秸秆还田与栽插方式对水稻根系生长及产量的影响

通过明确不同秸秆还田与栽插方式下水稻根系及产量形成的差异,为不同栽插方式下秸秆还田提供理论和实践依据,以迟熟型杂交籼稻F优498为试验材料,采用2因素裂区设计,主区设置秸秆不还田、覆盖还田和翻埋还田3种还田方式,副区为人工移栽和毯苗机插2种栽插方式,研究不同秸秆还田方式和栽插方式下水稻根干质量、根冠比、根系形态生理特征及产量形成的差异。结果表明:1)秸秆还田对根系生长的影响表现为前抑后促,抑制了分蘖盛期单茎和群体根系的生长,促进了拔节期至成熟期根系的生长,齐穗期翻埋还田水稻根系生长更好,成熟期则是覆盖还田根干质量、根数更高。各生育时期根系直径,分蘖盛期和成熟期的单茎、群体根系指标以及根干质量,拔节后15 d、齐穗后15 d和成熟期单茎伤流强度均表现为人工移栽毯苗机插,但拔节期和齐穗期根系形态指标和群体根干质量小于毯苗机插。不同于翻埋还田对毯苗机插稻齐穗期根系生长有利,覆盖还田能有效促进人工移栽稻齐穗期根系生长,减缓花后根系衰老,维持单茎较大伤流强度。2)与秸秆不还田相比,秸秆还田平均使水稻增产3.50%,与人工移栽互作的增产率为2.03%～9.81%,与毯苗机插互作的增产不明显,其中又以秸秆覆盖还田与人工移栽互作增产效果最佳。3)分蘖盛期根干质量,成熟期根干质量、单茎根系指标和群体根系指标,分别与每穗粒数、总颖花量和产量显著正相关,分蘖单茎和群体根系形态指标与有效穗呈显著负相关。综上所述,秸秆还田后人工移栽均实现了增产,而毯苗机插多表现为减产,覆盖还田产量较翻埋还田高。覆盖还田与人工移栽互作下的水稻根系早生快发、衰老慢、单茎伤流强度大,产量最高,翻埋还田促进了毯苗机插中期的根系生长,但齐穗后根系衰老快,单茎伤流强度小。     

不同秸秆还田方式对春玉米产量、水分利用和根系生长的影响

为探究耕作方式和秸秆还田对春玉米产量、土壤水肥及根系分布的影响,通过连续两年设置耕作方式(旋耕、翻耕)与秸秆还田方式(秸秆还田、秸秆不还田)两因素田间定位试验,研究了春玉米产量和水分利用效率、根系及土壤水肥分布的特性。结果表明:旋耕和翻耕处理春玉米产量和水分利用效率差异不显著,但前者显著增加了干旱年份(2015年)0—30cm土层的根长密度、根表面积密度和根干重密度,而后者显著降低了10—30cm土层的土壤容重和紧实度,降低了0—40cm土层的土壤含水量、有效磷和速效钾含量,提高了干旱年份30—60cm和湿润年份(2016年)0—60cm土层的根长密度、根表面积密度和根干重密度;秸秆还田较秸秆不还田处理显著增加了春玉米产量和水分利用效率,增加幅度分别为9.5%和7.3%,促进了干旱年份0—60cm土层的根长密度和湿润年份30—60cm土层的根长密度、根表面积密度和根干重密度的增加,还提高了0—60cm土层的土壤含水量、硝态氮、有效磷和速效钾含量。因此,实施旋耕秸秆还田和翻耕秸秆还田可以改善土壤水肥分布,促进深层根系发育,提高春玉米的产量和水分利用效率。     

不同耕作方式与秸秆还田对土壤酶活性及水稻产量的影响

为探索不同耕作方式与秸秆还田对土壤酶活性及水稻产量的影响,在水稻抽穗期、灌浆期、成熟期,对土壤过氧化氢酶、酸性磷酸酶、脲酶、蔗糖酶活性进行测定。试验共设置6个处理,分别为：免耕+全量秸秆还田（NTS）、麦耕稻免+半还田（RT1）、麦免稻耕+半还田（RT2）、翻耕+全量还田（CTS）、少耕+半还田（MTS）、连耕+不还田（CT）。结果表明：（1）各处理的土壤酶活性均随土壤深度的增加而下降;（2）土壤酶在不同时期活性差异显著,过氧化氢酶和酸性磷酸酶活性在3个时期先减后增,脲酶和蔗糖酶活性则与之相反;（3）在0～7和7～14 cm土层中,NTS处理土壤酶活性最高,显著高于其他处理,与CT处理相比,抽穗期NTS处理过氧化氢酶、酸性磷酸酶、脲酶、蔗糖酶活性在0～7 cm土层分别提高了121.38%、57.44%、63.37%、80.92%,在7～14 cm土层分别提高了130.42%、40.61%、52.40%、85.23%,在14～21 cm土层中,不同耕作方式对土壤酶活性无显著影响,秸秆还田处理下的土壤酶活性>秸秆不还田处理,与CT处理相比,抽穗期CTS处理过氧化氢酶、酸性磷酸酶、脲酶...     

