绿洲灌区小麦秸秆还田与耕作措施对玉米产量的影响

针对西北干旱绿洲灌区玉米长期连作导致其产量提高受限的关键问题,基于田间定位试验,研究了秸秆还田/秸秆不还田和耕作措施(传统翻耕、免耕)对玉米产量的影响。结果表明,前茬小麦秸秆还田和耕作措施对玉米干物质积累量与叶面积指数均有显著影响,且二者的互作效应显著。从玉米全生育期平均来看,秸秆还田较秸秆不还田显著提高了玉米干物质积累量与叶面积指数,分别提高4.2%～8.2%和7.1%～13.0%;与免耕处理相比,传统翻耕显著提高了玉米干物质积累量与叶面积指数,分别提高20.2%～24.1%和11.0%～16.0%。秸秆还田和耕作措施对玉米籽粒产量及产量构成因素影响显著,但二者的互作效应不显著。秸秆还田较秸秆不还田、传统翻耕较免耕玉米籽粒产量分别提高21.9%和20.0%,其主要原因是提高了穗数。因此,在干旱绿洲灌区小麦秸秆还田结合传统翻耕有利于提高玉米叶面积指数,促进干物质积累,进而提高玉米籽粒产量。     

稻秸还田下耕作与播种方式对小麦出苗及产量的影响

为了研究稻秸还田下耕作与播种方式对小麦出苗及产量的影响,通过大区试验,分析了稻秸全量还田下不同耕作与播种方式对小麦出苗率、出苗均匀性及产量性状的影响。结果显示,相同的播种方式下,浅耕处理小麦出苗率高于免耕处理,但出苗均匀性差于后者;相同的耕作方式下,播种方式对小麦出苗率和出苗均匀性的影响差异较大,其中,机械匀播方式下小麦出苗率最高,出苗均匀性最好;小麦出苗率和出苗均匀性通过影响穗数、穗粒数、千粒重而影响籽粒产量,同一耕作方式下机械匀播小麦籽粒产量均高于其余2种播种方式,免耕和浅耕下机械匀播小麦产量分别达6484.35 kg/hm~2和6476.20 kg/hm~2。因此,稻秸全量还田条件下,建议采用免耕机械匀播方式,能有效改善小麦田间出苗情况,进而获得较高的籽粒产量。     

稻草还田与不同耕作方式对小麦出苗以及产量的影响

为了研究稻草还田与不耕作方式对小麦出苗以及产量的影响,通过小区试验研究稻草还田与不同耕作方式对小麦出苗率、出苗整齐度、均匀性、产量以及主要产量性状的影响。结果显示,稻草还田使小麦出苗率以及出苗均匀性下降;稻草还田条件下,免耕降低了出苗整齐度,旋耕、浅翻耕、深翻耕提高了出苗整齐度;稻草还田后影响小麦产量主要原因是小麦出苗率、出苗均匀性低;稻草还田后小麦出苗率变低、均匀性变差,通过影响小麦千粒重、有效穗数、每穗粒数而影响小麦产量。     

耕作和秸秆还田方式对玉米产量及钾素积累转运的影响

通过探究秸秆还田方式对玉米产量及钾素积累转运的影响,为制定玉米秸秆还田配套的合理耕作方式提供参考。以玉米品种合众11为试验材料,在东北农业大学向阳试验基地进行了两年田间小区定位试验,采用土壤耕作方式与秸秆还田相结合的方法,设置免耕+秸秆还田、免耕+秸秆不还田、旋耕+秸秆还田、旋耕+秸秆不还田、翻耕+秸秆还田、翻耕+秸秆不还田6个处理,测定并分析玉米产量及相关因子、钾积累量、钾转运量及利用效率。与免耕相比,翻耕和旋耕的玉米产量、钾积累量及利用效率均显著提高。与秸秆不还田相比,秸秆还田处理显著提高了玉米产量、钾积累量。耕作方式与秸秆还田对各指标存在显著交互作用。与免耕+秸秆不还田处理相比,翻耕+秸秆还田和旋耕+秸秆还田显著提高产量和钾积累量与利用效率。在6种耕作模式中,翻耕+秸秆还田处理的产量和钾素积累量最高,2016年产量翻耕+秸秆还田较免耕不还田提高了32.19%,2017年提高了23.30%。钾素积累量2016年抽雄期、成熟期翻耕+秸秆还田较免耕不还田分别提高了19.86%、14.15%,2017年抽雄期、成熟期翻耕+秸秆还田较免耕不还田分别提高了40.75%、20.03%,且与免耕+秸秆不还田存在显著性差异,表明翻耕结合秸秆还田有利于产量和钾素积累利用的提高。因此,在本试验条件下,在秸秆还田的基础上翻耕是适宜的耕作方式。     

