耕作和秸秆还田方式对东北春玉米吐丝期根系特征及产量的影响

【目的】针对东北春玉米主产区秸秆处理的突出矛盾,优化秸秆还田方式对促进该区农业绿色可持续发展意义深远。本文研究了耕作和秸秆还田方式对春玉米根系形态及分布特征、干物积累和产量的影响,旨在为该区域耕作措施调整、实现秸秆还田维持耕地农业生产提供理论依据。【方法】2017—2018年在辽宁沈阳进行田间试验,采用二因素随机区组设计,分别设置秸秆全层翻耕还田(PTS)、秸秆条带翻耕还田(PSS)、秸秆全层旋耕还田(RTS)和秸秆条带旋耕还田(RSS)4个处理。分析不同耕作和秸秆还田方式下春玉米根长、根干重及其空间分布、植株地上部干物质积累动态和产量性状的差异。【结果】耕作和秸秆还田方式对吐丝期春玉米根长及其分布、根干重和比根长影响显著。在0—30 cm垂直土层,PTS处理根长2017年和2018年分别高出其他处理7.9%—43.2%和17.3%—41.5%;在30—60 cm垂直土层,秸秆条带还田(PSS和RSS处理)根长较秸秆全层还田(PTS和RTS处理)平均高出20.1%和20.3%;以植株为中心,PTS处理距植株0—10 cm的根长分布最高,RTS处理最低。根干重在0—10 cm土层表现为RTS处理最低,PTS、PSS、RSS处理2年平均高出36.5%、59.6%和17.3%。PTS处理在0—20 cm土层2年均具有最高比根长,2017年和2018年较其他处理分别高出8.7%—73.8%和14.3%—44.7%。不同处理根表面积的空间分布差异明显,PTS和RSS处理在0—30 cm土层具有较高的根表面积,在水平和垂直方向具有更广的根表面分布。耕作和秸秆还田方式对拔节期、吐丝期和成熟期春玉米地上部干物质积累的影响差异显著,RTS处理较其他处理降低了拔节期茎鞘和地上部总干物重,平均达15.5%—19.2%;PTS处理成熟期果穗和地上总干物重比其他处理提高3.6%—12.3%和2.7%—12.4%,其次为PSS和RSS处理,RTS处理最低。耕作和秸秆还田方式处理显著影响春玉米穗数和籽粒产量,与RTS处理相比,PTS、PSS和RSS处理2年产量平均高出8.3%、7.9%和5.8%;RTS穗数2017年和2018年较其他处理显著降低2.9%—9.1%和7.0%—9.7%。【结论】适当的耕作和秸秆还田方式有利于促进作物根系形态发育及耕层空间分布,促进干物质积累和分配特征优化及成熟期干物质向果穗的分配,达到提高春玉米产量的目的,在本研究区域中推荐秸秆条带翻耕还田方式。     

耕作方式与秸秆还田对潮土养分剖面分布的影响

为明确淮北平原潮土区麦玉米轮作制度下机播玉米生产适宜的耕作与秸秆还田方式,于2016—2017年通过田间试验设置免耕(NT)、免耕秸秆还田(NT+S)、翻耕(T)和翻耕秸秆还田(T+S)4个处理,研究耕作方式及秸秆还田对土壤养分剖面分布的影响。结果表明:免耕、翻耕秸秆还田处理均显著降低了表层土壤容重(-6.25%、-3.68%),提高了表层水稳定性大团聚体WR0.25含量(+14.65%、+10.96%),且免耕秸秆还田处理较翻耕秸秆还田处理更好地提高了表层土壤有机质(+8.98%)、全氮(+4.63%)含量,翻耕秸秆还田处理更有利于表层土壤碱解氮、土壤有效磷和土壤速效钾的增加;但在剖面深层,免耕、翻耕秸秆还田处理效应出现差异:在20～60 cm土层,免耕秸秆还田处理促进pH增加,而翻耕秸秆还田处理降低土壤pH,翻耕秸秆还田处理土壤有机质、全氮、全磷含量显著高于免耕秸秆还田处理,而免耕秸秆还田处理则更有利于速效养分的增加;免耕和翻耕模式下秸秆还田处理均提高了玉米产量(+15.58%和+2.71%)。可见,在淮北平原潮土区,免耕模式下的秸秆还田有利于提高剖面土壤肥力质量和玉米产量。     

