作物轮作对多年连作棉田土壤细菌群落结构的影响

新疆棉田连作问题突出,作物轮作是缓解棉田连作障碍的有效措施。通过对长年连作棉田轮作苜蓿、大豆、花生等六种作物后土壤进行细菌群落结构分析,评价六种作物对棉田土壤微生态的影响程度,筛选能够显著改善提升连作棉田土壤微生态的作物。结果表明:大豆、花生、苜蓿三种豆科作物根际的土壤细菌群落结构与棉花相似性较高,对棉田土壤细菌ACE指数、Chao1指数虽有提升但无显著差异。而番茄、玉米、甜菜三种作物对棉田土壤细菌群落结构影响较大,显著降低了棉田土壤细菌Alpha多样性及不同分类水平细菌种群的数量。在物种组成方面,变形菌门(Proteobacteria)、放线菌门(Actinobacteria)和酸杆菌门(Acidobacteria)为土壤中优势细菌门,变形菌门在番茄根际土壤的丰度最高(58.4%),在苜蓿根际最低(40.5%);放线菌门在苜蓿根际丰度最高(15.8%),在番茄根际最低(6.5%);酸杆菌门在大豆根际丰度最高(10.2%),在番茄根际最低(5.5%)。土壤中显著差异细菌种群主要富集在苜蓿、大豆根际,但是不同作物单季轮作未对土壤中主要有益细菌种群的相对丰度产生显著影响。综合看,大豆、花生、苜蓿三种豆科作物单季轮作对棉田土壤细菌群落结构的影响较小;番茄、玉米和甜菜能够显著降低棉田土壤细菌多样性和种群数量,其中甜菜的影响作用最显著。

覆土种植杏鲍菇营养评价与效益分析

以工厂化种植杏鲍菇为对照,检测覆土种植不同采收期杏鲍菇的蛋白质、氨基酸、脂肪等营养成分和种植前后土壤养分含量,根据覆土种植投入产出计算效益,探讨冬闲田杏鲍菇覆土种植-菌渣还田-粮食/水果/蔬菜轮作种植模式的可行性。结果表明,不同采收期覆土种植杏鲍菇鲜品子实体蛋白质、脂肪、氨基酸等含量均高于工厂化种植,采收期对覆土种植杏鲍菇蛋白质含量影响较大,成熟初期含量最高,达4.19 g/100 g,是成熟期的1.3倍、孢子释放期的1.6倍、工厂化种植的1.9倍。覆土种植杏鲍菇必需氨基酸、呈味氨基酸含量均高于工厂化种植,E/T值接近FAO/WHO提出的优质蛋白质氨基酸组成值。菌渣还田后土壤有机质含量提高了116%,杏鲍菇从覆土到采收完毕共34 d,生物转化率可达136%,投入产出比达1:1.8。冬闲田覆土种植杏鲍菇子实体营养丰富,味道鲜美,经济效益好,菌渣还田可提高土壤有机质含量,适合在南方水稻主产区、荔枝等果园的林下冬春季推广应用。

不同花生轮作模式对土壤酶活性的影响

通过探究不同花生轮作模式对耕层土壤酶活性的影响,为改善土壤理化性状、提高作物生产效率提供科学依据。针对水田和旱地两种起始田,在长江中下游地区设小麦—花生和油菜—花生两种轮作模式,以花生连作为对照,开展3年定位试验,探究不同轮作模式对0~20 cm和20~40 cm土层土壤脲酶、过氧化氢酶、蔗糖酶和碱性磷酸酶活性的影响。研究发现,起始田块及种植模式对土壤酶活性均有极显著影响。在旱地起始田下,与花生连作相比,油菜—花生轮作模式提高了0~20 cm土层土壤过氧化氢酶(6.5%)和脲酶(4.7%)活性;在水田起始田,小麦—花生轮作模式土壤碱性磷酸酶敏感性最低(-17.2%~-6.6%),与花生连作和小麦—花生轮作相比,油菜—花生轮作提高了0~20 cm土层土壤过氧化氢酶活性(4.7%~4.8%);相同种植模式相同土层深度下,四种土壤酶活性均表现为水田高于旱地,而同一起始田相同种植模式,土壤酶活性表现为0~20 cm土层高于20~40 cm土层,且以水田起始田,花生连作下碱性磷酸酶活性的表现最为明显(129.6%);除0~20 cm土层过氧化氢酶活性外,土壤脲酶、蔗糖酶和碱性磷酸酶活性均表现为花生连作>油菜—花生轮作>小麦—花生轮作。综上,起始田块类型和种植模式均可显著改变土壤酶活性,花生连作更有利于土壤酶活性的提高,这可能与其休闲期较高的杂草生物量和多样性有关。

