绿肥还田量与小麦复种绿肥水分利用效率的相关性

【目的】针对绿洲灌区因连作导致小麦水分利用效率偏低问题,开展麦后复种绿肥水分利用特征研究,以期为构建基于绿肥还田的小麦水分高效利用技术体系提供理论依据。【方法】依托2018年开始的定位试验,以小麦复种绿肥为研究对象,设置3个绿肥还田量(G_(1):15 000 kg/hm^(2),G_(2):30 000 kg/hm^(2),G_(3):45 000 kg/hm^(2))和不复种绿肥小麦(对照,G_0),于2019~2021年运用能量学方法研究了不同处理的产量和水分利用特征。【结果】与对照相比,小麦复种绿肥显著增大了总耗水量,G_(1)、G_(2)和G_(3)处理复种系统总耗水量分别较G_0增加了42.1%、38.0%和41.1%;小麦耗水量在G_(2)处理中最小,较G_0降低了3.9%;绿肥耗水量表现为G_(2)和G_(3)较低,分别较G_(1)降低了5.9%和5.8%。绿肥还田显著提高了小麦产量,且还田量为G_(2)时增产效果最好,G_(1)、G_(2)、G_(3)与G_0相比,小麦籽粒产量分别提高了4.9%、22.2%、14.2%,生物产量分别提高了3.1%、10.9%、5.6%;绿肥生物产量G_(2)较G_(1)、G_(3)分别高13.5%、6.4%。小麦复种绿肥系统生物热能产在G_(2)处理时最大,分别较G_0、G_(1)和G_(3)提高49.1%、9.3%和5.4%。绿肥还田显著提高了小麦水分利用效率且G_(2)处理的水分利用效率最高,G_(1)、G_(2)和G_(3)分别较G_0提高7.7%、27.4%和15.5%。复种体系单位耗水生物热能产显著高于单作且在G_(2)处理表现最优,G_(1)、G_(2)和G_(3)分别较G_0分别高8.4%、22.0%和13.5%。【结论】在绿洲灌区,麦后复种绿肥还田是保证小麦高产和水分高效利用的种植模式,还田量为30 000 kg/hm^(2)时效果最佳。

冬季覆盖作物残茬还田对双季稻田土壤有机碳和碳库管理指数的影响

研究冬季不同覆盖作物残茬还田后稻田土壤总有机碳、活性有机碳含量和碳库管理指数的变化,对合理利用冬闲稻田,发展冬季覆盖作物,以及科学评价不同种植模式具有重要意义。本研究以不同冬季覆盖作物–双季稻定位试验为研究对象,采用田间小区试验方法,分析了黑麦草–双季稻(T1)、紫云英–双季稻(T2)和油菜–双季稻(T3)3种种植模式不同冬季覆盖作物残茬还田后对土壤耕层(0～20 cm)总有机碳、活性有机碳含量的影响,并计算了各处理的碳库活度、碳库活度指数、碳库指数和碳库管理指数。结果表明,与冬闲–双季稻(对照)相比,T1、T2和T3处理的冬季覆盖作物残茬还田均提高了稻田土壤总有机碳和活性有机碳含量,其大小顺序均表现为T2>T1>T3>CK。其中,各处理稻田土壤总有机碳含量均显著高于对照,早稻收获时T1、T2和T3处理土壤总有机碳含量两年平均分别比对照增加6.73%、10.53%和4.79%,晚稻收获时两年平均分别增加4.16%、6.20%和2.37%;T1和T2处理土壤活性有机碳含量均显著高于对照,早稻收获时两年平均分别比对照增加10.52%和21.52%,晚稻收获时两年平均分别增加11.99%和15.59%。冬季覆盖作物残茬还田提高了土壤碳库活度、碳库活度指数、碳库指数和土壤碳库管理指数,其大小顺序均表现为T2>T1>T3。总的来说,各处理中以紫云英残茬还田的效果为最好,黑麦草和油菜残茬还田的效果次之。

稻/草-鹅农牧结合模式的综合效益及种养技术初探

1997～ 1999年在江苏省常熟市构建稻 /牧草 -鹅复合系统 ,并进行田间试验。结果表明 ,稻 /草 -鹅农牧结合模式与传统的稻 /麦生产模式相比 ,不但具有明显的社会效益、经济效益 ,而且能显著提高土壤肥力 ,有效控制冬季田间杂草 ,进而大幅度降低田间除草剂、杀虫剂施用量 ,保护农田生态环境。总结了该模式的种养技术 。

