冬小麦期覆盖秸秆对夏玉米土壤水分动态变化及产量的影响

以不覆盖的处理为对照,研究了冬小麦期覆盖秸秆对夏玉米土壤水分动态变化及产量的影响。结果表明,秸秆覆盖有明显的增产效果。受充足的降雨影响,秸秆覆盖的保墒效果不太明显,但夏玉米的水分利用效率(WUE)有较大的提高。秸秆覆盖对表土层(0～30cm)具有明显的保墒效果,尤其是夏玉米生长前期。在深土层(100～110cm)秸秆覆盖处理的土壤含水率低于不覆盖处理,形成一个缺水带。一年两熟条件下,夏玉米可以充分利用夏季多雨的特性,结合秸秆覆盖措施,可提高对降雨的利用效率。     

秸秆颗粒还田对土壤养分和冬小麦产量的影响

为明确秸秆颗粒还田在农业生产中推广应用的可行性,在山东省冬小麦-夏玉米一年两熟种植区通过田间微区试验,研究了秸秆不还田(CK)、常规粉碎还田(CCSI)和秸秆颗粒还田(GSI)对耕层土壤养分含量、冬小麦群体茎蘖数、旗叶净光合速率、叶绿素含量、干物质积累及分配和小麦产量的影响。结果表明:与CK和CCSI处理相比,GSI处理显著提高土壤有机质、碱解氮和有效磷的含量;增加基本苗和分蘖成穗率,显著提高有效穂数13.23%和16.64%。同时,GSI处理显著提高灌浆期叶面积指数、旗叶叶绿素含量和净光合速率,改善开花后旗叶光合性能,促进地上部干物质积累及其向籽粒的转运。与CK和CCSI处理相比,GSI处理的开花后干物质向籽粒的转运量显著提高19.65%和14.75%,籽粒产量显著提高9.69%和10.71%。相关分析表明,穗粒数和千粒重对产量影响不显著,有效穂数的提高是秸秆颗粒还田增产的主要原因。因此,秸秆颗粒还田可作为一种安全有效的还田方式,在农业生产中推广应用。     

秸秆还田对冬小麦产量和氮、磷、钾吸收利用的影响

【目的】陕西关中平原是我国典型的冬小麦—夏玉米轮作区,冬小麦播种前将上季收获后的玉米秸秆还田是当地普遍采用的作物秸秆管理方式。本研究以优化秸秆还田条件的小麦养分资源管理,实现作物增产和肥料增效为目标,通过2年的田间定位试验,探索关中地区玉米秸秆还田条件下,冬小麦高产高效的最佳养分管理措施。【方法】试验于2011年10月至2013年5月在陕西省周至县终南镇进行,供试冬小麦品种为周麦23,夏玉米品种为郑单958。采用裂区设计,主处理为玉米秸秆全量还田(S1)和秸秆不还田(S0),副处理为5个不同氮肥施用水平(N 0、84、168、252和336 kg/hm2),种植作物为冬小麦。通过不同氮水平的回归分析,研究了玉米秸秆还田对后茬冬小麦的籽粒产量、生物量和收获期地上部氮、磷、钾养分吸收利用的影响。【结果】与玉米秸秆不还田相比,秸秆还田对冬小麦籽粒产量和收获期地上部氮、磷、钾养分吸收量的影响均表现出低氮降低、高氮增加的趋势。第一年和第二年在施氮量分别低于N 153和187 kg/hm2时,秸秆还田处理小麦减产,相反则增产,并且增产量随着氮肥用量的增加而增大;生物量与产量趋势一致,前后两年玉米秸秆还田与不还田条件下,冬小麦生物量相等时的氮肥用量分别为N 190和202 kg/hm2。在产量构成要素中,同一氮水平时,秸秆还田对小麦穗粒数和千粒重没有明显影响,而每公顷穗数却表现为低氮降低、高氮增加的趋势,所以秸秆还田后穗数增加是小麦增产的主要原因。同时,在玉米秸秆还田条件下,小麦地上部氮、磷、钾吸收量增加时,第一年的氮肥用量分别高于N 275、123和213kg/hm2,第二年分别高于N 200、165和241 kg/hm2,但氮、磷、钾的收获指数不随施氮量的增加而递增。而且过量施氮也会造成小麦籽粒磷含量的降低。【结论】在综合同一施氮水平时,秸秆还田后的冬小麦籽粒产量和地上部氮、磷、钾养分吸收利用的变化,建议在陕西关中平原的冬小麦—夏玉米轮作区域,氮肥用量应控制在N 150~200kg/hm2,以保证在玉米秸秆还田条件下小麦的增产和氮、磷、钾养分资源的高效合理利用。     

