江南双季稻区再生稻秸秆全量还田机械化种植模式

以江西省崇仁县再生稻生产调研为基础,总结分析了再生稻秸秆全量还田机械化种植模式的综合效益及其技术要点。该种植模式选用高产优质籼粳杂交稻品种甬优4949,通过头季稻留高茬收获,将秸秆切碎并均匀抛撒,适时追施促芽肥,控水灌溉,以及病虫草害防治,创新集成了适于江南双季稻区再生稻机械化栽培新模式。该模式不仅解决了蓄低位腋芽的秸秆还田难题,实现了秸秆全量还田,还解决了再生苗生育进程不一致和籽粒成熟度不一等问题。与常规模式相比,新型稻作模式头季和再生季水稻产量分别增加了12.7%和55.8%,周年净收入增加了6769.5元/hm²,经济效益显著。该模式避免了秸秆焚烧,可培肥土壤,实现优质丰产,是绿色高产高效的“一种两收”稻作新模式,适合在江南双季稻区大面积推广应用。     

水分管理和秸秆还田对稻田甲烷排放及固碳的影响研究进展

综述了水分管理对稻田甲烷产生、氧化和传输排放的影响以及秸秆还田对稻田甲烷排放和固碳的影响,并提出了今后中国稻田CH4排放应加强以下2方面的研究：（1）水分管理对稻田甲烷产生机理的研究;（2）秸秆还田对稻田甲烷排放和土壤固碳的综合影响研究,旨在为以后的水稻生产如何进行水分管理和秸秆还田提供参考和依据,以期充分发挥稻田的生态效益。     

耕作与秸秆还田方式对稻田N2O排放、水稻氮吸收及产量的影响

保护性耕作是改善农田土壤肥力的重要举措,然而其对作物氮吸收与产量的作用尚不明确。为此,本试验于2016—2017年稻季在湖北省武穴市花桥镇,设置常规翻耕与免耕两种耕作方式以及前茬作物秸秆全量还田与不还田两种秸秆还田方法,研究耕作与秸秆还田方式对稻田土壤N2O排放、根系酶活性、水稻氮吸收与产量的影响。结果表明,耕作方式显著影响土壤N2O排放,但不影响根系硝酸还原酶与谷氨酰胺合成酶活性、水稻氮吸收与产量。与翻耕处理相比,免耕处理2016年和2017年土壤N2O排放量分别显著提高了12.5%~18.2%和21.1%~38.6%。秸秆还田显著影响土壤N2O排放量、根系酶活性、水稻氮吸收与产量。相对于秸秆不还田处理,秸秆还田处理2016年和2017年土壤N2O排放量分别显著提高了38.5%~45.5%和13.1%~29.5%。秸秆还田处理相对于不还田处理根系硝酸还原酶与谷氨酰胺合成酶活性分别显著增加了6.7%~45.9%和9.0%~46.7%,水稻氮吸收量提高了12.5%~26.0%,产量增加了9.4%~12.6%。本文认为,虽然秸秆还田提高了水稻氮吸收与产量,但也促进了土壤N2O的排放,因此在评估保护性耕作稻田温室效应时应加强对温室气体(CH4和N2O)排放和土壤碳固定影响的长期监测,以期为发展低碳稻作提供理论依据和技术支撑。     

异育银鲫‘中科3号’和中华圆田螺稻田生态种养效果比较分析

拓展稻田综合种养殖品种,充分利用稻田资源,丰富市场供应,为山区稻渔综合种养产业稳步发展提供重要基础。在武夷山稻花鱼养殖示范基地,开展了异育银鲫‘中科3号’和中华圆田螺稻田生态种养殖比对试验和成效分析。试验结果表明,养殖周期139天,“稻+鲫+螺”模式总产量达9937.5 kg/hm²,比“稻+鲫”模式高出7.72%,比“稻+螺”模式低7.67%,总利润分别比“稻+鲫”和“稻+螺”模式高出25.83%和77.91%;其产出投入比、成本利润和销售利润率明显高于“稻+螺”模式。“稻+鲫+螺”生态种养模式有效提高了稻田综合种养成效,但还需要优化水产动物放养的协同比例和管理关键技术,进一步提升稻田多品种混养的比较效益。     

