绿洲灌区小麦复种绿肥并翻压还田对翌年玉米产量形成及氮素吸收利用的影响

  【目的】  针对农田化学氮肥施用量高、利用率低等问题,探究绿肥替代部分化肥氮对玉米产量形成及氮素吸收利用的影响,为优化绿洲灌区玉米的施氮制度提供理论参考。  【方法】  于2019—2021年,在甘肃河西绿洲灌区开展小麦复种绿肥并翻压还田后翌年轮作玉米减施氮肥田间试验。玉米季设传统施氮量(Nck)和绿肥替代10%、20%、30%、40%的化肥氮处理（即N10、N20、N30、N40处理）。分析了各处理玉米产量及其构成和氮素积累量、转运量及利用效率。  【结果】  与Nck相比,N10、N20处理籽粒产量、产量构成因素及叶面积指数无显著差异,玉米植株氮素总积累量、籽粒氮素积累量及转运氮对籽粒氮素的贡献率也无显著差异;2020年N10、N20处理对玉米茎叶的氮素积累量、转运量及转运率无显著影响,2021年N20处理玉米叶片和茎的氮素积累量分别降低5.0%和17.8%,叶片和茎的氮素转运量分别提高5.5%和9.1%,氮素转运率分别提高5.0%和14.1%。相比Nck,N30、N40处理提高了茎叶的氮素积累量,但降低了氮素转运量和转运率,降低了转运氮对籽粒氮素的贡献率以及籽粒和植株的氮素积累量,N30、N40处理籽粒产量分别降低了16.8%～19.0%、27.9%～28.9%。与Nck相比,N10和N20处理氮素利用效率无显著变化,2021年N20处理氮素收获指数显著提高了3.5%,N30和N40处理降低了氮素利用效率与氮素收获指数。绿肥替代化肥氮各处理均显著提高氮肥偏生产力,以N20处理提高幅度最大。  【结论】  小麦–绿肥–春玉米体系下,绿肥翻压替代翌年玉米20%的化肥氮投入能有效协调玉米产量形成和氮素的积累转运,维持玉米籽粒产量及氮素利用效率,提高氮素收获指数与氮肥偏生产力,实现绿洲灌区玉米稳产和减氮的生产目标。     

绿洲灌区玉米产量形成及水分利用特征对地膜覆盖方式及行距的响应

干旱绿洲灌区玉米生产普遍采用全膜覆盖方式,残膜污染问题严重。因此,研究地膜减投增效生产技术对缓解残膜污染有重要意义。在甘肃河西石羊河流域通过田间试验研究了不同覆膜方式(全膜覆盖、半膜覆盖)和不同种植行距(50 cm等行距、40 cm+80 cm宽窄行)对玉米产量、耗水量、耗水结构及水分利用效率的影响。结果表明,全膜宽窄行和半膜宽窄行种植条件下均可获得较高的玉米籽粒产量,分别达14 712.7kg·hm~(-2)和14 155.2 kg·hm~(-2),较半膜覆盖等行距处理高13.2%和8.9%(P0.05),与全膜覆盖等行距处理差异不显著。全膜宽窄行和半膜宽窄行获得较高籽粒产量的原因是提高了穗数和双穗率。全膜覆盖条件下宽窄行种植获得较高LAI峰值的同时,玉米全生育期平均LAI显著高于半膜覆盖处理。全膜覆盖显著降低了玉米生长前期(播种至大喇叭口期)的棵间蒸发量。半膜覆盖等行距和宽窄行种植玉米全生育期棵间蒸发量分别较全膜等行距种植高14.3%和21.9%,差异显著。半膜覆盖宽窄行种植条件下玉米水分利用效率达19.3 kg·mm~(-1)·hm~(-2),与全膜覆盖等行距和宽窄行处理均无显著差异。干旱绿洲灌区半膜覆盖宽窄行种植替代全膜等行距种植或宽窄行不会导致玉米产量和水分利用效率降低。     

河西绿洲灌区间作绿肥及其不同利用方式对玉米产量及土壤肥力的提升效应

[目的]研究玉米间作不同绿肥及绿肥不同利用方式在河西绿洲灌区的生产效益.[方法]田间定位试验始于2009年,该试验为河西绿洲灌区的典型种植模式,至取样时试验已进行12年.与玉米间作的绿肥作物包括针叶豌豆、甜豌豆、草木樨,每种绿肥均采用压青与根茬还田两种方式,以玉米单作为对照(CK).测定了玉米和绿肥生物量、产量构成因素...     