东北平原引草入田、粮草轮作的初步研究

在吉林省长岭县和农安县通过田间试验研究了东北平原区主要粮食、牧草及经济作物轮作对土壤养分状况、土壤酶活性、土壤微生物组成和数量以及主要粮食、牧草及经济作物生物产量的影响。结果表明,豆科牧草对提高土壤有效养分水平有显著作用。大豆对土壤有效氮的影响较大,但对有效磷、有效钾的影响不如玉米,而马铃薯、烟草和向日葵等经济作物则对土壤养分的消耗较多,容易造成土壤养分单项缺失,不宜连作。此外,豆科牧草茬口的酶活性指标及其生物产量均优于其他供试作物。粮食-牧草-经济作物三元轮作体系是提高东北平原区土壤肥力,获得良好的生态效益和经济效益的有效途径。

紫云英轮作与退化山地红壤肥力恢复研究

研究了稳定耕作系统下的不同利用方式的高原山地红壤肥力变化特征。结果表明:紫云英冬季旱地轮作的B地与传统耕作利用的C、D地比较,0～20cm土壤体积质量降低0.22～0.33 g/cm3,自然含水量增加3.89～5.00%,>1mm团聚体增加3.22～5.52%,有机质增加27.68～30.47 g/kg,HA/FA比值提高1.24～1.41个计数单位,土壤速效N、P、K分别提高66.97～75.87 mg/kg、5.89～7.51mg/kg、67.12～84.54 mg/kg,并对调节土壤PH值、抑制红壤磷素养分退化的作用最为明显。此研究结果,为促进我国南方红壤区冬闲山地的开发利用及改良培肥,提供科学依据与方法途径。

“黑麦草—水稻”草田轮作系统的研究Ⅴ.稻田冬种黑麦草的优质高产栽培技术

黑麦草 (IRG)的栽培方式、播种量、施肥种类和施肥量是影响 IRG优质高产的主要因素。研究结果表明 ,高播量 (2 2 .5kg/hm2 )稻底撒播方式可以获得优质高产的 IRG,干物质产量 9183.4 5kg/hm2 ,粗蛋白质产量达 16 6 8.0 0 kg/hm2 ,因其节省劳力 ,且可以有效利用稻田水分 ,因此可作为稻田冬种 IRG的主要方式。中等播量 (15.0 kg/hm2 )育苗移栽方式也获得了较高的产量 (976 5.4 5kg/hm2 )和最高的 IRG粗蛋白质产量 (1730 .2 5kg/hm2 ) ,尽管该方式花费劳力较多 ,但节约种子并可以提早供草 ,可根据生产需要加以运用。在施肥管理上 ,使用复合肥 (N∶ P2 O5∶ K2 O=15∶ 15∶ 15) 150 0 kg/hm2的施肥管理方式最佳 。

“黑麦草—水稻”草田轮作系统的研究 6.冬种黑麦草期间施肥对后作水稻生产的影响

研究了冬种黑麦草期间施肥对后作水稻生产的影响 ,结果显示 :1种草施肥处理区 ,尤其是复合肥施肥处理区的早稻生物量高于休闲区和种草无肥区 ,但分蘖数有所减少 ;2施肥处理增加早稻和晚稻的稻谷千粒重 ;施用尿素增加了早稻的有效分蘖 ,但在一定程度上降低了晚稻的有效分蘖。千粒重和有效分蘖的增加是施肥导致后作水稻增产的主要因素 ;3种草施肥处理的水稻产量较休闲区增产 7.9%～ 14 .6 % ,比种草无肥区增产 9.7%～16 .5 % ,而种草无肥区与休闲区相比 ,水稻减产 1.6 %。可见 ,冬种黑麦草期间施肥是后作水稻增产的不可缺少的条件。 4考虑到从黑麦草收获物中必然带走大量的磷和钾 ,本研究也证实了单施尿素影响晚稻的有效分蘖 ,而且单施尿素容易引起肥害 ,因此 ,种草期间应施用复合肥 ;施肥量对后作水稻产量的影响不大 ,只要施肥量足以维持黑麦草的正常生长 (75 0 kg/ hm2 ) ,即可对后作水稻生产产生正面效应。