绿洲灌区耕作方式与秸秆还田对玉米田水热特征的调控效应

为探讨干旱绿洲灌区耕作方式与秸秆还田对玉米田土壤水热特征的调控效应,基于甘肃河西绿洲灌区田间定位试验,研究耕作方式(免耕、传统翻耕)和秸秆还田方式(秸秆还田、秸秆不还田)下农田土壤水分、温度动态变化特征。结果表明,耕作方式、秸秆还田显著影响土壤贮水量、耗水量、土壤温度、土壤有效积温、玉米籽粒产量、水分利用效率及积温生产效率,且互作效应显著。较秸秆不还田,秸秆还田提高了玉米各生育期0～120 cm土层的土壤贮水量,降低了玉米拔节至成熟期耗水量、播种至拔节期与吐丝期0～25 cm土层的土壤温度及各生育期土壤有效积温。免耕较传统翻耕提高了玉米拔节前土壤贮水量,降低了拔节至吐丝期耗水量,而传统翻耕较免耕提高了玉米各生育期土壤温度及有效积温。秸秆还田条件下玉米籽粒产量、水分利用效率及积温生产效率较秸秆不还田分别提高20.3%、23.6%和23.2%。传统翻耕的玉米籽粒产量、水分利用效率及积温生产效率较免耕分别提高20.8%、22.6%和12.3%。传统翻耕结合秸秆还田降低了玉米拔节前、吐丝至成熟期的耗水量,提高了各生育期土壤温度与有效积温。传统翻耕结合秸秆还田的玉米籽粒产量、水分利用效率及积温生产效率较其他处理分别提高20.3%～37.9%、22.0%～40.5%和7.0%～32.4%。因此,传统翻耕结合秸秆还田是绿洲灌区玉米高产、农田水热资源高效利用的理想耕作措施。     

渭北旱塬春玉米田保护性耕作蓄水保墒效果与增产增收效应

【目的】探索渭北旱塬春玉米田不同保护性耕作措施对土壤蓄水保墒效果及其与不同施肥处理组合的增产增收效应。【方法】在2007—2009年通过大田试验,测定冬闲期和玉米生育期秸秆还田免耕、深松和翻耕处理土壤湿度,分析各耕作处理在平衡施肥、无肥和常规施肥处理下春玉米产量和经济收益。【结果】2年冬闲期免耕和深松处理0—200cm土层平均土壤贮水量分别较翻耕处理高33.4和31.1mm,2年玉米生育期免耕和深松处理平均土壤贮水量分别较翻耕处理高36.3和37.3mm;平衡施肥深松处理组合春玉米产量和水分利用效率最高,2年平均产量和水分利用效率分别达到10341.0kg.hm-2和24.89kg.hm-2.mm-1,平衡施肥免耕次之,平衡施肥翻耕处理位居第三位。【结论】无论在何种施肥处理下,土壤蓄水保墒能力和增产增收效应均为深松免耕传统翻耕处理。平衡施肥深松处理组合效益最好,为渭北旱塬较适宜的春玉米保护性耕作种植模式。     

保护性耕作下双季稻农田甲烷排放特征及温室效应

 【目的】传统耕作方式和秸秆焚烧造成土壤有机质的大量损失,使农田成为温室气体一个重要排放源,本文旨在研究保护性耕作对稻田CH4排放通量及其温室效应的影响,为评价耕作措施对土壤固碳潜力和温室气体减排影响提供依据。【方法】通过对翻耕秸秆不还田（CT）、翻耕秸秆还田(CTS)、旋耕秸秆还田(RTS)、免耕秸秆还田(NTS)处理的稻田CH4排放进行连续观测,分析稻田CH4排放特征及其温室效应。【结果】在秸秆还田情况下,早稻生长季旋耕和翻耕的CH4排放量差异不大,但显著高于免耕;晚稻生长季旋耕CH4排放量显著高于翻耕和免耕;冬闲季节各处理CH4排放量较小,翻耕CH4排放量显著高于旋耕和免耕。在翻耕情况下,秸秆还田处理和秸秆不还田处理全年CH4排放特征基本相同。秸秆还田主要增大晚稻生长季和冬闲季节的CH4排放,对早稻生长季CH4排放影响较小。全年CH4排放导致的温室效应为RTS＞CTS＞NTS＞CT,且差异均达显著水平。各处理全年CH4排放主要来自早晚稻生长季,冬闲季节占的比重很小均不到1%。与翻耕相比,旋耕对温室效应的贡献是翻耕的1.98倍,而免耕减小温室效应,约减排15%。与秸秆还田相比,秸秆不还田减小温室效应,约减排42%。【结论】目前双季稻区推行保护性耕作的主要措施旋耕秸秆还田对温室效应的贡献最大,秸秆不还田和免耕均有利于减小温室效应。但考虑到秸秆还田有利于提升地力,且秸秆以其它方式处理导致的温室效应还有待于研究,建议在长江中下游双季稻区推广以免耕秸秆还田为主的保护性耕作。     