秸秆还田对土壤培肥与水稻产量和米质的影响

作物秸秆还田是有效利用秸秆资源的重要途径。作物秸秆还田对土壤结构和养分状况、温室气体排放和作物产量等会产生明显影响。为了充分利用作物秸秆资源,并探讨其还田效用,综述了作物秸秆还田相关技术、秸秆还田对稻田土壤性状、水稻产量和米质以及温室气体排放的影响,并从秸秆还田轻简栽培技术、不同稻作方式下秸秆还田的环境效应及不同作物类型秸秆还田效应等方面提出了未来深入开展秸秆还田研究的建议,以期为合理利用作物秸秆、提高水稻产量和改善稻米品质以及保护环境提供理论依据。     

秸秆及其还田方式对不同轮作模式下稻田土壤性质影响的研究进展

作物秸秆是农业生产中最丰富的生物质能源之一,还田是利用秸秆的主要途径。水稻是我国最为重要的粮食作物之一。小麦（麦）―水稻（稻）、油菜（油）―稻、稻―稻（双季稻）是我国常见的稻作轮作模式。本文总结分析了小麦、水稻和油菜秸秆分别通过覆盖直接还田、翻埋直接还田与堆腐还田3种方式后对稻田土壤性状的影响,讨论了现阶段秸秆还田研究的局限性,并展望了今后的研究方向,为秸秆高效绿色还田和稻田土壤培肥提供理论与实践依据。     

稻麦两熟制下秸秆还田模式的产量和经济效益分析

明确不同秸秆还田模式对小麦、水稻产量和经济效益的影响,对推广秸秆还田具有重要意义。利用稻麦复种长期田间定位试验2012-2018年的数据,分析了秸秆不还田（S0）、麦秸还田（WS）、稻秸还田（RS）和稻麦秸均还田（WRS）4种秸秆还田模式对作物产量、氮肥利用率、秸秆增产率、秸秆边际产量和秸秆农学利用率的影响。结果表明：秸秆还田均增加水稻产量,其中RS和WRS模式增产效果均显著大于WS模式;小麦产量随秸秆还田年限呈“减产-稳产-增产”的变化趋势。秸秆的周年增产率和农学利用率分别为5.65%~13.60%和0.11~0.17kg/kg。与RS模式相比,WRS模式属于秸秆过量还田,其秸秆增产效率降低。秸秆还田提高稻麦氮肥周年利用率1.67~4.01kg/kg,其中RS和WRS模式较WS模式更利于作物的氮吸收。WS、RS和WRS模式的稻田周年净收益较不还田模式分别增加1 690、4 875和4 177元/（hm²·年）,其中RS和WRS模式均显著高于WS模式。综合以上结果,麦季稻秸还田模式（RS）既可提高还田秸秆利用率,又可增加稻田净收益,推荐在稻麦两熟农田采用。     

绿肥稻秆协同还田下氮肥减量的增产和培肥短期效应

稻田绿肥秸秆协同还田是稻田培肥地力的有效措施,本文基于2年田间试验研究了绿肥稻秆协同还田下氮肥减量对水稻产量、产量构成要素及土壤养分含量的影响。试验于2018—2020年在陕西省汉中市汉台区进行,设置5个处理:(1)冬闲+水稻秸秆不还田+不施肥(CK);(2)冬闲+水稻秸秆不还田+常规施氮(NPK);(3)冬种紫云英+水稻秸秆还田+常规施氮(GRN1);(4)冬种紫云英+水稻秸秆还田+减氮20%(GRN2);(5)冬种紫云英+水稻秸秆还田+减氮30%(GRN3)。结果表明:水稻产量方面,年际间差异较大, 2019年度GRN1处理‘荃香优1521’产量最高为10,047 kg hm–2,显著高于NPK处理,增幅为6.7%;其次为GRN2和GRN3,但与NPK差异不显著;2020年度GRN2和GRN3处理‘黄华占’产量较NPK处理显著增加,增幅分别为6.6%和5.8%。绿肥稻秆协同还田处理均可以显著提高水稻产量,较CK和NPK增幅分别为67.9%～83.0%和2.8%～6.7%。土壤养分方面,紫云英稻秆协同还田提高了耕层0～20 cm土壤有机碳和速效磷, GRN2处理较NPK处理分别提高了...     