烟-稻轮作典型烟田团聚体分布特征及其与土壤养分、作物产量的关系

【目的】结合烟-稻两季定位调查与采样分析,研究土壤团聚体分布特征及其与土壤养分、作物产量的关系。【方法】选取同一母质正常烟田和障碍烟田各10个,进行定位调查和采样分析,采集0~20 cm表层土样,分析土壤团聚体、土壤养分与土壤生物学特征,研究烟-稻轮作土壤团聚体分布与土壤的关系。【结果】正常烟田土壤有机碳、全氮、碱解氮、铵态氮和速效钾以及土壤微生物基础呼吸、微生物生物量碳、微生物生物量氮、微生物生物量磷、β-葡萄糖苷酶、纤维素酶、氨基乙酰葡糖苷酶、β-D-吡喃木糖苷酶、酸性磷酸酶和多酚氧化酶显著高于障碍烟田(P<0.05);正常烟田烟草季、水稻季土壤大团聚体(2~8mm)显著高于障碍烟田,分别为35.09%、31.75%,且土壤团聚体稳定性指标高。正常烟田烟叶农艺性状与作物产量均显著高于障碍烟田。烟草季水稻季土壤大团聚体与土壤有机碳、全氮呈显著正相关。【结论】正常烟田土壤大团聚体(2~8mm)比障碍烟田高,土壤养分和团聚体分布差异明显,长期的烟-稻轮作促进了土壤团聚体形成,是土壤肥力提高和土壤结构改良的重要途径。

作物茬口对棉花生长发育及产量的影响

2010年在连作8a的棉田分区种植小麦、甜菜和棉花,次年再全部种植棉花,研究不同作物茬口对棉花生长发育及其产量的影响。结果表明,麦茬地棉花的各项农艺性状优于连作棉花,其中麦茬地棉花的株高、主茎叶片数、果枝数与连作棉花间差异均达到极显著水平;麦茬地棉花单株干质量、叶绿素含量也均优于连作和甜菜茬棉花。倒茬地棉花比连作棉花平均增产15.2%,其中麦茬地棉花增产21.9%,甜菜茬棉花增产8.6%。麦茬地棉花产量的提高主要在于单株铃数和单铃质量的提高,分别比连作棉花提高23.5%和6.1%。

塔里木绿洲种植制度对棉田土壤养分性状的影响

为了研究塔里木绿洲种植制度对棉田土壤养分特性的影响,以棉田轮作方式（水稻→棉花、水稻→冬麦→棉花、水稻→冬麦-绿肥→棉花）和连作年限（3、5、8、10、15 a）为试验因素,对0~100 cm土层土壤进行了调查与试验。结果表明：短期轮作对棉田土壤养分含量无影响,棉花连作年限是不同层次土壤养分含量变化的主要影响因素,连作3、8、10、15 a土壤0~20 cm速效氮平均为40.60、48.75、51.96、44.35 mg/kg;速效磷平均为10.16、26.72、27.00、23.37 mg/kg;速效钾平均为184.70、142.60、130.20、105.56 mg/kg;有机质含量分别为10.43 g/kg、12.10g/kg、12.93 g/kg、13.56 mg/kg;无论轮作类型、连作年限长短,从垂直分布上,连作15 a、3 a土壤速效氮F值分别为79.01、299.45;速效磷F值分别为88.99、17.54;有机质F值分别为77.27和171.6。表明长期连作降低了上下层土壤速效氮和有机质含量差异而增加了上下层土壤速效磷含量差异;有机质含量随着土层深度的增加而降低;速效钾含量有随着土层深度的增加而增加的趋势。棉花长期连作有利于增加各层次土壤速效氮、速效磷和有机质含量,同时降低深层土壤速效钾的含量;连作8~10 a耕作层土壤速效氮、有效磷含量达到最大值分别为52.35 mg/kg和27.45 mg/kg。