秸秆促腐还田对土壤养分和小麦产量的影响

利用布置在沿淮地区的两处田间试验,通过设计单施化肥(F)、单施化肥基础上加施秸秆(SF)、单施化肥基础上加施秸秆和腐秆剂(SFD)、单施化肥基础上减施20%磷钾肥(按P2O5和K2O计)后加施秸秆和腐秆剂(SF4/5D)和不施肥对照(CK)5个处理,研究秸秆促腐还田对沿淮中低产田土壤养分和小麦产量的影响。结果表明:不同处理小麦产量规律在水稻土上为SFD>SF>F>SF4/5D>CK,其中SFD较F有显著差异(P<0.05),在砂姜黑土上为SF>F>SFD>SF4/5D>CK,其中SF与F相比有显著差异(P<0.05);不同处理土壤全氮和碱解氮含量在水稻土上以SFD处理最高,在砂姜黑土上以SF处理最高,处理间无显著差异;不同处理土壤有机质、速效磷、速效钾和缓效钾含量在水稻土上以SFD最高,与F相比差异达到显著水平(P<0.05),在砂姜黑土上以SF最高,处理间无显著差异;两种土壤上处理SF4/5D与处理F相比,小麦产量和土壤养分元素含量均无显著差异(P<0.05)。从而得出以下结论:在腐秆剂品种选择恰当的条件下,秸秆与化肥配施并添加腐秆剂的秸秆促腐还田方式可以有效提高土壤肥力和作物当季产量,即使在单施化肥基础上减施20%磷钾肥(按P2O5和K2O计),也不会影响该处理的培肥和增产效果。     

秸秆还田方式对农田土壤结构及冬小麦产量的影响

为探索一种能够充分发挥秸秆改良土壤结构和提高作物产量作用的秸秆还田措施, 通过2 a小区试验, 以传统的秸秆还田方式[长秸秆(50 mm)覆盖或翻压还田, CK1、CK2]作为对照, 对比研究了粉碎、氨化秸秆以及与无机土壤改良剂(硫酸钙)混合翻压施用措施对农田土壤结构及冬小麦产量的影响。结果表明, 粉碎并氨化秸秆施入土壤后, 能显著(P<0.05)降低耕层(0~15 cm)土壤的容重, 增加土壤孔隙度, 但对耕层以下土壤容重及孔隙度改善效果不明显; 氨化秸秆施入土壤后较未氨化秸秆能显著(P<0.05)增加0~15 cm土壤中>0.25 mm土壤团聚体含量, 粉碎并氨化秸秆能显著(P<0.05)降低土壤团聚体分形维数, 提高0~15 cm土壤平均重量直径和几何平均直径各项评价指标。此外, 冬小麦穗粒数、1 m2有效穗数、千粒重和地上部总干物质量与籽粒产量的相关系数分别为0.30(P>0.05)、0.76(P<0.01)、 0.89(P<0.01)和0.88(P<0.01), 提高冬小麦有效穗数或地上部总干物质量可能是增加作物产量的主要途径。粉碎并氨化秸秆还田较秸秆覆盖能显著(P<0.05)提高冬小麦有效穗数; 粉碎并氨化秸秆与无机土壤改良剂(硫酸钙)混合施用措施提高冬小麦产量效果最为显著, 在冬小麦2个生长季比长秸秆覆盖还田(CK1)分别增产11.12%和17.84%, 比长秸秆翻压还田(CK2)分别增产7.39%和16.58%, 是本试验最佳秸秆还田方式。该研究成果可为干旱、半干旱地区改良秸秆还田措施、提高作物产量提供理论依据。     