稻-油轮作条件下长期秸秆还田对土壤肥力的影响

在湖北省2个秸秆还田长期定位试验(武穴市8年和荆州市3年)的基础上,研究武穴的传统耕作(W1)、秸秆还田配合传统耕作(W2)、免耕(W3)、秸秆还田配合免耕(W4)以及荆州的施氮磷肥(J1)、氮磷钾肥(J2)、秸秆还田配合氮磷肥(J3)、秸秆还田配合氮磷钾肥(J4)处理对土壤肥力的影响。结果表明:(1)两地耕层(0~20 cm)土壤中各养分(全氮、有机质、碱解氮、速效磷和速效钾)的含量均显著高于20~40 cm土层的,秸秆还田和免耕均能有效提高耕层土壤中有机质和全氮的含量,其中W4和J4处理效果最好;W4比W1有机质和全氮分别增加了1.72%~37.55%和2.09%~15.79%,J4比J1增加了1.41%~21.90%和5.83%~16.38%;油菜季土壤有机质含量普遍高于水稻季;(2)秸秆还田显著提高耕层土壤的速效养分(碱解氮、速效磷、速效钾)的含量,尤其是速效钾,增幅最大;(3)与W1和J1相比,W2和J3减小了耕层土壤的容重(分别减小7.81%和2.39%),增大土壤总孔隙度(分别增大4.75%和1.14%)和毛管孔隙度(分别增大3.77%和9.40%)。稻-油轮作条件下长期秸秆还田显著提高耕层土壤养分的含量,降低土壤容重和增大孔隙度,对培肥土壤有积极的作用。     

油菜秸秆还田免耕抛秧效果初报

近年来，在水稻常规耕作抛秧的基础上，广泛发展起来的稻田免耕抛秧技术，是目前我国稻作技术革新中，经济效益可观、社会效益显著、生态效益突出的一项新技术。该技术将秸秆还田、免耕栽培、早育抛秧融为一体，具有突出的减轻劳动强度，节本增效，培肥土壤，固土保肥等优点，深受群众喜爱，有着广阔的推广前景。为了促进该项技术在遵义县的发展和应用，探索适合水稻免耕栽培模式，2004年进行了油菜秸秆还田稻田免耕抛秧技术试验。     

秸秆全量还田下施用过氧化钙对南方双季稻产量和稻田温室气体排放的影响

为探明秸秆全量还田条件下施用过氧化钙（CaO₂）对南方双季水稻产量和稻田温室气体排放的影响,设置不施CaO₂（CK）和早稻旋耕前一次性施用CaO₂ 2个处理,采用静态暗箱–气相色谱法监测稻田温室气体排放,以明确秸秆全量还田下施用CaO₂对双季稻产量、稻田温室气体排放、综合温室效应（GWP）和温室气体排放强度（GHGI）的影响。结果表明,与CK相比,施用CaO₂显著增加了2018和2019年晚稻产量,增幅分别为3.44%和2.65%,但对早稻产量无显著影响。施用CaO₂显著降低了早稻季CH₄累积排放量、GWP和GHGI,降幅分别为14.73%、14.74%和15.09%,但是对N₂O累积排放量无显著影响。施用CaO₂对晚稻季CH₄和N₂O排放均无显著影响。与CK相比,施用CaO₂显著增加了2018和2019年的周年产量,增幅分别为1.93%和2.58%;但对CH₄和N₂O累积排放量、GWP及GHGI均无显著影响。因此,施用CaO₂有助于协同实现双季稻增产和稻田温室气体减排。     

