科学耕作与留茬改良小麦-玉米两熟农田土壤物理性状及增产效果

为了探讨不同覆盖耕作方式对农田土壤物理性状及作物产量的影响,该试验研究了免耕、常规2种耕作方式和4种留茬高度的玉米秸秆还田处理,对麦-玉两熟农田土壤含水率、容重、孔隙度以及作物产量的影响。结果表明:在0～40cm土层内,秸秆还田的集雨和保水效果显著,免耕留茬0.5m还田处理的含水率比免耕无覆盖处理增加了15.95%。秸秆还田量对0～40cm内土壤贮水量的影响不同。耕作措施显著影响了土壤容重,小麦播种前常规留茬1m还田、常规全量还田处理容重低至1.0g/cm3左右。秸秆还田能增加土壤总孔隙度、降低毛管与非毛管孔隙度的比值。单一免耕处理降低了作物产量,而免耕覆盖能增产,其留茬1m还田处理比无还田处理增产22.44%,比常规留茬0.5m还田处理高3.64%。因此,免耕留茬1m还田处理在改善农田土壤物理性状和增加作物产量方面显著,该研究可为农田管理过程中耕作措施和秸秆还田量的选择提供参考依据。     

免耕年限对东北旱田土壤性质及玉米根系、产量的影响

试验以免耕1年,免耕2年,免耕4年和免耕5年的玉米农田为对象,探索免耕年限对不同层次土壤理化性状及玉米根系和产量的影响。结果表明:随着免耕年限的增加0~40 cm土层土壤有机质、全氮含量、速效氮、速效钾含量显著增加,免耕能够增加土壤养分含量,土壤容重在免耕4年以后比常规耕作显著增加;免耕栽培玉米根系的表面积、根长、体积、根尖数均显著低于传统翻耕,但根系直径差异不显著,且随免耕年限增加,玉米根系在0~20 cm土层呈现集聚现象,说明免耕能够促进玉米根系对0~20 cm土壤养分的吸收;随免耕年限增加,不同免耕年限处理分别比传统翻耕增产7.7%、7.9%、9.7%和4.6%,在免耕4年产量达到最高。综合各项指标测定,免耕应以4年左右为宜。     

垄作免耕技术对土壤水分和玉米产量的影响

摘要：该文以2006年建立的垄作少免耕定位试验田为研究对象,分析了传统垄作和碎秆全量覆盖垄作少免耕和高留茬垄作少免耕3种耕作方式对土壤水分以及作物产量等的影响,以建立适合玉米垄作体系的垄作播种技术。5 a长期定位试验结果表明,垄作少免耕种植模式能够改善土壤结构,增加土壤蓄水保墒能力,提高土壤水分利用效率;与传统垄作模式相比,碎秆全量覆盖和高留茬覆盖2种垄作少免耕模式的作物产量分别增加了4.1%～10.7%和1.9%～6.4%,土壤水分利用效率分别提高了5.4%～10.2%和4.1%～7.9%,其中碎秆全量覆盖垄作少免耕模式效果最为明显。研究结果可为辽宁省垄作播种模式的开展提供参考。     

