秸秆还田对汉中盆地稻田土壤有机碳组分、碳储量及水稻产量的影响

为探索稻麦或稻油轮作制下,小麦、油菜秸秆还田对汉中盆地稻田土壤碳库组分的变化,设置小麦秸秆不还田(WSN)、小麦秸秆常规还田(WS)、小麦秸秆促腐还田(WSM)、油菜秸秆不还田(RSN)、油菜秸秆常规还田(RS)、油菜秸秆促腐还田(RSM),共6个处理,通过大田试验研究了不同秸秆类型及还田方式对稻田0—5,5—10,10—15,15—20,20—25cm 5个土壤层次中的土壤容重、总有机碳(TOC)、活性有机碳(LOC)、活性有机碳效率(ACL)、碳储量(SCS)、碳库管理指数(CPMI)及水稻产量的影响。结果表明:秸秆还田显著降低0—15cm土层容重,对15—25cm并未产生显著影响。与不还田相比,秸秆还田明显增加了各层次土壤有机碳库指标含量,但TOC和LOC含量均随土壤深度的增加而减少,两者在0—15cm土层含量较高,具有明显的表层富集现象;与不还田相比,小麦及油菜秸秆还田后可明显增加稻田0—25cm土层中的土壤碳储量(SCS),增幅可达21.9%~23.5%和1.7%~6.7%。不同土层中的LOC、ACL、CPIM对秸秆类型的响应不同,具体表现为小麦秸秆还田(WS、WSM)对0—15cm土层具有显著促进作用,而油菜秸秆还田(RS、RSM)对15—25cm土层中的有显著促进作用。产量方面,秸秆促腐还田模式下(WSM、RSM)水稻产量最高,常规还田模式(WSN、RSN)次之,而不还田时产量最低。相关分析显示0—10cm土壤活性有机碳有效率与水稻产量显著相关。秸秆还田是提高汉中盆地稻田土壤有机碳和产量较为有效的农田管理措施。两种轮作模式下,小麦秸秆全量旋耕还田更有利于固持稻田土壤有机碳和增加水稻产量增加。     

黄淮海地区稻茬小麦田杂草组成及群落特征

为明确黄淮海地区稻茬小麦田杂草组成及群落特征,采用倒置W型九点取样法对黄淮海地区稻茬小麦田杂草进行了调查,并进行了区域聚类分析。调查结果表明:从杂草种类来看,黄淮海地区稻茬小麦田杂草共有49种,隶属于17科45属,其中禾本科、菊科、十字花科和石竹科种类最多,分别有10、8、7和6种;从杂草优势度来看,优势杂草有7种,分别为看麦娘Alopecurus aequalis、硬草Sclerochloa kengiana、猪殃殃Galium aparine、牛繁缕Malachium aquaticum、稻槎菜Lapsana apogonoides、荠菜Capsella bursa-pastoris、日本看麦娘A. japonicus,区域性优势杂草有6种,分别为野老鹳草Geranium carolinianum、碎米芥Cardamine hirsuta、大巢菜Vicia gigantea、通泉草Mazus japonicus、菵草Beckmannia syzigachne、委陵菜Potentilla chinensis,这13种杂草是构成黄淮海地区稻茬小麦田的主要杂草,此外还分布有一般性杂草36种;从杂草区域分布来看,江苏省北部稻麦轮作区小麦田物种丰富度最高,有40种,明显高于其它稻麦轮作区小麦田,香农指数和均匀度指数也以该区域最高,分别为2.63和0.71,辛普森指数则以山东省临沂库灌稻麦区最高,为0.27。聚类分析结果表明,黄淮海地区稻茬小麦田杂草群落可以划分为4组,河南省南部稻麦轮作区和山东省临沂库灌稻麦轮作区杂草群落结构相似构成1组,河南省北部沿黄稻麦轮作区和山东省沿黄稻麦轮作区杂草群落结构相似构成1组;江苏省北部稻麦轮作区和山东省济宁滨湖稻麦轮作区各自单独成组。     

稻麦两用螺旋舀种式排种器排种性能试验

设计了一种稻麦两用螺旋舀种式排种器,确定了该排种器关键部件的结构和参数;运用Design-Expert软件进行数据分析,得到最优参数组合,采用响应面试验方案,进行台架验证试验。结果显示:播种水稻时,在转速为45 r/min、倾斜角度为3°、出种孔长度为9 mm情况下的合格率为78.20%,重播率为3.71%,空穴率为1%,穴距合格率为97.93%,穴距变异系数为16.17%;播种小麦时,在转速为60 r/min、倾斜角度为1°、出种孔长度为9 mm,此组合下的合格率为93.37%,重播率为3.44%,空穴率为3.19%,穴距合格率为93.60%,穴距变异系数为25.50%。     