宁南山区草田轮作研究 Ⅱ.不同轮作制度下的农田水分平衡

通过对宁南山区不同轮作方式的耗水量和水分利用效率的研究评价,结果发现:在当前生产水平下,各种作物收获后0～2m土层内都还存有一定数量的有效水分;粮豆轮作较春小麦连作具有较强的调节土壤水分的能力,对水的利用效率较高,适应于本区降水不均的气候条件、苜蓿耗水量大,能造成土壤深层水分枯竭,但随种植年限加长,耕作层的水分可得到恢复。研究表明,只要安排合理,在半干旱的宁南山区发展以苜蓿为主的草粮轮作制是可行的。

宁夏山区草田轮作研究——Ⅰ不同轮作方式的生产力及效益

文章介绍了草田轮作试验布设概况及不同轮作方式的生产力与效益。试验表明:四区粮豆轮作:豌豆—春小麦—春小麦—糜(谷)子的粮食产量较其他轮作高而稳定,应作为当前基本农田的主要轮作方式;以苜蓿为主的草粮轮作,其生物量、产能及能量产投比都较高,拟作为农田种植业的重要组成部分,因地制宜地加以发展。根据试验结果,讨论了草粮轮作的生物量、产量、适应性、对化肥的反应以及后效等方面的问题。

意大利黑麦草菌根际效应研究

研究了水田冬种意大利黑麦草AM形成的规律、稻田中AMF密度变化以及土壤因子对意大利黑麦草AM形成的影响,进而探讨AM对意大利黑麦草生长和发育的影响。结果表明:①翻耕不施肥、不翻耕施肥和不翻耕不施肥处理的意大利黑麦草总感染率上升幅度均达到了显著水平(p<0.05);②土壤中AMF孢子密度随着意大利黑麦草生长时间的增加而增加,与感染率的增长趋势基本保持一致,且二者之间相关性达到极显著正相关(p<0.01);③意大利黑麦草根系AM的感染率与土壤pH值极显著正相关(p<0.01),与土壤温度显著正相关(p<0.05),与土壤含水量极显著负相关(p<0.01),与水解N质量分数显著负相关(p<0.05)。土壤中AMF孢子密度与土壤温度极显著正相关(p<0.01),与pH显著正相关(p<0.05),与土壤有机质质量分数、水解N质量分数、全P质量分数和速效P质量分数显著负相关的(p<0.05);④意大利黑麦草产量与AM感染率(p>0.05)和AMF孢子密度(p<0.05)均呈负相关。

广东不同地区冬种意大利黑麦草根际AM生理生态研究

对广东省不同地区意大利黑麦草根际VA菌根的形成规律和营养环境条件(含水量、pH值、土壤温度、土壤养分等)进行了研究。结果表明,在广东省不同地区意大利黑麦草根系中普遍存在AMF(Arbuscular mycorrhiza fungi)的感染,但AMF对意大利黑麦草的感染不存在地带性特征。除菌丝感染外,还发现有大量的丛枝状结构和泡囊状结构。AM总感染率、菌丝感染率、丛枝感染率以及泡囊感染率都与土壤全P、速效P含量极显著负相关(p<0.01)。不同地区黑麦草根际土壤中含有的AMF孢子数量存在差异,AMF孢子总数与AM丛枝感染率、AM泡囊感染率极显著正相关(p<0.01)。AMF孢子总数与土壤含水量、有机质含量、全N含量、水解N含量极显著正相关(p<0.01);与全P含量显著负相关(p<0.05)。土壤理化性状、地域以及环境因子的不同,可能是导致了不同地方AMF数量差异的主要原因。研究结果对水田管理和科学施肥具有指导意义。

南疆麦茬复播水稻栽培技术研究

新疆阿克苏地区以南年≥10℃有效积温4000℃左右,适合种植麦茬水稻,并可以实行稻麦两熟制。介绍新疆麦茬水稻的生育特点,提出了培育壮秧、抢收抢栽、合理密植、早促分蘖、平衡肥力、管好水层、适时适度烤田、适期收割等技术措施。

