稻-油轮作下长期秸秆还田与施肥对作物产量和土壤理化性状的影响

【目的】研究长期秸秆还田与施肥对作物产量和土壤肥力的影响,为该种植模式下作物最佳养分管理提供技术支撑。【方法】自2005年起在成都平原的广汉市开展了水稻-油菜轮作下连续秸秆覆盖还田+免耕与不同施肥的长期定位试验。试验为随机区组设计,共有8个处理,3次重复。这8个处理包括对照(只施化肥、 无秸秆覆盖)和秸秆覆盖还田下4个氮肥用量、 2个磷肥用量和3个钾肥用量的7个组合处理。自2005年起每季收获时采集植株样本,分析不同处理下水稻和油菜的农艺形状与产量变化情况,2010年水稻收获后采取耕层(05 cm、 515 cm和1530 cm)土样,分析不同处理的土壤肥力演化趋势。【结果】在稻-油轮作下,同一处理水稻和油菜产量受气候变化影响存在显著的年度间差异。秸秆还田对水稻产量的影响始于覆盖后的第三年,即秸秆覆盖处理的水稻产量显著高于相同施氮量的无覆盖对照处理,油菜秸秆覆盖条件下的减磷和减钾处理的水稻产量相当或高于对照处理。按此计算,秸秆还田在水稻季每公顷可节约大约N 60 kg和K2O 90 kg。在油菜季,稻草覆盖似乎不能明显减少氮肥投入,减磷处理的油菜产量始终最低。因此,施用充足的磷肥成为油菜高产的关键,该结果为稻-油轮作制度中磷肥的合理分配提供了科学依据,即磷肥应重点施在油菜上,水稻上可少施或不施磷肥。在油菜季,秸秆还田每公顷能节约大约N 30 kg和K2O 90 kg。连续秸秆覆盖+免耕使土壤有机质和氮、 磷、 钾养分在05 cm土层聚集,但对下层土壤影响不大; 减磷、 减钾处理使土壤磷、 钾耗竭,但无覆盖对照处理的土壤钾耗竭大于减钾处理;在磷钾施肥量不变的情况下,增加氮肥施用量降低了土壤速效钾与有效磷含量。长期秸秆覆盖还田+免耕能显著改善05 cm土层的土壤物理性状,即降低土壤容重,增加孔隙度、 非水稳性和水稳性团聚体的数量,但增加了下层土壤的容重和降低了土壤孔隙度。【结论】长期秸秆覆盖还田+免耕能显著提高水稻-油菜轮作下的作物产量,减少肥料投入和提高表层土壤肥力水平,但油菜季必须注意施用足够的磷肥以保证油菜籽高产的需要。     

留茬高度与秸秆粉碎程度对稻-油产量和土壤养分的影响

优化水稻-油菜轮作模式下秸秆还田方式,为秸秆还田机械化提供技术参数,为作物高产和土壤培肥的协同发展提供理论支撑。2017—2019年在长江中游稻-油轮作区开展秸秆还田田间试验,共设置4个处理,分别为:不留茬+细粉碎、留中茬+细粉碎、留中茬+粗粉碎、留高茬+细粉碎,对比分析不同留茬高度和秸秆粉碎程度对作物生长与产量,以及作物生长过程中土壤养分含量的影响。结果表明:水稻和油菜均表现为留茬越高越有利于提高基本苗,且秸秆粗粉碎基本苗高于细粉碎,但不同留茬高度和秸秆粉碎程度对作物苗期SPAD值未表现出明显影响。第一季作物产量均是以留中茬高于不留茬和留高茬(水稻和油菜产量增幅分别为7.1%～21.1%和2.4%～4.6%)、细粉碎高于粗粉碎(增幅分别为11.7%和12.9%),但第二季作物产量处理间差异均未达到显著水平。作物生育期内土壤养分含量整体变化为先降低、到收获期有略微升高的趋势;在作物生育前期,水稻季不留茬+细粉碎、油菜季留中茬+粗粉碎可提高土壤铵态氮和硝态氮含量;在作物收获期,水稻和油菜季均是以留中茬+粗粉碎处理土壤有效磷和速效钾含量较高。因此,在作物产量反映和土壤养分变化的基础上,综合考虑秸秆还田作业成本与能耗,本研究推荐长江中游稻-油轮作周年秸秆还田方式为水稻留中茬、油菜留中茬或高茬,秸秆粉碎程度均为细粉碎。     