栽培模式及施氮对冬小麦-夏玉米体系产量与水分利用效率的影响

通过位于陕西杨凌的为期6年的田间定位试验,研究了长期覆盖栽培(常规、垄沟、覆草及控水)及施氮量(N0、120、240 kg/hm2)对小麦-玉米轮作体系作物产量及水分利用效率的影响。结果表明,与常规模式相比,垄沟和覆草模式均显著增加了玉米子粒产量,对小麦子粒产量的影响未达显著水平,控水模式降低了玉米和小麦的产量。4种不同栽培模式对玉米-小麦6年总产量的贡献大小顺序为:垄沟覆草常规控水,差异达显著水平。垄沟模式显著提高了玉米和小麦的水分利用效率;覆草和控水模式显著提高了玉米的水分利用效率,对小麦水分利用效率的提高未达显著水平。不同栽培模式下,玉米和小麦的总水分利用效率的大小顺序为:垄沟覆草控水常规,差异达显著水平。与未施氮肥相比,施氮N 120和240 kg/hm2显著提高了玉米、小麦的产量和水分利用效率,但两施肥处理间产量和水分利用效率差异不显著。     

绿洲灌区春小麦产量和氮素利用率对绿肥还田量的响应

[目的]西北绿洲灌区小麦多连作种植,存在氮肥投入量大、利用率低等问题.研究麦后复种绿肥对小麦产量和氮素利用的影响,以期为该区小麦氮素高效利用技术的构建提供理论依据.[方法]2018—2020年,在河西绿洲灌区开展小麦复种绿肥田间试验,春小麦季设置不施氮肥(N0)和传统施氮量180 kg/hm2(N1)处理,小麦收获后分...     

河西绿洲灌区玉米间作绿肥根茬还田的氮肥减施效应

[目的]明确玉米与间作豆科绿肥根茬还田生产方式在河西绿洲灌区的氮肥减施效应.[方法]玉米间作豆科绿肥,绿肥(针叶豌豆和毛叶苕子)地上部乂割做饲草根部还田,定位试验位于甘肃河西绿洲,始于2011年,至本试验取样时已进行了10年.试验共设8个处理,包括无绿肥根茬还田条件下后茬玉米不施肥对照,施常规量氮肥(N 375 kg/...     

河西绿洲灌区玉米产量对长期秸秆带状覆膜还田方式的响应

【目的】秸秆还田方式影响着其对作物的增产效果,为此,我们探讨了河西绿洲灌区不同秸秆带状覆膜还田对玉米产量的影响。【方法】田间定位试验于2011—2020年在河西绿洲灌区进行。试验设7个秸秆还田方式处理,分别是：玉米秸秆不还田(CK)、半量整株带状翻压还田(1/2WB)、半量整株带状覆盖还田(1/2WM)、半量粉碎带状翻压还田(1/2CB)、全量粉碎带状翻压还田(CB)、半量粉碎带状覆盖还田(1/2CM)、全量粉碎带状覆盖还田(CM),所有秸秆还田处理均在玉米行间还田,其上覆盖薄膜。在玉米主要生育期测定倒二叶SPAD值,成熟期调查玉米植株生长指标、产量及产量构成因素,并计算秸秆还田对产量的累积贡献率。【结果】两个秸秆全量还田处理(CB、CM)均显著提高了玉米穗粒数、百粒重、株高、茎粗、穗粗、穗长、有效穗长和收获指数,降低了玉米秃顶长度,增加了玉米籽粒产量(P<0.05),CB处理还显著增加了玉米穗数(P<0.05)。在试验第1年(2011年),6个秸秆还田处理的玉米苗期、拔节期、大喇叭口期和抽雄期的叶片SPAD值与CK均无显著差异;与CK相比,2020年CB和1/2CB处理显...     

耕作方式对华北冬小麦.夏玉米周年产量和水分利用的影响

在冬小麦季设置秸秆不还田翻耕(CT)、秸秆还田翻耕(CTS)、秸秆还田旋耕(RTS)和免耕秸秆覆盖(NTS)4种处理,研究耕作方式对华北小麦-玉米两熟区作物周年产量和水分利用的影响。结果表明:耕作方式对当季冬小麦产量和水分利用影响显著,对夏玉米产量和水分利用影响不大,但秸秆还田提高了夏玉米产量。RTS、CTS、CT 3个处理小麦季产量差异不显著,而NTS由于有效穗数不足,产量显著低于其他处理;与CT相比,NTS周年产量平均减产5.13%,RTS增产2.69%,CTS增产2.33%。耕作方式对当季小麦土壤水分含量影响大,而对后茬夏玉米土壤水分含量的影响较小。NTS提高了小麦季土壤水分含量,增加了土壤储水量,与CT相比,0~60 cm土壤储水量2010年和2011年分别增加39.07 mm和26.65 mm。从耗水构成来看,土壤水在冬小麦耗水中所占比例最大,其次为灌水和降水;而夏玉米耗水以降水为主,且降水中有一部分转化为土壤水储存起来。NTS提高了冬小麦季土壤储水量,降低了土壤水分的消耗,冬小麦季耗水最少。与CT相比,NTS小麦季平均节水22.40 mm,周年耗水量也以NTS最少;但NTS冬小麦产量降低导致其小麦季和周年水分利用效率均最低。从作物周年产量和水分利用的角度来看,如何提高免耕秸秆覆盖小麦季产量,进而提高周年产量,发挥其节水优势,是该耕作模式在华北地区冬小麦?夏玉米两熟区推广应用亟需解决的关键问题。     

