川西平原五种水旱轮作模式旱作季杂草群落特征

为明确不同水旱轮作模式对川西平原旱作季杂草群落特征的影响,从而为旱作季杂草的高效防控提供理论依据。基于大蒜-水稻(GR)、小麦-水稻(WR)、蚕豆-水稻(BR)、油菜-水稻(RR)和马铃薯-水稻(PR)五种水旱轮作的长期定位试验,在2022年旱季采用生态学方法探究了不同水旱轮作模式下旱作季农田杂草种类、密度、株高、生物量等杂草群落结构和物种多样性特征。结果表明:(1)五种轮作模式下杂草田间密度表现为WR>BR>RR>GR>PR,生物量表现为WR>BR>GR>RR>PR,物种多样性表现为GR>BR>RR>PR>WR,物种均匀度表现为GR>PR>BR>RR>WR,群落优势度表现为WR>PR>RR>BR>GR,表明GR杂草群落稳定性最高,WR杂草群落稳定性最低且优势物种发生危害的程度最高,RR的杂草种类数少且不易发生危害;(2)五种水旱轮作模式杂草群落相似性较高,相似性指数在0.69—0.84之间,WR杂草生活型以一年生单子叶杂草为主,其余四种模式以一年生双子叶杂草为主;(3)WR优势杂草种类最少,为禾本科棒头草(Polypogon fugax Nees ex Steud),其重要值为59.53%;BR优势杂草种类最多,为棒头草、蔊菜(Rorippa indica(L.)Hiern)、毛茛(Ranunculus japonicus Thunb)和通泉草(Mazus japonicus(Thunb.)O.Kuntze);GR优势杂草为苣荬菜(Sonchus wightianus DC)和猪殃殃(Galium spurium L);RR和PR优势杂草均为三种,都包括为棒头草和蔊菜。因此,以确保旱作季杂草能得到有效控制,不同水旱轮作模式应制定不同的杂草防控措施。GR和PR应重点控制以猪殃殃为代表的双子叶杂草,WR应着重控制以棒头草等为代表的单子叶杂草,BR和RR应注重繁殖力强的单双子叶杂草的综合防治。

长江流域早稻—大棚藜蒿水旱轮作对土壤环境的影响

近年来长江流域各地大棚藜蒿连年种植,导致土壤酸化严重,湖蒿镉积累问题备受市场关注,土壤酸化也使青枯病逐渐成为大棚湖蒿的主要病害。作者在湖北大棚藜蒿主产区黄石市阳新县兴国镇宝塔村开展了早稻—大棚藜蒿水旱轮作模式的试验示范,比较了水旱轮作和旱旱连作模式对土壤颗粒组成、土壤物理特性、土壤速效养分、土壤生化特性及土壤微生物群落数量的影响效应,以期探索水旱轮作对改良土壤环境,防治藜蒿青枯病和降低藜蒿镉积累的效果。