保护性耕作对华北平原冬小麦水分利用的影响

以保护性耕作长期定位试验为研究对象,比较分析了华北平原保护性耕作与传统耕作冬小麦田土壤水分的动态变化、作物耗水量、水分利用效率及作物产量。结果表明：免耕冬小麦田0-180 cm土壤含水量高于翻耕,随土层深度的加深含水量之间差异减少。土体0-30 cm贮水量呈波浪状变化,其中免耕具有很好的蓄水保墒作用;耕作处理之间0-180 cm的土体贮水量虽无显著差异,但免耕处理土体贮水量高于翻耕,秸秆还田高于无秸秆处理。秸秆直立免耕（ZT1）处理作物耗水量最少,分别比翻耕（CT）,翻耕＋秸秆还田（CTR）,旋耕＋秸秆还田（RTR）,秸秆粉碎免耕（ZT2）少消耗3.8,39.6,55.8,61.8 mm的水分;ZT1处理的产量为5 139.7 kg/hm^2,比CT（7 314.8 kg/hm^2）减产29.7%;ZT1处理水分利用效率为13.9 kg/（mm.hm^2）比CT减少32.4%。     

保护性耕作对华北平原冬小麦水分利用的影响

以保护性耕作长期定位试验为研究对象,比较分析了华北平原保护性耕作与传统耕作冬小麦田土壤水分的动态变化、作物耗水量、水分利用效率及作物产量.结果表明:免耕冬小麦田0～180 cm土壤含水量高于翻耕,随土层深度的加深含水量之间差异减少.土体0～30 cm贮水量呈波浪状变化,其中免耕具有很好的蓄水保墒作用;耕作处理之间0～180 cm的土体贮水量虽无显著差异,但免耕处理土体贮水量高于翻耕,秸秆还田高于无秸秆处理.秸秆直立免耕(ZT1)处理作物耗水量最少,分别比翻耕(CT),翻耕 秸秆还田(CTR),旋耕 秸秆还田(RTR),秸秆粉碎免耕(ZT2)少消耗3.8,39.6,55.8,61.8 mm的水分;ZT1处理的产量为5 139.7 kg/hm2,比CT(7 314.8 kg/hm2)减产29.7%;ZT1处理水分利用效率为13.9 kg/(mm·hm2)比CT减少32.4%.     

耕作方式对小麦播种质量、产量和效益的影响

为明确冬小麦―夏玉米轮作种植模式中,不同耕作整地方式对小麦播种质量、产量和效益的影响,设置旋耕2次、深松+旋耕、重耙+旋耕、翻耕+轻耙、翻耕+旋耕、重耙+翻耕+轻耙和重耙+翻耕+旋耕（CK）共7种耕整地方式。结果表明,在夏玉米为籽粒玉米的地块,7种耕作整地方式中CK处理的秸秆含量较少,地表及0~20cm土层平均秸秆含量较其他处理减少27.5%和28.6%,土壤与秸秆混合较均匀,0~20cm土层中每5cm土壤平均容重较其他处理变化减小30.5%,播种深度适宜,平均3.9cm,出苗质量好,缺苗断垄较其他处理降低25.7%,苗间离散度均匀,平均极差减小39.0%,穗数最多（670.5万/hm²）、产量最高（7966.5kg/hm²）、效益最高（9051.0元/hm²）,与其他处理达显著性差异。在夏玉米为青贮玉米的地块,除旋耕2次和深松+旋耕的整地处理产量较低外,其余处理间产量差异不显著,其中翻耕+旋耕处理的产量和效益最高,分别为8133.0kg/hm²和9894.0元/hm²,效益显著高于其他处理。     

免耕不同处理对土壤养分、土壤酶活性及燕麦产量的影响

通过设置免耕高留茬高覆盖、免耕低留茬高覆盖、免耕高留茬低覆盖、免耕低留茬低覆盖和常规耕作5个处理,研究旱作免耕不同留茬覆盖处理对燕麦田土壤养分、土壤酶活性及燕麦产量的影响,以期为当地燕麦生产实施免耕技术提供理论依据。结果表明,免耕留茬覆盖各处理均能显著提高土壤耕层中有机质、全量养分及速效养分含量;随燕麦生育时期的推进,土壤酶活性呈先升后降的变化趋势,免耕留茬覆盖能显著提高土壤脲酶、碱性磷酸酶、蔗糖酶和过氧化氢酶活性,其活性大小均表现为：免耕留茬覆盖处理显著高于常规耕作,免耕高覆盖处理显著高于低覆盖,免耕高留茬高于低留茬;免耕留茬覆盖处理对提高燕麦产量作用显著,其中免耕高留茬高覆盖产量最高,为2 111.4kg/hm ²,较常规耕作增产18.6%,其产量表现为：高留茬高覆盖>低留茬高覆盖>高留茬低覆盖>低留茬低覆盖>常规耕作。     

