耕作及残茬管理对作物产量及土壤性状的影响

在河北低平原的壤质潮土上进行了保护耕作长期定位裂区试验，研究了深浅轮耕、浅耕、少耕、免耕以及残茬管理对作物产量及土壤性状的影响。结果表明，连续少耕和免耕处理的前3年对作物产量没有影响，之后小麦产量显著降低(最大降幅达到31．83％)；连续免耕对玉米产量并没有明显影响；深耕并不增加作物产量；秸秆覆盖有时影响小麦生长；免耕处理的土壤有机质和全氮含量增加，但速效氮含量降低。     

安宁河流域免耕覆盖对稻田土壤性状及作物产量的影响研究

[目的]探索免耕覆盖在四川省西昌市主要轮作方式中的技术措施及其对土壤性状和作物产量的影响。[方法]2008年开始在西昌市小庙乡进行水稻-小麦轮作免耕覆盖的长期定位试验,共设置7个处理,选择其中有代表性的3个处理（①翻耕并将秸秆带离本田;③秸秆翻耕入土;⑤免耕秸秆覆盖还田）定期测定土壤养分含量、土壤含水量、土壤温度等,并对各处理水稻产量进行比较。[结果]处理⑤土壤有机质含量分别较处理①、③提高了6.81%和0.93%,土壤全氮含量分别较处理①、③提高了6.66%和2.67%,全磷和全钾含量分别较处理①提高了5.26%和8.34%;处理⑤土壤含水量较高,表土温度较低,水稻产量较高。[结论]免耕覆盖可提高土壤养分含量,调控土壤温度,增加土壤含水量,提高作物产量。     

不同耕作方式与施氮量对麦玉两熟产量的影响

少耕免耕及秸秆覆盖在改善生态环境、培肥地力、提高作物产量和提高资源利用效率等方面有重要作用。试验设置4个耕作处理,分别为常规耕作、旋耕、耙耕和免耕;施氮量设置3个水平,分别为常规施氮量的100％、75％和50％,以研究耕作方式和施氮量对小麦、玉米产量及产值的影响。结果表明,随着施氮水平的递减小麦公顷穗数降低,小麦、玉米产量降低,总产量下降;旋耕、耙耕和免耕处理的小麦穗粒数随施氮水平的递减而降低,而千粒重随施氮水平的递减而有增加趋势,玉米的千粒重与施氮水平变化趋势基本一致;常100、耙100和免100处理的产量最高,旋100、常75和免75次之,而耙100和免100处理的净产值最高,高于常100。因此,耙100和免100的经济效益最高,具有较高的推广价值。     

不同轮耕方式与生物炭用量对潮土区玉米产量及土壤理化性质的影响

针对常年小麦旋耕玉米免耕造成土壤容重增加、透气性变差、土壤团聚体稳定性降低、有机碳含量降低等土壤质量恶化的问题,探讨通过生物炭与轮耕方式改善土壤理化性状的可行性。采用田间定位试验,以小麦旋耕玉米免耕+不施生物炭(CK)为对照,设置3种生物炭用量(2.5(B1)、5.0(B2)、7.5 t/hm²(B3))与2种轮耕耕作方式(小麦旋耕玉米免耕(R)、小麦深翻耕玉米免耕(D))的交互处理,分析不同处理对土壤容重、孔隙度、团聚体稳定性、有机碳及作物产量的影响。结果表明,在0～20 cm土层,与对照相比,小麦旋耕玉米免耕处理土壤容重显著降低,并且随生物炭施用量的增加而降低,土壤孔隙度显著增加,并且随生物炭施用量的增加而增加;在20～40 cm土层,小麦深翻耕玉米免耕处理显著降低了土壤容重,增加了土壤孔隙度;不同处理均能显著提高>0.25 mm团聚体占比和土壤有机碳含量,并且2个指标均随生物炭施用量的增加而增加;在2020、2021年,不同处理玉米产量分别较对照显著增加5.07%～11.02%、6.53%～18.13%,其中,DB3处理产量最高,分别为8 946.83...     