水稻秸秆集中沟埋还田对土壤有机质、酶活性及作物产量的影响

在长江中下游稻麦轮作地区通过研究秸秆集中沟埋还田对土壤有机质、酶活性以及作物产量的影响,旨在探索秸秆集中沟埋还田的特点及适宜的秸秆集中沟埋还田深度,为该地区土壤培肥方式提供科学依据。在为期4.5 a的秸秆集中沟埋还田定位试验中,设置了沟埋还田深度为20 cm、40 cm及免耕秸秆不还田三个处理,测定不同处理条件下土壤有机质含量、酶活性及作物产量。结果表明:水稻秸秆集中沟埋还田20 cm降低了0~10 cm土壤有机质含量及脲酶、蔗糖酶活性,增加了10~30 cm土壤有机质含量及脲酶、蔗糖酶活性;还田深度40 cm降低了0~20 cm土壤有机质含量及脲酶、蔗糖酶活性,增加了20~50 cm土壤有机质含量及脲酶、蔗糖酶活性;沟埋还田深度为20 cm、40 cm两个处理均有增加试验沟各土层过氧化氢酶的作用;小麦产量高低顺序为还田深度20 cm还田深度40 cm免耕秸秆不还田。     

稻草还田对土壤氮素和水稻产量的影响

研究了稻草与化学氮肥配施对肥料氮的固定、释放及水稻生长的影响。认为在配施一定量的化学氮肥条件下,每666m²施用100-150公斤稻草,对水稻生长不致产生不良的作用。     

不同小麦秸秆还田量对水稻生长、土壤微生物生物量及酶活性的影响

通过大田试验研究了不同小麦秸秆还田量（0、1500、3000、4500、6000kg.hm-2）对水稻生长、土壤微生物量及酶活性的影响。结果表明：秸秆还田后,水稻分蘖数、株高、SPAD及干物质积累量均高于秸秆不还田（对照）,但是未全部达到显著性差异;50%秸秆还田处理增产效果最显著（P〈0.05）,与对照相比,理论增产10.2%,实际增产9.0%;秸秆还田处理显著增加了土壤全氮和速效氮含量,对土壤有机质、有效磷和速效钾含量影响不显著;50%秸秆还田处理对微生物量碳、氮的提高作用最明显（P〈0.05）,分别较对照提高46.0%和90.0%;25%和50%秸秆还田显著提高了土壤脲酶活性（P〈0.05）;25%、50%和75%秸秆还田土壤过氧化氢酶活性较对照提高9.3%、12.1%和8.5%（P〈0.05）;与对照相比,50%秸秆还田土壤蔗糖酶活性提高20.3%（P〈0.05）。鉴于秸秆还田对作物产量和土壤肥力的长期效应以及对土壤微生物生理代谢影响的复杂性,合理秸秆还田量的选择还需进行长期定位试验研究。     

不同秸秆还田方式对土壤酶活性和玉米产量的影响

为了给吉林省玉米田最适秸秆还田方式提供一定的科学依据,试验采用随机区组法,通过与传统耕作相比较,秸秆深翻还田和秸秆覆盖还田,研究在不同生育时期秸秆还田对土壤含水量、过氧化氢酶、蔗糖酶、脲酶和酸性磷酸酶活性及产量变化的影响。结果表明:随着玉米生长,秸秆深翻还田、秸秆覆盖还田、传统耕作在玉米生育期内土壤含水量和各土壤酶活性变化趋势相一致;在玉米抽雄期,深翻还田和覆盖还田较传统耕作土壤含水量分别增加33.57%、16.20%,过氧化氢酶活性分别增加14.91%、9.29%,蔗糖酶活性分别升高32.20%、20.26%,脲酶活性分别增加10.53%、5.84%,酸性磷酸酶活性分别升高19.79%、8.59%;产量分别增加5.59%和2.39%。因此秸秆深翻还田更有利于提高土壤酶活性和产量,可作为吉林省秸秆还田首选方式。     

