半湿润区秸秆还田及耕作技术对土壤水分、玉米光合特性及产量的影响

研究土壤水分、玉米光合特性及产量对秸秆不同还田耕作技术的响应,为半湿润区水分、光能高效利用及玉米增产栽培模式提供理论依据。2018和2019年,采用秸秆还田和土壤耕作相结合的方法,设置秸秆离田旋耕起垄（CK）、秸秆深翻还田（SP）、免耕秸秆覆盖还田（SC）、秸秆覆盖深松（SS）4个处理。研究结果表明,2018和2019年各生育时期土壤含水率、叶面积指数、叶片的P_n、G_s、C_i和T_r,SS处理均显著高于CK处理。与CK相比,SS、SP、SC处理2018和2019年的玉米产量分别增加13.88%和14.82%、7.59%和9.12%、7.42%和8.5%。秸秆条带覆盖深松技术适合作为半湿润区水分、光能高效利用和玉米增产的一种优化栽培技术进行推广应用。     

基于秸秆还田条件下辽北地区适宜耕作方式及施肥量研究

通过两年田间小区试验,在秸秆还田条件下,设不同耕作方式(旋耕、翻压和免耕)和还田周期(连年和隔年),研究不同秸秆还田模式和施肥量对土壤理化性质和玉米产量的影响。结果表明,与常规种植不还田相比,翻压还田处理显著降低耕层土壤容重,免耕还田处理显著增加耕层土壤含水率,秸秆还田提高土壤有机质、氮、磷、钾养分含量。连年翻压还田处理玉米穗部性状最优,子粒产量最高;其次为免耕还田处理,旋耕还田处理不利于玉米产量的提高。在同等氮肥施用水平下,秸秆还田处理使玉米产量显著提高,在此基础上增加氮肥投入量并未带来显著增产效应。相同秸秆还田条件下,减施50%钾肥处理的玉米子粒产量无显著变化。在辽北地区,秸秆还田配合翻压、免耕耕作措施能够改善土壤理化形状,有利于玉米稳产高产,连年翻压还田对玉米增产效应最理想,且秸秆还田配合适宜的化肥减量措施不仅能保证作物产量,可降低养分流失污染环境的风险。     

秸秆还田与覆膜对土壤理化特性及玉米生长发育的影响

试验研究秸秆还田对不同覆膜时期的全膜双垄沟播玉米生长发育与土壤理化特性的影响。结果表明,经秸秆还田后全膜双垄沟播耕层土壤养分含量变化依次表现为整株还田>秸秆粉碎>免耕留茬,不同覆膜时间对土壤养分变化影响不明显;秸秆还田土壤容重明显降低但免耕留茬一膜两年用处理土壤容重增大。在玉米生育前期经秸秆还田后的土壤温度与水分均显著低于对照,其株高、茎粗与叶面积均小于对照;在玉米生育后期秸秆腐解后对土壤水分起到一个补偿效应。玉米产量表现为秋覆膜整株秸秆还田>顶凌覆膜整株秸秆还田>秋覆膜秸秆粉碎还田>顶凌覆膜秸秆粉碎还田>免耕留茬一膜两年用,秸秆还田后玉米产量较对照有增产趋势,而免耕留茬一膜两年用有减产倾向,但处理间差异不显著。     

轮作对土壤肥力及玉米生长发育的影响

黑龙江省西部半干旱区土壤常年风沙侵蚀,土壤质量不断恶化,玉米大豆轮作和玉米连作深翻秸秆还田是当地生产中提高耕地质量、保护农田土壤生态的两种生产模式。利用长期定位试验玉米大豆轮作、玉米深翻秸秆还田种植模式和玉米连作处理对比,研究分析土壤理化性质、玉米生长发育指标和产量,评价两种种植模式技术效果。结果表明,轮作处理显著增加土壤速效氮、速效钾和有机质的含量,显著降低土壤容重10%左右,提高土壤孔隙度8%,对土壤物理结构改善具有良好作用。深翻秸秆还田处理能够显著增加土壤有机质26%～32%,增加土壤速效钾含量,能够显著降低土壤pH值0.4～1.2个单位,提升西部半干旱区地力,改善西部土壤盐碱化。深翻秸秆还田处理更有利于玉米拔节和抽丝期根长生长,有利于茎粗和穗干重的形成,对玉米产量具有显著增产作用。     