长期施用有机肥对潮土土壤肥力及硝态氮运移规律的影响

以连续不同年限定位施用有机肥的小麦-玉米轮作农田为研究对象,设置4个处理:连续施用化肥(长期施用化肥,未施用有机肥);3年连续施用有机肥(不施化肥);5年连续施用有机肥(不施化肥);20年连续施用有机肥(不施化肥),探索不同年限连续有机施肥下土壤肥力、小麦产量和土体硝态氮累积量分布的变化。结果表明,连续施用有机肥可显著降低土壤容重、增加土壤中速效养分含量,且年限越长,效果越明显。化肥处理的小麦产量显著高于有机肥处理,有机肥处理中小麦产量随施肥年限的增加而降低,但无显著性差异。不同土壤深度硝态氮累积量表现为有机肥处理大于无机肥处理,小麦季大于玉米季;随着土壤深度增加土壤硝态氮累积量呈现先降低后增加的趋势,且各土层硝态氮累积量随施用有机肥年限增加而增加;通过分析80~100 cm土层硝态氮累积量发现,20年连续施用有机肥处理在此层的累积量最大达240 kg·hm~(-2)。由此可见,连续施用有机肥可降低小麦产量,连续20年施用有机肥土壤硝态氮总累积量和土体下层累积量均达到最大,具有一定的硝态氮淋失风险。因此,需采取一定的措施来增加作物产量,减少硝态氮累积,防止地下水硝态氮污染。     

轮耕对渭北旱塬麦田土壤有机质和全氮含量的影响

【目的】研究由秸秆覆盖免耕、秸秆覆盖深松和秸秆还田翻耕组成的不同保护性轮耕模式对渭北旱塬连作麦田土壤肥力的影响。【方法】2007-2014年在陕西合阳实施夏闲期免耕/深松轮耕（NT/ST）、深松/翻耕轮耕（ST/CT）、翻耕/免耕轮耕（CT/NT）、连续免耕（NT/NT）和连续翻耕（CT/CT） 5种不同耕作模式定位试验,测定并分析2011-2014年小麦收获后不同耕作处理下土壤有机质和全氮变化规律及产量差异。【结果】与连续翻耕相比,连续免耕有利于表层土壤有机质和全氮积累,而免耕、深松和翻耕组成的3种轮耕处理更有利于提高20-40和40-60 cm土层土壤有机质和全氮含量,其中随着耕作年限延长,连续免耕处理下土壤养分逐渐表现出“上层富集,下层贫化”的现象;而免耕/深松轮耕更有利于耕层及耕层以下土壤养分均匀分布。随着轮耕年限增加,各耕作处理0-60 cm土层土壤有机质含量和总量均呈现出整体增加趋势,其中以免耕/深松处理增加趋势比较明显。与2007年相比,免耕/深松、深松/翻耕和翻耕/免耕3种轮耕处理的0-60 cm土层年平均有机质含量增加速率分别为4.53%、3.02%和2.26%,2014年土壤有机质总量分别增加了4.07、2.68和1.65 kg·m^-3。轮耕7年后,免耕/深松、深松/翻耕和翻耕/免耕轮耕处理较连续翻耕处理0-60 cm土层土壤有机质含量分别显著增加25.3%、15.2%和10.2%,有机质总量分别增加31.57%、21.45%和13.94%,其中免耕/深松处理较连续免耕有机质含量增加9.20%,总量增加3.84%。在2011-2014年期间,与连续翻耕相比,连续免耕和3种轮耕处理0-60 cm土层土壤全氮含量及总量均有不同程度增加。其中2014年免耕/深松、深松/翻耕和翻耕/免耕轮耕处理较连续翻耕处理0-60 cm土层土壤全氮含量分别增加17.3%、8.0%和6.4%,氮总量分别显著增加了0.21、0.13和0.09 kg·m^-3,其中,免耕/深松处理较连续免耕全氮含量增加了3.02%,总量减少了2.26%。2011-2014年冬小麦平均产量表现为深松/翻耕＞免耕/深松＞连续翻耕＞翻耕/免耕＞连续免耕,其中深松/翻耕和免耕/深松处理冬小麦平均产量接近,分别较连续翻耕处理显著增产10.36%和9.80%,较连续免耕处理显著增产17.84%和17.24%;翻耕/免耕较连续翻耕处理减产1.59%,较连续免耕处理增产5.08%,但差异不显著。不同保护性轮耕措施下,各土层土壤有机质含量与全氮含量间呈显著正相关;0-20 cm土层有机质含量与轮耕年限呈显著线性相关。【结论】3种轮耕模式较连续翻耕有利于提高0-60 cm土壤有机质和全氮总量,且较连续免耕有利于土壤养分含量在耕层及耕层以下土层均匀分布,其中以免耕/深松轮耕处理效果最优,且增产效应较佳,为渭北旱塬连作麦田较适宜的休闲轮耕模式。     