春玉米秸秆还田对土壤碳组分及碳库管理指数的影响

为研究冀西北寒旱区不同秸秆还田方式对土壤碳素组分及碳库管理指数(CPMI)的影响,采用秸秆还田翻耕、秸秆还田旋耕、大垄轮播秸秆还田3种春玉米秸秆还田方式,利用连续烧失法测定0～100 cm土层土壤各种碳组分,计算碳库管理指数.结果表明,土壤总碳(TC)含量为60.89～111.27 g/kg,土壤有机碳(SOC)含量为33.04～56.16 g/kg,秸秆还田能显著提高0～40 cm土层土壤碳素含量,其中秸秆还田旋耕下SOC含量增幅最大;土壤活性有机碳(ASOC)含量为1.60～10.09 g/kg,秸秆还田可以显著提高0～40 cm土层ASOC含量,其中大垄轮播秸秆还田方式下ASOC含量的增幅最大.土壤CPMI为44.35～610.92,土壤碳库活性指数(LI)为0.55～4.71,秸秆还田可显著提高0～40 cm土层的CPMI和LI,秸秆还田翻耕处理的20～40 cm土层增幅最大,秸秆还田旋耕对0～20 cm土层土壤的CPMI和LI提高幅度最大.可见,秸秆还田主要影响0～40 cm土层土壤碳素含量及CPMI,对深层的影响相对较小,秸秆还田后旋耕、翻耕和大垄轮播秸秆还田可以提高土壤有机碳活性,对于冀西北寒旱区采用大垄轮播秸秆还田方式更能够发挥春玉米秸秆还田的固碳能力,促进春玉米农田可持续利用.     

耕作管理对潮土团聚体形成及有机碳累积的长期效应

【目的】研究黄淮海平原潮土区耕作管理对土壤水稳性团聚体形成及有机碳累积的长期效应,为提升潮土地力、推动农业可持续发展提供理论基础与技术支持。【方法】采集河南省封丘县中国科学院封丘农业生态实验站连续8年保护性耕作的不同处理原状土壤样品,分析测定土壤团聚体的数量、稳定性以及土壤和各粒径团聚体中的有机碳含量。【结果】与常规翻耕处理相比,长期免耕和间歇性翻耕使0-10 cm土层粗大团聚体和10-20 cm土层细大团聚体的质量比例分别提高了63.4%和28.1%。秸秆还田主要提高了0-20 cm土层大团聚体的质量比例,平均提高率为3.0%。降低翻耕频率或秸秆还田处理,使不同土层团聚体的稳定性有所提升,前者使0-10 cm平均重量直径（mean weight diameter,MWD）和几何平均直径（geometric mean diameter,GMD）值分别增加了11.9%-31.6%和4.1%-13.7%;后者使0-20 cm MWD和GMD值分别增加了3.5%和4.5%,翻耕频率对团聚体稳定性的影响程度显著高于秸秆还田处理。在0-10 cm土层,各粒径团聚体的有机碳含量随翻耕频率的降低而提高,而秸秆还田对团聚体有机碳的影响可以深入0-20 cm土层。耕作方式耦合秸秆还田处理对团聚体特征的影响显著大于降低翻耕频率或秸秆还田处理。潮土有机碳积累的主要贡献来源于粗大团聚体和细大团聚体,通过降低翻耕频率,可以提高0-10 cm土层粗大团聚体和10-20 cm土层细大团聚体对潮土有机碳积累的相对贡献,提高率分别达49.2%和29.1%。【结论】长期免耕和间歇性翻耕结合秸秆还田能显著提高潮土大团聚体的数量及其稳定性,通过提高大团聚体对土壤有机碳积累的相对贡献,可以增加潮土碳累积量。     

深耕及秸秆还田对春玉米产量、花后碳氮积累及根系特征的影响

针对目前农业生产中连年采用旋耕的耕作方式以及过分依赖化肥,使得耕层变浅、犁底层变硬、土壤理化性质恶化的现象,采用田间小区试验,研究旋耕、深松和深翻耕作方式及在此基础上进行的秸秆还田对春玉米产量和花后碳氮积累及根系特征的影响.结果表明:深松和深翻可以显著提高春玉米的产量、花后干物质的积累量及其占总生物量比例和氮素吸收量;促进了根系的发育,尤其有利于30～60cm土层根系的发育,使根系在玉米生育后期保持相对较高的活力;但减少了花后干物质和氮素从营养体向籽粒转移的效率.深松和深翻相比,对产量的促进作用更加显著,但两种耕作方式对春玉米其他方面的影响并没有表现出相同的规律.秸秆还田后当季春玉米产量总体呈下降趋势,花后干物质积累量、最大根长及生育后期深层根系根长显著提高,但秸秆还田对花后氮素吸收、氮素及干物质转移有抑制作用,并且对开花后根系活力的保持不利.在进行秸秆还田的同时,采取适当的深耕措施,可以缓解秸秆还田对当季玉米产量的不利影响.     