不同玉米秸秆还田量对土壤肥力及冬小麦产量的影响

通过田间随机区组设计试验,研究了不同玉米秸秆还田量对接茬麦田土壤碳、氮肥力及冬小麦产量的影响。结果表明,秸秆还田可以增加土壤有机质和缓解土壤氮流失,提高土壤微生物碳、氮的固持和供给效果,增加土壤微生物量C/N,提高土壤供肥水平。从不同玉米秸秆还田量的效应对比与回归分析,进一步明确在黄土高原有灌溉条件的地区,施N 138 kg/hm2,玉米秸秆还田量9000 kg/hm2,能有效提高土壤肥力,可使接茬冬小麦显著增产7.47%。     

秸秆还田与施氮量耦合对冬小麦产量和养分吸收的影响

通过田间试验,比较研究了秸秆还田和不还田条件下氮肥施用量对我国黄淮海平原典型农区冬小麦籽粒产量、产量构成因素、养分吸收过程及土壤速效养分的影响,目的是为了挖掘不同耦合条件下的小麦产量形成机理。结果表明相同施肥条件下,秸秆还田有增加冬小麦籽粒产量的趋势,但只有在施氮量为150和200 kg/hm2时,其差异达显著水平;当不施肥或施氮量为250kg/hm2时,差异不显著,总体来说,秸秆还田的增产率为6.34%~12.17%,这可能主要由于秸秆还田提高了籽粒千粒重所致,也可能与秸秆还田增加了冬小麦拔节-抽穗期地上部生物量氮素吸收量有关。同时,秸秆还田配施氮肥还提高了土壤碱解氮和速效钾含量,为作物养分吸收提供了肥力基础。与不施肥相比,单纯施肥导致的籽粒产量增加主要由于增加单位面积小麦穗数所致,但不同施肥量之间籽粒产量没有显著性差异,表明当地常规施肥习惯有一定节肥潜力。     

豫西旱地麦田夏闲期耕作保墒技术研究

在总结豫西传统耕作保墒经验的基础上，通过多年的田间定位试验，改晚耕为早耕，改浅耕为深耕，改多耕为少耕，改晚施肥为早施肥，研究提出了豫西旱地麦田夏闲期一次早深耕、早施肥耕作法，经大面积生产性示范，其蓄水保墒、增产效果明显。     

黄土旱塬长期秸秆还田对土壤养分、酶活性及玉米产量的影响

研究黄土旱塬区玉米生产中长期秸秆还田对土壤性质及玉米产量的影响,可为农田土壤可持续利用及质量提升提供科学依据。本研究基于连续24年(1992—2016年)秸秆还田长期定位试验,设置秸秆过腹还田、秸秆直接还田、秸秆覆盖还田以及不还田处理,研究长期不同秸秆还田方式对土壤化学性质、酶活性以及玉米产量的影响。研究表明,秸秆不还田处理累积玉米产量为1.695×105 kg·hm?2,覆盖还田、直接还田和过腹还田处理累积玉米产量分别为1.885×105 kg·hm?2、1.854×105 kg·hm?2、2.001×105 kg·hm?2,其增产率分别为10.1%、8.6%、15.3%。3种秸秆还田均可以显著提高0～20 cm土层土壤有机碳含量6%～14%,对20～40 cm土层土壤有机碳含量无显著影响。与秸秆不还田相比,长期过腹还田可显著增加土壤全氮、全磷、全钾、有效氮、有效磷和有效钾含量,秸秆直接还田可显著增加土壤全氮、全钾、有效氮和有效钾含量,长期覆盖还田仅提高土壤有效氮和有效钾含量。土壤蔗糖酶活性表现为过腹还田最高,直接还田和覆盖还田次之,不还田处理最低。秸秆直接还田0～20 cm纤维素酶活性最高,是不还田处理的2.2倍。过腹还田使土壤脲酶活性和碱性磷酸酶活性分别显著提高13.0%和20.5%,直接还田和秸秆覆盖对脲酶和碱性磷酸酶活性无显著影响。玉米生产中长期连续秸秆过腹还田和直接还田对土壤养分含量及酶活性产生了深远的影响,尤其是土壤蔗糖酶活性的提高与玉米产量稳定和提升有非常紧密联系。     

