秸秆炭化还田对土壤性状和作物产量的影响

摘要： 秸秆还田产生了很好的经济效益,但仍存在问题。因此,提出秸秆炭化还田或利用,以提高秸秆综合利用率。为此,本文综述了秸秆炭化形成的生物量炭（biomass charcoal）对土壤性状和作物产量的影响。生物量炭化后与木炭相似,耐降解,可提高土壤碳库容量,减少温室气体排放。同时炭具有很大的表面积,持水性、吸附性均较强。在一定量下,施炭可增加土壤阴、阳离子交换量、吸附氮、磷及矿物离子,减少养分损失,在一定范围内,普遍能增加作物生物量和产量,因此认为秸秆炭化还田或利用是秸秆综合利用的优势途径。     

生物质炭和有机肥施用对芦蒿产量及土壤性质的影响

试验选择在南京市八卦洲街道芦蒿种植区进行,研究生物质炭、有机肥以及生物质炭有机肥混施对芦蒿产量和土壤性质的影响。试验包括5个处理：（1）对照(CK);（2）生物质炭用量22.5 t/hm2 (CB);（3）有机肥用量22.5 t/hm2 (CM);（4）生物质炭用量22.5 t/hm2 有机肥用量22.5 t/hm2 (CBM);（5）生物质炭用量11.25 t/hm2 有机肥用量11.25 t/hm2 (CBM1/2),采用随机区组设计。研究结果显示,单独施用生物质炭(CB)或有机肥施(CM)用对芦蒿生物量、产量及根系生物量均没有显著影响。CB处理下土壤有机碳、全氮、速效磷和速效钾分别比CK提高了32%、7%、16%和80%,而土壤pH和电导率无显著变化。单独施用有机肥(CM)处理下土壤全氮和速效磷含量分别比CK提高了12%和16%,而对土壤pH、有机碳、速效钾和电导率没有显著影响。生物质炭和有机肥配合施用(CBM)提高了土壤有机碳、全氮和速效钾含量。当生物质炭和有机肥量由CBM减少到CBM1/2,不仅土壤有机碳、全氮和速效钾,速效磷的含量也有所提高。本研究结果表明,尽管生物质炭和有机肥施用均显著提高了土壤肥力,但对芦蒿生物量、产量及根系生物量均没有显著影响,说明土壤肥力水平不是限制南京市八卦洲地区芦蒿生产的主要因素。     

有机肥配施生物质炭对土壤肥力性状与蔬菜生长的影响

为探讨科学施用生物质炭的方法,该研究采用盆栽方法比较了施用等质量生物质炭、有机肥和生物质炭与有机肥配合对土壤肥力性状和蔬菜生长的影响,试验设对照(不施有机肥和生物质炭)、单施生物质炭、生物质炭与有机肥配合施用及单施有机肥等4个处理。结果表明,与对照相比,单施生物质炭对增加土壤有机碳的固定和降低土壤酸度的作用大于生物质炭与有机肥配合施用,生物质炭与有机肥配合施用对增加土壤水稳定性团聚体、CEC、总氮、矿物氮、有效铁、有效锰、有效钼、易氧化有机碳、微生物生物量碳和水溶性有机碳含量,及改善土壤微生物区系与土壤酶活性要优于单施生物质炭的处理;在影响土壤容重、有效钾、有效磷、有效钙、有效硅、有效镁、有效锌和有效铜等肥力性状方面二者基本相似。生物质炭与有机肥配合施用的蔬菜产量略高于单施生物质炭的处理。总体上,生物质炭与有机肥配合施用对改善土壤肥力性状与促进蔬菜生长的效果好于单施生物质炭。     