江西省双季稻田多作复合种植系统的能值分析

【目的】粮食问题一直都是国际社会关注的热点问题,探寻高效的种植模式,提高土地利用率和粮食产量是目前最为迫切的研究内容。从国内外相关领域的研究成果来看,实行多熟种植模式是充分利用自然资源和提高产量的重要途径,世界各国的农业都在朝着多熟种植的方向发展。1987年,美国著名生态学家H.T.Odum提出能值分析理论来探讨陆地复杂生态系统的功能原理和模拟技术,并将其扩展到人类所参与的生态、环境乃至社会经济系统。20世纪80年代以来,应用能量投入产出来衡量不同熟制或不同复种方式优劣已为国内外农业工作者重视并广泛应用,有助于调整生态环境与经济发展的关系,对自然资源的科学评估与合理利用具有重要的实践价值。论文将阐明双季稻田冬季复种模式系统中的资源利用和投入与产出效益,为南方双季稻田冬季复种模式的耕作制度改革、农田系统的可持续发展提供理论基础,为全面推进区域现代农业发展和农业现代化建设提供科技支撑,为国家和地区粮食增产、农民增收与农村繁荣提供参考依据。【方法】以大田定位试验的原始数据和相关统计年鉴资料为基础,采用能值分析理论和方法,对江西省余江县双季稻田7种复种模式系统中的经济产量折能、光合生产力、光能利用率、投入产出、运行效率和环境负荷等进行综合分析。【结果】冬季复种模式下的作物经济产量折能为217.5×106-229.7×106 kJ·hm-2,均大于冬季休闲模式(T1)的213.5×106 kJ·hm-2,其中T4、T6和T7显著高于其他处理,以T6的增幅最大(8.5%)。T6处理在2008—2010年间均表现出最高的能量增幅,具有很好的优势和稳定性。冬季复种模式的光合生产力(11.99—14.03 g·m-2·d-1)和光能利用率(1.46%—1.70%)极显著高于T1(10.55 g·m-2·d-1和1.28%),平均增幅为14.4%—34.8%,以T3为最高(34.8%)。光合生产力和光能利用率的变化趋势高度一致。冬季复种轮作模式下的经济产量折能为220.9×106—229.7×106 kJ·hm-2,均高于冬季复种连作(T2)的217.5×106 kJ·hm-2,以T6的增幅最大(6.1%)。除T3有所增加外,冬季复种轮作模式的光合生产力(11.99—13.10 g·m-2·d-1)都低于T2(13.67 g·m-2·d-1),平均降幅为4.2%—12.4%,以T4下降最多。T3(1.70%)和T6(1.67%)的光能利用率显著高于其他处理(1.46%—1.58%),且其他处理均低于T1,以T4和T5降幅最大。能值分析显示,不同处理的能值投入产出存在明显差异;表土净损失能最少为T1(2.98×1016sej),最多是T5(3.83×1016sej);工业辅助能最少投入为T1(1.62×1017sej),最多是T4(2.98×1017sej,近T1的2倍);有机能投入最少为T1(6.55×1015sej),最多是T7(1.19×1016sej,近T1的2倍);T1的产出能最低(1.39×1016sej),T6的产出能最高(5.42×1016sej,近T1的4倍)。除T3(2.81)略低外,冬季复种模式的能值投入率(3.12—4.57)均大于T1(2.84),T4和T5增幅分别达61.1%和50.4%;但冬季复种模式下的能值产出率只有T4(0.13)高于T1(0.08),其他处理(0.06—0.07)均低于T1。冬季复种模式的环境资源能值占总投入能值的比例为0.17—0.26,一定程度上说明稻田冬季复种模式更有利于保护农田环境资源。冬季复种模式的不可更新环境资源能值/总投入的能值的比值在本研究中为0.10—0.15,意味着稻田农产品的产出很大程度上依赖于不可更新环境资源的消耗,将增大稻田水土流失的风险。所有处理的工业辅助能值/总投入能值的比值均超过了0.8,但处理间差异不明显,即工业投入所占比重较大,不利于稻田系统的可持续发展。【结论】双季稻田冬季作物的种植有利于提高稻田的光合生产力和光能利用率。除双季稻田冬季种植混播绿肥轮作模式外的稻田冬季种植经济作物的轮作模式的光合生产力和光能利用率均低于双季稻田冬季复种连作模式。双季稻田冬季种植蚕豆和豌豆的种植模式比稻田冬季休闲模式具有优势,但双季稻田冬季种植油菜是一个高投入高产出的种植模式,利于可持续发展。因此,在试验区双季稻田冬季种植油菜为最佳复种模式。

稻田轮作对土壤理化性状和作物产量的影响

稻田轮作系统随着耕种年限增加 ,土壤理化性状得到改善 ,土壤容重下降 ,非毛管孔隙度增加 ,气液比值增大 ,土壤有机质和土壤速效养分均得到提高 ,土壤 p H值得到改善 ,从而有利于作物生长发育 。