秸秆覆盖时间和覆盖量对冬小麦田温度效应及地上地下生长的影响

为探明华北平原灌溉条件下秸秆覆盖的土壤温度效应对冬小麦根系和籽粒产量的影响,利用大田试验研究了不同秸秆覆盖时间和覆盖量处理对冬小麦土壤温度、根系和籽粒产量的影响。试验设冬小麦播种后覆盖和三叶期覆盖,覆盖量设上茬作物(夏玉米)秸秆全量覆盖(HM)、1/2量覆盖(MM)、1/3量覆盖(LM)和不覆盖(CK)。结果表明:1)与不覆盖(CK)相比,播种后覆盖和三叶期覆盖冬小麦产量分别降低8.6%和2.0%,播种后覆盖减产幅度大于三叶期覆盖;播种后减产是由于小麦千粒重比CK降低4.1%、穗粒数降低6.6%和收获指数降低2.4%,三叶期覆盖减产的原因是收获时有效穗数比CK降低5.8%造成。播种后覆盖处理中随着覆盖量的增加千粒重、有效穗数、收获指数显著降低,三叶期覆盖处理的产量构成没有显著差异。2)秸秆覆盖对小麦分蘖期和越冬期(冬季)土壤温度具有提升作用。覆盖处理日均温平均比CK提高0.56℃;小麦返青期后随着气温的升高,秸秆覆盖具有降温作用。冬季秸秆覆盖提升土壤温度的贡献主要是提升了夜间土壤温度,返青后降温的作用是降低白天的土壤温度;冬季随覆盖量增加增温效应增大,返青后随着覆盖量的增加降温效应增加,各覆盖处理间的土壤温度差异不显著。3)秸秆覆盖促进了冬季冬小麦根系生长,秸秆覆盖处理的根长密度大于CK;返青后秸秆覆盖减弱了根系生长,至扬花期随小麦冠层覆盖度增加,秸秆覆盖与CK的根长密度差异减小。由于小麦分蘖期和越冬期土壤温度高于CK,根系生长快于CK,消耗了更多的土壤氮,造成返青—拔节期土壤全氮含量低于CK。因此,华北平原冬小麦-夏玉米一年两熟灌溉区,为了降低秸秆覆盖对冬小麦产量的不利作用,秸秆覆盖应在三叶期后实施,覆盖量采用上茬玉米秸秆产量的1/3~1/2,其余秸秆可以用于畜牧业饲料。     

玉米宽窄行深旋免耕精量播种机田间试验及效果

为了解决目前玉米播种机械播种质量不高,良好农艺措施与农机不配套等问题,研发了一种基于宽窄行条带深旋免耕技术的玉米精量播种机。该文对该机作业后的土壤质量、土壤含水率、玉米出苗、群体光照、根系生长和产量等性状进行了分析。结果表明:采用该机播种后,土壤耕层容重显著降低(P0.05),土壤蓄水保水能力提高,玉米的播种质量明显提高,群体整齐度增加,群体透光性明显改善,具有显著的增产作用。与普通播种机械相比,该机播种后的玉米出苗率平均提高6.2个百分点,玉米株高变异系数降低8.33%,玉米根系生长量增加15.79%,玉米生育后期的群体光能截获量明显增加,产量增加11.15%。实现了优良农艺措施与农机的有效结合。     

小麦/玉米免耕处理对产量及土壤水分和风蚀的影响

通过3年田间定位试验,研究在小麦、玉米间作条件下,免耕高留茬、免耕秸秆覆盖、免耕秸秆覆盖+播前耙地、传统耕作4种耕作处理对小麦/玉米产量、土壤含水率、土壤风蚀的影响.结果表明:1)免耕处理小麦玉米间作混合产量比传统耕作产量增产2.6％～6.6％,其中玉米产量比传统耕作处理增产8.6％ ～ 13.2％,小麦产量比传统耕作降低5.2％～8.8％;2)免耕处理可增加耕作层土壤蓄水量13.4％～15.9％,降低土壤风蚀量55.6％～100.0％.说明小麦秸秆高茬收割覆盖、玉米秸秆立地过冬的间作免耕技术可在甘肃河西、沿黄地区及国内同类型的小麦玉米间作地区进行示范推广.     

深松一体化播种对夏玉米农田土壤水热特征及微生物动态的影响

为明确深松一体化播种下海河低平原区夏玉米农田土壤水热特性和微生物动态变化,于2012—2013年在河北省农林科学院旱作农业研究所深州试验站,以玉米品种‘郑单958’为试验材料,设置夏玉米深松一体化播种和免耕播种两个处理,从玉米出苗开始,根据生育进程定期测定农田土壤水热特性和微生物状况。结果表明,深松一体化播种处理可提高土壤温度,并扩大温度日较差,玉米全生育期深松一体化播种处理比免耕播种处理土壤温度平均提高1.5%。免耕播种处理有利于表层土壤水分储蓄,而深松一体化播种处理有利于深层土壤水分储蓄。其中,在0~20 cm土层,免耕播种处理比深松一体化播种处理土壤含水量高17.5%;在40~100 cm土层,深松一体化播种处理比免耕播种处理含水量则提高9.2%。在0~40 cm土层中,深松一体化播种处理土壤中真菌数量、细菌数量、土壤微生物量碳和土壤有机碳含量2年平均分别增加26.8%、17.5%、23.5%和57.8%,均显著高于免耕播种处理;放线菌减少18.62%,显著低于免耕播种处理。整体来看,深松一体化播种可促进玉米农田真菌数量、细菌数量、土壤微生物量碳和土壤有机碳含量的增加,扩大土壤温度日较差,提高了土壤对水分的储蓄能力。这对改善海河低平原区夏玉米农田生产力,促进农田可持续利用,提高作物产量具有积极意义。     