榆林市春玉米密植机械粒收质量与品种筛选研究

为筛选适宜榆林市种植的机械粒收玉米新品种，2019年在榆林市农业科学研究院试验示范基地选用49个玉米新品种，开展玉米机械粒收品种的比较试验。结果表明，子粒含水率分布范围为15.9%～29.1%，平均为20.2%；破碎率在0.2%～2.73%，均值为1.21%(低于≤5%的国标要求)。子粒破碎率与含水率之间呈极显著正相关，可用二次多项式y=0.006 4x²-0.129 7x+1.159 1(R²=0.703 4，n=55)进行拟合。按双向平均作图法筛选出单产水平高、子粒含水率低的品种7个，分别为五谷563、德单203、华西1804、陕单650、豫龙618、敦玉282、陕单660，其子粒含水率分布范围为16.6%～20.1%，产量为15 489.0～18 387.0 kg/hm²，适合密植栽培和机械粒收。与对照品种先玉335对比，产量高于对照、子粒含水率低于对照的品种为华西1804。此外，JSH3705、五谷416、甘玉251、金穗183等18个品种脱水速率快、单产水平低于平均值，这些品种较适宜机械粒收。     

玉米秸秆不同还田方式对黑土肥力特征的影响

通过4年田间定位试验,研究均匀垄与宽窄行种植模式下玉米秸秆不同还田方式对黑土肥力特征与玉米产量的影响。结果表明,在均匀垄与宽窄行种植模式下,玉米秸秆深翻还田能明显降低耕层(0~20 cm)的土壤容重,增加相应的土壤含水量,提高土壤有机质与速效氮、速效钾含量。对亚耕层(21~40 cm)土壤的培育作用更为突出,与无秸秆还田处理相比,秸秆深翻还田使亚耕层土壤容重分别下降6.8%和10.2%,土壤有机质含量分别增加20.1%和14.2%,速效氮含量分别增加12.2%和12.3%,速效钾含量分别增加20.0%和22.0%。秸秆覆盖还田显著增加耕层的土壤有机质与速效氮含量,对亚耕层土壤肥力特征的影响不明显。在两种植模式下,秸秆不同还田方式玉米产量均表现为秸秆深翻无秸秆还田秸秆覆盖。在东北黑土区,玉米秸秆深翻还田措施能够有效提升土壤肥力,实现玉米的稳产与增产。     

坡耕地嵌入覆盖作物条件下不同秸秆还田方式对玉米农艺性状及产量的影响

2016年,在吉林省东部坡耕地玉米生产上设计秸秆覆盖还田+覆盖作物(T1)、秸秆深翻还田+覆盖作物(T2)、秸秆粉耙还田+覆盖作物(T3)、秸秆离田(CK)4种种植方式的定位试验,通过玉米秸秆还田结合种植覆盖作物解决冬季土壤裸露、培肥地力、改善玉米生产等问题。2019～2020年,分析不同处理方式对玉米农艺性状及产量的影响。结果表明,与CK处理相比,T1、T2和T3处理对株高、叶数、SPAD值、干物质积累均有提高。在拔节期和开花期,T3处理的叶面积指数对比CK显著提高。在成熟期,T1、T2和T3处理比CK显著增加千粒重,增幅均在5%以上(P<0.05)。各秸秆处理的产量对比CK均有显著增加,其中,T3处理为最佳处理。利用秸秆还田结合覆盖作物的种植方式有利于地上部生物量和养分的积累,进而提高产量。     

秸秆还田配施氮肥对春玉米氮素利用及土壤氮素平衡的影响

通过8年田间定位试验,研究玉米秸秆还田配施氮肥对春玉米产量、剖面土壤无机氮积累、氮素平衡和氮肥利用效率的影响。结果表明,通过线性加平台回归方程,求得2012~2019年最高玉米产量所需的适宜施氮量依次为202.7、193.7、182.2、171.2、163.6、156.1、150.7和150.5 kg/hm²。氮素表观损失量和土壤残留矿质氮量均随着施氮量增加而显著增加,两者与施氮量之间均呈显著正相关。每增加10 kg/hm²施氮量,土壤残留矿质氮量、氮素表观损失量分别增加9.09~10.34、5.89~7.34 kg/hm²。当施氮量超过150 kg/hm²时,各处理间玉米吸氮量差异不显著,土壤残留矿质氮、氮素表观损失量之间差异均达显著水平（P<0.05）。随着施氮量增加,氮肥利用率呈先增加后减小趋势,当施氮量为150 kg/hm²时,两年氮肥利用率分别达到最高（75.2%和92.3%）。当施氮量为210~330 kg/hm²,剖面土壤无机氮残留量显著增加,造成土壤无机氮在土壤深层（60~100 cm）的大量累积。     