稻田轮作系统的生态学分析

针对目前稻田单一化的连作耕作制度对农田环境造成的不利因素,根据5 a田间定位试验,从土壤理化性状、作物产量变化、病虫害发生发展规律、能流及养分平衡状况等角度对稻田连作耕作制度和轮作系统进行生态学分析。结果表明,与连作耕作制度相比较,在试验设计范围内,稻田轮作系统明显改善了土壤的理化性状,使得土壤随着耕种年限增加,容重下降,而孔隙度增加,固相比率下降,气相比率上升,气液比值增大,土壤通透性大大增强,有效阻止土壤次生潜育化和土壤酸化,提高土壤pH值;改变了植株病原菌寄生,增强了植株的抵抗能力,对作物病、虫、草害产生了一定的抑制作用。同时,稻田轮作系统的总初级生产力、光能利用率、辅助能利用率分别比连作系统高17.47%、9.87%和5.0%。N、P、K的养分利用率也同样明显高于连作系统。提出了合理轮作的优化模式和复种模式。

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。

75%磺酰磺隆WDG对麦田杂草防除效果及后茬作物的安全性

为了解75%磺酰磺隆WDG对麦田杂草的防除效果及对当季小麦和后茬作物的安全性,于2010-2012连续两个生长季,设11.25、22.5、33.75和45g·hm-2 4个剂量水平,于11月中旬小麦越冬前茎叶喷雾,调查喷药后田间杂草生长以及后茬水稻、玉米、大豆、花生、棉花的出苗及生长情况。结果表明,喷施75%磺酰磺隆WDG后15～30d,田间杂草以黄化为主,死亡率较低,至喷药后120d(返青期),对看麦娘、石龙芮、碎米荠的控制作用非常好,4个剂量处理的株防效达到93.6%～98.0%;对硬草的控制作用稍差,株防效为64.0%～94.3%。该药对小麦安全,未见药害症状,保产效果较好。后茬水稻在11.25、22.5、33.75g·hm-2剂量下生长基本正常,在45g·hm-2处理下生长明显受抑;玉米、大豆、花生、棉花的出苗基本正常,花生和棉花的生长未见明显异常,大豆株高和产量在45g·hm-2剂量下略低于空白对照;玉米生长在33.75和45g·hm-2剂量下显著受抑,株高和产量分别降低0.0%～50.5%和8.1%～63.9%。

不同轮作模式对砂田土壤微生物区系及理化性状的影响

砂田是干旱半干旱地区具有综合效能的旱作覆盖技术,有明显改良和调节农田小环境的功效,近年来随着砂田产业化的快速发展,西瓜连作现象非常普遍,连作障碍明显。针对砂田西瓜连作障碍明显的现状,基于定位试验,研究了西瓜连作(对照,CK)和西瓜→花豆、西瓜→辣椒、西瓜→南瓜3种轮作方式对砂田土壤微生物群落和理化性状的影响,结果表明:与连作相比,3种轮作模式均可改善土壤微生物区系结构,增加土壤微生物多样性指数,增加细菌、放线菌数量及细菌数量与真菌数量比值(B/F),减少真菌数量;其中以与辣椒轮作效果最为明显,多样性指数(McIntosh指数,0.247)较CK(0.146)显著增加,放线菌数量比例(31.98%)较CK(14.22%)显著增加,但真菌数量及占总菌数的比例(0.06%)相对CK(0.43%)明显降低。轮作能改变土壤微生态环境,提高砂田土壤微生物多样性,缓解西瓜的连作障碍,西瓜与辣椒轮作是有效预防和克服连作障碍的较佳种植制度。

轮作豆科植物对马铃薯连作田土壤速效养分及理化性质的影响

合理轮作天蓝苜蓿（Medicago lupulina L.）、陇东苜蓿（Medicago sativa L.）和箭筈豌豆（Vicia sativa L.）3种豆科植物对马铃薯连作田土壤速效氮、速效磷及速效钾含量有不同程度的促进作用。对于马铃薯2年以上连作田，轮作3种豆科植物均能起到提高土壤氮素有效性的作用，速效氮含量最高提高476%，且可显著提高3年以上连作田速效磷含量，增幅最高可达207%。对于3～4年连作田，轮作天蓝苜蓿可提高土壤速效钾含量，筈其他连作年限及轮作箭豌豆和陇东苜蓿均没有提高土壤速效钾含量。轮作豆科植物后，不同连作年限马铃薯连作田土壤电导率值均显著下降，与对照相比，土壤的电导率值最大降低69.7%，说明实施马铃薯-豆科植物轮作对防止马铃薯连作田土壤盐渍化有显著效果。轮作豆科植物使连作田土壤脲酶、碱性磷酸酶和过氧化氢酶活性均显著提高。从第2年连作开始，轮作豆科植物对后茬马铃薯产量产生明显影响，第3～4年连作期间，筈轮作天蓝苜蓿和箭豌豆对后茬马铃薯增产效果较明显。