玉米-小麦一年两熟保护性耕作体系试验研究

采用将夏玉米、冬小麦两季作物作为整体来研究适合华北一年两熟地区保护性耕作技术体系，确定了耕作和覆盖两个因素，包括免耕、深松、耙地、翻耕4种耕作方法，以及100%秸秆覆盖，50%秸秆覆盖和0覆盖3种秸秆覆盖水平。筛选设计了8种保护性耕作和2种传统翻耕共10种体系的试验方案。试验中测定了土壤含水量、容重、地温等参数和根系、产量等作物指标。试验结果表明，我国华北地区实施保护性耕作有利于节约用水，提高水分利用效率，增加作物产量。试验得出最适合的两种保护性耕作体系是：玉米-小麦全程免耕100%秸秆覆盖体系、玉米深松100%秸秆覆盖+小麦免耕100%秸秆覆盖体系。     

农田旧膜再利用方式对胡麻生理指标及产量的影响

为探讨全膜覆盖农田旧膜再利用的有效方式,寻求有利于胡麻高产、稳产的栽培途径,采用田间试验方法,以当年全膜覆盖作物收获后收除旧膜、翌年整地播种(无覆膜)(T6)为对照,比较了旧膜留至翌年免耕播种(T1)、在旧膜上覆土免耕播种(T2)、播种前收除旧膜并覆盖新膜免耕播种(T4)以及当年作物收获后在旧膜上覆盖玉米秸秆、翌年除去秸秆免耕播种(T3)和当年收除旧膜并整地覆盖新膜、翌年播种(T5)等5种农田旧膜再利用方式对胡麻叶片超氧化物歧化酶(SOD)活性和丙二醛(MDA)、可溶性蛋白、脯氨酸(Pro)含量以及胡麻产量及其构成因子的影响。结果表明:全膜覆盖作物收获后旧膜继续留至翌年,仍具有一定的地膜覆盖所具有的提高温度、保护土壤墒情、增强土壤养分供应能力等作用,有利于胡麻叶片SOD活性、可溶性蛋白含量的增加,协调控制叶片MDA和Pro含量,提高单株朔果数和千粒重,获得较高的单位面积产量。其中:农田旧膜留至翌年免耕直播(T1)、在旧膜上覆土免耕播种(T2)和播种前收除旧膜并覆盖新膜免耕播种(T4)3种农田旧膜再利用方式分别比对照增产10.05%、17.52%和40.67%,当年在旧膜上覆盖作物秸秆、翌年除去秸秆免耕播种(T3)和当年收除旧膜并整地覆盖新膜、翌年播种(T5)2种农田旧膜再利用方式分别比对照增产29.79%和22.16%。农田旧膜覆盖至翌年清除,而后覆盖新膜免耕直播是我国地膜覆盖种植区域农田旧膜再利用的最优方式和实现胡麻高产的最佳选择。     

机械化整秆覆盖膜侧沟播保护性耕作技术的试验研究

中国黄土高原地区由于干旱、无霜期短而严重影响春玉米产量,该文研究应用整秆覆盖免耕膜侧播种的耕作模式,在冬闲期采用机械将玉米秸秆整秆压倒覆盖免耕,在种植期带状起垄覆膜,膜侧播种,行间秸秆覆盖,集储水、保墒、增高地温于一体。结果表明,该技术与传统的露地深翻模式相比,具有明显的储水、保墒、增高地温和提高玉米产量的效果。     

