耕作方式对冬小麦-夏玉米光合特性及周年产量形成的影响

【目的】作物的光合特性及干物质积累与转运是影响产量的重要因素。研究不同耕作方式对冬小麦-夏玉米光合特性、干物质积累转运及周年产量的影响,以期为冬小麦-夏玉米两熟地区选择适宜的耕作方式提供理论和实践依据。 【方法】以黄淮海地区2003~2014年连续12年定位试验为平台,在秸秆还田前提下,试验设4种耕作方式:传统翻耕（PC）为对照、免耕（PZ）、深松（PS）和旋耕（PR）。对2014~2015季冬小麦和2015季夏玉米各项光合参数、干物质积累和产量进行了测定。 【结果】长期不同耕作方式对冬小麦-夏玉米光合特性和周年产量影响显著,免耕、深松和旋耕处理的光合特性和周年产量均优于对照传统翻耕,依次为PS > PZ > PR > PC。PZ、PS和PR耕作方式显著提高了生育后期冬小麦和夏玉米功能叶的叶绿素含量、光合速率、气孔导度和蒸腾速率,其中冬小麦灌浆后期叶绿素含量分别提高了97.0%、121.1%和71.4%,光合速率分别提高了57.6%、71.6%和51.2%;夏玉米灌浆期叶绿素含量分别提高23.6%、28.1%和10.4%,光合速率分别提高18.6%、26.5%和19.2%,延缓了叶片衰老,使光合作用始终维持在较高水平。PZ、PS和PR处理冬小麦花后同化物对籽粒的贡献率分别达65.3%、67.8%和65.0%,夏玉米为66.3%、70.6%和63.4%,而对照处理（PC）冬小麦和夏玉米的贡献率仅为59.3%和60.9%。PZ和PS处理冬小麦和夏玉米的穗粒数和千粒重显著高于PC处理,穗数显著低于PC和PR。PZ、PS和PR可显著提高周年产量,分别提高15.4%、18.2%和11.0%。 【结论】在黄淮海地区,采用长期秸秆还田下免耕、深松和旋耕均可提高冬小麦和夏玉米叶绿素含量和光合速率,提高胞间CO₂利用能力,降低非气孔限制,增强花后干物质积累能力,增加花后同化物对籽粒的贡献率,协调产量构成因素的关系,提高单季和周年产量,其中深松效果最佳,免耕次之。     

耕作方式对土壤水动态变化及夏玉米产量的影响

一个连续２年的田间耕作试验在夏玉米生长期内完成,分析对比３种不同耕作方式对土壤水动态变化过程及对作物产量的影响。耕作扰动对土壤水动态变化的影响是明显的,夏玉米生长初期免耕下的表层土壤持有较高的水分,这归因于土壤非耕扰动、冬小麦残茬覆盖以及耕层土壤孔隙尺度分布的变化;另一方面,深松土壤受到耕作活动的强烈干扰,苗期耕层土壤蓄水明显小于传统耕作。耕作方式对土壤水差异的影响伴随着作物的生长发育过程显著减弱。深松耕作对作物根系生长发育状况及作物增产效果的作用是十分显见的。     

中层黑土不同耕作方式下玉米和大豆产量及经济效益分析

为探索免耕与常规耕作下玉米和大豆的产量和经济效益,2001年秋开始在吉林省德惠市中层黑土上进行免耕、秋翻和垄作耕作方式下的不同轮作试验。试验结果表明：免耕玉米和大豆的田间作业次数比垄作、秋翻的作业次数分别减少3～6次。不同耕作方式对玉米产量的影响直到2006年才逐渐显现出来,垄作玉米年均产量最高,为10136kg·hm^-2,比产量最低的免耕玉米连作高12．3％,但几种耕作方式间玉米和大豆年均产量均无显著差异。按农业生产成本排序,玉米为秋翻〉免耕〉垄作,大豆为秋翻〉垄作〉免耕。按经济效益排序,玉米为垄作轮作〉免耕轮作〉秋翻轮作〉免耕连作〉秋翻连作,大豆为免耕轮作〉垄作轮作〉秋翻轮作。除玉米连作外,免耕不会降低作物产量,其中免耕玉米-大豆轮作可获得与常规耕作相当的玉米产量和较高的大豆产量。从生产成本和经济效益来看,免耕处理在人工和农机上的生产费用比其他处理少,且免耕轮作的经济效益明显大于秋翻,但长期效果如何还有待于进一步的试验和观测。     

