晋南旱作冬小麦田间生产存在的问题与建议

对晋南地区旱作麦田近5 a的生产现状进行分析发现,该地区存在小麦年均产量变幅不稳,养分投入不平衡,重基肥、轻追肥,施用肥料品种单一及田间管理不足等一系列问题,并针对上述问题提出了建议,为小麦的优质高产提供科学依据。     

底墒和磷肥对旱地小麦籽粒灌浆特性及产量的影响

为分析黄土高原旱地小麦灌浆过程与水分消耗的关系,及其产量对底墒和磷肥的响应情况,在山西省南部设3个播前0～100cm土壤底墒水平W1(248mm)、W2(233mm)、W3(205mm)和两个施磷量P1(75kg·hm~(-2))、P2(180 kg·hm~(-2)),调查不同处理下小麦总耗水、土壤水消耗、各生育阶段耗水、产量及其构成因素、灌浆过程的变化。结果表明,随着底墒水平提高小麦返青—拔节和拔节—开花阶段耗水、生育期总耗水、土壤水消耗及其占总耗水比例、产量、穗数、千粒重显著增加,且较W3,W1和W2产量分别显著高14.89%和8.66%。随磷肥增加播种—拔节耗水显著减少,而拔节—开花耗水、产量、千粒重显著增加。底墒和磷肥互作对小麦总耗水、土壤水消耗、播种—返青阶段耗水、拔节—成熟阶段耗水、千粒重有显著影响。通过小麦灌浆方程得,快增期持续时间随底墒的增加而增加、渐增期和快增期持续时间随磷肥的增加而增加、缓增期籽粒增加量及持续时间变异系数达25%。通过小麦水(磷)肥方程得,当0～100 cm底墒为253 mm时获得高产,且同底墒下产量随磷肥增加而提高。可见,旱地小麦拔节—开花阶段耗水对底墒和磷肥敏感,灌浆过程中的快增期持续时间对底墒和磷肥响应较好,缓增期变异对籽粒粒重影响较大。     

秸秆还田对土壤肥力特征影响的研究进展

综述了秸秆还田对土壤结构、水温效应、养分特征和土壤微生物特性影响的研究进展。秸秆还田能降低土壤容重,增加孔隙度,提升有机碳含量,促进大团聚体的形成并增强其稳定性;秸秆覆盖还田更能改善土壤的蓄水保墒能力,提高作物的水分利用效率;秸秆还田后土壤温度受季节变化和地域特点的影响而呈现不同的规律,而且不同秸秆还田方式对土壤温度的影响也存在差异;总体来说,秸秆还田可以增加土壤有机质和氮、磷、钾养分的含量;秸秆还田可以提高土壤微生物量,并改善土壤微生物群落结构及多样性。     

施磷水平对晋南旱地冬小麦产量及磷素利用的影响

在自然降水条件下, 通过大田试验研究了施磷量对晋南旱地冬小麦部分抗性指标、产量、磷素利用率以及1 m土壤磷素形态分布特征的影响。结果表明: 施磷可以提高旱地冬小麦抗逆性、穗数, 进而提高产量, 但对穗粒数和千粒重影响不明显。在0~120 kg(P₂O₅)·hm^-2施磷范围内, 小麦生育期旗叶硝酸还原酶(NR)活性、穗数和产量随施磷量增加显著增加, 丙二醛(MDA)和脯氨酸(Pro)含量随施磷量增加显著降低。当施磷量达到180 kg(P₂O₅)·hm^-2时, 旗叶中MDA、Pro含量降低幅度较小, 甚至会升高; NR活性除抽穗期外不再有显著变化, 穗数和产量变化亦不显著。磷素施入土壤后易固定, 导致磷肥利用率偏低, 当季回收率仅为9%~13%, 以施磷60~120 kg(P₂O₅)·hm^-2为最高。1 m土壤各土层Hedley形态磷分布特征表现为: HCl-Pi>Residual-P> HCl-Po>NaOH-Pi>NaHCO₃-Pi>NaOH-Po>H₂O-Pi>NaHCO₃-Po>H₂O-Po, 其中以HCl-P和Residual-P为主, 分 别占全磷的75%和20%左右, H₂O-P、NaHCO₃-P和NaOH-P含量共占全磷的5%左右。施入土壤中的磷素当 季主要被固定在0~20 cm土层, 不同Hedley形态磷增加量总体在0~39.11 mg·kg^-1之间, 且施磷越多, 被固定磷素就越多。综合考虑冬小麦抗逆性、产量及磷素利用率, 当地旱作冬小麦施磷量(P₂O₅))以120 kg·hm^-2左右为宜。     