水分和腐植酸对燕麦籽粒产量和β-葡聚糖含量的协同提升效应

为明确水分和腐植酸协同作用对燕麦的增产提质效应,本试验以蒙农大燕1号和内燕5号燕麦品种为研究对象,分别设置旱作和有限灌溉2个水分处理,分析喷施腐植酸对燕麦叶片光合特性、籽粒产量和β-葡聚糖含量的影响。结果表明:孕穗和开花期喷施腐植酸后可以显著提高燕麦叶片的光合特性,与灌水条件下相比,蒙农大燕1号叶片的光合速率在旱作条件下的提高幅度更大,提高了31.78%～123.72%,而内燕5号在旱作和灌水条件下增幅基本一致;在旱作条件下喷施腐植酸后两品种籽粒产量和β-葡聚糖含量均显著提高,尤其以内燕5号的提高幅度更大,分别提高了5.60%～74.68%和11.24%～19.56%;与旱作处理相比,在灌水条件下喷施HA,两品种籽粒β-葡聚糖含量提高幅度更大,分别提高了11.30%～33.29%和7.76%～43.81%。通过各指标之间的相关性分析,蒙农大燕1号品种叶片的光合速率与籽粒β-葡聚糖含量、穗长、单穗小穗数、单穗粒重、千粒重及籽粒产量呈显著正相关关系,籽粒产量与穗长、单穗小穗数、单穗粒重、千粒重呈显著正相关关系,籽粒β-葡聚糖与单穗小穗数、千粒重和籽粒产量呈显著正相关关系(P<0.05...     

长期间作及免耕对土壤物理性状及作物产量的影响

针对西北绿洲灌区长期传统覆膜耕作造成土壤结构的稳定性下降、地膜残留过多和土壤质量下降等问题,研究覆膜免耕与禾豆间作种植模式对土壤物理性质和作物产量的影响,以期为试区优化耕作方式和作物种植模式提供理论支撑。田间试验于2013—2020年在河西绿洲灌区进行,设置传统耕作覆膜(CT)、覆膜免耕(NT) 2种耕作措施;单作豌豆(P)、单作玉米(M)、玉米间作豌豆(M//P) 3种种植模式,2019年和2020年玉米收获后测定土壤物理性状和作物产量等相关指标。结果表明：（1）0～30 cm土层≥0.25 mm水稳性团聚体含量、平均重量直径(MWD)、土壤容重和土壤总孔隙度在NT与CT处理间存显著差异,NT较CT≥0.25 mm水稳性团聚体含量提高2.02%～7.76%、MWD提高19.4%～26.0%、土壤容重降低1.31%～1.57%、总孔隙度增加1.97%～2.28%;(2)NT处理下,不同种植模式间存在显著差异,M//P分别较P和M处理水稳性大团聚体含量增加12.60%～20.11%和7.05%～11.55%,MWD分别较P和M处理增加9.61%～12.44%和4.01%～8.01%,土壤...     

酵素对热区土壤理化性状和作物生长的影响

为探索酵素堆肥和液肥在热带土壤和作物生产上,调节土壤理化性质、作物生长发育、产量品质和对自然与生物不良环境抗性的效果,采用盆栽与大田相结合,系统研究了酵素堆肥的材料种类、施用量、生物有机肥种类、酵素液及其材料种类等,对热区土壤和辣椒、黄瓜作物的果实生长、防御酶活性、对干旱、冷害和虫害等的抗性的影响.结果表明:(1)酵素...     