不同耕作方式下缓释肥对夏玉米产量及氮素利用效率的影响

【目的】氮肥中氮素的合理释放是提高作物产量及氮素利用效率的重要措施之一,耕作方式也可显著影响氮肥施用效果。本文比较了浅旋、 免耕和深松三种耕作方式下缓释肥和常规施肥对夏玉米干物质积累、 叶面积指数及植株氮素积累的影响,为玉米缓/控释肥的合理应用和耕作方式的选择提供科学依据和技术支撑。【方法】试验于2013年至2014年在河南新乡进行。采用裂区设计,以耕作方式为主区,设浅旋(R)、 免耕(N)和条带深松(S)3种耕作方式; 肥料类型为副区,设不施氮(CK)、 缓释肥(SRF)和常规施肥(CCF)3个处理。【结果】相同耕作方式下,缓释肥处理的夏玉米产量及氮肥利用效率显著高于常规施肥; 相同肥料处理,其条带深松耕作的夏玉米产量及氮肥利用效率显著高于浅旋和免耕直播处理。各处理中,以条带深松下的缓释肥处理产量及氮肥利用效率最高,显著高于其他处理,其中两年产量平均增幅为13.4%~59.2%,氮肥农学利用效率(AEN)增幅为27.9%~72.7%,氮素表观利用率(REN)增长15.1~55.7个百分点。分析表明,干物质积累和氮素积累,尤其是花后干物质和氮素积累的增加是产量提高的主要原因。 在N、 R和S 三种耕作方式下,缓释肥处理的花后干物质积累量较常规施肥分别提高13.0%、 12.7%和18.7%; 花后氮素积累量分别提高14.4%、 16.8%和17.8%,其中条带深松耕作的增幅显著高于浅旋和免耕直播。条带深松下缓释肥处理花后干物质和氮素积累量显著高于其他处理。【结论】与传统耕作方式和施肥方式相比,条带深松耕作和缓释肥的施用均显著提高了夏玉米的产量及氮素利用效率,各处理中以条带深松耕作下缓释肥处理的夏玉米产量及氮素效率最高,因此,条带深松深施缓释肥可作为黄淮海区一项有效的合理耕作与施肥措施。     

氮肥用量和耕作方式对春玉米产量、氮肥利用率及经济效益的影响

针对冀西北春玉米种植区氮肥用量和耕作方式对春玉米产量、氮肥利用效率及经济效益的影响进行研究,两年的试验结果表明,和常规耕作相比,免耕对春玉米产量无明显影响,通过建立的施氮量和春玉米产量的肥料效应方程,求得免耕1(玉米和大豆间作)春玉米的适宜氮用量为190～209kg/hm2,免耕2(玉米单作)春玉米的适宜氮用量为192～212 kg/hm2,常规耕作(玉米单作)春玉米的适宜氮用量为193～216 kg/hm2.随着施氮量的增加,春玉米的氮肥偏生产力逐渐降低,氮肥农学效率和氮肥回收利用率在施氮量为150 kg/hm2时最高,施氮量超过225 kg/hm2则显著降低.免耕1、免耕2、常规耕作适宜施氮水平的氮肥偏生产力分别为48.3～70.2、48.0～70.4和49.0～68.5 kg/kg,氮肥农学效率分别为15.2～20.5、15.2～21.1和16.4～18.6 kg/kg,氮肥回收利用率分别为32.5%～44.0%、32.5%～45.2%和35.1%～39.0%.和常规耕作相比,免耕可以较大幅度地提高经济效益,随着施氮量增加,春玉米和大豆的产量没有同步增加.     

不同行距对雨灌夏大豆土壤水分特征及产量影响

研究了夏大豆不同种植方式下土壤水分、产量及水分利用效率变化。结果表明,进入生殖生长阶段以后,随耗水量的增加,土壤含水量和土壤贮水量有下降趋势,且降雨越少,各处理间差异越明显;土壤含水量在各生育阶段曲线特征与降雨有关,浅层土壤含水量变化幅度高于深层土壤。产量、WUE与行距均呈显著负相关,A,B处理产量和WUE显著高于E处理(P<0.05)。研究表明,在适宜密度条件下,适当缩小行距、扩大株距可提高雨灌夏大豆生产能力和水分利用效率。     