不同培肥措施对矿区复垦土壤活性有机碳的影响

【目的】了解矿区复垦土壤活性有机碳随培肥年限的变化规律。【方法】依托山西省襄垣县采煤塌陷区复垦土壤长期定位试验基地,研究了不同复垦年限(1、3、7 a)下不施肥(CK)、单施化肥(CF)、单施有机肥(M)、有机无机配施(MCF)4种配施措施对土壤水溶性有机碳(WSOC)、可溶性有机碳(DSOC)、易氧化态有机碳(ROOC)和轻组有机碳(LSOC)4种活性有机碳量的影响。【结果】随着复垦年限的增加,采煤塌陷区复垦土壤各活性有机碳量显著提高,4种活性有机碳量之间的大小顺序总体表现为DSOCLSOCROOCWSOC。经7 a复垦,水溶有机碳、可溶性有机碳、易氧化态有机碳和轻组有机碳较复垦1 a土壤分别提高20%~100%、10.31%~68.29%、60%~186.83%和15.29%~141.28%。不同处理间,单施有机肥对WSOC、DSOC、ROOC和LSOC量的增加作用优于有机无机配施和单施化肥,与不施肥相比,增加幅度分别为8.33%~166.67%、19.78%~48.74%、23.7%~121.76%和38.24%~189.29%。4种活性有机碳之间均具有显著相关性,其中DSOC与ROOC和LSOC之间的相关系数分别达0.952 4和0.901 8。【结论】总体上,采煤塌陷区表土剥离覆土型复垦土壤,在等养分量投入的情况下,单施有机肥有利于土壤活性有机碳的增加和土壤养分循环。     

有机肥替代化肥对旱地小麦产量和养分利用效率的影响及其经济环境效应

【目的】通过5年连续监测有机肥、生物有机肥替代化肥对旱地小麦产量、养分利用、经济及土壤环境的影响,以期为旱地小麦科学高效生产提供施肥依据。【方法】于2013—2018年在山西省洪洞县旱地麦田试验区,通过农户施肥(FP)、测控施肥(OF)、有机肥替代化肥(OFM)和生物有机肥替代化肥(OFB)4个处理,分析有机肥替代化肥对黄土旱塬冬小麦产量构成,经济效益,养分吸收转移特征,肥料利用效率,土壤环境等的影响。【结果】(1)与FP处理相比,OFM、OFB处理5年平均减施化肥氮素35%,籽粒产量显著提高17.2%—21.4%、纯收入显著提高44.3%—54.7%;与OF处理相比,OFM、OFB处理5年平均替代化肥氮素40%,增加了公顷穗数和千粒重,籽粒产量显著提高6.0%—9.8%,纯收入显著提高12.9%—21.0%。(2)OFM、OFB处理与OF处理相比,籽粒氮含量显著提高9.6%—12.8%,磷含量显著提高12.5%—17.9%;籽粒氮、磷、钾的花前营养器官转移量与花后土壤吸收量均有所提高,特别是促进了籽粒中氮、磷素的花后土壤吸收量,分别显著提高了48.8%—50.5%,70.5%—76....     

不同施肥措施及施肥年限下土壤团聚体的大小分布及其稳定性

土壤团聚体的数量和质量直接影响着土壤性质和有机碳固存。研究不同施肥措施及施肥年限对采煤塌陷区复垦土壤团聚体的重量分布比例及其稳定性的影响,可为该区农业生产和土壤质量提升提供科学依据。采集复垦6,11年定位试验不同施肥处理耕层(0—20 cm)土样,选取不施肥(CK)、平衡施氮磷钾化肥(NPK)、单施有机肥(M)、有机无机肥配施(MNPK)4个处理,利用干筛法和湿筛法获得4种粒径的团聚体/粉黏粒组分(>2,0.25~2,0.053~0.25,<0.053 mm),用>0.25 mm团聚体的含量(R0.25)、平均重量直径(MWD)、团聚体破坏率(PAD)和土壤不稳定团粒指数(ELT)表示团聚体的稳定性,同时测定土壤有机碳含量。结果表明:施肥年限较施肥措施对土壤团聚体的含量及稳定性产生了更显著的影响。干筛条件下,施肥6,11年均显著降低了各处理0.053~0.25 mm团聚体和<0.053 mm组分的含量,降幅分别为68.39%~87.37%,69.63%~78.32%(6年)和90.01%~93.68%,78.29%~83.93%(11年);湿筛条件下,施肥11年显著提高了各处理>2 mm团聚体的含量,增幅达473.35%~645.16%,但是显著降低了0.053~0.25 mm团聚体的含量,降幅为43.67%~57.54%。土壤团聚体的稳定性也随着施肥年限的增加而逐渐增强,表现为DR0.25、WR0.25和MWD值呈增加趋势,而PAD和ELT值呈降低趋势。土壤有机碳含量与DR0.25、WR0.25、MWD水稳性呈极显著正相关关系,而与PAD和ELT呈极显著负相关关系。本研究表明,该区域连续培肥11年提高了土壤大团聚体的含量而伴随着微团聚体含量的显著减少,导致土壤结构越来越稳定。这对于提高采煤塌陷区复垦土壤肥力、改善土壤结构产生了良好的效果。     