不同水旱轮作模式下秸秆还田与精量减氮对水稻产量、氮素吸收利用及土壤氮含量的影响

【目的】水旱轮作模式不仅影响土壤氮素残留率,而且旱作季秸秆还田后带入土壤的氮量也不同,导致对后茬水稻的氮素供应也不同。研究考虑秸秆氮素条件下的精准减氮量,以充分发挥秸秆氮素和轮作模式优势。【方法】以四川地区主推品种‘F优498’为材料,在四川农业大学现代化农业科研园区进行大田裂区试验,以3种水旱轮作模式下的秸秆还田为主区:油菜–水稻轮作(RR)、小麦–水稻轮作(WR)、青菜–水稻轮作(CR);以3个施氮量为裂区:不施氮(N_0)、传统施氮量(N_(1))、精量减氮(N_(2))。根据计算,RR、CR和WR轮作模式下N_(2)处理的施氮量分别为120、145和140 kg/hm^(2),分别较N1处理(150 kg/hm^(2))减少氮肥用量20.00%、3.33%和6.67%。于水稻拔节期、齐穗期、成熟期取植株样分析干物质积累和氮素吸收量,成熟期测定水稻产量和产量构成因素。旱季作物和水稻收获后取0—20 cm土壤样品,测定全氮及碱解氮含量。【结果】与CR和WR处理相比,RR平均水稻产量2018年分别增加3.85%和13.06%,2019年分别增加14.01%和2.57%,主要原因是其能保证较高的有效穗数和千粒重,促进籽粒灌浆结实;2018年干物质积累总量平均分别增加1.84%和23.50%,2019年分别增加12.87%和4.19%;2018年氮素积累总量平均分别增加17.29%和14.59%,2019年分别增加10.50%和5.00%;2018年氮肥偏生产力分别增加11.43%和17.08%,2019年分别增加25.57%和11.42%。2018、2019年RR处理稻田土壤全氮含量分别较CR和WR处理增加16.67%和9.25%、14.69%和2.01%,碱解氮含量分别增加了13.90%和9.80%、17.76%和8.48%。同一轮作模式秸秆还田下,N_(2)处理的水稻产量、干物质积累、氮素吸收及土壤氮素含量与N_(1)处理多无显著差异,但氮肥偏生产力、氮肥生理利用率多表现为N_(2)>N_(1),其中2018年N2处理在RR模式下的氮肥偏生产力较N1处理显著增加23.50%,2019年显著增加20.89%。RR、WR和CR模式综合评价表明,水稻生产力综合排序为RR>CR>WR,得分最高的处理是RR+N_(1),其次是RR+N_(2)。【结论】油菜–水稻轮作模式秸秆还田优化了水稻各生育时期的干物质和氮素积累,促进了氮素利用和土壤培肥,从而增加水稻产量,配合精量减氮处理不影响水稻正常生长,但能减少20%氮肥使用,有助于秸秆高效利用和水稻节肥稳产。

基于能量效率与碳效率的长江中游不同水旱轮作系统可持续性分析

长江中游地区是我国典型水旱轮作区,合理评价不同水旱轮作模式的生态经济效益对推动该区稻田可持续生产具有重要意义。本研究选取玉米-晚稻(MR)、油菜-中稻(RR)和小麦-中稻(WR)3种水旱轮作模式,对比其在秸秆还田(S+)与秸秆不还田(S–)处理下的作物产量、能量效率和碳效率等方面的差异。结果表明:(1)MR模式作物产量较RR和WR模式显著高22.25%和14.81%。秸秆还田显著提高MR、RR和WR模式作物产量7.12%、6.54%和6.43%。(2)MR模式光能利用率和产投比均显著高于RR与WR模式,耗能强度显著低于RR和WR模式。秸秆还田显著提高MR、WR模式光能利用率和RR、WR模式耗能强度,显著降低MR、RR和WR模式产投比。(3)MR模式碳生产效率和碳生态效率显著高于RR和WR模式。秸秆还田显著提高了MR、RR和WR模式碳生产效率和碳生态效率。(4)MR模式碳足迹显著低于RR和WR模式。秸秆还田显著降低了MR、RR和WR模式碳足迹。综上,与油菜-中稻和小麦-中稻模式相比,玉米-晚稻模式具有较高的作物产量、能量效率、碳效率和较低的碳足迹;秸秆还田利于提高作物产量,同时提高了各模式能量效率和碳效率,降低了碳足迹。可见,玉米-晚稻水旱轮作配合秸秆还田具有较好的生态经济效益,可作为长江中游水旱轮作区一种可持续生产技术。

西瓜—水稻—绿肥水旱轮作栽培技术

为促进种植业绿色高质量发展,提高土地利用率,增加农民收入,集成了西瓜—水稻—绿肥水旱轮作栽培模式。本文总结分析了该模式栽培技术要点及效益。利用小拱棚栽培技术,选用早中熟优质西瓜品种,4月上旬定植,6月采收,罢园时将健康瓜蔓留田作为水稻有机肥;水稻选用高产优质中稻品种,软盘育秧,6月底机插,10月底收割;收割前15~20 d撒紫云英种子作绿肥,绿肥生长期间注意排水防涝,第二年3月翻耕还田。该模式在稳定水稻生产的同时提高了农田周年效益,促进了西瓜和水稻产业的可持续发展,同时有效减轻了田间病虫害的发生,达到减肥减药的效果,有利于西瓜和水稻的稳产高产,经济效益和生态效益得到提升。