秸秆还田及氮肥调控对不同肥力白浆土氮素及水稻产量影响

三江平原是黑龙江省水稻主要种植区,白浆土是主要种稻土壤,在白浆土上开展秸秆还田试验研究,明确白浆土秸秆还田效果,根据土壤肥力水平调控氮素为秸秆还田提出因地制宜的土壤、施肥等管理技术提供参考。该文以白浆土为供试土壤,比较研究不同肥力白浆土上连续秸秆还田及调控氮素对水稻产量及土壤养分变化的影响。结果得出:高肥力土壤连续秸秆还田适合减氮,减氮10%连续3年水稻不减产,增产幅度为0.1%～6.94%,减氮20%以上产量降低,秸秆连续还田增加氮素水稻产量第1年与正常施肥比增产4.47%,第2年水稻产量比对照减产4.02%～31.86%,调氮降低幅度大;中、低肥力土壤秸秆还田水稻产量第1年比对照分别增加1.48%,4.52%,第2年调氮增产幅度会下降;秸秆还田使土壤有机质、氮素含量提高,在高肥力土壤上氮素过高使水稻前期分蘖量增多,水稻有效穗数降低,产量降低,减氮后可以避免土壤氮素过剩,水稻产量提高;中、低肥力土壤秸秆还田有利于增加土壤肥力水平,适当增加氮素可使水稻产量提高。     

稻油轮作制下控释氮肥的施用效应

【目的】 研究稻油轮作方式,控释氮肥施用对作物产量、氮素吸收利用及经济效益的影响以及前茬施用控释氮肥对后茬作物的后效特点,明确稻油轮作制下控释氮肥施用最佳轮作周期,为稻油轮作体系控释氮肥的合理施用提供理论依据。 【方法】 2014—2015年在安徽省水旱轮作区开展稻油轮作方式控释氮肥田间试验。试验设前茬作物不施氮肥 (N0),前茬作物分次施用普通氮肥 (PU) 和一次基施控释氮肥 (CRU) 3个处理。后茬作物进行裂区试验,后两个处理设施氮和不施氮两个副区,施氮处理仍按前茬氮肥处理施用。分析了稻–油轮作方式和油–稻轮作方式控释氮肥施用对作物产量、氮素吸收、氮肥利用效率和经济效益的影响及前茬作物控释氮肥的施用后效。 【结果】 控释氮肥较普通氮肥周年产量、吸氮量、氮肥利用率、贡献率、农学效率、偏生产力和纯收入,在稻–油轮作方式后茬施氮条件下分别提高8.0%、31.0%、17.2个百分点、5.8个百分点、2.7 kg/kg、2.6 kg/kg、12.8%,后茬不施氮条件下分别提高5.9%、23.5%、19.1个百分点、4.9个百分点、3.3 kg/kg、3.3 kg/kg、10.9%;在油–稻轮作方式后茬施氮条件下分别提高15.6%、34.9%、21.8个百分点、11.5个百分点、4.4 kg/kg、4.5 kg/kg、17.1%,后茬不施氮条件下分别提高6.8%、22.2%、25.9个百分点、6.0个百分点、4.2 kg/kg、3.8 kg/kg、11.1%。前茬水稻季和油菜季施用控释氮肥当季氮肥利用率、残留利用率和累积利用率分别为36.1%、11.6%、47.7%和29.3%、14.1%、43.4%,均显著高于普通氮肥。控释氮肥前茬水稻季施用氮肥当季利用率和累积利用率高于油菜季施用。 【结论】 稻油轮作下,一次性施用控释氮肥较分次施用普通氮肥均可显著提高作物产量、吸氮量、氮肥利用效率和纯收入。控释氮肥于前茬水稻季施用效果优于油菜季施用,建议控释氮肥于稻–油轮作方式下施用。      