麦/稻秸秆还田氮在后茬稻/麦植株中的分配去向探析

为探究秸秆还田氮在后茬稻/麦中的有效性及其去向,运用¹⁵N同位素示踪技术,设置秸秆直接还田、秸秆添加腐熟剂还田两个处理,采用大田微区试验连续种植一季冬小麦和一季水稻,分析¹⁵N标记的水稻和小麦秸秆氮在后茬小麦、水稻不同生育时期植株各器官的分配及去向特征。结果表明,秸秆直接还田处理与秸秆添加腐熟剂还田处理下,稻田中小麦还田秸秆的当季腐解率分别为72.71%和80.18%,麦田中水稻还田秸秆的当季腐解率分别为58.53%和68.90%,水稻季显著高于小麦季;小麦季和水稻季植株吸收的氮素中,来自还田前茬秸秆¹⁵N 氮的比例不同,其中小麦季分别为3.13%~3.36%和3.72%~3.85%,水稻季分别为3.19%~3.84%和3.60%~4.20%,水稻季略高于小麦季。与秸秆直接还田处理相比,秸秆添加腐熟剂还田处理能显著促进秸秆腐解,增加小麦和水稻各时期植株对还田秸秆¹⁵N 氮的利用率,并提高还田标记¹⁵N 氮在土壤中的残留率,抑制还田秸秆中¹⁵N 氮的损失率,即采用秸秆添加腐熟剂还田能提高秸秆氮素转化率和有效性。     

秸秆带状覆盖对旱地冬小麦秸秆带状覆盖对旱地冬小麦旗叶水势及产量的影响

为探究黄土高原西部旱农区秸秆带状覆盖对冬小麦生产的效应,以地膜覆盖（PM）和露地（CK）为对照,设4种秸秆带状覆盖SM3（覆盖度59%）、SM4（覆盖度50%）、SM5（覆盖度42%）和SM6（覆盖度37%）,分析了不同处理对小麦花后旗叶水势、旗叶相对含水量、土壤含水量、产量及水分利用效率（WUE）的影响。结果表明,秸秆带状覆盖下冬小麦花后旗叶水势、旗叶相对含水量、旗叶含水量和0~40 cm土壤含水量较CK分别提高9.2%、6.6%、3.6%和30.0%;地膜覆盖下0~40 cm土壤含水量较CK提高15.1%,旗叶水势6.0%、旗叶相对含水量和旗叶含水量则分别降低6.0%、3.2%和4.1%。冬小麦花后7~28 d,旗叶水势日变化总体呈早、晚高、午间低的V型趋势;秸秆带状覆盖早、中、晚旗叶水势较CK分别提高10.6%、9.8%和7.7%,地膜覆盖分别降低4.6%、7.9%和4.8%,差异均显著。秸秆带状覆盖下冬小麦籽粒产量较CK增加3.0%~ 6.5%,WUE提高6.4%~17.5%,且差异达到显著水平。秸秆带状覆盖处理中,SM5具有最高的产量 （3 866.6 kg·hm^-2）和WUE（15.7 kg·hm^-2·mm^-1）。产量与穗数（r= 0.693^**）、WUE （r=0.615^**）均呈极显著正相关,穗数与WUE（r=0.690^**）和0~40 cm土壤含水量（r= 0.570^*）分别呈极显著和显著正相关。综上所述,在干旱年份土壤含水量低时,通过覆盖可增加土壤表层含水量,改善冬小麦旗叶供水情况,进而增加穗数和WUE;覆盖度为42%的秸秆带状覆盖在干旱年份增产效果最优,是适宜于西北旱作农业绿色可持续发展的种植方式。     

播后镇压覆盖对土壤保水保温和玉米幼苗生长的影响

2011年6～8月进行2期池栽试验,研究土壤水分及农艺措施对夏玉米出苗及幼苗生长效应。结果表明,播种后镇压覆盖能够提高土壤含水量,平衡土壤温度,从而提高夏玉米出苗率,增强幼苗素质,提高苗期田间株高整齐度,有利于培育齐苗壮苗,在土壤水分不太充足时效果更为明显。为保证黄淮海夏玉米区的出苗质量,播种时的土壤最低持水量应保持土壤最大持水量的60%。     