秸秆全量还田下晚稻季翻耕对双季稻田温室气体排放和产量的影响

翻耕有利于秸秆还田,为了探究秸秆全量还田下不同耕作措施对双季稻产量和温室气化排放的影响,在晚稻季设置浅旋耕和翻耕2个处理,采用静态暗箱–气相色谱法连续监测当季晚稻和第2年早稻季稻田温室气体排放,以阐明秸秆全量还田下晚稻季翻耕对稻田甲烷（CH₄）和氧化亚氮（N₂O）排放及产量的影响。与浅旋耕处理相比,晚稻季翻耕显著降低了当季晚稻CH₄累积排放量（19.04%）、综合温室效应（19.19%）和温室气体排放强度（22.02%）,而对N₂O累积排放量无显著影响。晚稻季翻耕对第2年早稻季稻田温室气体排放无显著影响。可见,翻耕的减排效应只体现在当季。此外,浅旋耕和翻耕处理对当季晚稻和第2年早稻产量及其构成均无显著影响。短期来看,秸秆全量还田下晚稻季翻耕有利于协同实现双季稻稳产和稻田温室气体减排。     

Modelling the impacts of climate change and methane emission reductions on rice production: a review

Rice agriculture is not only affected by climate change, but also contributes to global warming through the release of methane into the atmosphere. In 1989, a major research project was initiated at the International Rice Research Institute in the Philippines to investigate relationships between climate change and rice production. A second project started in 1993 to investigate, in more detail, mitigation options that could be employed to help reduce CH₄ emissions from rice cultivation. An important component of all of this work was the quantification of these interactions between climate change and rice production into simulation models, and their subsequent use to upscale field measurements to national and regional levels. The first project developed such a model to integrate existing knowledge of effects of increased levels of CO₂ and temperature on rice growth, and used this to predict the impact of various climate change scenarios on rice production in SE Asia. In the second project, routines describing the dynamics of CH₄ production and emission from the soil were linked to a crop simulation model to estimate the effect of different crop management scenarios on national CH₄ emissions from various countries in the region. With the recent completion of the second project, it is timely to review this modelling work describing the relationships between the global environment and rice production, a task which we attempt in the present paper. The advantages and disadvantages of the modelling approaches used and other issues relating to the upscaling of field measurements to national and regional levels are discussed. Future research directions in this area are also identified.     

施石灰和秸秆还田对双季稻产量和氮素吸收的互作效应

红壤稻田面临土壤酸化和肥力偏低的双重挑战。施石灰和秸秆还田分别是稻田土壤酸化改良和培肥的有效措施,但二者的互作效应尚不清楚。本研究连续4年(2015—2018年)在江西省开展施石灰和秸秆还田双因素田间定位试验,旨在探明施石灰和秸秆还田对红壤双季稻田水稻产量和氮素吸收的互作效应。结果表明,施石灰和秸秆还田均显著提高了早、晚稻的产量和氮素吸收,且二者具显著的协同促进效应。秸秆还田下,施石灰使早稻产量和氮素吸收分别增加10.7%和15.5%;而在秸秆不还田下,增幅仅分别为4.4%和9.7%。秸秆还田下,石灰使晚稻产量和氮素吸收分别提高18.7%和24.6%;但在秸秆不还田下,增幅则分别为10.5%和5.7%。施石灰对早、晚稻产量和氮素吸收的促进效应随试验年限的增加而减弱。石灰对土壤pH值的提升效应随试验年限的延长显著降低。试验4年后,石灰对土壤有机质和全氮含量均无显著影响;秸秆还田显著提高了土壤有机质含量,而对全氮含量无显著影响。因此,秸秆还田配施石灰能够协同实现双季稻增产、土壤酸化改良与培肥。本研究表明在此酸性的红壤双季稻田上每4年左右施用一次石灰为宜。     