保护性耕作对潮土物理性质的影响

为了研究保护性耕作对土壤物理性质的影响,以黄淮海平原典型潮土区小麦—玉米轮作系统的长期定位试验为基础,探讨不同耕作方式与秸秆还田处理下土壤容重、饱和导水率、紧实度、含水量的变化。结果表明,0~20 cm土层,土壤容重、土壤紧实度随着翻耕频率的减少而增加,每两年翻耕一次(CNTW2T)和每四年翻耕一次(CNTW4T)的土壤紧实度比长期免耕分别降低了40%、17%,土壤紧实度与土层深度呈显著正相关;保护性耕作改变土壤导水性能,随着免耕年限的增加,土壤饱和导水率显著降低;少免耕土壤含水量比传统翻耕高0.77%~3.01%。秸秆覆盖能显著降低土壤紧实度,改良土壤压实状况,提高土壤饱和导水率,减少土壤水分蒸发,从而改善土壤保水能力。免耕有利于土壤蓄水保墒,但长期免耕易导致土壤压实,不利于作物生长,少耕(CNTW2T、CNTW4T)既可改善土壤导水、保水性能,又可减少土壤压实,因此在黄淮海平原实施少耕与秸秆还田相结合的保护性耕作有利于改良土壤物理性质,提高土壤保水能力。     

玉米秸秆还田与不同耕作方式下影响小麦出苗的因素

在华北平原小麦-玉米一年两熟条件下，玉米秸秆还田后小麦出苗率下降的原因可归纳为播种过浅、播种过深、秸秆或根茬物理阻碍、种子霉烂及土壤水分不足或干湿不均等5方面。影响出苗的关键因素在传统翻耕方式下（对照）依次是土壤水分不足、播种过浅、根茬阻碍；在秸秆粉碎还田后翻耕播种方式下为土壤水分不足、秸秆阻碍、播种过浅；在秸秆粉碎还田旋耕播种方式下为秸秆阻碍、土壤水分不足、播种过浅；在秸秆粉碎还田直播方式下为秸秆阻碍、播种过深、种子霉烂、播种过浅、土壤水分不足；在秸秆立秆直播方式下为秸秆阻碍、种子霉烂、播种过浅、土壤水分不足、播种过深。在后两2种种植方式下秸秆还田量与小麦出苗率可分别用y =402.67x^－0.7192和 y =509.4x^－1.0597表示。     

地膜玉米田免耕直播油菜种植方式和效益分析

为了解决地膜玉米田免耕直播油菜在一定程度上对西南山区旱地直播油菜由于播种期土壤水分不足、地温偏低,劳动力普遍短缺,田间管理粗放的问题,通过对不同种植方式下的产量和效益比较分析,评价地膜玉米田免耕直播油菜的种植模式和可行性。结果表明,以常规翻耕栽培方式作为对照,对利用前作玉米地膜进行揭膜、破膜、留膜3种免耕栽培方式进行同田对比研究。地膜玉米田播种油菜采用破膜点播,利用残膜的保温保湿能力可达到保证全苗、促进幼苗生长的效果。苗期去除残膜中耕的免耕直播栽培方式,每公顷商品油菜籽收获产量可达4023.00 kg、产值达18103.50元、纯收益8053.50元、投入产出比1:1.80。产量产值和纯收益分别比常规翻耕栽培提高18.95%和92.01%。利用破膜点播及揭膜免耕技术在干旱、低温油菜产区栽培油菜是可行的,与常规栽培方式相比,具有劳资投入少、省时省力、高产量、高产值的特点,适合大面积推广应用。     