秸秆还田和耕作方式对花生土壤微生物量、酶活性和产量的影响

通过两年的田间小区定位试验,研究免耕无秸秆还田(RN)、常规翻耕无秸秆还田(RS)、垄耕无秸秆还田(RD)、免耕秸秆还田(TN)、常规翻耕秸秆还田(TS)、垄耕秸秆还田(TD)6种耕作方式对科尔沁风沙地花生耕层土壤微生物量、土壤酶活性和产量的影响,探究适合辽西风沙半干旱条件下花生高产的耕作方式。结果表明:相同耕作条件下秸秆还田处理组土壤微生物量碳、氮、磷含量和土壤酶活性均高于无秸秆还田处理组,秸秆还田能显著提高土壤微生物量碳、氮、磷含量和酶活性;在相同秸秆还田处理条件下,与常规耕作和垄耕处理相比,免耕处理能显著提高土壤微生物量碳、氮、磷含量和土壤酶活性;免耕秸秆还田处理下,花生产量高出未还田处理4.32%。综上,免耕秸秆还田处理能显著提高土壤微生物量碳、氮、磷含量和土壤酶活性,提高耕层土壤生物学肥力,促进作物增产。     

秸秆还田提高水稻-油菜轮作土壤固氮能力及作物产量

为探讨西南山区水稻-油菜轮作模式下秸秆还田对作物产量和土壤氮素固持能力的影响,于2013-2015年在洱海流域稻油轮作农田中设置空白处理(CK)、单施化肥(CF)、化肥+玉米秸秆(CFMS)以及化肥+蚕豆秸秆(CFBS)4个处理,测定分析了作物产量、土壤微生物量及土壤理化性质等关键指标。结果表明,与CF处理相比,秸秆还田提高水稻、油菜产量及其地上部含氮量,增加氮素有效输出。不同处理土壤微生物量碳、氮质量分数存在差异,其大小顺序为:CFMSCFBSCFCK。与土壤碳氮比相比,土壤微生物熵和微生物量C/N对秸秆还田做出快速响应,秸秆还田提高土壤微生物熵,降低微生物量C/N。此外,秸秆还田显著降低油菜收获后的土壤硝态氮残留(P0.05),与CF相比,玉米秸秆和蚕豆秸秆还田分别使土壤硝态氮残留量减少11.6%~55.0%和13.7%~52.3%。可见,中国西南山区稻油轮作模式下秸秆还田能提高作物产量和含氮量,增强土壤微生物氮素固持能力,有效降低土壤氮素流失风险,且玉米秸秆在增产、固氮方面的作用优于蚕豆秸秆。结果可为提高西南山区水稻、油菜产量,增强土壤氮素固持能力,降低土壤氮素流失风险提供参考。     

秸秆还田和保护性耕作对砂姜黑土有机质和氮素养分的影响

通过田间试验,分别采集小麦成熟期、玉米成熟期和小麦播种期耕层土样,研究不同的秸秆还田方式(秸秆还田、焚烧还田和火粪还田)与保护性耕作(减耕和免耕)对砂姜黑土有机质和氮素养分的影响,以期得到培肥砂姜黑土的最佳方式。结果表明:作物秸秆还田可以增加砂姜黑土有机质和全氮的含量,但是对速效氮含量影响不大。在不同的秸秆还田和保护性耕作处理中,秸秆火粪还田和免耕条件下的秸秆还田对砂姜黑土有机质和全氮含量的增加效果最为明显。与对照相比,秸秆火粪还田后土壤有机质和全氮含量分别平均提高4.45 g/kg和0.131 g/kg;免耕条件下的秸秆还田其土壤有机质和全氮含量分别平均提高3.36 g/kg和0.095 g/kg;减耕条件下的秸秆还田和秸秆粉碎还田对增加砂姜黑土有机质和全氮含量的效果不显著;秸秆焚烧不能增加砂姜黑土有机质和全氮的含量。秸秆还田和保护性耕作不会大幅度提高砂姜黑土C/N进而影响土壤氮素养分的供应,同时秸秆还田能有效提高土壤微生物量碳氮,但微生物量的碳氮比却保持在适宜的范围内。     