“稻-豆-油”三熟制水旱轮作绿色高效栽培技术

为提高农民种植效益,稳定粮油生产,本研究充分利用地域优势和作物品种优势,通过多年的实验示范,总结集成了“早稻-鲜食秋大豆-油菜”三熟制水旱轮作绿色高效栽培模式。该模式不仅实现了粮食绿色安全生产和稳粮增粮,而且大幅提高了土地产出率,有效促进了农业增效、农民增收,是符合现代农业发展方向的高效生产技术模式。

“设施甜瓜-水稻”水旱轮作高效栽培模式研究

在设施甜瓜主产区因地制宜开展了“设施甜瓜-水稻”水旱轮作高效栽培模式和“设施甜瓜-空闲”模式比较研究。结果表明,“设施甜瓜-水稻”水旱轮作模式适宜选用甜瓜嫁接苗和全生育期140 d左右的水稻品种;水旱轮作能改良土壤性质,减少大田种植甜瓜嫁接苗死株率,提高甜瓜品质和土地使用率,解决粮经争地矛盾,并净增收益639.9元/667 m2。该模式是一种可持续发展的高效栽培模式。

水旱轮作对土壤pH、有机质和重金属含量的影响

在水旱轮作模式下分水作和旱作2次采样分析了土壤pH、有机质含量及重金属污染物的分布变化规律。结果表明,水旱轮作情形下,水作pH、有机质含量比旱作整体偏高,偏高点位占比分别为85.7%、76.2%;重金属砷、铅、铜、镍、锌含量旱作比水作高,偏高的点位占比分别为61.9%、88.1%、64.3%、76.2%、69.0%,仅铬含量水作比旱作高,偏高的点位占比为71.4%。与旱作相比,水作pH中位值高0.55,增幅为8.0%,有机质含量中位值高9.6 g/kg,增幅为35.6%,砷、铅、铜、镍和锌含量中位值分别下降8.2%、9.2%、11.7%、7.8%、4.8%,而铬含量中位值则增加了14.3%。

福清市稻菜水旱轮作种植模式现状及其发展对策

福清市温光资源丰富,降水充足,适宜多种作物生长,发展稻菜水旱轮作种植模式效益显著,发展潜力大。目前稻菜水旱轮作种植模式还存在推广面积少、品种选择不适宜、关键技术不完善、茬口安排不科学、抵御市场风险和自然灾害风险能力薄弱等问题。对福清市稻菜水旱轮作种植模式现状进行介绍,提出存在的问题和相应的解决对策。

萧山区莴苣-水稻-西芹水旱轮作栽培技术

为有效缓解土壤连作障碍问题,实现节本增效、提质增产,促进农民增收,作者探索出莴苣⁃水稻⁃西芹1年3熟水旱轮作模式,并在杭州萧山示范推广。在莴苣⁃水稻⁃西芹栽培模式下,每667 m^(2)莴苣产量2400~3000 kg、水稻产量410~450 kg、西芹产量4400~5500 kg,3茬作物合计每667 m^(2)年产值11488~17340元、净效益6450~8600元。该文从茬口安排、品种选择、育苗、定植、田间管理、病虫害防治和采收等方面介绍了莴苣⁃水稻⁃西芹1年3熟水旱轮作模式的技术要点。

山区优质稻与花椰菜水旱轮作高产栽培技术

近年来,福建省屏南县花椰菜种植面积逐年扩大,成为当地菜农增收致富的主要经济作物之一。但是常年连作导致花椰菜生长势变弱,产量减少,病虫害严重,品质下降,严重影响经济效益,因此,花椰菜需要与非十字花科作物进行轮作,最好能和水稻进行水旱轮作,可以大大减轻病虫害的发生。

云霄县大棚甜椒—水稻水旱轮作高效栽培模式

云霄县立足气候优势、区位优势,大力发展越冬设施温室大棚蔬菜,设施甜椒种植面积达0.3万亩。由于连年重茬种植,土壤连作障碍日趋严重,病虫害不断加剧,严重影响了甜椒的产量和效益。随着设施大棚甜椒种植面积不断扩大,稻菜争地矛盾日渐突显,通过“蔬菜一水稻”水旱轮作不仅可以提高土地利用率,减轻连作障碍和土传病害发生,又可以在不减少蔬菜生产的前提下,多种植一茬水稻,实现了一地多收,有效稳定粮食生产,并能显著提高农户的种植效益。

