower than that of N applied later in the growth period. This can be explained by losses and immobilization of N, which might be higher between GS 25 and stem elongation (GS 31). It was hypothesized that a higher crop density (i.e. more plants per unit area) results in an increased uptake of fertilizer N applied at GS 25, so that less fertilizer N is subject to losses and immobilization. Different crop densities of winter wheat at GS 25 were established by sowing densities of 100 seeds m^–2 (S_low), 375 seeds m^–2 (S_cfp= common farming practice) and 650 seeds m^–2 (S_high) in autumn. The effect of sowing density on crop N uptake and apparent fertilizer N recovery (aFNrec = N in fertilized treatments ? N in unfertilized treatments) in crops and soil mineral N (N_min), as well as on lost and immobilized N (i.e. non‐recovered N = N rate ? aFNrec), was investigated for two periods after N application at GS 25 [i.e. from GS 25 to 15 days later (GS 25 + 15d), and from GS 25 + 15d to GS 31] and in a third period between GS 31 and harvest (i.e. after second and third N applications). Fertilizer N rates varied at GS 25 (0, 43 and 103 kg N ha^–1), GS 31 (0 and 30 kg N ha^–1) and ear emergence (0, 30 and 60 kg ha^–1). At GS 25 + 15d, non‐recovered N was highest (up to 33 kg N ha^–1 and up to 74 kg N ha^–1 at N rates of 43 and 103 kg N ha^–1, respectively) due to low crop N uptake after the first N dressing. Non‐recovered N was not affected by sowing density. Re‐mineralization during later growth stages indicated that non‐recovered N had been immobilized. N uptake rates from the second and third N applications were lowest for S_low, so non‐recovered N at harvest was highest for S_low. Although non‐recovered N was similar for S_cfp and S_high, the highest grain yields were found at S_cfp and N dressings of 43 + 30 + 60 kg N ha^–1. This combination of sowing density and N rates was the closest to common farming practice. Grain yields were lower for S_high than for S_cfp, presumably due to high competition between plants for nutrients and water. In conclusion, reducing or increasing sowing density compared to S_cfp did not reduce immobilization (and losses) of fertilizer N and did not result in increased fertilizer N use efficiency or grain yields.