一膜两年覆盖条件下耕作方法对旱作玉米产量及土壤物理性状的影响

为了优化全膜双垄沟播玉米土壤耕作技术,实现土壤质量保育和增产增效,布设田间定位试验,比较研究了一膜两年全膜双垄覆盖条件下,少免耕对玉米产量、水分利用效率(WUE)、经济效益及土壤物理性状的影响。结果表明:一膜两年用条件下,深松耕—免耕较对照能显著提高玉米的籽粒产量、水分利用效率、收获指数、总产值及产投比,其籽粒产量、水分利用效率、收获指数、总产值及产投比分别较对照提高22.8%,22.0%,15.0%,17.4%,17.4%;深松耕—免耕具有降低表层土壤容重、紧实度,增加土壤总孔度、大团聚体含量及饱和导水率的作用,全膜双垄沟播玉米采用深松耕—免耕具有明显的稳增产增效及土壤结构改善的作用,建议在全膜双垄沟播玉米种植体系中推广应用。     

Tillage and nitrogen effects on growth,nitrogen content,and yield of corn

Abstract

The use of conservation tillage methods, including ridge tillage, has increased dramatically in recent years. At the present time, there is great concern that farmers are applying more nitrogen (N) fertilizer than is environmentally or economically sound. In order to determine if N requirement for optimum yield differs with tillage system, tests were initiated to study tillage and N effects on N content, soil moisture content, and yield of corn (Zea mays L.). The study was established in 1987 on two soil types, an Estelline soil (Pachic Haploboroll) and an Egan soil (Udic Haplustoll), located in eastern South Dakota. Five rates of N (0, 65, 130, 195, and 260 kg ha^?1) were applied to plots managed with 3 tillage systems: chisel plow, moldboard plow, and ridge. On the Estelline soil, in both 1988 and 1989, ridge‐tilled plots contained a greater amount of water in the soil profile at emergence and at mid silk than did plots in the other two tillage systems. Soil moisture content at mid silk was significantly correlated with earleaf N, total N uptake, and grain yield in 1988 and earleaf N and grain yield in 1989. However, the correlation coefficients were higher in 1988 than in 1989. On the Egan soil, there were no significant differences in soil moisture content among tillage systems. On the Estelline soil, corn grain yield was affected by a tillage x N‐rate interaction in 1988. Maximum yield within the ridge system was achieved with the 130 kg ha^?1 rate. In 1989 on the Estelline soil, yield was affected by tillage and N rate, but there was no interaction between factors. When averaged over N rates, yields were 7.1, 6.6, and 6.5 Mg ha^?1 in the ridge, moldboard, and chisel systems, respectively. In 1988 plant total N uptake was greater in the ridge system than the moldboard or chisel systems; in 1989 uptake was affected by N rate alone. On the Egan soil, tillage did not affect soil moisture, total N uptake or grain yield in either year. Corn grain yield increased with increasing N rate up to the 195 kg ha^?1 rate. This study indicates that, on some soil types, ridge tillage can improve soil water holding capacity, N utilization and yield of corn.     

Combined effects of biochar and fertilizer application on maize production in dependence on the cultivation method in a sub-humid climate

ABSTRACT

Low, erratic rainfall amounts and restricted accessibility of chemical fertilizer for rural farmers in developing countries may have negative effects on crop production. Agricultural methods like biochar applications, fertilizer microdosing and tied ridging can help to mitigate these constraints, but have rarely been studied in combination and under varying water availability. A field trial was conducted in split-plot design over two contrasting cropping seasons in 2016 and 2017 in Tanzania to study the effect of these agricultural methods on maize grain yield, biomass, leaf area index, plant height and soil moisture content. In both seasons each with contrasting irrigation frequencies, fertilizer microdosing increased the grain yield of maize. Biochar alone affected the yield only at high application rates (10 t/ha) and low irrigation frequency. However, when combined with fertilizer microdosing the yield effect of biochar was more pronounced. For example, combining 5 t/ha biochar with fertilizer microdosing under flat tillage increased yield by 170% compared to the control without biochar and fertilizers. Tied ridges increased soil moisture content and tended to increase maize yield compared to flat tillage, whereas biochar application resulted in significantly higher soil moisture contents. Fertilizer microdosing with biochar application can be recommended to improve maize yields mainly under flat tillage.     