水旱轮作制下连续秸秆覆盖对土壤理化性质和作物产量的影响

采用田间定位试验研究方法,于2008～2010连续3年研究了水旱轮作制下连续秸秆覆盖对土壤理化性质和作物产量的影响。结果表明,连续秸秆覆盖显著降低了表层土壤(0—5 cm)容重,提高了0—5 cm和5—15 cm土层土壤含水量。同时连续秸秆覆盖还田还可以显著提高0—25 cm土层土壤有机质、碱解氮、速效磷和速效钾含量。秸秆覆盖对表层(0—5 cm)土壤养分状况的效应更明显。秸秆连续覆盖5季后,0—5 cm土层土壤速效钾含量的增幅(7.64%～15.33%)>速效磷(7.52%～10.03%)>碱解氮(7.30%～8.74%)>有机质(6.08%～7.53%)。秸秆覆盖还田后,可以提高作物产量,其中旱季作物(小麦、油菜)的增产效应要高于水季作物(水稻),并且随着秸秆还田年限和用量的增加,作物的增产幅度也随之提高,起主要作用的产量构成因素是小麦、水稻的有效穗数以及油菜单株角果数和每角粒数。

连续定位施用沼液对水旱轮作耕层土壤微生物区系及酶活性的影响

为研究长期定位施用沼液对水旱轮作耕层土壤微生物区系及酶活性的影响,在四川省邛崃市固驿镇黑石村黄壤性水稻土上设置12个处理（1个清水对照,1个常规施肥对照,10个不同施用量的纯沼液处理）,采集连续三年＂水稻-油菜＂轮作后的耕层土壤,研究了土壤微生物区系及酶活性的变化。结果表明,与清水对照和常规施肥相比,施用沼液会降低土壤细菌/真菌（B/F）值,增加微生物数量并提高土壤酶活性;随沼液施用量增加,细菌数量不断增加,放线菌、真菌数量和土壤过氧化氢酶活性均先升高后降低,土壤脲酶和蔗糖酶活性呈先降低后升高再降低的趋势;当三年沼液施用总量控制在495.31～546.32 t·hm^-2时,土壤微生物数量和酶活性均处于较高水平。长期施用沼液有利于土壤微生物生长和酶活性提高,但对土壤微生态平衡及土壤质量存在潜在威胁。

水旱轮作对冷浸田土壤碳、氮、磷养分活化的影响

有机碳活性低、微生物生物量氮含量低和磷素养分缺乏等是冷浸田土壤重要的养分障碍因子。通过连续3a的定位试验,研究油菜—水稻、玉米—水稻、紫云英—水稻和蚕豆—水稻等4种水旱轮作方式对冷浸田土壤碳、氮、磷养分活化及稻谷产量的影响。结果表明：与冬闲—水稻相比,实行水旱轮作,土壤微生物生物量碳含量提高60.54%～195.57%,微生物商增加0.24～0.81个百分点;土壤微生物生物量氮含量提高107.51%～162.90%,微生物生物量氮/总氮比增加0.71～0.91个百分点;土壤全磷、有效磷及微生物生物量磷增幅分别为14.29%～40.00%,31.42%～105.61%和63.76%～83.22%;稻谷产量提高23.64%～55.49%,不同轮作模式以玉米—水稻产量最高。土壤全磷、有效磷、微生物生物量碳、微生物生物量氮和微生物生物量磷等与稻谷产量、有效穗均呈显著或极显著正相关关系。说明潜育化程度较轻的冷浸田通过水旱轮作,土壤有机碳、氮、磷养分得到活化,其中影响冷浸田稻谷产量的养分限制因子顺序为有效磷〉微生物生物量氮〉微生物生物量磷〉微生物生物量碳〉全磷。