秸秆还田量对麦-稻轮作体系作物产量、氮素吸收利用效率的影响

为探讨秸秆还田量对麦-稻轮作体系作物产量、氮素吸收利用效率的影响,以小麦(内麦863)和水稻(F优498)为试验材料,在麦-稻轮作体系作物氮肥利用效率低的成都平原,采用田间小区试验,研究秸秆不还田、半量还田、全量还田和1.5倍量还田等处理模式对麦-稻轮作体系作物产量、氮素吸收以及利用效率的影响。结果表明,与对照(无秸秆还田处理)相比,秸秆还田提高了小麦和水稻产量,小麦增产8.4%~19.6%,增产幅度随秸秆还田量的增加而增加;水稻增产4.3%~17.1%,增产幅度随秸秆还田量的增加而减少。秸秆还田促进小麦和水稻的生长,增加小麦和水稻氮素吸收和籽粒氮素累积;小麦氮素吸收量和籽粒的氮素累积量均随秸秆还田量增加而增加;秸秆还田抑制了水稻前期(拔节期)生长和氮素累积,促进后期生长和氮素累积,水稻氮素吸收量和籽粒的氮素累积量均随秸秆还田量增加而减少。相较对照,麦-稻轮作体系的产量、氮素表观利率和氮素农学利用效率分别增加10%~13.8%、19.5%~26.7%、6.71~8.21 kg·kg-1,其中半量还田最有利于提高稻麦轮作体系的产量和氮素利用效率,但半量秸秆和全量秸秆还田相比,产量以及氮素利用效率差异均不显著。综合考虑秸秆资源存量情况、作物产量和氮素利用效率,秸秆全量还田较适宜成都平原麦-稻轮作区,有利于实现作物高产,氮素高效利用。该研究将为避免作物秸秆产生量大而处理不当引起的环境污染提供参考。     

玉米秸秆还田配施氮肥对冬小麦土壤氮素表观盈亏及产量的影响

【目的】以秸秆还田定位试验为平台,探讨玉米秸秆还田配施氮肥对冬小麦产量、土壤硝态氮积累、氮素表观盈余和氮肥利用率的影响规律,明确砂姜黑土玉米秸秆全量还田条件下冬小麦生长季的最佳施氮量。【方法】试验以秸秆处理为主区,设秸秆还田和秸秆移除2个水平;施氮量为副区,设6个水平,分别为0、162.0、202.5、243.0、283.5、324.0 kg/hm2。测定了冬小麦播种前、拔节期、成熟期地上部植株含氮量,土壤0—20、20—40和40—60 cm硝态氮含量,小麦产量以及籽粒氮含量,计算了冬小麦生育期土壤的氮素表观盈余,小麦基施和追施氮肥的利用效率以及不同阶段的氮素盈余。【结果】玉米秸秆还田后小麦增产365 844 kg/hm2,增产率为4.2%9.3%,尤其以配施243.0 kg/hm2的增幅最高,产量达9858 kg/hm2。小麦整个生育期,秸秆还田显著增加了0—60 cm土层的土壤硝态氮累积量,而秸秆移除条件下,土壤硝态氮累积量与氮肥施用量相关,高量氮肥增加了硝态氮累积量,N施用量高于243.0 kg/hm2时,硝态氮累积量较小麦播种前增加19.8%28.6%。施氮均显著增加了植株氮素积累量;小麦播种到拔节期,植株的氮素积累量随基肥比例的增加而增加。小麦生育期不施氮处理表现为氮素亏缺,施氮处理显著增加了0—60 cm土层的土壤氮素盈余量,且随基肥、追肥量的增加而增加,盈余值每增加100.0kg/hm2,秸秆还田配施氮肥和单施氮肥的土壤剖面硝态氮积累量就会分别增加74.2和91.4 kg/hm2。秸秆还田配施氮肥提高了氮肥农学效率、植株地上部氮肥吸收利用率、籽粒氮肥吸收利用率,特别是在高氮肥时,基肥和拔节肥的利用率显著高于单施氮肥。在施氮处理间、相同氮肥施用下秸秆还田和移除处理间氮素收获指数均无显著差异。氮肥表观回收率随施氮量的增加而降低,基肥表观回收率显著高于拔节肥表观回收率。【结论】秸秆还田和施氮水平对小麦植株氮素的吸收转运没有显著影响,但可提高基施和追施氮肥的利用率,可增加土壤0—60 cm土层中硝态氮的含量。综合各项指标,冬小麦生长季玉米秸秆全量还田适宜的氮肥配施量为202.5 243.0 kg/hm2。     