耕作和保墒措施对冬小麦生育时期光合特征及水分利用的影响

为探明不同耕作保墒措施下冬小麦生育期间光合生理特征及其增产机理,采用田间试验,以常规耕作为对照,采用深松、秸秆覆盖、免耕、施用有机肥及保水剂等措施,研究了不同耕作和保墒措施对冬小麦生育期间光合作用、产量及水分利用效率的影响。结果表明:冬小麦光合速率和叶片水分利用效率均以孕穗期最高,而灌浆期最低。蒸腾速率和气孔导度均以扬花期最高。对不同处理而言,在各生育时期均以深松处理的光合速率和叶片水分利用效率最高,其次为秸秆覆盖处理。在拔节期、孕穗期和扬花期以有机肥处理的蒸腾速率最高,而灌浆期以秸秆覆盖的蒸腾速率较高,在全生育期对照的蒸腾速率均较低。气孔导度与蒸腾速率表现规律基本一致。不同耕作、保墒措施均提高了小麦的穗数、穗粒数及千粒重,以及小麦籽粒产量和水分生产效率,降低了小麦总耗水量;各处理中以深松处理的效果最佳,其产量和水分生产效率分别较对照提高19.6%和38.3%。相关分析表明:各时期的小麦光合速率及叶片水分利用效率均与小麦产量和水分生产效率呈正相关,且随生育期的推进,其相关性增强,特别在扬花期,光合速率对于小麦产量和水分生产效率的影响更显著。     

旱坡地截流蓄水种植沟耕作技术及其水肥效益研究

根据宁南山区的气候特点和生产现状，通过截流蓄水各植沟，保护垄（埂）和地膜覆盖为 ，采取耕作、栽培、轮作培肥、蓄水保墒管理，在坡耕地截流蓄水沟耕作技术下，以夏秋作物单种、套种等形式，建立了以旱坡耕地截流蓄水保墒，促进农田水分转化效率与大幅度提高农田生产力状况相适应的耕作技术体系。结果表明：该项耕作技术能有效地增蓄天然降水，控制水土流失，提高作物防旱抗旱能力，明显提高作物对有限降水的生产效率。粮油作物     

耕作和施肥方式对土壤水分及饲用玉米产量的影响

为探究耕作和施肥方式对西北半干旱区饲用玉米(Zea may L.)土壤水分和产量的影响,以饲用玉米陇饲1号为材料,设置传统旋耕、立式深旋耕2种耕作方式以及单施化肥、有机肥替代化肥2种施肥方式组合,共4个处理,研究不同的耕作和施肥方式对饲用玉米土壤贮水量、花前花后耗水量、单株鲜重和干重以及产量的影响。结果表明,与传统旋耕相比,立式深旋耕能够降低饲用玉米0~300 cm土层土壤贮水量,提高花前耗水量,降低花后耗水量,增加生育期总耗水量,而有机肥替代化肥能够降低立式深旋耕方式下土壤总耗水量;立式深旋耕使成熟期单株干重增加1.3%~10.6%,单株鲜重增加4.9%~21.9%,而且不同程度增加了饲用玉米株高、穗长、穗粗、行粒数、百粒重、双穗率,降低了秃顶长,以上指标的变化均有利于高产试验形成。3年试验中立式深旋耕化肥处理较其他处理的籽粒产量增加1.8%~38.6%,丰水年生物量增加1.2%~15.1%,立式深旋耕有机肥处理较其他处理提高了干旱年生物量4.9%~21.9%、籽粒产量水分利用效率6.3%~34.8%、生物量水分利用效率7.1%~21.5%。综上,立式深旋耕能够改善作物生长土壤环境,有利于饲用玉米对土壤水分的吸收以及干物质量的积累,其组合化肥处理可以增加饲用玉米籽粒产量和丰水年生物量,组合有机肥替代处理可增加干旱年饲用玉米生物量和水分利用效率。本研究为西北半干旱区饲用玉米高产高效可持续生产提供了理论依据。     

不同耕作方式对旱作区冬小麦生产和产量的影响

为了筛选出适宜旱作区推广的耕作技术,在旱作大田条件下,设置一次深翻、免耕覆盖、深松覆盖、传统耕作四种耕作方式,研究了不同耕作方式下花后土壤水分和养分状况、小麦旗叶叶绿素含量、小麦旗叶净光合速率和小麦籽粒灌浆速率及产量。结果表明,免耕覆盖、深松覆盖开花期和灌浆期0～40 cm土层土壤水分含量分别比传统耕作提高了4.13%、6.23%和5.50%、9.27%,0～40 cm土层土壤碱解氮、速效磷和速效钾含量均显著高于传统耕作,为小麦开花后生长发育提供了良好的环境,从而提高了小麦灌浆中后期旗叶叶绿素含量和净光合速率,促进花后干物质积累及干物质向籽粒转运,进而提高了籽粒灌浆速率,使得籽粒产量显著提高。     