不同种植模式对冬小麦产量及水分利用特性的影响

为探讨适宜河北山前平原高产限水区冬小麦节水稳产的种植模式,于2014-2015年研究了不同种植模式对最大叶面积指数、群体变化、表层土壤水分含量、耗水特性、产量及水分利用效率的影响。试验设秸秆覆盖(微喷灌)、全膜覆土穴播(不灌水)、垄上覆膜(膜侧条播,淋灌)、免耕沟播(每沟淋灌)、免耕沟播(隔沟淋灌)、微喷灌对照、畦灌对照共7个处理,畦灌对照灌水量为150mm(越冬水和拔节水各75mm),各微灌处理灌水量均为30mm(拔节水)。结果表明,秸秆覆盖处理较微喷灌对照增产2.1%,差异不显著,水分利用效率二者相同;秸秆覆盖处理冬前、返青期、拔节期表层土壤水分含量均高于微喷灌对照。秸秆覆盖处理、微喷灌对照较畦灌对照分别减产0.6%和2.6%,差异不显著,而水分利用效率同为31.7kg·hm-2·mm-1,较畦灌对照增加32.1%,差异极显著。秸秆覆盖处理成穗率显著高于微喷灌对照,微喷灌对照成穗率显著高于畦灌对照;秸秆覆盖处理冬前0~20cm土层含水量较微喷灌对照、畦灌对照分别增加6.36%和5.92%,差异均显著。秸秆覆盖处理下冬小麦生育期土壤水消耗量略低于膜侧条播处理,而高于其他微灌处理,说明秸秆覆盖模式在降水量偏少的年份有利于冬小麦利用0~2m土壤贮水。     

土壤水分与覆盖对夏玉米生长及水分利用效率的影响

在防雨棚下的测坑中,采用裂区试验设计,研究土壤高水分(75%田间持水量,下同)、中水分(65%)和低水分(55%)条件下地膜覆盖、秸秆覆盖和不覆盖对夏玉米生长发育、产量性状和水分利用效率的影响。结果表明,在不同土壤水分条件下,地膜覆盖、秸秆覆盖处理的株高和叶面积指数均高于不覆盖的处理;在玉米生长前期地膜覆盖处理的株高和叶面积指数最高,在玉米生长的中后期秸秆覆盖处理的株高和叶面积指数最高。地膜和秸秆覆盖均具有显著的增产作用,与不覆盖相比,平均分别增产8.89%和22.26%。水分利用效率(WUE)随着土壤水分的降低而增加;在相同的土壤水分条件下,秸秆覆盖处理的WUE最高,地膜覆盖的次之,不覆盖的最低;当土壤水分控制下限为田间持水量的65%时,覆盖处理的节水增产效果最好,其中地膜和秸秆覆盖处理产量比不覆盖处理分别增加12.69%和28.47%,WUE分别提高21.78%和34.65%。     

覆盖对喷灌夏玉米植株生长和产量的影响

在夏玉米生育期间设75%、65%、55%田间持水量3个灌水控制下限,研究地膜覆盖和不同秸秆覆盖量对喷灌夏玉米生长发育、产量、耗水量及水分利用效率的影响。结果表明,地膜覆盖能明显促进植株的生长,地膜覆盖和秸秆覆盖量大于7 500 kg/hm2处理的增产效果相当,覆盖增产效果均随着土壤水分的降低而增加。地膜覆盖处理耗水量最小,无覆盖的最大;秸秆覆盖处理的耗水量随着覆盖量的增加呈减少趋势,土壤水分越高的处理,覆盖节水量越多。地膜覆盖处理的水分利用效率(WUE)最高,比不覆盖处理提高50%以上;秸秆覆盖处理的WUE随着覆盖量的增加而增加,当覆盖量达到7 500 kg/hm2时,WUE的增加幅度变小。     