不同轮作和氮肥分配季节下土壤氮素供应和油菜氮素吸收差异

【目的】土壤氮素供应受到土地利用方式影响,明确土壤氮素供应特性是合理施肥的基础。研究不同轮作方式下油菜季土壤氮素供应特征和油菜氮素吸收规律,可以为油菜氮肥施用提供科学依据。【方法】本试验为同田对比田间试验,采用裂区试验设计,主处理为两种轮作方式,即水旱轮作 (水稻?油菜轮作) 和旱地轮作 (棉花稻?油菜轮作);副处理为氮肥 (N 150 kg/hm2) 施用季节。每种轮作方式下设3个氮肥施用季节处理,分别为:1) 两季均不施氮肥(N_0-0);2) 水稻/棉花季施氮,油菜当季不施氮(N_150-0);3) 水稻/棉花季不施氮,油菜当季施氮(N_0-150)。通过原位矿化培养方法测定油菜不同生育期土壤氮素净矿化量,同时测定油菜在不同生育期内氮素吸收量。【结果】与两季均不施氮相比,油菜季施氮,稻油轮作下土壤氮净矿化累积量显著增加101.2 kg/hm2,油菜氮素吸收增加76.8 kg/hm2;棉油轮作条件下,土壤氮净矿化累积量显著增加了110.0 kg/hm2,油菜氮素吸收增加96.2 kg/hm2。从分配比例上分析,在油菜苗期—薹期,稻油轮作土壤氮素净矿化量占累计矿化量的52.3%,棉油轮作为64.5%,棉油轮作高于稻油轮作;然而在油菜花期—成熟期,稻油轮作土壤氮素净矿化量高于棉油轮作。与土壤氮素净矿化相一致,在油菜苗期—薹期,棉油轮作油菜氮素吸收量比稻油轮作高37.1 kg/hm2,棉油轮作有利于油菜前期氮素吸收;而油菜生长后期稻油轮作比棉油轮作多吸收氮素18.2 kg/hm2。稻油轮作有利于油菜后期氮素吸收。【结论】棉油轮作条件下,残留棉花叶片养分释放快,有利于油菜生长前期 (苗期—薹期) 土壤氮素供应;而稻油轮作条件下,残留水稻根茬养分释放慢则有利于油菜生长后期 (花期—成熟期) 土壤氮素供应。因此棉油轮作有利于油菜前期生长,稻油轮作有利于油菜后期生长。稻油轮作条件下在油菜生长前期可适量增加氮肥供应,后期降低氮肥供应;棉油轮作下在油菜生长前期适量降低氮肥供应,后期增加氮肥供应。     

种植翻压紫云英配施化肥对稻田土壤活性有机碳氮的影响

依托长期种植紫云英定位试验,以不施肥(CK)为对照,研究化肥(100%F)、紫云英配施100%、80%、60%和40%化肥(G+100%F、G+80%F、G+60%F、G+40%F)以及紫云英(G)对土壤活性有机碳氮、水稻产量、氮肥利用率及其他土壤养分的影响。结果表明,与对照不施肥相比,单施化肥对土壤水溶性有机碳(WSOC)的影响很小,土壤水溶性有机氮(WSON)和微生物生物量碳氮(SMBC、SMBN)含量分别增加了20.61%、10.49%和2.20%;单施紫云英处理土壤WSOC、WSON、SMBC和SMBN含量分别增加了25.52%、36.30%、19.16%和10.37%;紫云英配施化肥增加了土壤WSOC、WSON、SMBC和SMBN的含量,增幅分别为12.99%~22.80%、26.66%~56.61%、19.01%~29.56%和16.08%~32.90%。施肥提高了土壤活性有机碳氮占土壤有机碳(SOC)、全氮(TN)的比例,紫云英配施化肥和单施紫云英效果优于单施化肥。土壤活性有机碳氮与水稻产量、SOC、TN和铵态氮(NH_4~+-N)呈显著或极显著正相关。施肥增加水稻产量,G+80%F最高(10026kg hm~(-2))。与100%F相比,化肥减施20%~40%水稻不减产,同时氮肥农学效率和氮肥偏生产力提高,增幅分别为11.64%~149.65%和2.66%~149.92%,土壤SOC、TN和NH_4~+-N含量增加,土壤有效磷和速效钾降低。综合考虑水稻产量、氮肥利用率和土壤肥力,紫云英翻压22500 kg hm~(-2)、磷钾肥常规用量、氮肥减施20%时最优。     