稻田轮作系统的生态学分析

针对目前稻田单一化的连作耕作制度对农田环境造成的不利因素,通过5a田间定位试验,从土壤理化性状、作物产量变化、病虫害发生发展规律、能流及养分平衡状况等角度对稻田连作耕作制度和轮作系统进行生态学分析。结果表明,与连作耕作制度相比较,在试验设计范围内,稻田轮作系统明显改善了土壤的理化性状,使得土壤随着耕种年限增加,容重下降,而孔隙度增加,固相比率下降,气相比率上升,气液比值增大,土壤通透性大大增强,有效阻止土壤次生潜育化和土壤酸化,提高土壤pH值。轮作系统不但提高了作物产量,而且总初级生产力、光能利用率、辅助能利用率分别比连作系统高17.47%、9.87%和5.0%。N、P、K的养分利用率也同样明显高于连作系统。提出了合理轮作的优化模式和复种模式。

不同耕作模式对稻田土壤理化性质及经济效益的影响

为研究不同耕作模式对土壤理化性状和作物经济效益的影响,对皖南地区4种典型耕作模式(单季稻种植、油稻轮作、麦稻轮作、烟稻轮作)的土壤和作物产量进行了研究。结果表明:与单季稻种植相比,轮作显著降低了土壤含水量;麦稻轮作和烟稻轮作土壤体积质量显著增加,孔隙度显著降低;麦稻轮作土壤有机质和碱解氮含量分别显著降低35.8%和47.8%;烟稻轮作土壤速效钾含量显著增加68.2%,速效磷含量提高109.5%。油稻轮作和烟稻轮作总产值比单季稻种植分别显著增加35.3%和155.5%。为解决轮作对土壤的不良影响,要注重增施有机肥和秸秆还田以改善土壤体积质量和孔隙度;麦稻轮作应重点解决土壤p H降低的问题;烟稻轮作要减少烟后晚稻的磷肥和钾肥施用量。总体而言,油稻轮作和烟稻轮作是皖南地区维护农田土壤肥力,促进农业可持续发展,实现农业增产增收的重要耕作模式。

花生除草地膜对田间杂草防除及花生产量的影响研究

通过在广东省花生主产区进行花生除草地膜覆盖栽培试验,探讨了该地膜对不同土壤类型和不同耕作制度的花生田间杂草的防除效果。结果表明:花生除草地膜适用于广东省各花生主产区,且产量平均增加28.93%;花生除草地膜对水旱轮作田和旱地的杂草防除效果略有不同,其中对水旱轮作田杂草的防除效果达80%以上,对旱地杂草的防除效果高达90%以上且防效稳定;在前茬作物为水稻或蔬菜的花生地,花生除草地膜对田间的防除效果均达到80%以上,但要注意控制多年生杂草。