长江中下游地区不同避涝作物种植模式对农田温室气体排放的影响

通过田间原位试验,研究长江中下游地区不同避涝作物种植模式对农田温室气体排放的影响,为该地区低碳作物种植模式的选择提供依据。利用静态箱法研究水稻-小麦(WRR)、黄心乌-茭白(WZR)、黄心乌-毛豆-荸荠(WECR)、水芹-芹芽-水稻(CCRR)和莲藕(LR)种植模式下农田的N₂O、CO₂和CH₄等温室气体的排放规律。结果表明：N₂O、CO₂和CH₄的排放具有明显的季节性,CO₂排放呈现夏季＞秋季＞春季＞冬季,CH₄和N₂O排放呈现夏季＞秋季;WECR、WRR和CCRR种植模式土壤CO₂排放量差异不显著,但都显著高于WZR,LR模式;WRR、CCRR和LR种植模式土壤N₂O排放量极显著高于WZR和WECR模式;LR极显著高于CCRR种植模式土壤CH₄排放量,而WZR、WECR和WRR极显著低于LR和CCRR。不同种植模式综合温室效应大小WRR＞CCRR＞WECR＞LR＞WZR,可见黄心乌-茭白模式综合温室效应最低,是长江中下游易涝区域低碳农业的较佳生产模式。     

秸秆还田对豆-稻-菜循环耕作模式下作物产量和土壤肥力的影响

豆-稻-菜循环耕作模式是中国南方地区最重要的轮作模式之一,但秸秆还田对该耕作制度下作物产量和土壤肥力的影响尚不明确。通过连续7年的田间定位试验（2009—2015年）,研究秸秆还田对豆-稻-菜循环耕作模式下作物产量和土壤养分状况的影响。结果表明：秸秆还田对浙江省豆-稻-菜轮作模式下作物产量的影响显著：与单施化肥相比,秸秆还田有效提高了水稻和小萝卜的产量,且水稻和小萝卜年均增产10%以上;此外,秸秆还田对豆-稻-菜循环种植区域土壤肥力也有较大影响：提高了土壤有机质、全氮、有效磷、速效钾含量和土壤pH值,此外,秸秆还田区域土壤全氮、有效磷和速效钾含量呈逐年增加趋势。由此可见,多熟制耕作制度下秸秆还田仍具有作物增产和土壤培肥作用,可作为耕地质量提升的有效手段长期实施。     

绿肥紫云英对稻田土壤系统氮素平衡的影响综述

为了系统了解稻田种植豆科填闲作物紫云英后氮素流通的变化情况,笔者综合阐述了紫云英对稻田土壤系统中氮素的输入、输出的影响,整体评价水稻-紫云英种植体系中氮素的平衡,结论主要包括：（1）紫云英能高效固氮并替代部分化肥、提高氮肥利用率;（2）通过提高水稻产量和氮含量,紫云英可以增加水稻收割携走氮量;（3）紫云英能够有效降低土壤氮素的径流损失;（4）紫云英可能具有降低土壤氮素淋溶损失的潜力,但是支撑数据较少;（5）紫云英能够显著减少稻田NH₃挥发,但是对N₂O的影响尚存争议。综上所述,紫云英在保障水稻产量的基础上,能够降低氮素损失所带来的环境风险,有效改善稻田土壤系统氮素平衡情况。     

‘甬优12’超高产连作栽培对产量及土壤肥力的影响

为探究籼粳超级稻‘甬优12’超高产连作栽培对产量及土壤肥力的影响,选择2块土壤肥力中等的水稻田,进行连续3年（田块A：2010—2012年）、（田块B：2013—2015年）的‘甬优12’超高产连作栽培研究。结果表明：田块A连续3年超高产栽培产量分别是12.65、14.05、14.08 t/hm²;田块B连续3年的超高产栽培产量分别是14.57、13.40、13.66 t/hm²。田块B 2013年和2015年水稻收割后取样调查对比土壤理化性质发现：有机质和速效磷含量保持稳定,速效钾增加40 mg/kg,pH提高0.5个单位,土壤理化性状有所改善。研究结果表明,‘甬优12’连作每年施用一定有机肥（商品有机肥7~9 t/hm²）,秸秆全部还田,合理运筹氮磷钾肥（化肥总量N、P₂O₅、K₂O为280、160、240 kg/hm²左右）,配套超高产栽培措施,产量能连续达到14 t/hm²左右,土壤肥力也可保续在一定水平,对土壤的持续生产能力基本没有影响。因而今后在推广‘甬优12’超高产栽培时应着重注意有机肥的使用和氮磷钾肥料的运筹。