紫云英和秸秆替代部分化肥对双季稻产量、养分含量及土壤综合肥力的影响

化肥对于农业生产的意义重大，但过量施用化肥将增加面源污染风险。为了优化施肥结构，减少养分流失，利用紫云英和秸秆替代部分化肥，可以在保证双季稻稳产的同时提高稻田土壤肥力。本文基于连续四年田间定位实验，探讨了紫云英和秸秆替代部分化肥对双季稻产量、土壤综合肥力和植株养分含量的影响。试验设置六个等养分投入的处理：（1）冬闲+氮、磷、钾（CF）；（2）冬闲+秸秆低量还田+氮、磷、钾（RSL）；（3）冬闲+秸秆高量还田+氮、磷、钾（RSH）；（4）紫云英+氮、磷、钾（MV）；（5）紫云英+秸秆低量还田+氮、磷、钾（MV＋RSL）；（6）紫云英+秸秆高量还田+氮、磷、钾（MV＋RSH）。结果表明：早稻季，将有机物料替代比例控制在20%以内，水稻产量保持稳定；当替代比例达到39%及以上时，水稻产量显著降低。晚稻季，与CF处理相比，其余各处理提高了土壤有机质和全氮含量，其中，以RSH处理提升效果最为明显，分别提高了11.15%和7.64%。与RSH处理相比，MV+RSH处理土壤综合肥力指数提高了8.5%。与CF处理相比，MV和RSH处理显著提高了稻谷磷、钾含量。等养分投入条件下，利用2500kg/hm2秸秆替代20%化肥在保证水稻稳产的同时提高了土壤肥力。紫云英与秸秆联合利用能显著改善土壤肥力状况，但该模式下替代化肥的比例过高在短期内可能有减产的风险。     

秸秆还田与氮肥运筹对土壤水碳氮耦合及作物产量的影响

探究全覆膜双垄沟播栽培下玉米秸秆还田与氮肥运筹对土壤水、碳、氮及作物产量的影响,为内蒙古黄土高原秸秆还田氮肥合理施用和节氮、高效秸秆还田技术研发提供科学依据。对比分析了氮肥习惯施用(FN)、氮肥习惯施用配合秸秆还田(FNS)、氮肥高量施用配合秸秆还田(HNS)、氮肥后肥前移施用(RN)、氮肥后肥前移施用配合秸秆还田(RNS)5种不同耕作措施对玉米农田土壤水分、土壤碳氮、酶活性、微生物量及玉米籽粒产量的影响,并通过相关分析和通径分析进一步揭示土壤理化性质和生物学性质变化规律及其耦合效应,明确秸秆还田玉米田不同氮肥运筹方式下土壤水碳氮演变特征。结果表明,与不还田相比,秸秆还田可显著提高0～100 cm土层土壤水分含量,且玉米秸秆还田与全膜垄沟栽培结合后(FNS、HNS、RNS),二者的协同效应较单一地膜覆盖(FN、RN)增强了土壤纳雨增墒能力,为秸秆的正常腐解提供了适宜水热环境；秸秆还田下不同氮肥运筹处理较对照FN均可显著提高土壤有机质和全氮含量,其中以氮肥后肥前移施用配合秸秆还田和氮肥高量施用配合秸秆还田提升效果最显著,土壤过氧化氢酶、脲酶、蔗糖酶和碱性磷酸酶活性以及微生物量碳、氮明显增加,表现为0～20 cm土层大于20～40 cm土层,秸秆不还田氮肥习惯施用和氮肥后肥前移施用无显著性差异；土壤微生物量碳、氮与土壤酶活性和土壤碳氮呈显著或极显著正相关关系,且土壤微生物量碳、氮对土壤有机质、蔗糖酶、全氮和过氧化氢酶变化较敏感,对土壤性质变化具有一定指示作用。在产量方面,还田处理FNS、HNS、RNS较对照FN分别提高5.30%、10.93%、11.41%,且氮肥的常量投入即可获得较高的氮肥偏生产力。综合土壤因子、玉米产量和氮素利用率来看,秸秆还田条件下可通过调整氮肥的后肥前移平衡土壤碳氮收支,实现节本增产增效,同时提高氮肥利用率,是内蒙古黄土高原地区一种节氮、稳产、增效秸秆还田技术模式。     

