短期翻耕和有机物还田对东北暗棕壤物理性质和玉米产量的影响

构建适宜作物生长的耕层是解决农田土壤耕层“变浅、变薄、变硬”和透气透水性差的重要技术途径之一,对于土壤黏粒含量较高的土壤来说,更是如此。该研究以黑龙江省较为典型的农田暗棕壤为研究对象,在黑河市爱辉农业示范园区设置不同耕层构建模式试验,分析不同翻耕深度(15、35 cm)和不同有机物还田(秸秆和牛粪)对暗棕壤物理性质、玉米产量及产量构成的影响。田间试验包括:1)对照处理:常规浅翻15 cm,无有机物还田(T15);2)深翻35 cm,无有机物还田(T35);3)浅翻15 cm,秸秆浅混还田(T15+S);4)深翻35 cm,秸秆深混还田(T35+S);5)免耕秸秆全覆盖(NT+SM1);6)免耕秸秆条覆盖(NT+SM2);7)深翻35 cm,有机肥深混还田(T35+OM);8)深翻35 cm,有机肥加秸秆深混还田(T35+S+OM),秸秆和有机肥的还田量分别为10000和30000 kg/hm^(2)。2019年和2020年试验结果表明,不同耕作和有机物还田对土壤物理性质影响较大,与T15处理相比,T35+S、T35+OM和T35+S+OM处理可显著减少土壤容重,增加土壤孔隙度、饱和含水量、田间持水量和>0.25 mm水稳性团聚体比例,优化土壤三相比;T15+S处理对0~15 cm耕层的土壤容重、总孔隙度、饱和含水量、土壤三相比和>0.25 mm水稳性团聚体影响显著,而T35+S、T35+OM和T35+S+OM处理可显著改善15~35 cm亚耕层的土壤物理性质。不同耕层构建模式对玉米产量和收获指数也产生影响,且在不同降水年型间存在差异:与T15处理相比,在降水正常年(2019年),T35+S、T35+OM和T35+S+OM处理玉米产量差异均不显著(P>0.05);在丰水年(2020年),T15+S和T35+S+OM处理玉米产量和收获指数增加最显著,分别增加了27.6%~37.0%和22.75%~28.57%(P<0.05),免耕可导致玉米减产。翻耕配合有机物还田通过增加玉米穗长和行粒数,减少秃顶长,是玉米增产的主要影响因素。综合分析认为,深翻配合秸秆或有机肥还田能显著改善土壤物理结构,优化土壤三相比,增加玉米产量和收获指数,在东北北部暗棕壤地区构建适宜作物生长的耕层具有一定的指导意义和应用价值。

有机物还田方式对小麦玉米两熟种植系统能值效率的影响

本研究利用能值方法分析了不同秸秆还田处理方式对小麦玉米两熟农田生态系统能值效率的影响。以小麦玉米两熟农田为研究系统,以常规施肥为对照(CK),设置了秸秆粉碎还田、沼液还田和有机肥(牛粪)还田3种有机物还田方式,运用能值分析方法对农田生态系统的能值产出率(EYR)、能值投资率(EIS)、环境负载率(ELR)、可持续发展指数(ESI)和基于能值的产品安全性指标(EIPS)进行了比较。结果显示:4种有机物还田方式沼液还田的能值产出率(EYR)是常规施肥的1.13倍(最大),而有机肥(牛粪)还田的农田系统的能值投资率(EIR)是对照的24.58倍,常规施肥方式的农田系统的环境负载率(ELR)是有机肥还田方式的19.5倍,对环境的压力是最大的,秸秆粉碎还田和沼液还田的可持续发展指数(ESI)基本相同,沼液还田的最高,是常规施肥的1.43倍,有机肥(牛粪)还田的农田系统产出的产品基于能值的产品安全性指标为-0.008,其安全性最高,常规施肥的农田系统产品存在一定的安全隐患。综上所述,在等氮量条件下,对于农田生态系统,沼液还田方式的能值效益和可持续发展能力要高于其他处理,应值得推广。

有机物沟埋还田模式与花后灌水量对玉米光合特性和产量的影响

有机物沟埋还田与花后灌水配合对增加玉米田保水供水能力,提高玉米花后光合性能、实现节水增产有重要意义.本试验以郑单958为供试材料,设置有机物沟埋还田和花后灌水量两个因素,有机物沟埋还田包括不还田(M_0)、秸秆单还田(M_1)和牛粪秸秆混合还田(M_2)3个还田类型,花后灌水量包括450 mm(W_1)和325 mm(W_2)2个水平,研究了其对玉米穗位叶光合性能、光系统Ⅱ(PSⅡ)效率和产量等的影响.结果表明:与秸秆单还田比较,牛粪秸秆混合还田有效提高了玉米花后光合能力和各器官的干物质积累量;与节水灌溉相比,正常灌溉加强了有机物还田对玉米光合能力的促进作用.牛粪秸秆混合还田与正常灌溉结合可显著提高玉米花后叶片的光合速率(P_n)、气孔导度(g_)和蒸腾速率(T_r),降低胞间CO2浓度(Ci);提高玉米花后叶片PSⅡ的最大光化学效率(φ_(po))和捕获的激子将电子传递到电子传递链中Q_A下游的电子受体的概率(Ψ_o);改善花后叶片光能利用率,维持花后叶片较高的光合性能;同时增加花后玉米各器官干物质的量,提高干物质总积累量和转运能力,有利于花后同化物对籽粒的分配,最终获得高产.节水灌溉降低了叶片的光合性能,造成产量的下降;但配合牛粪秸秆混合还田与不还田处理相比,水分利用效率、籽粒增长速率和增产效果均优于正常灌水.这表明牛粪秸秆混合还田与正常灌溉结合可有效提高玉米花后光合性能,增加干物质积累量,促进玉米增产;牛粪秸秆混合还田与节水灌溉结合一定程度上降低了因减少灌溉量造成的减产.