不同耕作施肥方式对夏玉米氮素利用及土壤容重的影响

合理的耕作与施肥方式是实现作物高产高效的重要措施,为研究不同耕作及施肥方式对夏玉米氮素利用、产量和土壤容重的影响,在2016年和2017年夏玉米生长时期分别设置免耕浅施肥(T1)、深松全层施肥(T2)、新型深松两肥异位分层施肥(T3)3种耕作施肥方式。结果表明:与T1比,2种深松处理的成熟期植株干物质积累量、全氮积累量平均分别提高9.68%,13.97%,夏玉米平均增产17.20%;深松耕作处理的氮肥生产效率和农学效率较T1平均分别增加14.74%和59.95%,氮肥表观利用率平均抬升14.15个百分点;0—40 cm土壤容重降低8.54%。深松耕作方式下,与T2比,T3的成熟期植株干物质积累量、全氮积累量平均分别提高9.41%,6.28%,夏玉米平均增产9.70%,氮肥生产效率和农学效率分别增加8.59%和32.32%,氮肥表观利用率抬升14.10个百分点。与T1比,2种深松施肥方式T2和T3均显著降低土壤容重,提高夏玉米产量,促进氮肥利用。控释氮肥与深松两肥异位分层施肥(T3)相结合的方式能够更加有效地降低土壤容重,提高作物产量和氮素利用效率,是黄淮海平原区夏玉米生产中值得推荐的一种新型耕作施肥方式。     

耕作方式对三江平原玉米土壤结构及产量的影响

为研究土壤结构和水分利用对玉米产量的影响,于2018～2019年在黑龙江省云山农场设置常规旋耕(RT)、隔行深松(GS)、深松(ST)、浅翻(CT)、深翻(SF)5种耕作方式,分析比较不同耕作方式对三江平原土壤水稳性团聚体和有机碳含量与产量、水分利用率的影响.结果表明:与旋耕相比,在0～20 cm土层,深松处理显著增加...     

宿县浅层地下水变化规律有其对小麦,夏大豆产量的影响

通过对宿县不同降水年型浅层地下水周年变化规律及其与小麦，夏大豆产量关系的分析，表明，宿县农作物生育关键期浅层地下水埋深长期在１ｍ以内时，冬小麦平均每ｈｍ＾２产量不超过１２７５ｋｇ，夏大豆平均每ｈｍ＾２产量在９００ｋｇ以下。浅层地下水埋深化在一定范围内，冬小麦和夏大豆单产随埋深的增加而上升。     

不同耕作方式对小麦旗叶光合特性和水分利用效率的影响

在豫西丘陵旱作条件下,对少耕、免耕覆盖、深松覆盖、一年两熟和传统耕作5种耕作处理的冬小麦旗叶光合、荧光特性和产量、水分利用效率进行了研究,结果表明：免耕覆盖和深松覆盖灌浆中后期小麦旗叶叶绿素和类胡萝卜素含量明显高于传统耕作,且有较高的叶绿素a和叶绿素b的比值和叶绿素和类胡萝卜素的比值;开花期免耕覆盖和深松覆盖光化学猝灭系数、非光化学猝灭系数和光化学效率值较传统耕作高,光抑制程度较传统耕作小;灌浆中期免耕覆盖和深松覆盖净光合速率略低于传统耕作,分别为传统耕作的96.4%和99.7%,但差异不显著。免耕覆盖和深松覆盖小麦生育期间耗水量较高,产量和水分利用效率显著提高,与传统耕作相比,产量增加19.3%和9.4%,水分利用效率提高17.5%和8.5%。     

施氮量对北疆滴灌复播大豆光合生理及产量的影响

为揭示不同施氮量对北疆复播大豆光合生理及产量的影响,以黑河43为试验材料,大田滴灌条件下设置了不施氮(N0)、150 kg hm~(-2)(N1)和225 kg hm~(-2)(N2)3个处理,研究施氮量对复播大豆叶面积指数(LAI)、叶绿素含量(SPAD值)、光合速率、蒸腾速率等光合参数及产量的影响。结果表明,各处理复播大豆的LAI、SPAD值在其整个生育期内均表现为:N1N2N0;与N0相比,N1、N2的叶片净光合速率(P_n)、气孔导度(G_s)、蒸腾速率等(T_r)及气孔限制值(Ls)均有所增加,且各指标N1均高于N2;各处理不同生育时期胞间CO2浓度(Ci)为N0N2N1,叶片水分利用效率(WUEL)为N1N0N2。产量以N1最高,为3841.23 kg hm~(-2),分别比N0、N2处理增加了24.46%、9.04%,差异显著(P0.05)。在本试验条件下,北疆复播大豆的适宜施氮量为0~150 kg hm~(-2)之间。     

濉溪县夏大豆生长发育与降水关系分析

利用濉溪县1970-2004年大豆统计产量和相应的实测气象数据,统计分析结果表明：濉溪县大豆幼苗期和鼓粒期的降水量、花荚期和全生育期的雨日与气象产量呈显著直线相关,大豆生长季节降水及其时空分布是造成实际产量波动的主要原因.根据对当地历年降水量的统计分析,确定了大豆生育期的适宜降水量范围,为大豆生产和管理提供依据.     