浙北地区秸秆全量还田下氮肥用量对单季晚粳稻生长和土壤养分、碳库的影响

为了明确浙北地区秸秆全量还田下单季晚粳稻适宜的施氮量,通过大田试验,采用随机区组设计,根据当地农户施肥习惯,设置4种施氮水平(以纯氮计,N 0,不施氮;N L,165 kg/hm²;N M,240 kg/hm²;N H,315 kg/hm²),研究了浙北地区秸秆全量还田下氮肥调控对单季晚粳稻生长和土壤养分、碳库的影响。结果表明:N M和N H的水稻分蘖数、株高、叶面积系数、叶绿素含量及地上部分干物质重均高于其他处理。在稻田土壤方面,N M的土壤速效磷和速效钾含量较N 0,N L和N H处理分别显著(p<0.05)增加了43.16%,30.13%,13.13%和31.86%,22.13%,15.81%;N M的可溶性有机碳和微生物有机碳含量较N 0和N L处理分别显著(p<0.05)增加了88.47%,13.99%和37.10%,15.39%。在产量方面,N M的产量最高,较N 0,N L和N H处理分别增产51.70%,15.39%,9.45%。综上所述,在本试验条件下,秸秆全量还田施用240 kg/hm²纯氮为浙北地区单季晚粳稻最佳氮肥调控模式。     

豆麦轮作区麦秸长期还田对作物产量及土壤化学性质的影响

麦秆还田对作物产量影响以及秸秆还田如何施肥是农业生产者极为关注的问题,为了明确豆麦轮作麦秆长期还田对作物产量及对土壤化学性质的影响,该文依托黑河市长期定位实验站,采用裂区试验方法,主处理为秸秆还田与不还田处理,副处理为低、中、高不同施肥水平,试验于1980年开始,轮作模式先后为麦-豆-麦和麦-豆轮作模式,通过连续38 a(1980—2018年)调查,探明麦豆轮作条件下麦秸还田及不同施肥水平对作物产量影响。结果得出:麦秸还田后种植大豆、小麦,多年产量与不还田比差异不显著(P0.05);连续施肥效果,大豆中肥区比低肥区增产7.42%～10.81%,达到差异显著水平,小麦高肥区比低肥区增产14.52%～19.33%,差异极显著(P 0.01);麦秸还田大豆增产效果,还田前期(1～6季)大豆平均产量比不还田增产5.91%,后期(7～16季)平均增产7.52%,麦秸还田小麦增产效果,还田前期(1～5季)和后期(6～16季)平均增产0.31%、0.22%,后期增产频率高;麦秆隔年还田显著增加速效钾含量,施肥可以有效增加土壤碳、氮、磷含量,但长期高肥易导致土壤酸化。     

施肥对旱作区新修梯田土壤理化性质及马铃薯产量的影响

探究施肥对旱作区新修梯田土壤理化性质和作物产量的影响,对中低产田地力提升具有重要意义。利用2019年设置在定西市安定区新修梯田的定位试验,分析不施肥(CK)、施氮磷钾肥(NPK)、氮磷钾肥配施有机肥(NPKM)、氮磷钾肥配施有机肥再增施土壤调理剂(NPKMF)对土壤理化性质和马铃薯产量的影响,以评价施肥对新修梯田土壤的培肥效果。结果表明,与不施肥(CK)相比,各施肥处理均降低了新修梯田挖方部位和填方部位的土壤容重,提高了土壤总孔隙度和田间持水量,增加了土壤有机质、碱解氮、有效磷和速效钾含量,挖方部部位和填方部位马铃薯产量分别提高21.79%～66.13%和24.91%～32.28%。与施氮磷钾肥相比,氮磷钾肥配施有机肥再增施土壤调理剂降低了挖方部位和填方部位的土壤容重,提高了土壤总孔隙度和田间持水量,且对挖方部位的改善效果更显著;但土壤有机质、有效磷和速效钾含量差异均不显著,挖方部部位和填方部位碱解氮含量分别显著提高9.98%和10.00%,马铃薯产量分别提高了36.40%和5.90%。综上可知,氮磷钾化肥配施有机肥再增施土壤调理剂可降低土壤容重,提高土壤总孔隙度和田间持水量,提升土壤养分含量,增加马铃薯产量,是旱作区新修梯田地力提升的有效措施。     

