秸秆还田深度对土壤温室气体排放及玉米产量的影响

【目的】秸秆还田是培肥地力、增加土壤有机质和改善土壤结构的重要技术手段,但以往的研究表明秸秆还田会加速土壤温室气体的排放。本研究通过对秸秆不同还田深度下农田土壤温室气体排放特征和产量的研究,明确降低温室气体排放量的最佳还田深度,以期为合理利用秸秆、提高作物产量,实现农业可持续发展提供科学依据。【方法】采用大田微区试验,以玉米为供试作物,设置4个还田深度,采用静态箱-气相色谱法测定整个玉米生长季不同还田深度下温室气体（CO₂、CH₄、N₂O）的排放特征,产量及产量构成因素。试验共设5个处理,还田深度分别为0—10 cm（T1）、10—20 cm（T2）、20—30 cm（T3）和30—40 cm（T4）,同时以不还田处理作为对照（CK）。【结果】（1）在整个玉米生长季CO₂和N₂O均表现为排放,CH₄表现为吸收。CO₂累积排放量为T3处理最高,较CK显著增加了28.6%,T4处理增加最少,较CK显著增加了17.1%（P<0.05）,但T1与T4处理之间差异不显著;而N₂O的累积排放量T2处理为最高,与CK相比,累积排放量显著增加111.3%,T4处理增加最少,与CK相比显著增加了12.8%（P<0.05）;CH₄则表现为吸收,且秸秆还田后降低了农田土壤对CH₄的吸收能力,吸收量表现为CK处理>T4处理>T3处理>T1处理>T2处理,且各还田处理与CK之间差异显著（P<0.05）。（2）秸秆不同还田深度下,与对照相比,各处理玉米产量均显著增加,增产在5.6%—20.8%（P<0.05）,但各处理之间的穗长、穗粗和行粒数差异不显著。当秸秆还至30—40 cm时,产量最高,较CK增加了20.8%,表明秸秆还田对提升土壤肥力及作物增产有重要作用。（3）从温室气体综合增温潜势（GWP）和温室气体排放强度（GHGI）来看,在100年尺度上,GWP表现为T2处理>T3处理>T1处理>T4处理>CK处理,而GHGI表现为T2处理>T3处理>T1处理>CK处理>T4处理,表明与CK相比,各处理均增加了玉米季温室气体的综合增温潜势,而T4处理则降低了玉米季温室气体排放强度,说明秸秆深还至30—40 cm可在一定程度上缓解全球增温潜势。【结论】秸秆还田会显著增加CO₂和N₂O排放,降低对CH₄的吸收能力;秸秆深还至30—40 cm可相对降低综合增温潜势,降低温室气体排放强度,同时显著增加玉米产量。因此,为实现较高的玉米产量和较低的温室气体排放强度,秸秆深还至30—40 cm是较为合理的土壤改良培肥方式。     

不同自然通风方式对日光温室性能的影响

为探究不同自然通风方式下日光温室室内环境因子的变化规律,提高日光温室自然通风效率,设计2种不同自然通风方式:后坡整体开窗式和后坡间隔开窗式。将分别采用后坡整体开窗式和后坡间隔开窗式通风方式的温室,依次记为G1、G2,并以传统顶通风式日光温室(G3)为对照,对上述3座采用不同自然通风方式的温室内部环境和作物生长状况进行了研究。结果表明:晴天白天,G1、G2的室内光照强度分别比G3提高了26.34%和10.16%,G1、G2、G3平均气温分别为33.7、33.8、34.8℃,平均相对湿度分别为47.15%、47.21%、44.03%,风速折减率分别为0.80、0.74、0.90;晴天13:00,G1、G2的植物冠层气温分布呈现南高北低,而G3的呈南低北高分布。G1、G2内的番茄产量分别比G3提高了19.54%、6.90%。综上,后坡整体开窗式表现最优。     

花生应用光降解除草地膜覆盖栽培研究

对花生除草地膜、光降解除草地膜进行花生田间覆盖效应研究,结果表明:光降解除草地膜和花生除草地膜对田间杂草均有很好的防除效果,盖膜后30天的防效均达到85%以上;光降解除草地膜1号、光降解除草地膜2号在光照下能够自行降解,盖膜120天后的失重率在70%以上,其中光降解除草地膜2号的降解速度比光降解除草地膜1号快;花生应用光降解除草地膜和除草地膜覆盖栽培比普通地膜增产14.13%~30.79%。     

广州地区冬种马铃薯覆盖栽培试验

广州地区冬种马铃薯覆盖栽培试验结果表明,地膜覆盖栽培和稻草覆盖栽培均有利于马铃薯的出苗生长、提高薯块产量,其中地膜覆盖栽培比露地栽培增产35.77%、稻草覆盖栽培比露地栽培增产17.18%;此外,地膜覆盖栽培的单株薯重和商品薯率亦较高。     