耕作方式与秸秆还田对麦田土壤有机碳积累的影响

通过大田定位试验,研究了稻麦两熟制下耕作方式与秸秆还田对麦田土壤总有机碳积累的影响。结果表明:秸秆还田可以显著提高土壤总有机碳和土壤微生物生物量碳的含量,其中旋耕+连续3季稻麦秸秆还田处理使土壤总有机碳含量提高了37.19%,翻耕+连续3季稻麦秸秆还田处理使土壤微生物生物量碳含量提高了62.88%;翻耕处理的15～25 cm土层土壤总有机碳和微生物生物量碳含量显著高于旋耕处理;在相同秸秆还田方式下,旋耕处理的0～7 cm和7～15 cm土层的微生物熵显著大于翻耕处理,而15～25 cm土层的则相反。     

耕作及秸秆还田对辽南地区土壤水分及春玉米水分利用效率的影响

为探讨辽南地区雨养春玉米种植适宜的土壤耕作与秸秆还田模式,于2011~2014年进行了为期4年的田间小区试验,研究了3种耕作措施(普通旋耕20cm、隔年深松和隔年深翻30cm)与3种秸秆还田方式(无秸秆还田、秸秆隔年还田和秸秆连年还田)相结合,连续进行4年后对土壤水分特征及春玉米水分利用效率的影响。结果表明:不同处理对土壤蓄水能力和水分利用效率的提高作用,总体上以秸秆连年还田秸秆隔年还田无秸秆还田,深翻深松普通旋耕,且深翻与秸秆连年还田相结合效果显著。与普通旋耕无秸秆还田处理(P)相比,深翻+秸秆连年还田处理(SMSR2)显著地促进了土壤蓄水能力和水分利用效率的提高,0~60cm土层土壤含水量提高5.93%;0~100cm土层土壤贮水量提高31.69%;玉米拔节期叶片水分利用效率提高45.27%,抽雄开花期提高44.16%;SMSR2处理与其他处理相比,显著降低了玉米生育期土壤耗水量,水分利用效率显著提高。深松+秸秆连年还田处理(SSR2)也可明显改善土壤的蓄水能力和水分利用效率,但其效果稍逊于SMSR2处理。因此,秸秆连年还田结合隔年深耕能有效改善土壤蓄水保墒能力,是适合辽南地区雨养条件下春玉米种植的一种科学耕作和培肥方式,当地可根据实际情况加以应用。     

春季深松对内蒙古西部农田土壤结构及玉米产量的影响

试验在春季条带深旋耕30cm、春季深松30cm和常规表层旋耕15cm等不同深松方式下,测定土壤容重、田间持水量、土壤含水量以及玉米农艺性状和产量等各指标,通过分析阐明春季深松对农田土壤结构的影响。试验结果表明:30cm春季条带深旋耕和30cm春季深松能有效的打破犁底层,扩大耕层深度,显著降低了土壤紧实度和15~35cm土层土壤容重;增加了土壤田间持水量及土壤含水量;深松能提高玉米株高、单株根干重、单株地上干物质重和叶面积指数,加快生育进程;在收获时,30cm条带深旋耕、30cm春季深松的倒折率(0和1.2%)均低于常规旋耕处理(3.3%);深松有效增加玉米单产,30cm春季条带深旋耕和30cm春季深松处理较常规旋耕分别增产22.10%和25.93%。     