夏闲期不同覆盖方式对旱地小麦水氮利用和产量的影响

针对黄土高原旱作农业区降水较少且与冬小麦生长需水规律错位和水氮利用率不高的问题,探寻该区冬小麦夏闲期覆盖保墒效果最好和提高产量的最优模式。于2017～2018年在黄土高原典型旱作农业区陕西省永寿县御驾宫村进行大田试验,共设无氮处理、农户常规对照、夏闲期垄膜沟秸覆盖、夏闲期全膜覆盖、夏闲期秸秆覆盖5个处理,旨在探明夏闲期不同覆盖方式对旱地小麦水氮吸收利用和产量的影响。与农户常规对照模式相比,夏闲期全膜覆盖和秸秆覆盖2个处理增加了地上部生物量和产量,且夏闲期秸秆覆盖的增加幅度更大,而夏闲期垄膜沟秸覆盖降低了地上部生物量和产量。夏闲期垄膜沟秸覆盖、夏闲期全膜覆盖和夏闲期秸秆覆盖较农户常规对照,夏闲期末0～200 cm土层土壤蓄水量分别增加了65.7、107.6和145.0 mm,夏闲期秸秆覆盖与夏闲期垄膜沟秸覆盖处理相比,差异达显著水平;成熟期土壤蓄水量分别增加了18.9、31.5和32.3 mm,但是3种覆盖处理与对照相比,差异均未达显著水平。夏闲期各覆盖处理相比较农户常规对照模式,水分利用效率都有提高的趋势。夏闲期秸秆覆盖处理较农户常规对照模式,其籽粒吸氮量、地上部吸氮量以及氮肥利用效率均有提高的趋势;而夏闲期垄膜沟秸覆盖和全膜覆盖2个处理有降低籽粒吸氮量、地上部吸氮量以及氮肥利用效率的趋势。因此,3种夏闲期覆盖方式都有利于蓄积夏闲期降水,提高播前底墒;其中以夏闲期秸秆覆盖保墒效果最好,增产效果也最为显著,适合在西北旱地小麦生产区域推广应用。     

玉米整秆带状覆盖量对旱地冬小麦土壤水分利用的影响

为明确西北黄土高原半干旱雨养条件下,玉米整秆带状覆盖适宜的秸秆覆盖量,以露地种植为对照(CK),研究了4种覆盖量(T_1:6 750kg/hm~2,T_2:9 000kg/hm~2,T_3:11 250kg/hm~2,T_4:13 500kg/hm~2)对旱地冬小麦土壤水分和产量的影响。结果表明:4种覆盖量较CK显著增产12.1%~23.3%,提高水分利用效率13.4%~26.8%。产量与单位面积穗数呈显著正相关(r=0.937),整秆带状覆盖较CK可显著(除T_3)提高单位面积穗数10.4%~19.0%,以T_2单位面积穗数最高。全生育期0—200cm土层平均含水量4种覆盖量均显著高于CK,较CK高0.7~1.0个百分点,以T_1土壤水分状况最好。4种覆盖量可显著改善灌浆前0—200cm土壤墒情,但从灌浆期开始0—90cm土壤含水量普遍不如CK。4种覆盖量间,以T_2全生育期0—60cm土壤墒情最好,且其增产和提高水分利用效率效果也最显著。     

秸秆覆盖下超高产夏玉米农田产量和土壤水分的动态变化

试验于2010年在山东农业大学农学实验站完成,设3种覆盖处理,分别为0（D0）,0.6（D0.6）,1.2kg/m2（D1.2）,研究了超高产条件下秸秆覆盖对夏玉米农田产量和土壤水分动态变化的影响。结果表明,秸秆覆盖条件下,D0.6和D1.2处理的籽粒产量分别为1 328.8,1 204.9g/m2,均达超高产水平,且分别比D0处理提高了12.1%和1.8%。播种到灌浆期间,秸秆覆盖可显著增加超高产夏玉米农田0-90cm范围内的土壤水分含量;灌浆期以后,各覆盖处理对土壤水分含量的影响逐渐减小。D1.2和D0.6处理分别比D0处理的蒸散量增加了7.1%和9.2%,从而使水分利用效率（WUE）降低。实验表明,在黄淮海夏玉米主产区,秸秆覆盖显著增加籽粒产量,是实现夏玉米超高产的有效手段之一,但并没有显著提高WUE。     