不同保墒耕作方法在旱地上的保墒效果及增产效应

采用田间试验研究了留茬少耕秸秆全程覆盖、免耕补充灌溉和传统保墒耕作3种方法对旱地土壤水分及小麦产量的影响。结果表明,留茬少耕秸秆覆盖增加了夏闲期农田的蓄水量,为旱地小麦播种出苗提供了水分保证。小麦收获时的土壤水分含量,0～60cm的土壤有效蓄水量传统保墒方法为6.4mm,免耕补充灌水的为6.7mm,留茬少耕秸秆全程覆盖方法为15.3mm,留茬少耕秸秆全程覆盖方法的蓄水量多;60～100cm的土壤有效蓄水量传统保墒方法为30.9mm,免耕补充灌水为20.3mm,留茬少耕秸秆全程覆盖方法为33.5mm,也是留茬少耕秸秆全程覆盖方法的蓄水量多。留茬少耕秸秆全程覆盖比传统耕作保墒技术增产6.7%～54.8%。留茬少耕秸秆覆盖技术,提高了小麦播种时的底墒、灌浆时的土壤水含量,是一种有效的蓄水保墒、提高旱地小麦产量的方法。     

大气CO2浓度升高对作物根际土壤氮的影响

利用FACE(Free air carbon dioxide enrichment)技术,在两种氮肥施用(低氮LN和常规氮NN)水平下,研究CO2浓度升高对水稻和小麦收获后根际和非根际土壤硝态氮、铵态氮和有机氮的影响.结果表明,相对于对照CO2浓度处理,高CO2浓度处理在显著增加作物生物量的前提下,使水稻季根际土壤硝态氮含量降低,NN水平下降低明显,小麦季变化不大,高CO2浓度处理对作物根际的影响大于非根际.高CO2浓度对土壤铵态氮含量的影响不显著,仅小幅度增加了水稻季和降低了小麦季土壤铵态氮含量,且根际降低幅度大于非根际;增加氮肥施用使土壤铵态氮含量在高CO2浓度处理增加幅度低于对照.高CO2浓度处理并没有显著增加有机氮的含量,在小麦季作物对土壤有机氮的贡献大于水稻季,且增加氮肥施用条件下根际对有机氮的贡献较大.     

长期秸秆还田与施肥对成都平原稻-麦轮作下作物产量和土壤肥力的影响

为了研究长期秸秆覆盖还田配合不同施肥处理对成都平原稻-麦轮作下作物产量及土壤肥力的影响及提出该种植模式下的作物最佳施肥方案和明确土壤培肥效果,2005-2011年,在成都平原灰色冲积水稻土壤上,采用秸秆覆盖还田配施不同用量氮磷钾肥连续免耕轮作种植水稻和小麦,研究不同处理对作物产量的影响;于2010年水稻收获后采取耕层(0~5,5~15和15~30cm)土样,分析不同处理对壤理化性状的影响。在相同化肥用量条件下,秸秆覆盖还田能显著增加水稻和小麦产量。在秸秆还田基础上增施氮肥和钾肥都能显著提高水稻和小麦产量,而磷肥只能增加小麦产量,对水稻产量没有影响。秸秆覆盖还田比单施化肥每季每公顷至少能节约60 kg N/hm2、60 kg P2O5/hm2和90 kg K2O/hm2。秸秆还田配施化肥处理分别比对照处理降低了0~5和5~15 cm的土层容重,提高了土壤总孔隙度、土壤团聚体数量、耕层土壤养分速效量以及有机质含量,特别是0~5 cm土层,说明连续秸秆覆盖加免耕促进土壤有机质和养分在表土层富集。     

旱坡地麦田夏闲期耕作措施对土壤水分有效性的影响

 麦田夏闲期末 ,免耕覆盖和深松留高茬处理的土壤蓄水量各增加 12～ 33和 9～ 2 4mm。土壤水分蒸发量(E)在 1999和 2 0 0 1年夏休闲期间分别减少 7～ 8和 34～ 36mm ,然而 ,小麦生育期的水分蒸散量 (ET) ,尤其是在2 0 0 0～ 2 0 0 1年期间较传统耕翻处理提高约 4 7mm。连续采用保持耕作措施的第 2年冬小麦产量增加 ,少耕、免耕和深松处理的产量分别较对照增加 3%、5 %和 8%。深松处理的小麦产量最高 ;免耕处理的经济效益最高。采用保持耕作措施 ,尤其免耕和深松 ,对于增加土壤蓄水、减少蒸发损失、提高水分有效性、节省能耗以及改善作物产量显示出最佳的效果。     

Dynamics of soil water content under different tillage systems in agro-pastural eco-zone