不同用量生物质炭对小白菜和大蒜产量与品质的影响

研究不同用量生物质炭对土壤性质、蔬菜产量和品质的影响,探索生物质炭对小白菜和大蒜种植的最佳用量,为生物质炭在蔬菜上的应用提供科学依据。盆栽试验共设4个生物质炭用量处理,包括CK、C1、C2、C3,分别以0、1%、2%、3%的添加量施入,每个处理5次重复,监测小白菜和大蒜生长季数据。结果表明,生物质炭能够显著增加土壤有机碳,增幅为23.86%~93.54%;施用3%的生物质炭处理显著增加了小白菜和大蒜生长季土壤全氮11.33%和23.09%;生物质炭能够显著增加土壤有效磷和速效钾含量,增幅分别为18.77%~80.04%和80.19%~396.18%;生物质炭显著增加土壤pH值,增幅为6.03%~17.19%。生物质炭能够显著增加小白菜地上部鲜重和干重,增幅分别为60.11%~86.11%和57.89%~76.32%;施用3%的生物质炭显著增加了大蒜地上部鲜重、地上部干重和地下部干重,增幅分别为36.89%、32.00%和61.56%。施用2%和3%的生物质炭显著增加了小白菜可溶性蛋白含量9.07%和9.37%,同时,生物质炭能够显著降低小白菜可溶性糖和硝酸盐含量,降低幅度分别为6.72%~7.00%和38.62%~93.20%;施用2%和3%的生物质炭显著增加了大蒜可溶性蛋白含量9.83%和9.56%,而施用3%的生物质炭显著降低了大蒜可溶性糖和硝酸盐含量,降低幅度分别为17.98%和39.27%。综上所述,生物质炭能够显著改善土壤化学性质,对小白菜和大蒜起到稳产增产效果,同时还能显著提高蔬菜品质。同时,小白菜和大蒜最佳的生物质炭用量为1%和3%。     

保水剂对土壤理化性状和木薯产量影响研究

为探讨保水剂对土壤理化性状和木薯产量的影响,以木薯品种‘辐选01’为材料,在每公顷施用保水剂(0 kg,20 kg,40 kg)的处理下,研究保水剂不同用量对土壤理化性状、木薯农艺性状及产量的影响。结果表明：施用保水剂能改善土壤理化性状,促进木薯生长,提高木薯产量。其中以40 kg/hm2保水剂施用量效果最好,其土壤含水量、孔隙度、速效氮、速效磷、速效钾分别增加了12.56%、16.47%、11.62%、36.87%、45.42%;株高、茎粗分别增加了14.74%、12.74%;木薯产量和经济收入分别增加了36.96%和22.15%。由此可见,保水剂对改善土壤理化性状,促进木薯生长,增加木薯块根产量,提高经济效益起到积极的促进作用,因此可在木薯栽培上推广应用。     

豆科–燕麦间作对作物光合特性及籽粒产量的影响

为进一步揭示豆科燕麦间作体系中作物产量优势的光合机制,设置燕麦单作、大豆单作、花生单作、大豆燕麦间作和花生燕麦间作试验,在不施氮肥的条件下,调查大豆、花生同燕麦的产量、功能叶片相对叶绿素含量(SPAD)及光合特性。结果表明,与单作相比,大豆–燕麦和花生–燕麦间作优势明显,土地当量比(LER)分别为1.41~1.63和1.31~1.52。同大豆间作的燕麦除单株粒重及千粒重外,其他各产量构成因子均增加;同花生间作的燕麦各产量构成因子均高于单作燕麦,其中小穗数、穗粒数、单株粒重与单作相比差异显著;间作提高了大豆各产量构成因子,但降低了花生的结荚数及单株粒重。间作提高了燕麦的叶绿素含量和净光合速率,改变了叶绿素构成,使燕麦衰老延缓;间作对大豆的相对叶绿素含量及净光合速率均无显著影响;在燕麦孕穗后期至抽穗期,间作花生净光合速率显著高于单作。在不施氮肥的条件下,间作体系均明显优于单作,其中燕麦花生间作体系显著促进了燕麦的生长发育,大豆燕麦间作体系对燕麦、大豆均有一定促进作用。     

秸秆覆盖对坡耕地土壤性状和马铃薯产量的影响

通过田间试验研究稻草和玉米秸秆覆盖对坡耕地土壤侵蚀、土壤水分、土壤温度、土壤小动物种类和数量、杂草生长及马铃薯产量的影响。结果表明：坡耕地秸秆覆盖栽培秋马铃薯能减少土壤泥沙流失57.1%~71.4%,有效降低地面秋冬季节极端温度,提高土壤渗蓄保墒能力,增加土壤生物多样性和数量,特别是蚯蚓的数量明显增加,比对照高2倍以上,稻草和玉米秸秆杂草量仅为对照的9%~57%,马铃薯产量增幅为33%~77%,增产效果明显。因此,坡耕地稻草和玉米秸秆覆盖有利于保蓄水土,改良土壤性状,稳定提高马铃薯产量。     