秸秆还田与化肥配施对汉中盆地稻麦轮作农田土壤固碳及经济效益的影响

为汉中盆地秸秆还田技术和合理化肥减量技术提供科学依据,2015—2017年小麦和水稻生长季,设置秸秆不还田+常规施肥(SN+NPK);秸秆常规还田+常规施肥(S+NPK);秸秆促腐还田+常规施肥(SD+NPK);秸秆促腐还田+化肥减量15%(SD+85%NPK);秸秆促腐还田+化肥减量30%(SD+70%NPK),共5个处理,研究其对土壤总有机碳(TOC)、活性有机碳(LOC)、碳储量(SCS)、作物产量及经济效益的影响。结果表明与秸秆不还田配施常规施肥处理(SN+NPK)相比,秸秆还田配施不同比例化肥处理显著提高了稻田0～15cm土层的TOC和LOC,增幅分别为3.62%～25.07%和23.01%～46.79%; S+NPK和SD+NPK处理提高了0～30 cm碳储量,增幅分别为4.67%和18.20%。而SD+85%NPK和SD+70%NPK分别降低8.31%和9.83%。S+NPK和SD+NPK处理显著增加了小麦和水稻籽粒产量,而SD+85%NPK和SD+70%NPK处理均降低了小麦和水稻产量,周年产量2年平均增幅分别为3.47%、8.70%、-3.65%、-8.12%。与SN+NPK处理相比, S+NPK、SD+NPK、SD+85%NPK、SD+70%NPK处理周年经济效益2年平均增幅分别为16.91%、23.56%、6.02%、1.06%。土壤有机碳、作物产量和经济效益SD+NPK处理的最高, S+NPK处理次之,SD+70%NPK处理最低,与之相比,SD+85%NPK处理在小麦和水稻两季共减少化肥80kghm–2,作物周年产量降低不明显,经济效益略有增加。秸秆还田与常规化肥配施是提高汉中盆地稻麦轮作体系农田固碳、产量及经济效益的最佳措施,两季作物全量还田条件下化肥用量减少15%是适宜该区域的绿色生产模式。     

耕作方式和施氮量对稻茬小麦产量构成和群体质量的影响

以苏麦188为材料,在水稻秸秆全量还田条件下研究板茬、旋耕、耕翻等耕作方式和施氮量210kg/hm2、240 kg/hm2、270 kg/hm2对小麦群体质量和产量及其结构的影响,为稻茬小麦大面积机械化栽培提供参考。结果表明：板茬方式产量显著高于旋耕和耕翻;随施氮量增加,产量逐渐提高。产量在不同耕作方式与施氮量间存在显著的互作效应。相比其他耕作方式,板茬方式每穗粒数和千粒重较高;群体茎蘖数多,但分蘖成穗率不高、源库协调水平偏低,花后具有较高的光合生产能力。随施氮量增加,穗数和每穗粒数、群体茎蘖数和分蘖成穗率、花后光合生产能力以及源库协调性均呈提高趋势。说明,通过合理增施氮肥可以进一步改善板茬方式下小麦群体质量,协同提升产量构成因素,实现增产。本试验条件下采用板茬方式配以施氮量270 kg/hm2或240 kg/hm2处理产量最高。     

连续翻耕秸秆粉碎还田土壤物理性状及水稻产量

通过连续5年田间定位试验,研究了翻耕秸秆粉碎还田对稻麦两熟农田土壤物理性状、水稻产量及其构成因素的影响。结果表明,水稻收获时,翻耕秸秆粉碎还田处理能够有效降低耕层土壤容重、紧实度和土壤中固相部分所占比例,增加耕层土壤毛管孔隙度和土壤中气相部分所占比例。就水稻产量而言,翻耕秸秆粉碎还田处理较秸秆不还田处理有不同程度的提高,5年平均增产428 kg/hm~2,增幅为4.50%,主要是通过增加有效穗数和穗粒数来提高水稻产量。总之,本试验条件下,翻耕秸秆粉碎还田措施有利于改善耕层土壤物理结构,提高水稻产量。     

