轮作豆科植物对马铃薯连作田土壤速效养分及理化性质的影响

合理轮作天蓝苜蓿 (Medicago lupulina L.)、陇东苜蓿(Medicago sativa L.)和箭筈豌豆(Vicia sativa L.)3种豆科植物对马铃薯连作田土壤速效氮、速效磷及速效钾含量有不同程度的促进作用。对于马铃薯2年以上连作田,轮作3种豆科植物均能起到提高土壤氮素有效性的作用,速效氮含量最高提高476%,且可显著提高3年以上连作田速效磷含量,增幅最高可达207%。对于3~4年连作田,轮作天蓝苜蓿可提高土壤速效钾含量,其他连作年限及轮作箭筈豌豆和陇东苜蓿均没有提高土壤速效钾含量。轮作豆科植物后,不同连作年限马铃薯连作田土壤EC值均显著下降,与对照相比,土壤的EC值最大降低69.7%,说明实施马铃薯-豆科植物轮作对防止马铃薯连作田土壤盐渍化有显著效果。轮作豆科植物使连作田土壤脲酶、碱性磷酸酶和过氧化氢酶活性均显著提高。从第2年连作开始,轮作豆科植物对后茬马铃薯产量产生明显影响,第3~4年连作期间,轮作天蓝苜蓿和箭筈豌豆对后茬马铃薯增产效果较明显。     

秸秆还田对白浆土养分含量的影响

秸秆还田可以减少环境污染,培肥土壤,是未来农业生产的发展趋势。本试验研究了不同秸秆还田方式及数量对白浆土养分含量的影响。结果表明,两年的玉米秸秆还田能够增加土壤有机质含量,秸秆还田量越大效果越明显,但对土壤全氮的影响不大;秸秆全量还田可以增加大豆生长后期的土壤全磷和全钾含量,而根茬还田对其影响较小。秸秆还田增加了土壤碱解氮含量;而对土壤有效磷含量影响不大;秸秆全量还田增加了土壤速效钾含量,而根茬还田对土壤速效钾含量没有表现明显影响。     

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。     

沼渣施用对花生小麦轮作作物产量及土壤养分和重金属含量的影响

为研究沼渣施用对花生小麦轮作作物产量及土壤养分和重金属含量的影响,试验共设置6种施肥处理,每个处理都施750 kg/hm²复合肥为底肥,1.5×10⁴ kg/hm² (A1)、3.0×10⁴ kg/hm² (A2)、4.5×10⁴ kg/hm² (A3)、6.0×10⁴ kg/hm² (A4)、7.5×10⁴ kg/hm² (A5)、对照CK不施沼渣(A6),分析了不同处理作物产量、籽粒重金属含量、土壤养分和重金属含量。试验结果表明：施沼渣的花生产量比对照增产幅度为4.74%~9.03%,处理A2、A3、A4、A5的产量比对照A6增产差异显著(P<0.05),施沼渣的小麦产量比对照增产幅度为3.08%~7.38%,处理A2、A3、A4、A5的产量比对照A6增产差异显著(P<0.05),处理A2的花生和小麦产量都比对照A6的增产差异显著,且沼肥用量最低,是适宜的沼肥用量;与不施肥相比,沼肥显著增加了土壤养分含量,土壤有机质、全氮、有效磷、速效钾含量变幅分别为56.80~107.23 g/kg、0.26%~0.45%、93.77~128.67 mg/kg、218.33~329.67 mg/kg;花生籽仁和小麦籽粒中均未检测出Hg和As,Pb、Cd和Cr含量的变幅分别为0.023~0.07、0.11~0.23、0.015~0.062 mg/kg,均低于《食品安全国家标准食品中污染物限量》(GB 2762—2017)的标准;不同处理土壤Hg、Pb、Cd、Cr和As含量分别为0.046~0.061、23.4~29.7、0.09~0.22、71.1~89.5、12.0~14.4 mg/kg,远低于国家《土壤环境质量 农用地土壤污染风险管控标准（试行）》(GB 15618—2018)标准值。     

施用稻草等有机物料对黄瓜连作土壤速效养分的影响

不同有机物料稻草，猪粪，锯木屑成分不同，入土转化过程不同，对连作土壤速效率养分产生不同的影响，通过培养实验表明猪粪有增加土壤铵态氮，速效磷和速效钾含量，稻草能提高土 速效磷，钾含量，但降低土壤铵态氮的含量；而锯木屑地土壤铵态氮，速效磷速效钾含量的影响不大。     

施肥与耕作对白浆土地区农作物产量的影响

研究表明,长期施用有机肥,玉米、大豆和小麦产量显著优于单施化肥和秸秆还田;玉米、小麦和大豆长期轮作的产量显著高于长期连作;3种耕法中,普翻优于深松,深松优于免耕,并随免耕年限加长,3种作物产量逐渐下降。     