不同保墒耕作措施对小麦、玉米耗水特征及周年水分利用的影响

为探明土壤结构改良与保墒耕作措施对小麦、玉米周年水分利用的作用机制。采用田间试验,研究了常规耕作、秸秆还田、保水剂、有机肥、免耕、深松、深松+秸秆覆盖等措施对小麦、玉米生长过程中的耗水特征、光合特征及周年水分利用的影响。结果表明:深松+秸秆覆盖在小麦生育期内储水量较高。从小麦播种-返青期,深松+秸秆覆盖处理的耗水量最低。而在返青-拔节期,该处理最大,而其在孕穗-抽穗期的耗水量却最低。在拔节-孕穗期,保水剂处理的耗水量最大,而在抽穗-灌浆期,其耗水量最小。在灌浆-收获期,秸秆还田和保水剂处理的耗水量较其他处理低。在玉米整个生育期内,保水剂和免耕处理的耗水量较其他处理低。不同措施改善了小麦和玉米的光合生理特征,促进了小麦、玉米产量和水分利用率的提高。各处理中,以免耕处理的小麦产量和水分生产效率最高,分布较常规耕作提高了18.3%和20.0%。以秸秆还田处理的玉米产量和水分生产效率最高,分别较常规耕作提高了21.6%和23.8%。而深松处理的小麦-玉米复合产量最高,其次为免耕处理,其分别较常规耕作处理增产14.9%和14.3%。而深松+秸秆覆盖处理和免耕处理的总水分生产效率较其他处理高,分别较常规耕作处理提高了18.5%和18.1%。说明深松和免耕处理更利于小麦、玉米周年节水增产。     

小麦-夏玉米周年耕作措施对夏玉米茎秆和穗部性状的影响

为了探索山东省半湿润易旱区夏玉米高产稳产适宜耕作措施,将冬小麦和夏玉米两季耕作技术作为一体,设置了10种周年耕作措施,比较分析不同耕作措施对夏玉米茎秆、穗部性状及产量的影响。耕作试验（一周年）结果表明,不同耕作措施对玉米株高和穗位高没有显著性影响,而对茎粗和穗高系数影响显著,其中对照即常规耕作方式（小麦旋耕+玉米直播+秸秆不还田）茎秆最细,穗高系数最高,而A1B11（小麦旋耕+玉米旋耕+秸秆还田）、A2B21（小麦免耕+玉米直播+秸秆还田）、A3B31（小麦深松+玉米深松+秸秆还田）和A4B41（小麦深耕+玉米深耕+秸秆还田）耕作处理间茎秆粗度均显著高于其他处理。与对照相比,各耕作措施显著增加了玉米穗行粒数和百粒重,秃顶长度减小,籽粒产量和生物量均显著增加,其中A1B11（小麦旋耕+玉米旋耕+秸秆还田）耕作处理籽粒产量最高,比对照高35.83%。     

鄂东晚收稻田油菜两种飞播种植模式的产量及效益比较

在相同茬口条件下,比较油菜两种飞播种植模式的产量及效益,为鄂东地区晚收稻田油菜轻简化生产提供技术支撑。以冬油菜为试材,通过两年的田间试验,获得两种飞播种植模式的油菜产量和效益数据。与旋耕飞播相比,两年免耕飞播的油菜籽产量平均增加561.5 kg/hm²,增产率平均为25.7%,增产的主要原因是单株角果数显著增加,平均增幅为28.6%;两年免耕飞播的油菜产值平均增加3023元/hm²,毛收入平均增加4523元/hm²,主要原因是免耕飞播减少了秸秆离田、种子农药用量、旋耕整地和除草防病四个方面投入,两年投入共计平均减少1500元/hm²。油菜免耕飞播种植模式不仅降低了油菜生产成本,还提高了油菜产量和效益,具有节本增效的优势,适宜在鄂东晚收稻田推广应用。     

免耕轮作对内蒙古地区农田贮水特性和作物产量的影响

2005—2011年,在内蒙古清水河县进行了免耕留高茬覆盖(NHS)、免耕留低茬覆盖(NLS)、免耕留高茬(NH)、免耕留低茬(NL)和常规耕作(T)5种耕作方式与3种轮作模式(燕麦-大豆-玉米、大豆-玉米-燕麦和玉米-燕麦-大豆)对土壤贮水特性和作物产量影响的研究。结果表明,不同免耕轮作处理中以免耕留茬覆盖结合燕麦-大豆-玉米轮作模式对土壤贮水量的提高程度最大,增幅为常规耕作的35.66%~41.63%。不同免耕轮作模式均能提高作物水分利用效率和作物产量,且作物产量高低与降雨量的变化趋势一致。第一个轮作周期后NHS、NLS、NH和NL分别较T作物水分利用效率增加43.77%、31.45%、26.74%和13.91%,作物产量增加29.68%、27.69%、18.05%和15.66%。第二个轮作周期内由于干旱比较严重,免耕方式结合燕麦-大豆-玉米模式效果较轮作第一个周期有所下降,但NHS、NLS、NH和NL仍分别较T作物水分利用效率增加29.83%、20.51%、6.18%和3.15%,作物产量增加17.52%、13.60%、4.33%和1.95%。因此,在土壤水分基本来源于自然降水的内蒙古旱作区,免耕轮作能够提高土壤蓄水保墒能力,增加作物产量,尤其以免耕秸秆覆盖结合燕麦-大豆-玉米模式效果最佳。     