有机物料对水旱轮作红壤磷素微生物转化的影响

室内培养研究了添加有机物料后水旱轮作红壤的微生物生物量变化和磷素转化状况。结果显示 ,加 5gkg-1葡萄糖 (G5 )、5和 10gkg-1稻草 (S5、S10 )处理的土壤微生物生物量碳 (MB C)在前 3d大幅度增加 (2 15 %、74 %、16 3% ) ;此后G5和S10处理的MB C经过一个下降阶段 (3～ 14d和 3～ 7d)后转为稳定 ;而S5处理的MB C基本保持稳定。G5和S10处理的土壤微生物生物量磷 (MB P)分别在前 3d或 7d大幅度提高 ,此后基本稳定 ;S5处理的MB P一直保持稳定 ,但到培养结束时 (4 3d)比对照约高 1倍。G5处理的土壤提取磷 (鲜土 ;Olsen法 )在前 3d内显著下降 ,此后基本稳定 ;S5和S10处理的提取磷基本稳定 (略低于对照 )。在第 4 3天 ,G5处理土壤的Al、Fe结合态磷含量和固定态无机磷总量显著减少 ,说明添加有机物料在提高土壤微生物生物量和磷素吸收的同时 ,促进了固定态无机磷特别是Al、Fe结合态磷的活化。进一步分析发现经过微生物利用的磷约有 30

太湖地区不同水旱轮作方式下稻季甲烷和氧化亚氮排放研究

为准确编制我国稻田温室气体排放清单及制定合理减排措施提供基础数据,选择太湖地区典型水稻种植区江苏省苏州市,研究设计了休闲水稻（对照,CK）、紫云英水稻（T1）、黑麦草水稻（T2）、小麦水稻（T3）和油菜水稻（T4）5种水旱轮作方式,采用静态箱气相色谱法,开展了不同水旱轮作方式下水稻生长季田间甲烷（CH4）和氧化亚氮（N2O）排放监测试验。试验结果表明：不同水旱轮作方式下水稻生长季CH4排放通量呈先升高后降低的变化趋势,CH4排放峰值出现在水稻生育前期,移栽至有效分蘖临界叶龄期CH4累积排放量占全生育期排放总量的比例为65%~81%,而N2O仅在水稻烤田期间有明显排放。水旱轮作方式对稻季CH4和N2O排放有极显著（P 0.01）影响,CH4季节总排放量表现为T1（283.2 kg.hm 2）CK（139.5 kg.hm 2）T3（123.4kg.hm 2）T4（114.7 kg.hm 2）T2（100.8 kg.hm 2）,N2O季节总排放量顺序为T1 T4 T3 T2 CK,依次为1.06kg.hm 2、0.87 kg.hm 2、0.81 kg.hm 2、0.72 kg.hm 2和0.53 kg.hm 2。T1处理稻季排放CH4和N2O产生的增温潜势最高[7 396 kg（CO2）.hm 2],显著（P 0.05）高于其他处理,比CK[3 646 kg（CO2）.hm 2]增加103%,T2[2 735kg（CO2）.hm 2]较CK减少25%（P 0.05）。紫云英水稻轮作方式增加了太湖地区水稻生长季的温室效应。

水旱轮作下长期免耕和施用有机肥对土壤某些肥力性状的影响

198 3年 6月至 1997年 10月进行的水旱轮作下连续免耕并配合施用有机肥料的长期定位田间试验研究结果表明 ,长期免耕和施肥造成土壤养分的表层富集 ,0～ 5cm土层有机碳、全氮、速效氮含量显著增加 ,而 5～ 10cm和 10～ 2 0cm土层上述养分含量明显低于常规耕翻处理 ;免耕对土壤结构破坏少 ,使 0～ 2 0cm土层水稳性团粒结构增多 .综合各项肥力性状 ,不同施肥处理对提高土壤肥力的贡献为 :猪粪 >秸秆 >绿肥 >化肥 >不施肥 .

水旱轮作条件下长期自然免耕对土壤理化性质的影响

通过实地调查，采集不同免耕年限土壤进行对比分析，研究了水早轮作条件下长期自然免耕对土壤理化性质的影响。结果表明：水早轮作条件下，不进行秸秆覆盖长期双免耕的农耕措施对土壤理化性质有较大的影响。0～15cm土层容重随免耕年限的增加而减小，免耕7～8年后趋于稳定，而15～30cm土层的容重几乎不受影响；土壤团聚度随免耕年限的增加而增加，表层增加更明显；土壤有机质、全氮、速效氮和磷含量均随免耕年限增加而逐年上升，并且有明显表聚现象，但对速效钾的影响则不明显。