生物质炭和秸秆施用对黄褐土生化性质及小麦产量的影响

以位于河南省方城县的黄褐土田间定位试验为平台,监测生物质炭和秸秆连续施用4 a后小麦拔节期和成熟期土壤性质变化及其与成熟期籽粒产量的关系,明确影响小麦产量的主要土壤生化因子。试验包含6个处理,即分别在不施用生物质炭(–B)和施用生物质炭(+B)条件下各设置3个处理:(1)对照(CK),(2)单施化肥(NPK),(3)秸秆还田配施化肥(NPK+S)。结果表明:生物质炭和秸秆施用对土壤生化性质和籽粒产量的影响基本上不存在交互作用。连续4a施用生物质炭后,小麦产量平均降低了17.4%。尽管NPK+S与NPK处理间平均产量没有显著差异,但它们比CK处理产量分别增加了33.8%和37.4%。采用偏最小二乘法路径模型(PLS–PM)分别分析了拔节期和成熟期的土壤速效养分、活性有机质和酶活性对产量的影响,发现小麦拔节期的土壤速效养分含量,特别是氮素的供应是直接影响产量的最为重要因子;而成熟期土壤生化性质对作物产量的影响比较小。因此,为防止黄褐土上施用生物质炭和秸秆后小麦产量降低,需要特别注意小麦拔节期土壤氮素的补充。     

覆盖与灌溉条件下农田耕层土壤养分含量的动态变化

试验于2002-2003年在中国科学院地理所禹城综合试验站进行,研究了秸秆覆盖和灌溉相结合条件下冬小麦-夏玉米一年两熟农田耕层土壤有机质及速效养分含量的动态变化．结果表明：秸秆覆盖对提高土壤有机质含量有重要作用。不覆盖农田中,灌溉可降低有机质含量。而覆盖农田中,这种降低作用不显著。在冬小麦生育期间,灌溉可使碱解氮的含量下降．覆盖处理下降的程度更大。秸秆覆蓝可明显提高速效磷的含量,灌溉可使其含量进一步增加。秸秆覆盖可明显提高耕层内速效钾的含量,夏玉米生育期间．灌溉处理速效钾含量升高。     

灌溉条件下秸秆覆盖麦田耗水特性研究

试验于2 0 0 2 2 0 0 3年在中科院禹城综合试验站完成,研究了秸秆覆盖和灌溉对冬小麦农田耗水特性的影响,结果表明:秸秆覆盖能够增强灌溉水的入渗能力。随着灌溉量的增加,秸秆覆盖减少深层底墒水(SMBS)的消耗。灌溉显著增加冬小麦的耗水强度,返青后,覆盖处理冬小麦的耗水强度大于不覆盖处理。在播种到返青期间,覆盖比不覆盖处理平均少蒸散5 2 2 5mm。返青后,覆盖处理的阶段耗水量大于不覆盖处理,但覆盖与不覆盖处理间的总耗水量差异不大     

垄沟秸秆覆盖对黑土顺坡耕地氮、磷养分阻控效果

在吉林农业大学教研基地内的标准坡面径流小区中,布设顺坡垄作与垄沟秸秆覆盖2种耕作试验,通过对侵蚀泥沙及N、P养分的测试分析,揭示了垄沟秸秆覆盖对黑土顺坡垄作耕地水沙及N、P养分阻控效果及机理。结果表明,秸秆覆盖处理可显著降低坡面的年径流系数及土壤侵蚀模数,坡度越大,其减流减沙的效应越显著;秸秆吸水量与吸水时间呈显著对数相关关系;速效N的拦蓄率为9°坡面6°坡面3°坡面,全N的拦蓄率为9°坡面3°坡面6°坡面;速效P的拦蓄率为3°坡面9°坡面6°坡面,全P的拦蓄率为3°坡面6°坡面9°坡面;各坡面流失土壤中N、P养分富集率随坡度的增大而增加,但均明显低于未覆盖处理。     