黑麦草—水稻草田轮作系统研究与应用

综述了近十年来黑麦草—水稻草田轮作系统研究与应用方面的新进展 ,包括冬种黑麦草对土壤理化性状、生物学性状、后作水稻生长发育以及在此轮作制度下黑麦草的生产能力、栽培利用技术等的研究和推广应用此项轮作技术所采取的措施 。

自然生草对巨峰葡萄产量和品质及枝条贮藏营养的影响

以巨峰葡萄为试材,连续3年研究了行间自然生草和行间清耕对葡萄产量、果实品质、枝条贮藏营养等生长发育指标的影响。结果表明:行间自然生草可以增大巨峰葡萄果实的单粒重、果粒横纵径,提高产量,2014年数据差异显著,2015年数据差异不显著;果实品质方面,行间自然生草处理的果实可溶性固形物含量、糖酸比和花青素含量均显著高于行间清耕处理,可滴定酸含量显著低于行间清耕处理;枝条贮藏营养方面,行间自然生草处理的枝条可溶性糖含量、淀粉含量、可溶性蛋白含量均显著高于行间清耕处理,游离氨基酸含量无显著差异。综合分析,行间自然生草可以显著提高巨峰葡萄的果实品质和枝条贮藏营养,对果实的单粒重、果粒横纵径及产量有一定的提升作用,但提高幅度年际间存在差异。

四川推广粮草轮作的作用与前景

本文根据四川省草地资源、畜牧业生产特点,用生态系统的原理,分析了四川省推广粮草轮作的条件和需要,阐述了粮草轮作在草地农业系统中的地位。论述了粮草轮作在草业系统中的纽带作用,它有助于建立“三位一体”的草地农业系统,可促进不同类区草地物能流动,改善生态环境,增加土壤肥力,增强农业活力,对促进商品化畜牧业、草业的发展,具有深远的意义和良好的发展前景。

旱作农业综合配套技术及增产效益研究

宁夏南部半干旱水土流失地区,在作物合理布局的基础上,建立以粮——豆——草轮作为中心的综合配套技术体系,做到轮作制度化、栽培规范化,施肥模式化。系统内的能量转化效益提高14.7%,粮食单产和总产分别较实验前提高1.2倍和1倍。其中“轮作中心的平衡施肥”,既考虑到氮、磷等主要营养元素的协调平衡,也考虑到周期性的供求平衡,提高了系统内土壤养分的调控能力和稳定性。

牧草纳入丘陵水稻农作制的形式及效益

苏南丘陵地区的种植方式是以稻—麦为主体,以一年一熟稻作和丘陵旱作或一熟稻的冬闲田和岗地种植油菜和牧草等冬作物为辅。在不影响粮食总产的情况下,将牧草纳入水稻农作制,对实现稳粮—扩饲—促畜(鱼)—增收具有重要意义。1984～1990年作者在宁镇扬丘陵地区的镇江官塘乡驸马村试验基点建植丘陵农区草地。进行农牧结合的试验研究。本文着重总结分析牧草纳入农作制的形式。及其提高土地利用率,增加单位面积的能量和蛋白质的总产量,发展养殖业和培肥地力增粮的效益。

黄土高原区草粮(油)翻耕轮作的土壤水分及作物产量效应

为了评价苜蓿翻耕后进行不同轮作模式的水分适应性和经济效益,提出黄土高原区生态效益和经济效应较好的草田轮作模式。该文测定了6a生苜蓿草地翻耕后轮作农田和休闲地的土壤水分及作物产量,并进行经济效益分析。结果表明,不同草田轮作模式的土壤水分恢复作用存在差异。苜蓿地轮作第2年收获后,以苜蓿-休闲-休闲模式土壤水分状况最好,0～300cm土层土壤水分已接近连作农田水平,且100～340cm土层土壤水分较耕前出现了恢复现象;而苜蓿-冬小麦-冬小麦模式最差,土壤水分恢复层出现在120～320cm土层;6a生苜蓿地翻耕后经过2a轮作,0～500cm土层土壤水分仍未达到连作农田水平。轮作2a冬油菜平均籽粒产量和平均籽粒水分利用效率较连作冬油菜分别增加了34.9%、44.4%(P<0.05),轮作2a冬小麦平均籽粒产量和平均籽粒水分利用效率较连作冬小麦分别提高了45.0%、42.9%(P<0.05);效益分析表明,轮作2a冬小麦的平均产投比是连作2a冬小麦的近1.5倍,是轮作2a冬油菜的2.5倍,是连作2a冬油菜的3.4倍,6a生苜蓿地翻耕后轮作冬小麦比轮作冬油菜具有更高经济效益。该研究结果为黄土高原苜蓿草地可持续利用,建立稳定的旱地农业生态系统提供了理论依据。