3种土壤有机碳含量的研究

为了研究土壤呼吸作用产生的CO2量,分别在校花房地、南区野生大豆地和瓦房店人造湿地采集9种不同利用方式的土壤进行了有机碳含量的测定和分析。结果表明：校花房冬小麦地平均有机质含量最高,达到了11.34g/kg,南区野生大豆地有机质含量为8.97g/kg,瓦房店人造湿地有机质含量最低为8.33g/kg。经过方差分析,校花房冬小麦地有机质含量极显著高于南区野生大豆地和瓦房店人造湿地的有机质含量;南区野生大豆地的有机质含量也极显著地高于瓦房店人造湿地的有机质含量。校花房的两期播种冬小麦的土壤有机质含量差异不显著。南区不施盐碱土的有机质含量极显著地高于施盐碱土的土壤有机质含量。瓦房店人造湿地的自然状态和芦苇的有机质含量极显著地高于对照、野生大豆地和水稻地的有机质含量。     

不同绿肥对土壤肥力质量及其烟叶产质量的影响

在鄂西南植烟土壤上进行了不同绿肥对土壤肥力质量及其烟叶产质量影响的试验。本试验结果表明,在一年种植的基础上,种植绿肥对植烟土壤肥力影响有限;烟叶产量方面种植小麦、白菜、油菜好于对照,蚕豆最差;质量方面种植绿肥可以在一定程度上改善化学成分协调性,有提高烟叶品质趋势,其中以油菜处理的化学成分协调性更好,白菜次之,而蚕豆和小麦一般。     

施氮水平对不同种植模式小麦旗叶衰老和产量的影响研究

摘要：①氮素水平与小麦后期旗叶衰老有着密切关系。中氮和高氮处理与低氮和无氮处理相比,显著提高了SOD和POD的活性,相对改善了细胞中活性氧产生与清除之间的平衡,减少了细胞内过氧化物的积累,减缓了叶片衰老;但平作栽培小麦264 kg .hm-2水平（N3处理）与165kg .hm-2水平（N2处理）间的SOD、POD活性、MDA含量以及叶绿素含量等生理指标差异不显著,表明施氮量达到一定水平后继续增加施氮量对延缓小麦旗叶衰老无显著效应。②通过对垄作和平作两种栽培模式的比较发现,小麦旗叶衰老进程分为两个阶段;平作小麦以花后14天,垄作小麦以花后21天为拐点,前期为缓慢衰老期,后期为急剧衰老期。在缓慢衰老期,旗叶POD、SOD活性,叶绿素含量会略有上升;而进入急剧衰老期后,上述三个生理指标都急剧下降。平作小麦比垄作小麦提前进入急剧衰老期。③氮素水平为165kg .hm-2时,两种栽培模式均可以获得中产以上产量;264 kg .hm-2水平下能够获得更高的产量,且垄作栽培小麦的增产优势较平作小麦更明显。     

Organic fertilizer effects on growth,crop yield,and soil microbial biomass indices in sole and intercropped peas and oats under organic farming conditions