小麦秸秆全量还田对水稻生长及稻田氧化还原物质的影响

以粳型水稻品系2645为材料,设小麦秸秆全量还田和不还田两个处理,研究小麦秸秆全量还田对水稻生长和稻田氧化还原物质的影响。结果表明,小麦秸秆全量还田提高了水稻穗粒数和产量,分别提高6.3%~6.9%和2.4%~10.0%,但使有效分蘖期(移栽后25 d)稻田水体含氧量降低了19.2%~68.4%,土壤还原物质总量和活性还原物质含量分别提高了6.2%~14.2%和15.1%~86.5%,水溶性Fe2+含量提高9.7%~30.1%,土壤氧化还原电位(Eh)和水稻根系活力分别下降3.6%~22.4%和13.5%~21.1%,拔节期分蘖数量和叶面积指数(LAI)分别减少9.5%和1.8%~4.3%。表明小麦秸秆全量还田增加了水稻生长前期稻田水体氧消耗量,促进了土壤还原物质积累,降低了土壤Eh和水稻根系活力,对水稻前期的群体发展有一定影响,但不影响最终产量。     

秸秆还田地不同水氮条件对水稻产量及土壤肥力的影响

[目的]研究秸秆还田地不同水氮管理对水稻产量、土壤养分以及土壤酶活性的影响,为发展优质、高效生态农业提供理论支持。[方法]通过田间小区试验,设计了3种灌溉方式共9个处理,并设置3个麦秆不还田处理为对照。[结果]施氮量为225kg/hm2时,浅湿调控灌溉模式有利于控制水稻茎蘖量,降低水稻株高,形成合理的群体结构;不同水氮管理对水稻产量构成因素中的每穗总粒数、结实率无显著影响,水稻有效穗数受灌溉措施及施氮量的影响较大,浅湿调控灌溉可以显著提高水稻有效穗数和千粒重,从而提高水稻产量;施氮量为225kg/hm2时,浅湿调控灌溉可以有效提高土壤有机质、全氮、有效磷、有效钾的含量。秸秆还田可以显著提高土壤蔗糖酶活性,降低土壤脲酶活性,而对土壤过氧化氢酶活性无显著影响。秸秆还田地施氮量为225kg/hm2时,浅湿调控灌溉对土壤蔗糖酶活性的提高最为显著,而不同水氮条件对土壤脲酶活性的影响并不显著。[结论]在秸秆还田地,当施氮量为225kg/hm2时,浅湿调控灌溉可以有效提高水稻产量及土壤肥力。     

双季稻秸秆还田下减施钾肥对水稻生长和产量的影响

探明秸秆还田和减施钾肥对水稻生长和产量的影响,为双季稻稻作区秸秆还田和钾肥的合理运用提供理论依据,2018 ～ 2019 年在江西进行了2 年试验,早稻和晚稻均按不同施钾量设6 个处理。秸秆还田结合减施钾肥,对植株的生长性状影响不明显;减施钾肥,水稻穗数、粒数略有下降,在生产上减少10% 到30% 的施钾量,对水稻实际产量无明显影响。减施钾肥在一定程度上减少秸秆和籽粒中全氮、全钾的含量,而对全磷含量影响不大,植株的吸钾量有所减少,但钾素稻谷生产效率和农学钾素利用效率有增加的趋势。     

稻草还田的土壤肥力与产量效应研究

18年稻草还田定位试验和3年田间示范试验研究表明,稻草直接还田对改善土壤理化性状具有显著效果.长期定位试验化肥 稻草还田区水稻产量相对无肥区(CK)增产80.8%,但与等量NPK的纯化肥区差异不显著.示范试验结果表明,短期稻草还田具有显著增产作用,增产率达3.7%～6.8%.氮肥的增产作用显著,建议氮肥和习惯氮肥处理增产率分别为38.8%和47.4%,而氮肥的农学产量效益分别为每公斤纯氮增产谷粒13.7 kg和11.7 kg,肥料报酬率随施氮量增加而递减.经济效应分析表明,稻草还田配施减量氮肥可降低肥料成本,提高经济效益.     

水肥条件与稻草还田对土壤供氮及水稻产量的影响

通过2年田间裂区试验,研究了不同灌溉和施肥条件下,稻草还田对土壤供氮特征及产量的影响。结果表明：（1）上年晚稻稻草还田提高了来年早稻期间土壤NH4^＋-N浓度;配施氮肥后,新鲜早稻稻草还田也增加了晚稻期间土壤NH4＋-N浓度,但在不施氮肥情况下,淹水灌溉稻草还田处理的土壤NH4^＋-N浓度要低于移走稻草处理,间歇灌溉下稻草还田处理的土壤NH4^＋-N浓度仍高于移走稻草处理。（2）稻草还田能促进水稻中后期植株对氮素的吸收及生物量的累积。（3）稻草还田能增加水稻产量,早稻增产幅度为6.85%,晚稻为8.17%;施用氮肥后稻草的增产效应要显著高于不施氮肥,早、晚稻增产分别为9.18%和5.83%。稻草还田主要通过影响有效穗数来影响产量。水稻生长季节、灌溉模式和施肥条件对稻草还田的增产效应存在交互作用,早稻的最佳处理组合为“连续淹灌＋稻草还田＋配施氮肥”,晚稻的最佳处理组合为“间歇灌溉＋稻草还田＋配施氮肥”。     