不同连作年限对大豆根际土壤养分的影响

本试验通过对不同连作年限大豆根际土壤养分的测定,明确了连作对大豆根际土壤养分的影响,研究结果表明,连作处理根际土壤pH值随连作年限增长呈下降趋势,各连作大豆根际土壤中氮、磷、钾、镁、锌、硼、钼、有机质等养分含量均低于正茬,不同连作年限对大豆根际土壤中铁、钙、锰含量的影响未表现出线形规律。     

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。     

有机生态肥对作物产量及土壤肥力的影响

通过施用有机生态肥 ,可使小麦增产 1 0 9% ,玉米增产 1 3 4 % ,每公顷年增纯收益3370 2元 ,土壤有机质、有效磷、有效钾含量明显提高     

减量施肥模式对稻麦轮作体系中小麦产量和养分利用效率的影响

为实现化肥高效施用和零增长目标,采用稻麦轮作定位大田试验,探讨不同减量施肥模式对轮作体系小麦产量及养分利用效率的影响。设置不施肥（T1）、常规化肥（T2）、等养分条件下有机肥与化肥配施（T3）、T3减N 20%+氮增效剂（T4）、T3减P 20%+磷素活化剂（T5）及T3减N、P各20%+氮增效剂+磷素活化剂（T6）6个处理。结果表明,与T2处理相比,各减量施肥处理对稻麦轮作体系小麦产量影响不显著,T4处理3年平均产投比提高3.96%,T5和T6处理分别降低59.21%和56.24%;T4处理氮素吸收效率、氮素利用效率和钾素利用效率分别提高9.22%~20.70%、7.01%~28.67%和4.69%~7.67%;T5处理小麦磷素总吸收量、吸收效率、偏生产力和利用效率分别提高15.53%、21.43%~46.67%、12.18%~52.06%和3.77%~4.52%;T6处理氮素吸收效率、磷素偏生产力和钾素利用效率分别提高5.67%~19.40%、10.88%~43.43%和7.38%~12.97%;T3处理对小麦氮、磷素的吸收与利用均无显著影响,但显著降低了小麦钾素偏生产力。综合结果表明,T6处理可稳定小麦产量,有利于协调作物养分吸收,但磷素活化剂使用成本高,经济效益偏低。     

大豆玉米持续轮作免耕对土壤养分及作物产量的影响

为了解决免耕减产、秸秆焚烧污染环境、种植结构不合理等问题,试验通过设置免耕和传统垄作田间对比试验,研究了2013年到2016年连续4年大豆玉米轮作免耕对土壤养分及作物产量的影响,研究结果可为免耕技术推广及黑龙江省农业持续发展提供理论参考和技术保障。试验结果表明,大豆玉米持续轮作免耕条件下0-7.5 cm、7.5-15 cm、15-22.5 cm、22.5-30 cm土壤养分指标全氮、全磷、全钾、碱解氮、速效磷、速效钾、有机质含量均高于垄作处理,且耕作对全氮、全磷、碱解氮、速效磷、速效钾、有机质含量影响显著;耕作对土壤容重影响显著,免耕处理各层土壤容重高于垄作处理,免耕处理15-22.5 cm与22.5-30 cm土层之间容重差异不显著,而垄作处理各层土壤容重差异显著;与垄作相比,2013年和2015年免耕大豆增产率分别为16.37%和25.33%,2014年和2016年免耕玉米产量增产率分别为0.88%和9.50%。大豆玉米轮作免耕较垄作平均节约成本640元/hm2,平均增收2220元/hm2。     

引入豆角的轮作模式对设施土壤硝态氮淋失的影响

为研究引入豆角的轮作模式对设施土壤硝态氮淋失的影响及机理,2018—2020年采用田间定位试验对比番茄-甜瓜、豆角-甜瓜、番茄-豆角3种轮作模式下设施土壤硝态氮淋失量的变化特征,并探讨驱动硝态氮淋失差异的关键因子.结果表明,相对于传统番茄-甜瓜轮作,引入豆角的轮作模式显著降低硝态氮淋失,其中,番茄-豆角轮作2a总硝态氮...     