In a field experiment, peas (Pisum sativum L.) and oats (Avena sativa L.) were grown as sole crops and intercrops, fertilized with horse manure and yard-waste compost derived from shrub and garden cuttings at 10 t C ha⁻¹ each. The objectives were to compare the effects of these organic fertilizer and cropping system in organic farming on (a) yield of peas and oats, grown as the sole crop or intercropped, as well as N₂ fixation and photosynthetic rates, (b) the yield of wheat as a succeeding crop, (c) microbial biomass indices in soil and roots, and (d) microbial activity estimated by the CO₂ evolution rate in the field and the amount of organic fertilizers, recovered as particulate organic matter (POM). In general, organic fertilizer application improved nodule dry weight (DW), photosynthetic rates, N₂ fixation, and N accumulation of peas as well as N concentration in oat grain. Averaged across fertilizer treatments, pea/oat intercropping significantly decreased nodule DW, N₂ fixation and photosynthetic rate of peas by 14, 17, and 12%, respectively, and significantly increased the photosynthetic rate of oats by 20%. However, the land equivalent ratio (LER) of intercropped peas and oats exceeded 1.0, indicating a yield advantage over sole cropping. Soil microbial biomass was positively correlated with pea dry matter yields both in sole and intercropped systems. Organic fertilizers increased the contents of microbial biomass C, N, P, and fungal ergosterol in soil and CO₂ production, whereas the cropping system had no effects on these microbial indices. According to the organic fertilizer recovered as POM, 70% (manure) and 64% (compost) of added C were decomposed, but only 39% (manure) and 13% (compost) could be attributed to CO₂–C during a 101-day period. This indicated that horse manure was more readily available to soil microorganisms than compost, leading to increased grain yields of the succeeding winter wheat.     

白石砬子自然保护区不同森林类型土壤化学性质与养分状况分析

摘要：为合理利用与保护白石砬子自然保护区森林资源,对该四个地区不同林分类型土壤化学性质与养分状况进行了研究,结果表明：白石砬子地区土壤pH值呈酸性。有机质和全氮含量丰富;全磷含量适量;全钾含量贫乏。四个地区土壤肥力从高到低依次是二道沟、赤柏松、大龙沟、小龙沟。不同林分类型中,针阔混交林土壤养分最高;杂木林次之;蒙古栎林最低。     

Spatial and temporal uncertainty of crop yield aggregations

The aggregation of simulated gridded crop yields to national or regional scale requires information on temporal and spatial patterns of crop-specific harvested areas. This analysis estimates the uncertainty of simulated gridded yield time series related to the aggregation with four different harvested area data sets. We compare aggregated yield time series from the Global Gridded Crop Model Intercomparison project for four crop types from 14 models at global, national, and regional scale to determine aggregation-driven differences in mean yields and temporal patterns as measures of uncertainty.The quantity and spatial patterns of harvested areas differ for individual crops among the four data sets applied for the aggregation. Also simulated spatial yield patterns differ among the 14 models. These differences in harvested areas and simulated yield patterns lead to differences in aggregated productivity estimates, both in mean yield and in the temporal dynamics.Among the four investigated crops, wheat yield (17% relative difference) is most affected by the uncertainty introduced by the aggregation at the global scale. The correlation of temporal patterns of global aggregated yield time series can be as low as for soybean (r = 0.28).For the majority of countries, mean relative differences of nationally aggregated yields account for 10% or less. The spatial and temporal difference can be substantial higher for individual countries. Of the top-10 crop producers, aggregated national multi-annual mean relative difference of yields can be up to 67% (maize, South Africa), 43% (wheat, Pakistan), 51% (rice, Japan), and 427% (soybean, Bolivia). Correlations of differently aggregated yield time series can be as low as r = 0.56 (maize, India), r = 0.05 (wheat, Russia), r = 0.13 (rice, Vietnam), and r = −0.01 (soybean, Uruguay). The aggregation to sub-national scale in comparison to country scale shows that spatial uncertainties can cancel out in countries with large harvested areas per crop type. We conclude that the aggregation uncertainty can be substantial for crop productivity and production estimations in the context of food security, impact assessment, and model evaluation exercises.     