温室地下滴灌灌水控制下限对番茄生长发育、果实品质和产量的影响

用温室小区试验的方法,通过对番茄株高和茎粗、果实品质和产量以及水分生产效率进行比较,探讨了温室栽培茄果类地下滴灌灌水控制下限的适宜取值范围。结果表明:在壤质土壤的试验地上,当地下滴灌管埋深为30 cm、计划湿润层深为15 cm~45 cm(厚度30 cm)、湿润比取0.7、灌水控制上限取田间持水量时,将土壤水吸力30 kPa作为控制灌水的下限,有利于番茄植株生长发育,可以达到高产、优质、节水的目的。     

大棚温室作物需水量计算模型研究进展

对目前国内外大棚温室作物需水量计算模型的研究进展进行了归纳总结,在此基础上指出：基于不同气候（主要是室内外气候耦合的相关度）条件下应使用不同的计算模型,并建议对大棚温室微气候复杂的动态系统进行数值模拟及建模,有利于进一步提高计算室内作物需水量模型的精度。     

基于叶片空气温差的温室黄瓜水分胁迫指数的应用分析

针对温室的小气候条件,以生长期的黄瓜作为测试对象,分析了太阳净辐射(Rv)和水汽饱和差(VPD)对叶片温度的影响。结果表明:叶片空气温差(dT)与Rv和VPD呈显著正相关,Pearson相关系数r=0.78~0.86。此外,在作物充分供水条件下,当Rv≥250~300 W/m2时,黄瓜叶片的温度通常大于空气温度,此时,Idso模型下基线的计算误差较大。因此,根据实验分析,建立了基于Rv和VPD的温室作物水分胁迫指标下基线线性回归方程:dTl=0.254 3-0.004 6Rv-0.488 7VPD,回归方程的计算值与测量值均方误差(MSE)为0.24,小于Idso经验模型中的下基线公式的计算误差。     

内蒙古河套灌区农田地膜残留量分布特征及影响因素

为摸清河套灌区地膜使用及其在土壤中的残留现状,本研究对不同作物种植区进行问卷调查和典型样点采集分析。结果表明,内蒙古河套灌区地膜污染整体处于中度污染水平,农田地膜残留量介于18.20～418.60 kg·hm^-2之间,平均值为131.11 kg·hm^-2。地膜残留量受覆膜年限、作物类型、回收情况、土壤质地等因素影响,其中覆膜年限对残膜量的影响最大,随着覆膜年限的延长,地膜残留量显著增加,覆膜20年以上地块残膜量显著高于覆膜年限少于20年地块(P<0.05)。玉米种植区地膜残留量(132.77 kg·hm^-2)高于向日葵种植地区(127.88 kg·hm^-2)。地膜回收意识是影响河套灌区地膜残留量的重要因素,回收方式主要为人工拾捡或耙地带出农田,研究区地膜回收率仅为38.10%,地膜回收地块的残留量(108.28 kg·hm^-2)低于不回收地块(145.03 kg·hm^-2)。相同条件下,不同质地土壤中砂质壤土残膜量最多(153.84 kg·hm     

单生育期水分胁迫对温室葡萄根际土壤酶活性及微生物群落的影响

为明确单生育期水分胁迫对土壤酶活性和微生物群落结构的影响,选取5a生'红地球'鲜食葡萄为试验材料,采用单因素完全随机试验设计,以全生育期充分供水为对照(CK),依次在葡萄5个生育期分别设置轻度(M)和重度(S)两个水分胁迫水平进行大田试验,利用Illumina高通量测序技术分析土壤微生物的群落构成和多样性.结果表明:葡...     

作物地膜覆盖技术适宜性及其在东北春玉米上的应用

为从源头解决地膜覆盖技术泛用、滥用问题,提高作物地膜覆盖技术的合理利用性。研究提出作物地膜覆盖适宜性的概念,将其定义为"地膜覆盖技术对作物自身环境要素需求与所在地提供环境要素差异的补偿程度"。该研究以东北春玉米为例,构建春玉米地膜覆盖适宜性的评价体系,通过数据检索的方式收集东北地区田间试验中春玉米地膜覆盖功能数据,明确作物地膜覆盖与不覆盖农田土壤温度和水分、经济产量相关关系,量化作物地膜覆盖的增温保墒、增产功效,筛选春玉米地膜覆盖技术适宜性评价指标,并计算地膜覆盖技术适宜指数,参照作物需求阈值标准和经济效益,明确东北不同熟期春玉米地膜覆盖种植范围,形成春玉米地膜覆盖综合适宜性区划。东北地区春玉米不同生育阶段地膜覆盖耕作层土壤温度（土壤含水率）与裸地土壤温度（土壤含水率）及产量与≥10 ℃积温存在良好的线性关系（P < 0.01）。基于春玉米地膜覆盖适宜性的评价体系,计算了地膜覆盖适宜指数,完成东北地区春玉米地膜覆盖综合适宜分区。作物地膜覆盖适宜性相关研究可为中国地膜投入量零增长和地膜污染综合防控提供可靠技术支撑。