减氮覆膜对黄土旱塬小麦产量及养分吸收利用的影响

[目的]明确长期减氮定量监控施肥和地膜覆盖措施下黄土旱塬冬小麦产量变化规律和土壤养分吸收利用情况,指导该区小麦科学施肥、实现区域小麦增产.[方法]基于在晋南旱地冬小麦种植区的长期定位试验区,于2012—2019年设置农户施肥种植模式(农户模式)、减氮定量监控施肥(减氮处理)和减氮定量监控施肥+垄膜沟播(减氮覆膜)3种处...     

我国近20年主要粮食作物产量、进出口及化肥投入变化特征

为明确我国近年来主要粮食作物产量、进出口及化肥投入变化特征,基于中国统计年鉴数据,分析我国2000—2020年稻谷、小麦、玉米、豆类和薯类5种粮食作物的总产、单产、播种面积、进出口量及化肥投入的时空变化特征。结果表明：我国主要粮食产量在2003—2020年间连续17年递增,粮食总产的增加主要表现为东北、华北和西北农区玉米产量的增加。近20年5种粮食作物单产水平均呈上升趋势,以稻谷单产最高,但小麦单产提升幅度最高,为89.9%,稻谷单产提升幅度最低,为12.3%。与2000年相比,我国5种作物播种面积增加10.4%,总体上我国粮食播种面积和单产水平对粮食增产的贡献率分别为19.9%和80.1%。2000—2020年,我国稻谷、小麦、玉米和大豆4种作物进口量呈增加趋势,其中以大豆进口量最高,2020年占到4种粮食进口量的82.6%。我国化肥用量和施用强度均经历先增后减过程,峰值为2015年的6 022.6万t。我国化肥用量主要集中在华北农区和长江中下游农区,年均化肥用量占全国年均投入量(5 146.5万t)的55.1%,化肥施用强度则以东南农区和华北农区最大,分别较全国平均水平(322.6...     

采煤塌陷区复垦土壤团聚体碳氮分布对施肥的响应

为了揭示长期不同培肥措施下采煤塌陷区复垦土壤团聚体有机碳氮含量的变化规律,通过干筛法研究了不施肥(CK)、单施有机肥(M)、单施化肥(CF)、有机肥与化肥配施(MCF)、生物有机肥与化肥配施(MCFB)5种培肥措施下复垦4年和8年土壤各粒级团聚体分布组成特征以及各团聚体有机碳氮含量的变化规律。结果表明,复垦土壤团聚体含量随粒级减小呈先减小后增大的变化趋势,其中以3~2mm粒级团聚体含量最低,占团聚体总量2%~3%,以2~1mm粒级团聚体含量最高,占团聚体总量25%~31%。不同培肥措施下复垦4年和8年土壤团聚体分布特征无明显差异,但较未复垦生土明显降低了7mm和7~5mm团聚体含量。复垦8年土壤的平均重量直径(MWD)、几何平均直径(GMD)高于复垦4年土壤,分形维数(D)值低于复垦4年土壤。各培肥处理间以单施有机肥MWD、GMD值最高,D值最低。各培肥处理土壤团聚体有机碳氮含量随粒径减小递增,以0.5~0.25mm粒径团聚体最高,而有机碳储量以2~1mm粒级团聚体最高,分别占24.2%~33.8%和17.0%~33.1%。各处理间有机碳氮含量以单施有机肥处理最高,但不同处理间有机碳氮储量无显著差异。总体表明,采煤塌陷区复垦4年和8年土壤团聚体分布特征及碳氮储量无明显变化,单施有机肥可提高复垦土壤团聚体有机碳氮含量及团聚体稳定性。