耕作措施对新疆绿洲长期连作棉田土壤微生物、酶活性的影响

为探明新疆棉花长期连作条件下土壤微生物的演变趋势,明确不同耕作措施的调节效应,采用空间替代法,研究了不同连作年限棉田土壤微生物数量、酶活性和土壤基础呼吸的变化及其对不同耕作措施的响应特征。结果表明：随棉花连作年限的增加,0~60 cm土层中土壤pH值表现出先降低后升高再降低的趋势,土壤有机质含量升高,土壤容重增大,孔隙度降低;土壤细菌数量先增加后减少,真菌数量不断增加,放线菌数量呈波动状态;土壤微生物生物量碳（Cmic）和微生物生物量氮（Nmic）及土壤脲酶、蔗糖酶和过氧化氢酶活性随连作年限的延长均呈增加趋势,而磷酸酶活性呈先增加后减少的趋势;土壤基础呼吸表现为先增加后降低的趋势,代谢熵（qCO2）呈减小趋势。对长期连作的障碍棉田采取深度翻耕和水旱轮作均能增加土壤pH值和有机质含量,并能有效降低容重,增加孔隙度,能增加0~60 cm土层中土壤细菌和放线菌数量,降低0~20 cm土层中真菌数量;深度翻耕既增加了20~40cm土层中的Cmic和Nmic,又增加了0~60 cm土层中的土壤脲酶、磷酸酶、蔗糖酶和过氧化氢酶活性;而水旱轮作仅增加了0~20 cm土层中的Cmic,并使该土层土壤脲酶、磷酸酶、蔗糖酶和过氧化氢酶活性增强;土壤深度翻耕可提高棉田0~60 cm土层中的基础呼吸速率,使土壤表层的qCO2增高,而降低深层土壤qCO2。因此,土壤深度翻耕和水旱轮作等措施均可用于改善棉田土壤微生物环境,并有效缓解棉花长期连作引发的不利影响,是克服连作障碍的重要措施之一。

16年保护性耕作措施对粮草轮作系统土壤碳库及稳定性的影响

土壤碳库是陆地生态系统碳库的重要组成部分,对维持全球碳平衡及气候变化具有重要作用,其变化除了受气候和环境因素的影响外,还受农业耕作措施的影响。为研究长期保护性耕作措施对黄土高原陇东地区玉米(Zea mays L.)-小麦(Triticum aestivum L.)-箭筈豌豆(Vicia sativa L.)轮作系统土壤碳库及碳库变化的影响,利用已进行16年传统耕作(T)、传统耕作+秸秆还田(TS)、免耕(NT)、免耕+秸秆还田(NTS)的保护性耕作定位试验,探究0—200 cm土层土壤全碳、有机碳、易氧化有机碳、碳库指数、碳库管理指数、碳库活度指数的变化。结果表明:连续进行16年保护性耕作措施能够显著增加0—5 cm土层土壤有机碳及易氧化有机碳含量(P<0.05),对深层土壤有机碳和易氧化有机碳影响不显著,相比T,TS、NT、NTS处理能够使土壤有机碳含量分别升高59.74%,58.43%,80.56%,使易氧化有机碳含量分别升高49.80%,49.65%,53.17%。保护性耕作措施对土壤碳库变化的影响随土层深度改变,其中TS、NT和NTS处理土壤碳库指数在0—10 cm土层显著高于10—20 cm土层,而土壤碳库活度指数和碳库管理指数在10—20 cm土层显著高于0—10 cm土层,土壤易氧化有机碳含量是决定土壤碳库活度指数和土壤碳库管理指数变化的主要原因。通过16年的长期试验证明,免耕+秸秆还田处理是提升农田表层土壤碳库及稳定性的有效措施,研究结果可为探讨土壤固碳机理、优化黄土高原地区农田管理措施提供理论指导。