沿淮稻茬麦区小麦的产量及籽粒灌浆特性

为给沿淮稻茬麦区小麦高产栽培及品种育种提供依据,在大田条件下,选取沿淮麦区6个高产小麦品种为供试材料,用三次多项式方程对籽粒灌浆过程进行拟合,通过相关性分析对小麦籽粒灌浆参数与粒重的关系进行探究,研究不同小麦品种间产量及其构成因素的差异。结果表明： 6个品种中,安农大1216的产量最高,为8 598.77 kg·hm^-²,烟农19最低,产量为6 031.07 kg·hm^-²;籽粒灌浆过程中安农大1216粒重最高,成熟期千粒重达到51.4 g,郑麦9023的千粒重最低,为47.78 g;各个品种间灌浆速率存在明显差异。不同小麦品种籽粒灌浆过程均呈“S”型变化,因品种不同,灌浆参数也有所不同,但“R²”均达到0.99以上。相关性分析表明,千粒重与理论最大粒重（W）显著相关,与平均灌浆速率（V）、最大灌浆速率（V_max）、有效灌浆持续期平均灌浆速率（Vs）、有效灌浆持续期粒重增加值（Ws）和最大灌浆速率出现时间（T）呈正相关但未达显著水平。可见筛选的W、V、V_max、Vs、Ws和T等灌浆参数值较高的小麦品种在该地区种植有利于提高小麦千粒重,增加产量。此外,必须考虑到小麦品种、高效栽培方式、管理手段和协调产量构成三因素,才会最大可能实现小麦高产高效。     

长期水旱轮作条件下紫色土养分供应能力的研究

通过10年稻—麦水旱轮作定位试验,研究了紫色土生产力以及N、P、K自然供应能力和变化。结果表明,在水旱轮作下,紫色土对稻、麦产量的地力贡献率平均为58%和51%,肥料的增产贡献率可达42%～49%。紫色土N、P、K养分自然供给力在小麦上分别为60%、70%、91%,在水稻上分别为70%、90%、92%,小麦对肥料的依赖性高于水稻;N、P、K养分的自然供应量在小麦上分别为37.1、5.4、45.9kg.hm2,在水稻上分别为81.8、13.6、103.0kg.hm2。随着试验年份的延长,旱作季节紫色土N、P、K养分的供应能力逐年降低,水作季节N、P、K供应力则相对稳定,旱作对地力的消耗比水作大。环境输入的养分在维持水田稳定供肥能力发挥了重要作用。紫色土这种基础养分供给力可维持每年生产小麦1.4t.hm2、稻谷3.5t.hm2左右。     

稻麦轮作条件下菌渣还田对土壤剖面养分分布的影响

[目的]揭示菌渣还田提升耕地土壤质量的机理,以期为种植业固体废弃物的资源化利用提供理论依据。[方法]以成都平原稻麦轮作区为研究对象,进行为期1a的田间小区试验。共设置常规化肥(CF)、等氮量还田(T_1)、1.5倍氮量还田(T2)、2倍氮量还田(T3)和2.5倍氮量还田(T_4)5个处理;分别在水稻种植期和小麦种植期采集0—15cm,15—30cm,30—50cm土层土样,对土壤样品的全量养分进行测定。[结果](1)化肥施用或菌渣还田后,0—15cm土层养分含量显著高于15—50cm土层(p0.05);(2)不同处理下土壤养分的变化与常规施肥(CF)相比,在水稻季土壤中,T_4处理下的土壤含有较高的全氮和全钾养分含量水平,T2,T3和T4能有效提高全磷养分含量;在小麦季土壤中,T4能有效提高土壤全氮、全磷含量,全钾在不同菌渣处理条件下的含量与常规施肥相比差异不显著(p0.05);(3)T_1、T_2、T_3和T_4处理下的土壤养分含量均大致呈现出随着还田量的增加而增加的变化趋势。[结论]高量菌渣还田能有效提高土壤全氮、全钾、全磷养分含量,中量菌渣还田能有效提高全磷含量。     

江苏省不同稻麦连作区野燕麦群体的多样性分析

用动态聚类法比较分析江苏省不同稻麦连作区26个样点上的麦田不同野燕麦群体的株形特征,并用石蜡切片法解剖观察其颖果的结构。结果显示:江苏省稻麦连作区麦田野燕麦种群可划分为3个聚类群体,即白稃野燕麦群体、黄(褐)稃野燕麦群体和紫稃野燕麦群体。前两个群体的特征与陕西、新疆旱旱连作区麦田野燕麦群体的特征有许多相似之处,紫稃野燕麦群体是在水旱连作区新出现的适应性群体;3种群体的野燕麦穗部和颖花的性状特征及颖果的形态结构(果毛颜色、角质层与子实皮厚度、淀粉充实度和胚乳细胞内空隙大小)均不同;野燕麦群体对不同的土壤类型、土壤pH值及土壤水分含量具有不同的适应性特征。