稻草不同还田方式对双季水稻产量及稻米品质的影响

通过2年田间定位试验,设置施肥区稻草还田（NPK+S）、 稻草烧灰还田（NPK+SI）和稻草不还田（NPK）以及相对应的不施肥区对照共6个处理,研究了不同稻草还田方式对双季水稻产量及稻米品质的影响。结果表明, 在施用等量氮、 磷、 钾养分条件下, NPK+S处理具有提高早稻分蘖数及成穗率、 中后期叶面积指数及地上部干物质量,增加叶片叶绿素含量（SPAD值）, 增加水稻单位面积有效穗数的显著作用,但对晚稻的作用不明显; 早稻NPK+S处理的产量较其他两个处理两年平均增幅为3.78%~8.77%, 晚稻随着稻草还田次数的增加,NPK+S与NPK+SI处理的产量趋于接近,但较NPK处理增产5.66%~7.32%。不施肥条件下,稻草还田（CK+S）处理对早、 晚稻生长发育的影响明显大于稻草烧灰还田（CK+SI）和稻草不还田（CK）, 且其早、 晚稻产量也极显著高于后两个处理。研究还发现,稻草还田能提高早、 晚稻的稻米食味品质,但降低其外观品质和营养品质以及晚稻稻米的加工品质。以上结果说明,进行稻草全量还田对持续提高双季水稻产量具有重要意义。     

不同灌溉条件下稻草还田对土壤供氮特征及水稻产量的影响

通过2年裂区试验,研究了不同灌溉方式和施肥条件下稻草还田对土壤供N特征及产量的影响。结果表明:上年晚稻草还田提高了翌年早稻期间土壤NH4 -N浓度;配施N肥后新鲜早稻草还田也增加了晚稻期间土壤NH4 -N浓度,但不施N肥淹水灌溉下稻草还田土壤NH4 -N浓度低于移走稻草的处理,间歇灌溉下稻草还田处理土壤NH4 -N浓度仍高于移走稻草的处理。稻草还田能增加水稻产量,早稻增产幅度为6.85%,晚稻为8.17%;施用N肥后稻草增产效应显著高于不施N肥处理,分别增产9.18%和5.83%。稻草还田主要通过影响有效穗数来影响产量,但水稻生长季节、灌溉模式和施肥条件对稻草还田的增产效应存在交互作用,早稻以连续淹水灌溉条件下稻草还田的增产效果最大,而晚稻则以间歇灌溉条件下的效果最佳。     

稻草还田对烟田土壤性状和烟草产量及品质的影响

在永州和浏阳进行的稻草还田田间试验结果表明，稻草还田无论是以覆盖还是翻埋方式还田，对烟田土壤性状和烟草产量、品质均有明显的影响。稻草覆盖能在烟草生长后期高温季节对土壤有一定的保湿作用，同时还能增加0～5cm土层土壤的微生物数量，提高烤烟的产量、产值、纯收入和内、外品质；稻草翻埋能增加15～20cm土层土壤的微生物数量，同样能提高烤烟的产量、产值、纯收入和内、外品质。为了避免稻草在腐解过程中产生不利影响，建议稻草还田时应定量（4500kg／hm^2），稻草翻埋还田的应尽量早翻埋，在晚稻收割以后就可以将稻草翻埋下去。     

Modeling a long-term effect of rice straw incorporation on SOC content and grain yield in rice field

ABSTRACT

The long-term effects of rice straw incorporation on soil organic carbon (SOC) content and rice yield were evaluated from rice cultivation with different treatments: no rice straw (control), rice straw (RS), and rice straw compost (RSC) as a main-plots; five levels of nitrogen (N) fertilizer application: 0, 100, 150, 200, and 250 of N (kg ha^?1) as a sub-plots. The denitrification and decomposition (DNDC) model was employed to simulate changes in SOC content and rice grain yield over 35 years. Additionally, scenario analysis on continuous or discontinuous RS incorporation in rice fields was conducted using the DNDC model. The long-term results indicated that RS and RSC treatments played a crucial role in increasing grain yields by 9% and 11% due to the increased SOC contents compared to control treatment. The validated DNDC model on SOC contents and yields showed a good agreement between the observed and simulated values based on the normalized root mean square errors. The model predicted a rapid decline of SOC contents without RS incorporation. Results suggested that incorporating rice straw or amending manure to paddy soils is a preferred practice for maintaining SOC contents.     