The dynamics of soil water content under different tillage systems was studied throughout the growing period of oat (Avena sativa L.). The treatments included tillage system (zero tillage, minimum tillage, and conventional tillage), residue cover (with and without cover), and crop rotation (continuous cropping and crop rotation). The results indicated that soil water content and crop water use efficiency were improved under zero tillage with cover. When crop stubble was removed, soil water content under zero tillage was reduced, especially in the surface soil layer. Compared to conventional tillage, minimum tillage increased soil water content and its storage, either with cover or without cover. For all the three tillage treatments, soil water content with cover was significantly higher than that of without cover. Furthermore, soil water content and crop water use efficiency under crop rotation was consistently higher than continuous cropping. Therefore, it is concluded that minimum tillage with cover is the optimum management system in this area. At present, however, a combination of crop rotation and minimum tillage is a viable option, since there are not enough crop residues available for cover of land. __________ Translated from Acta Ecologica Sinica, 2007, 27(6): 2523–2530 [译自: 生态学报]     

Changes in soil biochemical indicators at different wheat growth stages under conservation-based sustainable intensification of rice-wheat system

Soil microbes play critical roles in soil biogeochemistry, soil biological health and crop productivity. The current study evaluated the effects of tillage and residue management on changes in soil biochemical indicators at different growth stages of wheat after 5 years of rice-wheat system. Nine treatment combinations of tillage, crop establishment and crop residue management included three main plot treatments applied to rice: (1) conventional till direct dry seeded rice (CTDSR), (2) zero till direct dry seeded rice (ZTDSR), and (3) conventional puddled manual transplanted rice (CTPTR) and three subplot treatments in subsequent wheat: (1) conventional tillage with rice residue removed (CTW-R), (2) zero tillage with rice residue removed (ZTW-R) and (3) zero tillage with rice residue retained as surface mulch (ZTW+R). Irrespective of rice treatments, ZTW+R treatment had higher soil biochemical indicators compared with ZTW-R and CTW-R at all the growth stages of wheat. Generally, all the biochemical indicators were the highest at the flowering stage of wheat. Residual effect of rice treatments was also significant on biochemical quotients in wheat, which were the highest under ZTDSR followed by CTDSR and CTPTR. The present study provided three sensitive and reliable biochemical indicators (microbial biomass, basal soil respiration and microbial quotient) which respond rapidly to change in tillage and residue management practices in RWS of South Asia.     

稻田不同免耕轮作模式对土壤性质的影响

为研究稻田不同免耕轮作模式对土壤性质的影响,基于2004年在成都平原建立的耕作定位试验,以当地传统麦稻周年旋耕+无秸秆还田(CW-CR)模式为对照,设置麦稻周年免耕+秸秆还田(ZW-ZR)和油稻周年免耕+秸秆还田(ZO-ZR)2种免耕轮作处理,2014年后分层取样测试土壤物理、化学性质和主要酶活性。结果表明:和CW-CR相比,连续免耕配合秸秆还田促进土壤有机碳和碱解氮含量的提高,土壤表层(0～7.5 cm)增幅分别为41.3%～52.2%和33.6%～33.7%,差异达显著水平。免耕模式不同土层有效钾含量显著低于对照模式,降幅19.8%～25.7%。连续免耕促进直径2 mm的水稳性团聚体的大幅增加,但对不同土层容重、孔隙度和最大持水量等物理性质及土壤酶活性影响较小。周年免耕条件下,麦稻模式较油稻模式更利于表层土壤5 mm水稳性团聚体的形成,其他多数指标无显著差异。0～7.5 cm土壤质量指数(Soil quality index,SQI)排序为ZO-ZRZW-ZRCW-CR。连续免耕可以提高小麦和油菜产量,但水稻产量不及对照模式,ZW-ZR和ZO-ZR模式平均降幅8.7%和4.6%。本研究条件下,免耕可改善稻田土壤质量,ZO-ZR模式优于ZW-ZR模式,但土壤质量的改善与水稻生产力的提高不同步。     

少免耕对夏玉米灌浆过程和产量的影响

采用5种土壤耕作方式在山东龙口进行田间试验。结果表明:不同耕作处理中夏玉米的灌浆速率符合“S”型曲线,可与Logistic方程Y=k/(1+ae-bt)很好的拟合。相对于常规耕作,耙耕秸秆还田方式能提高叶面积指数和灌浆速率,增产14.5%,与旋耕秸秆还田方式无明显差异,而免耕秸秆覆盖方式减产11%。     