华北平原不同基因型夏玉米水分-产量响应关系

对两个耗水和产量特性不同的夏玉米品种即鲁单981和郑单958,在不同生育阶段进行不同程度的水分胁迫试验,分析了作物耗水量、产量及其性状和阶段水分-产量响应系数(Ky)。结果表明,夏玉米各个生育阶段的水分亏缺对产量的影响不同,开花期的水分亏缺对产量影响最大,而拔节期的最小。品种间水分亏缺对产量的影响也存在差异,开花期最明显,此期两品种产量响应系数分别为1.4和1.2。     

宽窄行种植对东北风沙土区玉米水分利用及产量的影响

为了研究宽窄行种植模式对东北风沙土区玉米水分利用和产量的影响,通过2010年和2012年在吉林省梨树县田间实测的降水资料、土壤水分、生物量、叶面积指数和产量,分析了宽窄行种植对玉米水分利用和生长发育及产量的影响。结果表明,在当地常用种植密度(6万株hm-2)下,在玉米拔节期和抽雄吐丝期的日耗水强度分别显著高于等行距种植14%和27%,而在灌浆~成熟期显著低于等行距种植24%。宽窄行种植显著提高了玉米苗期地上部生物量,但对其它生育期的生物量,各生育期叶面积指数、全生育期耗水量,产量和水分利用效率都无显著影响。由于降雨年型的不同,2012年相比2010年具有较高的生物量、叶面积指数产量和水分利用效率。因此,在本试验种植密度等条件下,与等行距种植模式相比,宽窄行种植模式没有显著提高玉米产量和水分利用效率。     

河西绿洲灌区玉米与绿肥间作模式对作物产量和经济效益的影响

通过田间试验,研究河西绿洲灌区玉米与绿肥间作模式对作物产量和经济效益的影响。结果表明,3行玉米间作2行针叶豌豆时的玉米生物产量和籽粒产量均为最高,分别高于对应的不间作绿肥处理0.2%和0.95%,但差异不显著。2行玉米间作3行毛苕子时的绿肥干草产量最高,2年的平均产量为3 901kg·hm-2,显著高于其它处理。2行玉米间作3行针叶豌豆时的绿肥豆类籽粒产量最高,2年的平均产量为2 225 kg·hm-2,同样显著高于其它处理。3行玉米间作3行针叶豌豆时的经济效益最高,为35 038元·hm-2,比2行玉米不间作绿肥处理每公顷增值7 848元,增收28.86%,比3行玉米不间作绿肥处理每公顷增值5 853元,增收20.05%。因此,在河西绿洲灌区进行玉米种植时,若以收获玉米籽粒为主,则适宜采用3行玉米间作2行针叶豌豆种植模式;若以经济效益为主,则适宜采用3行玉米间作3行针叶豌豆的种植模式。     