耕作、施氮和密度及其互作对旱地春玉米土壤水分及产量形成的影响

【目的】 黄土旱塬半湿润易旱区属于雨养农业区,水分亏缺为主要限制因素,因此,有必要筛选适于黄土旱塬半湿润易旱区春玉米综合栽培模式,从而提高旱地春玉米水分利用效率和产量。【方法】 2017—2018年玉米生长季,探讨不同耕作方式（翻耕、免耕、深松）、施氮（0、150、225 kg·hm^-2）和种植密度（52 500、67 500 株/hm²）对春玉米田土壤水分动态、水分利用效率、春玉米生长、产量及其构成因素的互作效应,提高玉米综合生产力。【结果】 （1）2017—2018年春玉米播种期0—200 cm土层土壤蓄水量均表现为免耕>深松>翻耕,2年平均免耕与深松播种期0—200 cm土层土壤蓄水量较翻耕分别提高6.1%和4.1%。2年春玉米水分利用效率均在深松高密高氮（STH2）处理最高。（2）深松与免耕处理较翻耕处理显著提高叶面积指数与干物质积累量,随密度与施氮量的增加,春玉米叶面积指数与干物质积累随之增加,耕作×密度对拔节、抽雄期叶面积指数有显著影响,密度×施氮对灌浆中期叶面积指数有显著影响。STH2处理下,玉米成熟期干物质积累量较其他处理提高3.3%—32.9%。（3）穗粒数和百粒重与施氮呈显著正相关关系（P<0.05）,深松与免耕处理玉米产量显著高于翻耕。STH2处理产量最高,2017年STH2产量较其他处理增幅为1.4%—63.3%;2018年增幅为2.9%—39.6%。【结论】 在黄土旱塬半湿润易旱区,深松耕配施150—225 kg·hm^-2施氮量与67 500株/hm²种植密度,不仅可以提高春玉米水分利用效率,还可获得较高的玉米产量效益;免耕配施225 kg·hm^-2施氮量与67 500株/hm²种植密度,可获得较高的经济效益。     

翻耕深度对遮阴油菜根系生长和养分吸收利用的影响

【目的】长江流域油菜季降雨丰沛,导致该地区光照强度下降,加之密植技术的推广,加剧了个体间对光照的竞争。故光照不足、土壤质地差成为制约该地区油菜高产的重要因素。通过研究耕作深度对遮阴油菜根系生长和养分利用的影响,以期为油菜的稳产增收提供理论支撑。【方法】2019—2021年在湖北武汉华中农业大学试验基地进行裂区试验,品种为主区（湘杂油518,XZY518;浙油50,ZY50）,土壤翻耕深度（T5,5 cm;T20,20 cm）为副区,不同光照强度（S0,0%遮阴;S1,30%遮阴）为副副区,研究不同耕作深度下遮阴油菜的土壤养分和理化性质、干物质累积、抗氧化酶活性、根冠生长、养分吸收的变化。【结果】深耕可以促进各层土壤的有机质、碱解氮、速效磷和速效钾养分的积累,其中10—20 cm土壤的养分含量增幅最大,为7.5%—42.3%。两种翻耕深度下,遮阴均导致土壤电导率下降,根表面积减少13.3%—36.6%,主根长、根冠比和侧根占比增加,氮素利用率显著下降3.0%—28.4%,根系干重减少,抗氧化酶（POD、SOD、CAT）活性增加。遮阴条件下,翻耕深度的增加,使土壤含水量降幅减小,油菜主根伸长且根表面积增大,根冠比和侧根占比增加,氮素利用率提高,根系的抗氧化酶（POD、SOD）活性增强,干物质积累增多。方差分析表明翻耕深度和遮阴对根系形态、干物质累积、抗氧化酶活、养分利用的互作效应多呈显著或极显著水平。在浅耕和深耕条件下,与正常光照相比,遮阴导致根表面积分别下降24.9%—36.6%、13.3%—19.2%,氮素利用率分别下降10.0%—28.4%、3.0%—23.9%。【结论】弱光胁迫下,深耕通过提高各层土壤养分含量,使油菜主根伸长,侧根占比增加,根表面积增大,同时根系抗氧化酶活力的增强延缓了根系的衰老,使根系养分吸收能力增强,氮素利用率增大,干物质积累量增大,最终促进了油菜的生长。     