CO2浓度升高对水稻灌浆期茎鞘中碳水化合物代谢及其产量的影响

摘 要：（研究目的）FACE（Free Air CO2 Enrichment,空气CO2浓度增加）设施使得实际地模拟未来植物生长所处的CO2浓度增加环境变为可能,FACE下,植物生长和产量发生不同程度的加速和提高,而了解水稻在灌浆期间碳水化合物的代谢对CO2浓度增加的响应认识,为今后合理筛选育种材料提供依据。（方法）本试验利用FACE设施,研究了CO2浓度升高200µmol&#8226;mol-1对籼稻IR24灌浆期茎鞘中碳水化合物的积累及其运转以及产量构成的影响。（结果）结果表明：在整个灌浆期,籼稻IR24茎鞘中的非结构性碳水化合物 （NSC）的积累在FACE下的均高于对照下的。而运转率表现不一致,在灌浆初期和后期,FACE下茎鞘中NSC的运转率低于对照下的,而灌浆中期的运转率则为FACE的高于对照下的。另外,FACE处理能显著提高籼稻IR24的产量。（结论）这些结果初步说明,FACE处理促进了茎鞘中NSC的积累及产量的增加,但在不同时期对运转的作用不同。     

不同供氮水平对春小麦产量、氮肥利用率及氮平衡的影响

【目的】研究施氮量对春小麦产量、氮肥利用率、土壤中硝态氮累积及氮平衡的影响,旨在了解在宁夏引黄灌区减少施氮量的可行性。【方法】通过田间小区试验,设置0、120、240、360 kg/hm24个施氮量,探讨不同施氮水平对作物和环境的影响。【结果】施用氮肥可显著提高春小麦的籽粒产量、籽粒蛋白质含量及成熟期地上部总吸氮量,但过量施用氮肥对籽粒增产和蛋白质含量提高不显著。氮肥利用率随着施氮量的增加呈现降低趋势,根据差值法计算结果,当施氮量分别为120、240、360 kg/hm2时春小麦的氮肥利用率分别为27.2%、24.3%、18.2%,表明多达81.8%～72.8%的氮肥没有被作物吸收利用。氮平衡计算的结果进一步表明,未被当季小麦利用的肥料主要以无机氮的形式存在于0～150cm土层内,施氮量分别为120、240、360 kg/hm2时氮肥的土壤残留率依次为41.6%、33.1%和29.7%,而相应的表观损失率为31.2%、42.6%、52.1%。【结论】综合考虑春小麦产量、品质和环境安全,本试验条件下,春小麦的合理施氮量应控制在120～240 kg/hm2之间。     

氮钾肥配施对藤三七叶片产量及品质的影响

在塑料大棚栽培条件下,研究了氮、钾肥配施对藤三七叶片产量和品质的影响。结果表明,氮、钾肥配施能显著促进藤三七的生长发育,提高叶片产量,改善叶片品质。在适量范围内随着氮、钾肥施用量的增加,叶片鲜产量、可溶性蛋白质、还原糖、Vc的含量明显提高。当施氮量达到7.75 kg/100m2以上时,产量和品质呈下降趋势,叶片的硝酸盐含量与氮肥施量呈正相关。在不同氮素水平下,配施钾肥可提高叶片可溶性蛋白、还原性糖、Vc的含量,并能显著降低硝酸盐的含量。本试验条件下,菜用藤三七优质、高产的氮、钾肥最佳配施方案为N 5.75 kg/100m2, K2O 3.90 kg/100m2。     

长期施肥对红壤旱地作物产量及肥料效益影响

摘要：通过对红壤旱地13年连续监测研究,发现在红壤地区红壤旱地上：长期使用化学肥料,其肥料利用率和作物产量表现为逐步下降的趋势。在N处理中,前5年比CK处理,玉米平均增产213%,小麦增产96%;10年以后,玉米平均减产45%,小麦减产85%;在NP、NK、NPK处理中,与N处理具有相同的趋势;在NPKM、M处理中,玉米和小麦产量表现为平稳和轻微的上升趋势。肥料的利用率变化与产量变化具有同一性。为提高红壤旱地玉米和小麦子粒的品质,使用化学氮肥是一项必不可少的技术措施,同时化学氮肥对玉米和小麦子粒品质提高效果大于有机氮。