秸秆覆盖对滨海盐渍土土壤养分的影响

采用小麦秸秆(A)、30cm玉米秸秆(B_1)、50cm玉米秸秆(B_2)、玉米整杆(B_3)、杂草(T)5种不同类型,设计0.3kg/m~2(F_1)、0.6kg/m~2(F_2)、0.9kg/m~2(F_3)、1.2kg/m~2(F_4)4种梯度覆盖量,通过田间试验研究不同秸秆类型与覆盖量组合对滨海盐渍土土壤各养分指标的影响,并进行土壤养分综合评价,筛选较好的处理组合。结果表明:秸秆覆盖1a,A、B_1、B_2、B_3类型处理地块土壤各养分指标在覆盖量为0.6kg/m~2时增加效果较好;T类型处理地块土壤碱解氮含量与有机质含量分别在覆盖量为0.6kg/m~2与0.9kg/m~2时增加效果较好,对土壤速效磷、速效钾含量无显著增加效果。AF_2处理对土壤有机质、碱解氮、速效磷含量的提升效果最明显,B_1F_2处理对土壤速效钾含量的提升效果最明显。不同处理均可增加土壤养分,各类秸秆与覆盖量的最佳组合对滨海盐渍土土壤养分提升效果表现出AF_2B_1F_2B_3F_2B_2F_2TF_4的顺序,AF_2处理对土壤养分有较好的提升效果。     

秸秆带状覆盖对西北旱地小麦籽粒灌浆速率和产量的影响

为探明秸秆带状覆盖对旱地小麦(Triticum aestivum L.)增产的效果,采用秸秆带状覆盖(M)及无覆盖露地(CK)2种种植方式,其中秸秆带状覆盖设置59％(M3)、50％(M4)、40％(M5)、37％(M6)4个秸秆覆盖度,研究其对小麦小穗败育率、节间长度及株高、籽粒灌浆速率和产量的影响.结果表明,与CK...     

西北半干旱区秸秆带状覆盖对土壤水分及马铃薯产量的影响

为了探明玉米秸秆带状覆盖对西北半干旱区马铃薯田土壤水分及产量的影响,设置地膜覆盖(M1)、秸秆带状平覆(M2)、垄沟覆杆(M3)和传统不覆盖(CK)4个处理,通过2年田间试验,对比分析了不同覆盖方式对生长指标、土层含水率、产量及水分利用效率的影响。结果表明:3种覆盖方式较CK显著增产11.68%~21.74%,提高水分利用效率22.82%~48.63%。覆盖种植较CK单株产量提高26.02%~48.37%,株高增加3.18%~12.82%,单株生物量增加0.59%~26.49%,全生育期作物耗水量降低55.29~66.21mm,以秸秆带状平覆(M2)最好或较好。全生育期0—200cm土层平均含水率平水年黑膜大垄(M1)较CK低0.89个百分点,偏旱年较CK高1.30个百分点;秸秆带状平覆(M2)无论平水年还是偏旱年分别较M1及CK高0.20~0.89及0~1.50个百分点。其中以秸秆带状平覆(M2)在作物生长、增产及水分利用效率等方面效果较好,适宜西北半干旱地区推广。     

不同覆盖方式对小麦产量和土壤水热状况的影响

[目的]研究不同覆盖方式对土壤水热变化特征及春小麦产量的影响,为该地区选择蓄水保墒的覆盖材料及方法提供理论依据。[方法]试验以传统无覆盖平作为对照(CK),设置秸秆覆盖量SW1(1 500kg/hm2),SW2(3 000kg/hm2),SW3(4 500kg/hm2),全膜覆土穴播(FT),全膜垄作(RT),共6个处理。[结果]与CK相比,RT能提早小麦出苗时间,缩短生育期时间(103d),而SW3推迟小麦出苗,延缓了生殖生长(生育期124d);小麦苗期FT,RT处理对0—5cm土层增温效果显著,以RT处理增温显著,较CK增温3.97℃,拔节至成熟期FT,RT处理增温效果逐渐减弱,SW1,SW2及SW3处理在小麦苗期对0—5cm土层具有降温作用,拔节至成熟期表现为增温效应,SW3增温效果最好;小麦苗期FT,RT处理0—100cm土层土壤水分含量显著高于CK,SW1,SW2及SW3处理,小麦拔节至成熟期SW1,SW2及SW3处理0—100cm土层土壤含水分量高于其他处理,以SW3处理最高;FT,SW3处理增产效果最佳(FT,SW3SW2SW1RTCK),比CK增产46.23%,且SW3可以显著降低小麦生育期耗水量(18.53%),改善水分利用效率(67.67%)。[结论]秸秆覆盖SW3(4 500kg/hm2)可以改善土壤水热状况,减少小麦耗水量,增加水分利用效率,提高小麦产量,与全膜覆土穴播可能造成的白色污染相比,适宜在旱作小麦生产中应用和推广。