低土壤肥力下秸秆还田和施钾对作物产量及土壤钾素平衡的影响

为了研究我国华北平原低肥力土壤条件下秸秆还田和施钾肥对作物产量和钾素平衡的影响,于2008年10月～2011年10月在中国农业科学院高新技术园区国家测土施肥中心实验室试验基地（河北省廊坊市）,通过3年6季的定位试验,比较了施钾与秸秆还田的增产效应、钾素吸收利用和作物土壤系统的钾素平衡状况。结果表明:在氮、磷肥充足的情况下,施用钾肥（NPK）、秸秆还田（NP+St）和秸秆还田配施钾肥（NPK+St）,均有明显的增产效应,表现为NPK+StNPKNP+StNP;不同施钾措施在夏玉米上的增产效果优于冬小麦;同一作物秸秆还田结合施钾肥的增产效果最好,降低了年度间的产量变异系数,在获得高产的同时,年际间产量稳定,有利于稳产;施钾肥和秸秆还田可显著提高小麦和玉米的钾素吸收总量; NPK+St、NPK、NP+St处理的钾素表观平衡系数分别为1.26,0.42,0.92。秸秆还田和施钾肥有利于钾素的收支平衡,减轻作物对土壤钾素的消耗,缓解土壤钾素肥力下降的程度,可维持土壤钾素肥力的稳定。     

低土壤肥力下施钾和秸秆还田对作物产量及土壤钾素平衡的影响

为了研究我国华北平原低肥力土壤条件下秸秆还田和施钾肥对作物产量和钾素平衡的影响,于2008年10月～2011年10月在中国农业科学院高新技术园区国家测土施肥中心实验室试验基地(河北省廊坊市),通过3年6季的定位试验,比较了施钾与秸秆还田的增产效应、钾素吸收利用和作物-土壤系统的钾素平衡状况。结果表明:在氮、磷肥充足的情况下,施用钾肥(NPK)、秸秆还田(NP+St)和秸秆还田配施钾肥(NPK+St),均有明显的增产效应,表现为NPK+St>NPK>NP+St>NP;不同施钾措施在夏玉米上的增产效果优于冬小麦;同一作物秸秆还田结合施钾肥的增产效果最好,降低了年度间的产量变异系数,在获得高产的同时,年际间产量稳定,有利于稳产;施钾肥和秸秆还田可显著提高小麦和玉米的钾素吸收总量;NPK+St、NPK、NP+St处理的钾素表观平衡系数分别为1.26、0.42、0.92。秸秆还田和施钾肥有利于钾素的收支平衡,减轻作物对土壤钾素的消耗,缓解土壤钾素肥力下降的程度,可维持土壤钾素肥力的稳定。     

秸秆粉碎集条深埋机械还田对土壤物理性质的影响

为明确秸秆粉碎集条深埋后土壤物理性质变化特征,为秸秆集条深还技术应用与推广提供理论依据和技术指导。本文采用田间大区对比试验,开展秸秆集条粉碎机械深埋对土壤物理性质的影响研究,设置正常翻耕、秸秆耕层还田、秸秆集条深还3个处理。结果表明:与对照秸秆不还田处理比,连续还田3a,秸秆集条深埋处理0～30 cm土层土壤固相比率和容重分别降低1.17%～6.21%和0.02～0.14 g/cm3、容气度和田间持水量提高,土壤总孔隙提高幅度为0.70%～5.98%,有效孔隙增加幅度为0.22%～2.69%,差异显著;与对照不还田处理比,耕层还田0～20 cm土层土壤固相比率和容重降低幅度分别为2.42%～4.30%和0.09～0.12 g/cm3、容气度和田间持水量得到提高,总孔隙和通气孔隙增加;秸秆集条深还作业土层深,每隔3年进行间隔作业,长期则可改善全田土壤物理性质,增厚耕层10 cm。     

Model experiment on the effect of a plough pan on crop yield under differing conditions of soil moisture availability

A field experiment conducted over two years examined the effect of increasing depth of cultivation from 1 to 40 cm on crop yields in a generally compacted soil where a plough pan had developed. The test crop was sugar beet in the first year and peas in the second; both crops were grown under irrigated and unirrigated conditions. Measurements showed that the physical condition of the uncultivated profile to a depth of 40 cm was unfavourable for root growth, but that the plough pan represented a greater constraint. The weather in the two years differed markedly: 1976 was much drier, and 1977 wetter, than average. Under conditions of moderate stress, i.e. 1976 irrigated and 1977 unirrigated treatments, when maximum soil moisture deficits (SMD) of 60 and 137 mm, respectively, were achieved, cultivation to 40 cm gave maximum yield. Under conditions of low moisture stress (1977 irrigated, maximum deficit 40 mm), cultivation to 10 cm was adequate. The SMD reached 250 mm in the 1976 unirrigated crop and here cultivation to 10 or 20 cm gave maximum yield. Neutron probe soil moisture measurements showed that the ability of the crop to extract water from lower horizons was restricted in compact soil conditions.