秸秆带状覆盖对旱地冬小麦产量及土壤水分的影响

为探讨西北半干旱雨养条件下秸秆带状覆盖麦田水分利用特征和增产效果,通过田间试验,以露地条播为对照(CK),研究了3种不同覆盖处理[秸秆带状覆盖常规条播(SM1)、秸秆带状覆盖宽幅条播(SM2)和全膜覆土穴播(PM)]对旱地冬小麦田土壤含水量、小麦产量和水分利用效率的影响。结果表明,秸秆带状覆盖和全膜覆土穴播均可显著改善小麦全生育期0~20cm以及开花前20~90cm土壤墒情,但开花后20~90cm以及全生育期90~200cm土壤墒情普遍不如CK。3种覆盖处理均能促进冬小麦对土壤贮水的利用,显著提高开花至成熟阶段的耗水量及其占总耗水量的比例。秸秆带状覆盖和全膜覆土穴播生育期耗水量分别比CK增加4.6%和7.6%。秸秆带状覆盖在孕穗前0~200cm土壤墒情与全膜覆土穴播无显著差异,孕穗期开始则好于全膜覆土穴播;全膜覆土穴播0~200cm土壤贮水消耗量显著高于秸秆带状覆盖,而开花至成熟阶段的耗水量及其占总耗水量的比例则略低于秸秆带状覆盖。3种覆盖处理均显著提高产量和水分利用效率,PM、SM1和SM2较CK分别增产36.8%、29.7%和27.5%,水分利用效率分别提高27.3%、23.9%和22.7%。产量与生育期耗水量呈显著正相关(r=0.97*)。覆盖处理中,全膜覆土穴播产量虽最高,但从产量、水分利用效率和经济效益角度综合考虑,秸秆带状覆盖优于全膜覆土穴播。因此认为,秸秆带状覆盖是一种更加高产高效、适宜在西北半干旱雨养区推广的覆盖种植方式。     

高海拔(西藏)半干旱地区玉米全膜双垄沟播栽培技术探析

采用田间试验,设全膜双垄沟播、全膜平作和裸地平作3种种植方式,测定玉米各生育时期的土壤含水量、干物质量、光和速率、产量和产量构成因子,分析不同处理的土壤耗水量、贮水量、含水量垂直变化以及水分利用效率,探讨全膜双垄沟播下玉米土壤水分的动态变化和利用效率。结果表明,覆膜可使玉米出苗提前2 d,促进玉米前期营养生长并提前灌浆5 d,覆膜处理的整个生育期缩短8 d。全膜双垄沟播处理的产量和水分利用效率最高,分别为27 309 kg/hm~2、69.2 kg/(hm~2·mm),同时生育期耗水量最小(394.5 mm),能够提前灌浆,减少灌浆时期耗水量。收获后,全膜平作和裸地平作处理的土壤水分出现亏缺,各土层贮水量均减少,全膜双垄沟播处理的各土层土壤含水量均高于播前。全膜双垄沟播处理的玉米净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)和气孔导度(Gs)显著高于其他处理,收获时各处理的子粒和秸秆干物质累积量均表现为全膜双垄沟播全膜平作裸地平作。     

半干旱地区玉米覆膜方式研究

干旱是制约玉米生产的主要因子。试验研究7种不同覆膜方式的土壤含水量、土壤温度、玉米生育期、农艺性状及产量,探求不同覆膜方式对半干旱地区玉米产量的影响。结果表明,顶凌覆膜优于春覆膜,全地面覆膜优于半覆膜平铺,其中全膜顶凌双垄沟栽培模式产量达到12 691.9 kg/hm2,较普通种植模式增产46.10%,较裸地种植增产77.98%,是一项适合半干旱地区的玉米高产栽培技术。     

山区旱地间套种春玉米的覆盖效果研究

3年定位试验结果表明,栏肥、秸秆、地膜和杂草覆盖对山区旱地间套种春玉米具有显著的增产增效作用,增产幅度18.1%～36.4%,其中以秸秆覆盖最为明显,且以前作秸秆全部覆盖最好.栏肥、秸秆和杂草覆盖保水效果好,具增降温的双重功效,并能明显提高土壤肥力,而地膜覆盖保水抗旱效果差,又耗地力,不利于山区旱地的可持续生产。     

不同耕作措施对土壤质构和玉米产量的影响

通过4年定位试验,研究不同耕作措施对黑钙土区耕地土壤结构和质量以及玉米产量的影响。结果表明,播种前,和常规旋耕(CK)相比,深松旋耕(DP)、秸秆覆盖还田+深松(DSM)和秸秆深翻还田(PS)使土壤容重降低5.22%～11.19%,孔隙度增加5.09%～11.45%;DP、DSM处理土壤含水率分别提高14.99%和18.58%;DSM处理下>5 mm的团粒量与CK差异不显著,DP和PS处理使>5 mm的团粒比例降低,2～1 mm、1～0.5 mm和0.5～0.25 mm团粒比例升高。收获期,DSM、PS和DP处理的有机质含量较CK分别增加3.92、3.03和2.47 g/kg,DSM、PS和DP处理均能提高各时期土壤全量和速效养分含量,最终使玉米增产3.2%、6.8%和1.3%。从综合效应来看,秸秆覆盖还田+深松是黑钙土区更为适宜的耕作措施。