黄土高原土壤风蚀区玉米起垄覆盖集水效应

为了选择黄土高原土壤风蚀区玉米种植最佳集水技术,采用5种不同处理方法（秸秆覆盖、起垄覆膜膜侧种植、起垄无膜、无垄覆膜和常规耕作）对土壤蓄水量和玉米的生理特性进行分析。结果表明：不同处理间土壤蓄水量、叶片叶绿素含量、净光合速率（Pn）、蒸腾速率（Tr）、水分利用效率（WUE）以及产量性状等指标均存在差异,以起垄覆膜膜侧种植为最优种植模式,其耕作层土壤蓄水量在抽雄期（8月9日）比对照高72.3%;整个生育期叶片的叶绿素含量、净光合速率和蒸腾速率分别比对照平均高16.95%、9.77%和16.21%,籽粒产量比对照提高27.28%。表明各种起垄覆盖集水模式对黄土高原土壤风蚀区玉米种植均具有增产效果,其中起垄覆膜膜侧种植集水效应最好,增产效果最优,是该区大面积推广的最佳耕作模式。     

保护性耕作对小麦-土壤系统综合效应研究

采用长期定位试验与短期田间试验相结合的方法,通过室内化验分析和数理统计,研究了河南省不同土壤类型区保护性耕作对土壤理化性质、土壤微生物生物量碳氮及小麦(Triticum aestivum L.)籽粒产量和产量构成因素的影响。结果表明,与传统耕作相比,保护性耕作显著提高土壤有机质、碱解氮、有效磷及交换性钾含量,分别提高24.8%、14.3%、7.8%和24.8%;而对小麦增产效果并不显著。4种不同保护性耕作方式下,免耕、浅耕相比旋耕、深耕,提高小麦穗数15.0%～32.2%,提高穗粒数2.6%～12.6%,但4种处理间小麦千粒重及籽粒产量效果无显著差异;免耕、浅耕较旋耕、深耕可以一定程度上提高苗期和灌浆期土壤含水率、以及土壤碱解氮和有效磷,并显著提高小麦不同生育时期的土壤微生物生物量碳氮。免耕与浅耕是较为适宜河南省小麦生产及土壤可持续利用的保护性耕作方式。     

Growth and yield of paddy rice as affected by tillage and nitrogen levels

Although tropical wetlands are rapidly being developed for the needed increase in rice (Oryza sativa L.) production, knowledge is still limited concerning the optimum soil and crop management practices. A study was thus carried out to evaluate the effects of different tillage systems on the growth and yield of paddy rice, grain yield response to N applications, and weed control. Five experiments were conducted for three consecutive seasons on hydromorphic soils (loamy and sandy loamy, mixed, isohyperthermic Aeric Tropaqualfs) at the International Institute of Tropical Agriculture, Ibadan, comparing the effects of zero tillage (without dry tillage and puddling) and conventional tillage (dry tillage and puddling) at two or more N levels. In two of the above experiments the effects of either two moisture regimens or chemical versus manual weed control were also evaluated.In four experiments there were no statistically significant differences in grain yield between zero-tillage plots sprayed with paraquat and conventional-tillage plots. Only in Experiment 2 did zero-tillage (with paraquat) plots give a significantly lower yield than conventional-tillage plots (5200 versus 5580 kg ha^?1, respectively) but the difference could be explained by greater rat damage in the former. The highly significant response in grain yield to N applications in all five experiments was statistically similar under both tillage systems. The continuous flooding treatment (Experiment 1) gave better weed control and higher grain yield than the saturation moisture regime (6150 versus 5420 kg ha^?1 grain yield). In zero-tillage plots where weeds were slashed before transplanting (Experiment 2), grain yield was lower and the weed growth greater than in zero-tillage and low N level. Satisfactory weed control was obtained with paraquat and continuous flooding.