轮作绿肥对盐碱地土壤性质、后作青贮玉米产量及品质的影响

为明确种植和翻压绿肥改良和培肥盐碱地的效果,采用田间试验研究了种植和翻压毛叶苕子(Vicia villosa Roth.)、田菁(Sesbania cannabina Poir.)、草木樨(Melilotus officinalis L.)、紫花苜蓿(Medicago sativa L.)、箭筈豌豆(Vicia sativa L.)和黑麦草(Lolium perenne L.)6种绿肥对中度苏打盐碱地土壤理化性质、返还土壤的N、P_2O_5和K_2O数量、后作青贮玉米(Zea mays L.)鲜草产量及蛋白质含量的影响。结果表明:与对照(不种植绿肥)相比,绿肥生长后期可显著提高土壤含水量1.0%~6.2%,使pH降低0.03~0.43,EC降低0.12~1.50 mS×cm~(-1);翻压绿肥可返还土壤N 15.6~195.4 kg×hm~(-2)、P_2O_5 5.3~58.8 kg×hm~(-2)和K_2O 34.5~127.9 kg×hm~(-2),使土壤有机质、全氮、碱解氮、速效磷和速效钾分别提高0.42~1.86 g×kg~(-1)、0.05~0.34 g×kg~(-1)、0.5~32.3 mg×kg~(-1)、0.42~4.65 mg×kg~(-1)和3.8~26.1 mg×kg~(-1);与对照相比,青贮玉米的鲜草产量和蛋白质含量分别增加1 294~19 391 kg×hm~(-2)和0.4~23.9 mg×g~(-1)。总体而言,种植和翻压豆科绿肥在保蓄土壤水分,降低土壤pH和EC,提升土壤有机质含量和N、P_2O_5、K_2O养分数量(特别是N素数量),提高青贮玉米鲜草产量与蛋白质等方面的效果均显著优于禾本科绿肥,其中以适应性强、生长快、生物量大的毛叶苕子处理的改良、培肥土壤,生产优质牧草的效果最好;其次是草木樨处理。种植和翻压豆科绿肥可有效改良中度苏打盐碱地,显著提高土壤肥力,提供无机养分替代部分化肥,提高优质牧草的生产,是适合大同盆地中度苏打盐碱地经济、有效和环保的改良模式,对稳定耕地面积、保证粮食安全具有重要意义。     

旱地基于豆类绿肥不同轮作方式的经济效益分析

【目的】黄土高原旱地土壤贫瘠,传统的夏休闲期雨热资源丰富但利用率不高,评价不同轮作方式的经济效益,为选择一种合理的种植模式、 保证农民获得可靠的收入提供依据。【方法】本研究通过4年定位试验,以夏休闲-冬小麦一年一熟制为对照,测定并分析了豆类绿肥-冬小麦和豆类绿肥-春玉米-冬小麦两种轮作方式及其不同豆类绿肥处理方式条件下的经济效益。【结果】豆类绿肥-冬小麦轮作经济效益最低,而且纯收入的变异系数高达67.69%,与夏休闲-冬小麦轮作方式相比没有优势; 该轮作绿肥不同翻压时间对作物产量、 总收入等指标存在年际差异。豆类绿肥-春玉米-冬小麦轮作,整体收入最高,而且纯收入变异系数最低,为15.42%,其中茎秆覆盖和茎秆翻压处理的作物产量、 总收入、 纯收入等均高于移出处理。【结论】从农民收入的角度来看,豆类绿肥-春玉米-冬小麦轮作很好的平衡了成本与收益的关系,是该地区较为合理的种植制度; 将绿肥籽粒收获后,茎秆覆盖式翻压,可有效提高小麦、玉米的产量,是应推广的技术措施。     

Short-term green manure and tillage management effects on maize yield and soil quality in an Andisol

Andisols are very important land resources supporting high human population density. Maize (Zea mays L.) production on Andisols located in the Purhepecha Region of central Mexico is representative of the highlands conditions of Mexico and Latin America. Farmers struggle with low crop yield and low soil nutrient availability. A 2-year field study was conducted to evaluate the effects of green manures either tilled into the soil (CT) or cut and left on the surface as a mulch (ZT), on maize yield and soil quality. Green manure treatments were: vetch (Vicia sativa L.), oat (Avena sativa L.) and none. No extra N was added to maize. Green manure and tillage had a significant effect on maize grain yield, N uptake and P uptake with CT vetch performing better than ZT oat. Soil organic C and total N were significantly higher under ZT than under CT management. Soils with vetch had higher P concentration. Soil under ZT oat had the highest infiltration rate and penetration resistance compared with other treatments. There appears to be a trade off between soil productivity and intrinsic soil physical properties among soil treatments.     

玉米二元覆盖农田水分动态及水分利用效率研究

旱地玉米采用垄面覆膜、垄沟覆不同用量麦草的二元覆盖试验结果表明:随麦草覆盖量的增加土壤保墒效果明显;其中0~100cm土层土壤玉米全生育期累积贮水量5250kg/hm2和9750kg/hm2的麦草覆盖处理比垄面覆膜垄沟未覆麦草处理平均增加146.2mm,水分利用效率提高16.67%~28.65%,降水利用率提高12.39%~18.29%,玉米增产12.10%~18.15%。     

不同灌水对冬小麦农艺性状与水分利用效率的影响研究

试验研究不同灌水对 10个冬小麦品种农艺性状、产量和水分利用效率的影响结果表明 ,不同冬小麦品种对水分亏缺的响应规律基本相同 ,但品种间有一定差异 ,充分灌水处理冬小麦生物量较大且水分利用效率较低 ,而灌 2水 (拔节～抽穗水 )处理效果较佳 ,其中“6 36 5”抗旱性能和产量潜力最佳 ,水分利用效率也较高。