氮肥运筹对潮土冬小麦/夏玉米产量及氮肥利用率的影响

为探究适宜于黄淮潮土区的合理氮肥运筹方式,为中国化肥施用量零增长目标提供理论依据和技术支撑,在黄淮潮土农田定位试验地研究了氮肥运筹对冬小麦/夏玉米产量、氮肥利用率及经济效益的影响。试验设置4种氮肥运筹方式:基施控失尿素(T1)、基施普通尿素+追施普通尿素(T2)、基施控失尿素+追施普通尿素(T3)和基施普通尿素+追施控失尿素(T4),各氮肥运筹方式均包含0、80、160和240 kg·hm~(-2)(以N计,下同)4个施氮水平。结果表明,随施氮量增加,平均单季籽粒产量、周年产值及周年纯效益均表现为先增加后降低趋势,而氮肥利用效率则表现为逐渐降低趋势,其中以160 kg·hm~(-2)时效果较优。T1处理小麦季籽粒产量、周年产量、周年产值及周年纯经济效益均显著高于其他3个处理。效益分析表明,虽然T1处理在等氮条件下氮肥投入成本相对较高,但其较其他氮肥运筹减少了追肥人工成本,加之该处理产量相对较高,最终该处理纯效益相对较高。结合施氮量与产量曲线方程,在160～173 kg·hm~(-2)施用范围内一次性基施控失尿素符合当前研究地区农村劳动力缺乏的实际情况,且能保证产量收益。     

连续秸秆还田与耕作方式轮换对稻麦轮作田土壤理化性状变化及水稻产量构成的影响

为减少秸秆焚烧带来的环境污染,提高秸秆还田的利用效率,采用大田试验研究了连续秸秆还田与不同耕作方式对稻麦轮作田土壤理化性状变化及水稻产量构成的影响。结果表明:所有处理中,连续两年深耕+秸秆还田处理(DSⅡ)和一年免耕一年深耕+秸秆还田处理(NDS)对土壤容重的降低最有效;一年免耕一年浅翻耕+秸秆还田处理(NLS)最能有效增加土壤有机质含量;一年免耕一年翻耕和旋耕(NRS、NLS、NDS)以及连续两年旋耕处理(RSⅡ)增加土壤全土层全氮含量效果最明显;秸秆还田处理全土层速效磷含量增加较明显,但是不同耕作方式对全土层速效磷含量影响不显著。秸秆还田使水稻穗粒数、千粒重以及产量均减少,秸秆还田处理的穗粒数比无秸秆还田处理减少12.14%,千粒重平均低5.68%,产量低约7.68%。     

耕作方式对黄绵土水稳定性团聚体形成的影响

研究了不同耕作方式对黄绵土水稳性团聚体形成的影响。结果表明,>0.25mm土壤水稳定性团聚体含量:免耕+秸秆覆盖(NTS)>免耕(NT)>传统耕作+秸秆还田(TS)>传统耕作(T),团聚体稳定率:免耕+秸秆覆盖(NTS)>免耕(NT)>传统耕作+秸秆还田(TS)>传统耕作(T)。水稳定性团聚体数量以及团聚体的水稳定性均与耕作方式有关。免耕+秸秆覆盖(NTS)、免耕(NT)和传统耕作+秸秆还田(TS)有利于土壤水稳定性团聚体的形成。分析结果同时说明,采用适当耕作方式的同时增加土壤有机质更有利于土壤团聚体的形成和稳定性的增加。     

施氮模式对夏玉米氮肥利用和产量效益的影响

为了明确不同施氮模式对夏玉米物质生产、经济效益和氮肥利用的影响,设置4种施氮模式:N0(CK)、N1(基肥30+大口肥120+吐丝肥30)、N2(基肥60+大口肥120)、N3(基肥120+大口肥120+吐丝肥30),进行大田试验。结果表明,施氮能改善夏玉米产量因子、提高产量。氮肥适量后移显著改善穗部性状,N1与N0、N2处理相比穗粒数提高34.7和28.5粒,收获指数提高11.3%～17.1%,增加产量1590和60.6kg·hm-2。在同等施氮量下,氮肥部分后移能增加产量收入,但不能提高纯收益、产投比。夏玉米吐丝期施氮显著增加灌浆期干物质积累(N1、N3处理的干物质与N2相比分别提高2153和2319.4kg·hm-2),延缓吐丝后LAI的下降。施氮可以显著提高夏玉米花前花后生物量;氮肥部分后移到吐丝期可提高花后干物质积累。适当降低氮肥投入,每1kg氮多生产4.3kg玉米;氮肥用量相同,氮肥适当后移,每1kg氮多生产0.56kg玉米。因此,合理的施氮模式,不仅可以增玉米加产量,还可获得好的经济效益。     