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。     

稻草全量还田下氮肥运筹对双季晚稻产量及其氮素吸收利用的影响

【目的】稻草还田和合理的氮肥运筹不仅可以改良土壤和培肥地力,提高农作物产量和品质,还可以减少因过量施用氮肥带来的环境污染。随着水稻机械化收割的快速发展,稻草全量原位还田面积迅速扩大。因此,研究稻草全量还田后合理施用氮肥十分必要。本文通过早稻机收稻草切碎全量还田后晚稻氮肥运筹试验,探索该条件下晚稻氮肥的合理施用技术。【方法】以超级晚稻品种淦鑫688为试验材料,设计4个施氮（N）水平（0、 120、 180、 240 kg/hm2）基蘖穗肥比例为5∶2∶3,并在180 kg/hm2水平下增设稻草不还田对照处理和稻草全量还田下基蘖穗肥不同施氮比例处理（5∶0∶5、 5∶1∶4、 5∶2∶3、 5∶3∶2、 5∶4∶1、 5∶5∶0）。旨在分析不同处理间水稻产量、 产量构成和氮素吸收利用的差异。【结果】稻草全量还田下,施氮量在180 kg/hm2以下时产量随施氮量的增加而增加,之后则下降,处理间差异极显著。随施氮量的增加,有效穗数显著增加,而结实率则显著下降,施氮处理每穗粒数和千粒重显著高于不施氮处理。在相同施氮水平下,因为有效穗数、 结实率和千粒重显著提高,所以稻草全量还田产量极显著高于不还田处理,增幅8.83%。稻草全量还田同一施氮水平下,施氮比例为 5∶2∶3 处理产量极显著高于其他处理,其每穗粒数和千粒重均为最高,有效穗数随分蘖肥比例的增加而减少,处理间结实率差异不显著。稻草全量还田后,随着施氮量增加,其氮素总积累量、 氮肥表观利用率、 氮素的吸收率和百公斤籽粒的需氮量也显著提高,且与施氮量呈极显著正相关。但氮素收获指数和氮肥生理利用率均随施氮量的增加而降低。同一施氮水平下,全量还田处理水稻氮肥农学利用率和生理利用率均显著高于不还田处理。相关分析表明, 氮素总积累量与产量呈二次抛物线极显著正相关,氮肥表观利用率、 氮素吸收率与产量呈极显著正相关。稻草全量还田相同施氮水平下,随着穗肥施氮比例降低,其氮素总积累量、 中期的积累量和比率下降,其氮肥的表观利用率、 收获指数和氮素的吸收率也随之降低,但前期的氮素积累量和比率则升高。氮素的农学利用率和生理利用率均表现为随着穗肥比例的减少呈先增加后降低趋势,均以施氮比例为5∶2∶3处理处理最高,不施穗肥处理最低。各施氮比例处理中,穗肥的施氮量与氮素的总积累量、 中期积累量、 氮肥的表观利用率、 收获指数和氮素吸收率呈极显著正相关,氮肥的农学利用率和生理利用率与产量显著正相关。【结论】稻草全量还田后配施适量的氮肥可以提高晚稻产量,本试验以配施N 180 kg/hm2产量最高;在施纯N 240 kg/hm2以内,施氮越多,氮素积累量越多,相应的氮肥表观利用率、 氮素的吸收率和百公斤籽粒的需氮量也越大。总施氮量相同条件下,以基肥∶分蘖肥∶穗肥为 5∶2∶3 的施氮比例水稻产量, 氮肥农学、 生理利用率均为最高,此结果可作为双季稻区稻草全量还田后的推荐施氮比例。     

不同氮肥配施方法下稻草还田短期效应研究

为探索适宜稻草还田量及配合稻草还田的N、P肥施用方法,通过盆栽试验,采用树脂法和传统化学法相结合,研究了不同N肥配施方法下稻草还田对土壤N、P养分及水稻生长的短期影响。结果表明:稻草还田短期内可降低土壤氨氮浓度,提高土壤有效磷浓度,抑制水稻生长;稻草还田的这3种效应都随稻草水平的增加而加强,但不同N肥配施下无差异。稻草还田后易引起水稻铁中毒,因此稻草还田量不宜过多;稻草还田后除需多施N、P肥外,还需通过排水等措施以解决其铁毒效应。