土壤耕作和施肥方式对夏玉米干物质积累与产量的影响

【目的】改善土壤耕作方式和氮肥施用技术是进一步提高玉米产量和氮肥利用效率的重要措施。本研究拟通过分析浅旋、免耕和条带深松3种耕作方式下缓释肥和常规施肥对夏玉米干物质积累、转运及光合特性的影响,阐明其产量及氮肥效率差异形成的生理过程。【方法】试验于2013—2014年在河南新乡进行。采用裂区设计,耕作方式为主区,设浅旋耕作(rotary tillage,R),免耕直播(no-tillage,N)和条带深松(sub-soiling,S)3种耕作方式;肥料类型为副区,设缓释肥(slow release fertilizer,SRF)和常规施肥(conventional compound fertilizer,CCF)2个处理。【结果】与传统施肥和土壤耕作方式比,施用缓释肥与条带深松耕作均能维持植株开花后较高的叶面积指数和光合速率,且条带深松与缓释肥耦合处理的值最大。成熟期,3种耕作方式下,缓释肥处理叶面积指数降幅两年平均分别低于常规施肥处理7.5%(N)、9.7%(R)和11.8%(S);缓释肥处理净光合速率降幅两年平均分别低于常规施肥处理7.3%(N)、11.5%(R)和16.8%(S)。条带深松耕作下缓释肥处理LAI高于其他处理16.0%—47.9%,穗位叶光合速率较其他处理高14.5%—52.3%。花后较高的叶面积指数和光合速率可促进玉米中后期干物质积累速率及积累持续期的增加,从而显著提高花后光合产物的积累量及同化量。3种耕作方式下,缓释肥处理花后干物质同化量较常规施肥处理两年平均分别提高1.5%(N)、21.4%(R)和24.4%(S);缓释肥处理花后干物质积累量较常规施肥处理两年平均分别提高11.0%(N)、12.2%(R)和17.0%(S)。其中条带深松耕作与缓释肥耦合处理花后干物质积累量和同化量显著高于其他处理,两年平均增幅分别为13.4%—28.9%和17.4%—39.6%。玉米花后干物质积累及同化量的增加是玉米籽粒产量提高的主要原因。因此,施用缓释肥通过增加千粒重,条带深松耕作通过增加收获穗数分别显著提高夏玉米产量;条带深松与缓释肥耦合处理产量显著高于其他处理,增幅为9.2%—23.2%。【结论】条带深松满足了作物对氮素的空间要求,缓释肥满足了作物对氮素的时间要求,施用缓释肥并结合条带深松,可有效调控土壤的养分供应状况,提高土壤氮素供应与作物需氮的时空吻合度,有利于实现黄淮海区夏玉米高产高效及生态安全生产的目标。     

添加玉米秸秆对旱作土壤团聚体及其有机碳含量的影响

【目的】研究玉米秸秆还田对不同耕作处理下旱地土壤团聚体及其有机碳的影响,旨在探究长期传统耕作土壤添加秸秆后团聚体及其有机碳的变化规律,并确定添加秸秆提高土壤有机碳的主要原因,为旱地农田固碳技术提供理论依据。【方法】采集大田长期试验地的传统耕作和免耕小区土样进行室内培养试验,设置4个处理,分别为传统耕作土壤不加秸秆（CT）、免耕土壤不加秸秆（NT）、传统耕作土壤加秸秆（CTS）和免耕土壤加秸秆（NTS）,15次重复;秸秆为传统耕作玉米植株地上部分,用量为5%烘干土质量,在25℃恒温培养箱中通气培养180 d,定期取样进行团聚体组成和有机碳含量的测定。【结果】（1）不加秸秆处理团聚体以250—53 μm为主,占全部团聚体的52%—66%;添加秸秆处理以2 000—250 μm团聚体为主,占全部团聚体的41%—50%,CTS较CT提高230%—302%,NTS较NT提高92%—134%。（2）添加秸秆处理平均重量直径（MWD）、几何平均直径（GMD）以及>0.25 mm团聚体百分比（R_0.25）显著提高,培养到180 d时,CTS较CT分别提高133%、130%和235%,NTS较NT分别提高53%、75%和87%。（3）培养至180 d时,CTS较CT分别提高250—53 μm和<53 μm团聚体有机碳70%和54%;NTS较NT分别提高250—53 μm和<53 μm团聚体有机碳30%和25%。（4）添加秸秆显著提高2 000—250 μm团聚体有机碳对土壤有机碳的贡献率,CTS和NTS分别为49%—61%和50%—60%,且受团聚体组成影响较大。【结论】添加秸秆能够有效提高旱作土壤大团聚体（>250 μm）形成并增强其稳定性,提高大团聚体有机碳对土壤有机碳的贡献率,且对传统耕作处理土壤的促进效果更明显。     