轮耕对渭北旱塬麦田土壤有机质和全氮含量的影响

【目的】研究由秸秆覆盖免耕、秸秆覆盖深松和秸秆还田翻耕组成的不同保护性轮耕模式对渭北旱塬连作麦田土壤肥力的影响。【方法】2007—2014年在陕西合阳实施夏闲期免耕/深松轮耕(NT/ST)、深松/翻耕轮耕(ST/CT)、翻耕/免耕轮耕(CT/NT)、连续免耕(NT/NT)和连续翻耕(CT/CT)5种不同耕作模式定位试验,测定并分析2011—2014年小麦收获后不同耕作处理下土壤有机质和全氮变化规律及产量差异。【结果】与连续翻耕相比,连续免耕有利于表层土壤有机质和全氮积累,而免耕、深松和翻耕组成的3种轮耕处理更有利于提高20—40和40—60 cm土层土壤有机质和全氮含量,其中随着耕作年限延长,连续免耕处理下土壤养分逐渐表现出"上层富集,下层贫化"的现象;而免耕/深松轮耕更有利于耕层及耕层以下土壤养分均匀分布。随着轮耕年限增加,各耕作处理0—60 cm土层土壤有机质含量和总量均呈现出整体增加趋势,其中以免耕/深松处理增加趋势比较明显。与2007年相比,免耕/深松、深松/翻耕和翻耕/免耕3种轮耕处理的0—60 cm土层年平均有机质含量增加速率分别为4.53%、3.02%和2.26%,2014年土壤有机质总量分别增加了4.07、2.68和1.65 kg·m-3。轮耕7年后,免耕/深松、深松/翻耕和翻耕/免耕轮耕处理较连续翻耕处理0—60 cm土层土壤有机质含量分别显著增加25.3%、15.2%和10.2%,有机质总量分别增加31.57%、21.45%和13.94%,其中免耕/深松处理较连续免耕有机质含量增加9.20%,总量增加3.84%。在2011—2014年期间,与连续翻耕相比,连续免耕和3种轮耕处理0—60 cm土层土壤全氮含量及总量均有不同程度增加。其中2014年免耕/深松、深松/翻耕和翻耕/免耕轮耕处理较连续翻耕处理0—60 cm土层土壤全氮含量分别增加17.3%、8.0%和6.4%,氮总量分别显著增加了0.21、0.13和0.09 kg·m-3,其中,免耕/深松处理较连续免耕全氮含量增加了3.02%,总量减少了2.26%。2011—2014年冬小麦平均产量表现为深松/翻耕>免耕/深松>连续翻耕>翻耕/免耕>连续免耕,其中深松/翻耕和免耕/深松处理冬小麦平均产量接近,分别较连续翻耕处理显著增产10.36%和9.80%,较连续免耕处理显著增产17.84%和17.24%;翻耕/免耕较连续翻耕处理减产1.59%,较连续免耕处理增产5.08%,但差异不显著。不同保护性轮耕措施下,各土层土壤有机质含量与全氮含量间呈显著正相关;0—20 cm土层有机质含量与轮耕年限呈显著线性相关。【结论】3种轮耕模式较连续翻耕有利于提高0—60 cm土壤有机质和全氮总量,且较连续免耕有利于土壤养分含量在耕层及耕层以下土层均匀分布,其中以免耕/深松轮耕处理效果最优,且增产效应较佳,为渭北旱塬连作麦田较适宜的休闲轮耕模式。

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。

太湖地区稻田不同轮作制度下的氮肥减量研究

通过设置不同轮作制度及施氮量,研究其对稻季的田面水氮素含量、氮素径流损失、产量及土壤养分的影响,结果表明:在江苏宜兴地区,冬季种植紫云英或黑麦草替代小麦种植,从而减少稻季化学氮肥的施用是可行的。紫云英或黑麦草参与轮作还田,提高了土壤的供氮水平,促进了水稻对氮素的吸收利用,产量显著提高,且冬季种植无需施用氮肥,减少了冬季旱地土壤的氮素损失,降低了环境负荷;在总施氮量相等的情况下,提高肥料中有机肥比例可以降低稻田田面水中的总氮含量,降低了因田面水外排导致的氮素径流损失,且绿肥种植成本低,尤其是紫云英对无机氮肥的替代性强,可以有效降低稻季的施肥成本。在江苏宜兴地区,如适当地将传统的小麦-水稻轮作制度改为紫云英-水稻轮作制度,并在稻季减少120kg·hm-2的纯氮投入,则可兼顾经济效益、产量效益和环境效益。

稻田年内水旱轮作对土壤肥力的影响

经过6年的稻田年内水旱轮作（两旱-水的麦-玉米-稻）和水水连作（麦-稻-稻）定位试验研究，结果表明随着种植年限增加，不论哪一种复种轮作方式均可使土壤有机质、全N、全P含量增加，并可以明显增加土壤速效N、P、K养分，也可使土壤物理性状得到改善，如土壤容重下降，孔隙度、尤其是非毛管孔隙增加，土壤固液相比减低。从两种不同种植方式来看，年内水水连作比年内水旱轮作更有利于土壤有机质和全N、全P含量增加，但年内水旱轮作的土壤速效N、P、K含量则比年内水水连作高。年内水旱轮作更有利于土壤物理性状的改善从而使土壤好气性微生物增加，厌气性微生物减少，土壤还原性物质含量下降。试验结果还表明年内水旱轮作使晚季稻田土壤速效养分明显增加，从而有利于晚稻的生长。