耕作方式对西北旱作农田土壤特性及冬小麦产量的影响

以9 a田间定位试验作为基础,分析深松耕(CPT)、免耕(ZT)和翻耕(PT)下冬小麦全生育期土壤理化指标、细菌丰度及冬小麦产量的变化特征,探索不同耕作方式对西北旱作麦田土壤特性及冬小麦产量的长期影响。结果表明:深松耕和免耕处理下土壤水分显著提高了6.5%和9.7%,有机碳质量分数提高了40.5%和31.9%,全氮质量分数提高了34.9%和34.3%,脲酶活性提高了14.1%和12.8%。pH降低3.4%和2.2%,深松耕和免耕下细菌丰度也显著降低。相较于翻耕,深松耕和免耕处理下冬小麦产量效应并不一致,深松耕处理下冬小麦产量提高了7.6%,而免耕处理下降低了7.6%。因此,深松耕可以有效减少土壤扰动,改善土壤蓄水保墒能力、提高土壤有机碳和全氮质量分数,提高作物产量,是西北旱区一种较为合理的耕作方式。     

The Effects of Different Tillages on Crop Residue Sequestration, Soil Available Nutrients and Some Biochemical Properties in the Chinese Black Soil Region

Three-year field experiments were conducted to investigate the effects of different tillage operations after harvest on crop residues sequestration and their subsequent effects on soil available nitrogen (N), phosphorus (P), some soil biochemicalproperties, and three enzymatic activities during the following growing seasons in a soybean (Glycine max)-soybeancorn (Zea mays) rotation farming system in Northeast China. Two different managements were implemented after crop harvest every year, which were tillage (T) and no tillage (NT). Results showed that crop residue m asses on soil surface and in the 0-20 em layer after soybean harvest were about 1 450 and 340 kg ha-1, respectively, in October 2006 and 2007.While, soybean residue mass in the 0-20 cm soil layer was about 340 kg ha-1 in NT and about 1 550 kg ha-1 in T before sowing in May 2007 and 2008. The adverse results were found after corn crop plantation, that corn residue mass was about 270 and 860 kg ha-1 on soil surface and in the 0-20 cm soil layer, respectively, after harvest in October 2008, while residue mass in the 0-20 cm soil layer was only 466 kg ha-1 in T but 863 kg ha-1 in NT before planting in May 2009. So T had effectively sequestered soybean residue into soil but not corn. Results also showed that T after harvest helped to improve soil available N, P, soil microbial biomass carbon (MBC), and nitrogen (MBN) contents and soil enzymes activities (urease, acid phosphatase, and protease) during the 2007 and 2008 seasons, but the positive effects decreased during the 2009 season. T practice had significant positive effects on available N, P, MBC, and MBN contents, protease and urease activities, however, no obvious effects on acid phosphatase activity. In this study, T practice after soybean harvest was proved to be preferable to improve soil microbial and enzyme activities during the following seasons due to an efficient sequestration of soybean residues. However, NT could be considered preferential after corn crop harvest.     

苏北轮作轮耕轮培优化模式研究

根据苏北地区作物结构的系统分析，将该地区分为５种轮作类型区。通过不同耕法的产量效应与时间分异、土壤肥力时空变化特征的研究，论证了轮耕制的机理，提出了苏北农区轮耕制的一般原则与测土耕作的原理与方法。在单项技术效应与分区定位综合研究基础上，初步形成了苏北主体轮作方式的轮作轮耕轮培优化模式     

稻茬少、免耕小麦吸肥特性研究

少、免耕小麦百公斤籽粒耗氮量较翻耕麦低,在同等产量水平下,植株总吸氮量较少。少耕、免耕小麦前期群体发展快,发根早、吸收氮、磷、钾量比翻耕麦多,这段时期在其一生中,吸肥总量的比例高;但中后期的吸肥量下降。稻茬少耕、免耕后,0-40cm土层的供氮量一直低于翻耕地;但其0-10cm的表土层供氮能力在拔节前相对较高,拔节后下降。因此,少耕、免耕麦应在施足基肥基础上,早施苗肥促早发,重施拔节肥防早衰。     

不同耕作方式对土壤理化性状及玉米产量的影响

通过2010,2011年的大田试验,对常规耕作、免耕、深翻、深松4种处理的土壤含水量、容重和氮、磷、钾、有机质含量以及玉米产量进行分析。结果表明,各处理在玉米拔节期、大喇叭口期、灌浆期和成熟期的土壤含水量由高到低的顺序均为:深翻>深松>常规耕作>免耕;深翻和深松处理0～30 cm,土壤容重较常规耕作分别降低10.27%和2.10%,免耕较常规耕作增加4.1%;深翻和深松处理较常规耕作的土壤速效钾、有效磷、有机质含量增加;深翻和深松处理的玉米产量分别较常规耕作提高20.38%和3.74%,免耕处理较常规耕作减产15.11%。选择合理的耕作方式,能够有效改善土壤结构,提高土壤含水量、有机质含量和作物产量。