不同秸秆还田方式及施肥对小麦复种小油菜经济效益的影响

为了减少小麦秸秆焚烧、控制污染和提高田间留茬的利用效率,采用二因素随机区组设计,在甘肃河西绿洲灌区通过大田试验,研究了小麦留高茬收割后立茬、粉碎、焚烧3种秸秆还田方式及化肥减量施用（参照N 180 kg/hm2、P2O5 90 kg/hm2）对春小麦复种油菜经济效益的影响。结果表明,3种秸秆还田的措施与传统低茬收割比较,小麦、油菜的产量均有显著提高,其中小麦单产以麦茬粉碎还田处理最高,复种油菜单产以秸秆焚烧还田最高,总产值、劳动生产率以高施肥、麦茬粉碎还田的处理最高,分别达26752元/hm2和59.45元/工日,纯收益、土地净产率和产出投入比以麦茬焚烧还田、化肥减量15%的处理最高,分别达20346元/hm2、11346元/hm2和1.76。化肥减量15%时,各高留茬秸秆还田处理间作物产量和经济效益指标之间没有显著差异,证明在合理的秸秆还田措施保证条件下,化肥较当前高施肥水平降低15%在生产中是可行的。从提高经济效益、生态效益和保护环境的综合因素分析,在小麦复种油菜生产中推荐的方案是小麦留茬20~25 cm收割,旋耕粉碎还田后复种油菜。     

大豆玉米持续轮作免耕对土壤养分及作物产量的影响

为了解决免耕减产、秸秆焚烧污染环境、种植结构不合理等问题,试验通过设置免耕和传统垄作田间对比试验,研究了2013年到2016年连续4年大豆玉米轮作免耕对土壤养分及作物产量的影响,研究结果可为免耕技术推广及黑龙江省农业持续发展提供理论参考和技术保障。试验结果表明,大豆玉米持续轮作免耕条件下0-7.5 cm、7.5-15 cm、15-22.5 cm、22.5-30 cm土壤养分指标全氮、全磷、全钾、碱解氮、速效磷、速效钾、有机质含量均高于垄作处理,且耕作对全氮、全磷、碱解氮、速效磷、速效钾、有机质含量影响显著;耕作对土壤容重影响显著,免耕处理各层土壤容重高于垄作处理,免耕处理15-22.5 cm与22.5-30 cm土层之间容重差异不显著,而垄作处理各层土壤容重差异显著;与垄作相比,2013年和2015年免耕大豆增产率分别为16.37%和25.33%,2014年和2016年免耕玉米产量增产率分别为0.88%和9.50%。大豆玉米轮作免耕较垄作平均节约成本640元/hm2,平均增收2220元/hm2。     

河北平原麦玉两熟轮耕模式对土壤特性及作物产量的影响

于2016-2017年冬小麦-夏玉米一年两熟生长季,设小麦季深松+玉米季免耕（S-N）、小麦季旋耕+玉米季深松（R-S）和小麦季深松+玉米季深松（S-S）处理,以常规耕作方式小麦季旋耕+玉米季免耕（R-N）为对照,在河北平原中部南和县对不同轮耕模式下土壤理化性状、微生物特性、水热状况、产量及水分利用效率进行研究。结果表明,对比小麦播种前,R-S和S-S处理土壤非毛管孔隙度均有显著上升,0~15和15~30cm土层分别平均提高15.2%和18.0%;R-N处理0~15和15~30cm土层非毛管孔隙度比小麦播前分别下降11.3%和7.3%。单季或两季深松可显著提高农田土壤碱性磷酸酶、多酚氧化酶、过氧化氢酶和脲酶活性,其中R-S和S-S处理提高最明显。单季深松或两季深松均可显著提高微生物生物量碳和活跃微生物量,0~30cm土层分别平均提高6.3%和20.6%。两季深松土壤呼吸平均提高12.4%,且呼吸速率变幅增大。深松可增大土壤周年温度变幅,提高水分利用效率,两季深松可显著提高周年作物产量达8.62%。深松可改善土壤物理性状,提高作物产量,提高土壤关键酶活性和呼吸速率,扩大土壤温度日变幅,优化土壤微生物环境。