肥料增效剂对玉米干物质积累及氮养分吸收的影响

【目的】研究肥料增效剂与化肥配施对玉米干物质积累及氮养分吸收的影响,为玉米生产节本增产提供理论参考。【方法】采用盆栽试验,每1kg土中N、P、K肥施用量分别为：0．368、0．235和0．350g,设常规施肥处理（T1）,另设5个增施处理（T2-T6）,按在常规施肥处理基础上分别增施2mL不同肥料增效剂（F1-F5）,收获期测定玉米籽粒、苞叶、秸秆、根系等全N、P、K养分含量及玉米的养分吸收量和养分利用率。【结果】与常规施肥T1处理相比,增施增效剂处理玉米鲜苞重增加12．0～17．50g／盆,增重4．3％～6．2％,玉米籽粒重增加3．9％～6．9％;施用肥料增效剂处理的植株干物质积累量与常规施肥相比增幅为4．97％～6．65％。玉米植株各器官（秸秆、籽粒、苞叶＋穗轴和根）氮养分吸收量均显示施用增效剂处理优于对照,增幅为：秸秆20．60％～37．00％;籽粒7．20％～13．15％;苞叶＋穗轴12．43％～30．94％;根3．13％～37．75％。施用肥料增效剂处理与单施用化肥处理相比,氮肥利用率提高5．0％～7．2％。【结论】在常规施肥的基础上增施肥料增效剂能显著增加玉米植株干物质量及提高,氮肥利用率。     

秸秆还田后效对玉米氮肥利用率的影响

【目的】玉米秸秆还田已经成为培肥土壤的重要农艺措施之一,研究玉米秸秆还田后效对氮肥利用率的影响,旨在为提出提高氮肥利用率的秸秆还田方式提供理论依据。【方法】以中国科学院海伦农业生态实验站为研究平台,以质地黏重的黑土为研究对象,运用¹⁵N同位素示踪技术,以2011年进行秸秆还田的田间试验为基础,于2016年开展不同秸秆还田方式后效对化肥氮利用率影响的研究。以未进行秸秆还田的处理为对照（CK）,在同等秸秆还田量下（10 000 kg·hm^-2）设置免耕秸秆覆盖（D₀）,粉碎后的秸秆均匀混于0—20 cm土层（D_0-20）、0—35 cm土层（D_0-35）和20—35 cm土层（D_20-35）,秸秆平铺于35 cm深度（D₃₅）和50 cm深度（D₅₀）7个处理。【结果】不同秸秆还田方式后效通过促进玉米干物质积累,提高玉米对氮素的吸收,增加玉米的氮素积累进而提高氮素利用率。不同处理对玉米各器官干物质积累的影响表现为D_0-35>D_20-35>D_0-20>CK≥D₀>D₃₅>D₅₀,其中D_0-35和D_20-35（秸秆深混还田后效）处理比其他处理分别显著提高了7.1%—47.7%和2.0%—39.1%（P<0.05）（叶子除外）。不同秸秆还田方式后效对玉米各器官氮含量没有显著影响（P>0.05）,但是D_0-35、D_20-35和D_0-20处理显著增加了玉米各器官氮素积累量（P<0.05）,与CK、D₀、D₃₅、D₅₀处理相比分别提高了15.8%—20.2%、8.5%—18.2%和27.9%—39.5%（P<0.05）。与其他处理相比,D_0-35和D_20-35处理玉米各器官¹⁵N累积量分别显著提高了5.1%—38.4%和9.3%—31.8%。74.1%以上的¹⁵N累积在玉米的籽粒中,不同秸秆还田方式后效没有显著影响¹⁵N在玉米各器官的分配比例,说明玉米秸秆还田后效通过促进玉米植株整体对肥料氮的吸收来提高氮肥的利用率。D_0-35处理氮肥利用率和¹⁵N肥料氮的残留率与其他处理相比分别提高了1.9—12.7个百分点和6.9—21.2个百分点,而氮肥损失率则降低了8.8—31.3个百分点;但是与CK处理相比,D₀、D₃₅和D₅₀（秸秆层铺后效）处理没有显著增加氮肥利用率,同时D₀和D₅₀处理氮素损失率提高了3.6和4.4个百分点;说明秸秆层铺后效有增加氮素损失的风险,而通过秸秆深混还田后效构建肥沃耕层是一种提高氮肥利用率的有效地途径。与CK处理相比,D_20-35、D₃₅和D₅₀处理的氮肥贡献率分别显著提高了3.74、4.26、3.79和4.51个百分点（P<0.05）,但是不同秸秆还田方式后效之间没有显著查差异（P>0.05）。Pearson相关分析结果表明秸秆还田后效通过促进玉米根系生长、增加土壤中轻组有机碳含量及改善土壤物理性质来提高氮肥利用率。【结论】对于质地黏重的黑土,可以通过增加秸秆还田混合深度,构建肥沃耕层提升土壤肥力和改善土壤结构,能够有效提高氮肥的利用率。     