长期配方施肥对作物产量和土壤养分含量的影响

为合理优化施肥结构,制定科学的作物肥料配方,提高耕地地力水平,实现耕地资源可持续利用。2006—2013 年笔者通过对山东省临沂市河东区4 种土壤进行长期定位配方施肥,研究了配方施肥对作物产量及土壤养分含量的影响。结果显示：各处理配方施肥处理作物平均产量明显高于习惯施肥。2013 年配方施肥处理和习惯施肥处理土壤碱解氮含量、土壤速效钾含量均比2006 年增加,其中习惯施肥处理土壤碱解氮含量增幅较配方施肥处理大,而配方施肥处理土壤速效钾含量增幅较习惯施肥处理大;2006—2010 年配方施肥处理土壤有效磷变化不明显,2010 年后土壤有效磷呈下降趋势;2006—2013 习惯施肥处理土壤有效磷含量相对较稳定。配方施肥通过合理调整氮、磷、钾肥的比例和用量,大幅减少了肥料投入,显著提高了作物产量,有效促进了土壤养分均衡。     

不同培肥措施对新增耕地养分变化及作物产量的影响

为实现新增耕地的增产、增收和增效,笔者整合测土配方施肥技术、增施有机肥技术、缓控释肥技术和秸秆还田技术,于2018—2020年在山东省临沂市河东区新增耕地项目区开展培肥试验,结果表明：2020年不同培肥处理土壤养分含量均有不同程度上升,其中增施有机肥处理和秸秆还田处理增幅较大;与习惯施肥相比较,配方施肥处理、增施有机肥处理和秸秆还田处理均有很好的增产、增收效果,但是综合考虑增施有机肥和应用秸秆还田的成本,应用配方肥并配套秸秆还田技术是提高新增耕地养分和增加农民收益的最佳措施。     

轮作对稻米品质的影响

通过采用连作与轮作对比试验的方法,研究了轮作对稻米品质的影响。结果表明：从外观品质上看,轮作与连作的早晚稻粒长、粒型无明显差异,轮作普遍增加了早稻的垩白粒率和垩白度。轮作对早稻的加工品质有一定改善作用,处理D表现最好。但晚稻加工品质则是连作普遍优于轮作。不同轮作方式对透明度级没有影响。早晚稻的水分含量和早稻碱消值级连作与轮作各处理无显著差异。连作处理的早稻直链淀粉含量低于轮作处理,胶稠度高于轮作处理。连作处理的晚稻直链淀粉亦含量低于轮作处理,而轮作处理C的晚稻碱消值级和胶稠度远高于连作处理A,均高出20%,且与连作差异显著。由此可见,轮作对水稻的蒸煮品质并没有改善作用,而连作的蒸煮品质反而好于轮作。     

冬小麦-夏玉米复种连作中定位水氮组合对籽粒灌浆特性及产量的影响

为提高水氮高效利用,在2～3年定位水氮处理基础上于2008-2009年对玉米-小麦灌浆过程及产量形成进行了研究。结果表明,籽粒灌浆过程可较好的用Logistic函数描述。玉米粒重随施氮量增加呈抛物线变化,灌开花水高施氮量处理条件下粒重下降。小麦粒重随施氮量增加呈下降趋势,灌开花水显著提高粒重。灌浆持续时间和平均灌浆速率与粒重呈正相关,但灌浆持续时间和平均灌浆速率呈极显著负相关(R=-0.966 7)。玉米产量以1水条件下施氮480 kg/hm2最高,小麦产量以3水条件下施氮480 kg/hm2最高。     

不同母质发育的土壤对双季稻产量及养分吸收特性的影响

湖南省双季稻区水稻土具有成土母质多样的特点,研究不同母质水稻土下双季稻产量及养分吸收特性,对于湖南省不同母质水稻土上的双季稻产量潜力挖掘及双季稻高产创建的优化布局,具有一定的参考价值。将选自湖南双季稻区6种典型成土母质发育的水稻土置于长沙市郊同一生态条件下,采用池栽定位试验,进行了双季稻稻谷产量及氮、磷、钾养分吸收特性的比较研究。结果表明,不同母质类型水稻土对早稻稻谷产量及双季稻稻谷总产量(早稻+晚稻)的影响极显著(P<0.01),对晚稻稻谷产量的影响不显著(P>0.05)。其中第四纪红土和河流沉积物母质发育的水稻土有利于早稻及双季稻高产,两处理2009-2011年3年平均早稻稻谷产量分别为6896.9 kg hm^-2和6908.3 kg hm^-2,双季稻总产量分别为14 308.0 kg hm^-2和14 446.3 kg hm^-2。花岗岩和紫色页岩不利于早稻及双季稻稻谷产量的增加,2009-2011年3年平均早稻稻谷产量分别为6217.0 kg hm^-2和6180.2 kg hm^-2,双季稻总产量分别为13 635.4 kg hm^-2和13 274.5 kg hm^-2。不同母质类型水稻土对双季稻养分吸收特性的影响不同。第四纪红土、板页岩及河流沉积物处理双季稻氮素总吸收量较高,石灰岩不利于水稻对磷素的吸收。相关性分析表明,早稻氮素吸收量、吸钾量与早稻稻谷产量,双季稻氮素总吸收量与双季稻总产量均显著正相关(P<0.05)。不同母质类型水稻土本身理化性质的差异是造成双季稻稻谷产量及养分吸收规律不同的主要原因。