淮北气候条件对夏大豆生长的影响

利用淮北地区宿州站1994-2007年14a的夏大豆生长发育和农业气象观测资料,采用C值逼近法和决定系数(R2)最大化法拟合夏大豆的生长曲线,分析了影响夏大豆生长的关键气象因子和生育阶段。结果显示:夏大豆开花-鼓粒期对气象因子的变化最敏感,生长量与气象因子间的拟合效果达到极显著水平;平均气温日较差、降水量和降水天数是开花-鼓粒期的主导影响因子。其它时期对气象因子不很敏感。     

不同施肥模式对沿南四湖区玉米产量、效益及土壤硝态氮的影响

在山东省南四湖沿岸麦玉轮作区进行了不同施肥模式在夏玉米及土壤上的试验研究。结果表明,通过优化氮磷钾肥(OPT)、控释氮肥配施磷钾肥(CRF)、有机肥替代部分化肥投入(80%OPT+M)以及小麦秸秆还田(OPT+St)措施的应用均可优化玉米植株性状及产量构成要素,提高出籽率和收获指数,从而保证玉米籽粒产量,增加农民收入,OPT、CRF、80%OPT+M和OPT+St四个处理较农民习惯施肥每公顷增收益分别为1293.4元、1311.6元、319.5元和473.3元;这四种措施均可显著提高氮肥利用率及农学效率;相比农民习惯施肥处理(FP),在0~100 cm土壤剖面不同土层内,优化氮磷钾化肥、控释氮肥、及有机肥和秸秆还田的采用可明显降低硝态氮在土壤中的含量,从而降低对南四湖流域地下水的硝酸盐污染。     

氮肥增效剂对春小麦产量和效益的影响

为验证氮肥增效剂在春小麦上的施用效果,以春小麦品种永良15号为指示品种,设添加不同用量的氮肥增效剂NBPT、DMPP,常规施肥和不施肥处理(对照)共5个处理,在河西灌区研究了减量施肥条件下添加肥料增效剂对春小麦生长性状、产量及经济效益的影响。结果表明,较传统施肥(N 232.5 kg/hm2、P2O5 241.5 kg/hm2、K2O 56.3 kg/hm2)减N 14.0%、P2O5 37.9%,添加脲酶抑制剂(NBPT) 0.40 kg/hm2、硝化抑制剂(DMPP)2.00 kg/hm2时春小麦主要性状表现较好,产量最高,为4 693.3 kg/hm2,纯收益较传统施肥增加975.59元/hm2。在河西灌区,春小麦在化肥减量并添加氮肥增效剂条件下能够实现节本增效,可在小麦生产中应用。     

粉垄耕作对小麦玉米产量及耕层土壤养分的影响

通过在河南省温县(2013~2014年)和西华县(2014~2015年)小麦、玉米2季作物的试验,研究粉垄耕作对作物产量、土壤养分(碱解氮、有效磷、速效钾、有机质)含量的影响,并分析耕作措施与作物生产、养分吸收的关系,为作物高产和施肥管理提借鉴。小麦播种季,设旋耕(12~16 cm,CK),粉垄耕作(FL1:20~30 cm,FL2:30~40 cm)3个处理,夏玉米在小麦收获后贴茬播种,其它一切农事操作均保持一致。结果表明,FL1、FL2处理小麦当季平均增产幅度分别为18.5%、23.5%,FL2FL1;玉米季,FL1、FL2处理的平均增产幅度分别为10.4%、5.8%。土壤养分方面,与CK相比,FL1、FL2处理能够增加小麦成熟期潮土土壤速效钾含量,平均增加74.49 mg kg~(-1),显著降低土壤碱解氮、有效磷、有机质含量,降低玉米季土壤耕层速效养分含量。FL1、FL2处理显著增加砂姜黑土土壤有效磷含量,平均高2.2 mg kg~(-1),降低土壤碱解氮、速效钾含量,分别平均降低7.54 mg kg~(-1)、13.38 mg kg~(-1)。小麦季,FL1、FL2处理的氮、磷、钾肥偏生产力均显著高于CK,比CK高出5~19个单位;玉米季,偏生产力比CK高出3~15个单位。说明在养分投入、农事操作等保持一致的条件下,粉垄耕作(FL1,FL2)能够增加小麦、玉米两季作物产量,促进作物对养分的吸收,特别是氮的吸收。此外,适当增加耕作层的厚度更有助于当季小麦产量的提高。