小麦玉米周年生产中耕作方式对夏玉米根系特性和产量的影响

【目的】黄淮海平原地区冬小麦-夏玉米一年两熟,长期冬小麦免耕或旋耕、夏玉米免耕使耕层变浅,养分含量降低,对根系发育和产量造成影响。通过探讨冬小麦夏玉米周年生产中不同耕作模式来探寻小麦玉米周年中夏玉米高产高效生产的耕作模式及机理。【方法】供试品种选用郑单958(ZD958),3个试验处理为冬小麦播前旋耕夏玉米播前免耕(RN)、冬小麦播前翻耕夏玉米播前免耕(MN)与冬小麦播前翻耕夏玉米播前旋耕(MR),探究不同耕作方式对小麦玉米周年生产中夏玉米根干重、根冠比、根长、根表面积、根体积和节根数量等根系特性及产量的影响。【结果】MR与MN处理0—30 cm的根干重、根冠比、根长、根表面积、根体积、节根层数、节根条数及节根干重较RN处理差异显著,分别提高59.1%、37.5%、22.8%、41.1%、59.2%、5.9%、21.0%、50.8%和68.5%、50.0%、16.7%、33.7%、44.0%、3.9%、20.1%、57.6%;根系TTC还原强度、TTC还原量、活跃吸收面积、总吸收面积及根系伤流速率也有显著提高,分别提高82.6%、91.9%、33.9%、34.5%、24.0%和109.9%、108.5%、83.8%、65.1%、14.7%;与RN处理相比,MR与MN处理的有效穗数、穗粒数、千粒重显著增加,分别提高8.5%、11.7%、4.9%和3.9%、8.5%、4.2%,产量显著提高29.5%和23.7%。冬小麦播前翻耕可以显著改善夏玉米根系数量与质量特性,有利于提高产量。与MR处理相比,MN处理显著提高根系总吸收面积和活跃吸收面积,分别提高了22.8%、37.21%;但MN处理的根长、根表面积、根体积、节根层数、茎秆伤流速率、TTC还原量及TTC还原强度较MR处理没有达到显著性差异水平。MR处理与MN处理相比,其有效穗数提高4.7%,但两处理之间千粒重和穗粒数差异不大,产量没有达到显著差异水平。【结论】冬小麦播前翻耕夏玉米播前免耕(MN)与冬小麦播前翻耕夏玉米播前旋耕(MR)较冬小麦播前旋耕夏玉米播前免耕(RN)可显著提高根系特性从而提高了产量。而冬小麦播前翻耕夏玉米播前免耕(MN)和冬小麦播前翻耕夏玉米播前旋耕(MR)的根系特性指标和产量不具有显著性差异,表明小麦玉米周年生产中主要是冬小麦播前翻耕对夏玉米产量及根特性指标起主要作用。综合比较3种不同的耕作方式,冬小麦播前翻耕夏玉米免耕(MN)是黄淮海区夏玉米生产最为适宜的耕作方式。     

深旋松耕作法对东北棕壤物理性状及春玉米生长的影响

【目的】探讨深旋松耕作法在东北地区玉米生产上的可行性。【方法】在辽宁省昌图县设置土壤耕作试验,以旋耕（R）和深松耕（S）为对照,对比研究深旋松30 cm（DRS30）、深旋松30 cm+地膜覆盖（DRS30P）、深旋松50 cm（DRS50）、深旋松50 cm+地膜覆盖（DRS50P）对土壤某些物理性状、玉米根系、植株生长发育和作物产量等的影响。【结果】（1）深旋松可有效打破犁底层,显著改善土壤某些物理性状。四组深旋松处理的土壤容重均低于对照,DRS50P最低,R最高。DRS50P和DRS30P土壤温度、土壤含水量高于其它处理;DRS50和DRS30苗期含水量低于其它处理,其它时期高于对照。DRS50P与DRS30P、DRS50与DRS30土壤某些物理性状差异显著。（2）深旋松促进了玉米根系生长。拔节期和灌浆期,DRS50P和DRS30P的根数、根长、根体积及根冠比显著高于DRS50 和DRS30,DRS50 和DRS30高于对照,R最低;成熟期DRS50P和DRS30P的根长和根数最大,根体积和根冠比略低于其它处理。DRS50P与DRS30P、DRS50与DRS30植株性状差异较小。（3）深旋松促进了玉米地上部生长发育,增加了籽粒产量。DRS50P和DRS30P显著增加了玉米穗长、穗粗、行粒数和百粒重。DRS50P获得最高产量,DRS30P次之,分别为12 137.4 kg•hm-2、11 929.2 kg•hm-2。两者差异未达显著水平,但均显著高于其它处理。DRS50P和DRS30P分别比R增产23.0%和20.8%,分别比S增产14.1%和12.1%。【结论】综合作业成本和动力消耗等因素,DRS30P更具推广价值。