内蒙古东南部地区玉米大豆轮作效应研究

为了解决内蒙古东南部地区玉米长期连作带来的土壤生态环境问题,依据8年田间定位试验研究,分析不同轮作体系对大豆和玉米产量及经济效益的影响。本研究设置了3个作物种植模式,分别为玉米连作(MC)、玉米-大豆轮作(M-S)、玉米-玉米-大豆轮作(M-M-S),于秋季测定大豆和玉米的产量及产量性状,并比较分析不同模式产值效益。结果表明:与MC相比,M-M-S和M-S玉米产量平均增加了8.61%和15.08%,轮作玉米的穗长、穗粗、百粒重均高于MC。不同轮作模式间大豆产量差异不显著,与M-S相比,M-M-S有增加大豆产量、株高、单株荚数及百粒重的趋势,产量平均增加了13.06%。在旱涝年份,轮作对产量影响效果大于常年。不同模式的年均产值和成本表现为MC> M-M-S>M-S,M-M-S与MC效益持平且高于M-S,产投比为M-M-S>MC>M-S。因此,在研究区域内M-M-S模式较M-S模式具有更好的产量和经济生态效益表现,更加适于在内蒙古东南部推广。

政府引导 市场动作——吉林省玉米大豆轮作工程初见成效

吉林省是国家重要的商品粮生产基地,粮食总产量已稳定在225亿公斤阶段性水平,其中玉米产量稳定在175亿公斤左右。近年来,随着全国粮食供求形势的变化,特别是沿海省份加快了粮食生产的发展,自我平衡能力不断提高,对我省粮食的需求尤其是对玉米的需求逐年减少,造成我省粮食销售不畅、农民增收滞缓、地方财政负担沉重。 为解决我省粮食销售不畅,农民增收滞缓等问题,1999年9月28日,朱镕基总理主持会议,听取吉林省关于粮食工作情况汇报,并形成会议纪要。

大豆—玉米轮作模式下不同施肥措施对土壤肥力及大豆产量的影响

通过研究大豆—玉米轮作模式下不同施肥措施对大豆干物质积累、株高、单株有效荚数、单株粒数、产量及土壤肥力的影响,为黑龙江省大豆单产提升提供高效施肥方案。2022年和2023年选用中龙豆120和黑农81这2个大豆品种为试验材料,采用6种施肥措施处理,分别为T1(常规施肥:尿素25 kg/hm^(2)、磷酸二胺150 kg/hm^(2)、硫酸钾50 kg/hm^(2))、T2(常规施肥+新美洲星拌种剂拌种+喷施新美洲星作物生长抗逆免疫剂)、T3(常规施肥+ARC微生物菌剂)、T4(常规施肥+十方生物菌剂拌种+喷施十方生物菌肥)、T5(常规肥减半施+硫代硫酸铵灌施)、T6(常规施肥+喷施富硒肥),对比研究大豆—玉米轮作模式下不同施肥措施对土壤肥力及大豆产量的影响。结果表明,在大豆-玉米轮作模式下,T3处理大豆的干物质积累量、株高、单株有效荚数、单株粒数、产量及土壤肥力均高于其他处理(P<0.05)。2022年,与T1处理相比,T3处理中龙豆120的产量提高了20.96%,达到了(3056.7±69.3)kg/hm^(2);黑农81的产量提高了23.82%,达到了(2893.3±56.2)kg/hm^(2)。2023年,与T1处理相比,T3处理中龙豆120的产量提高了21.44%,达到了(3053.3±62.1)kg/hm^(2);黑农81的产量提高了22.03%,达到了(2839.3±41.8)kg/hm^(2)。说明在大豆—玉米轮作模式下,常规施肥+ARC微生物菌剂的施肥措施,可显著提高土壤肥力及大豆的产量,是大豆单产提升一种较好的高效施肥方案。

玉米大豆套种轮作的优势及机械化增产技术

玉米大豆套种轮作是一种有效的农业生产模式,其优势包括提高土壤肥力、控制农作物病虫害、提高水分利用效率和增加经济效益。然而,实现最大化的产出需要依赖机械化增产技术。本文分析了机械化施肥、机械化病虫害防治、机械化灌溉和机械化收获等技术的应用,强调了机械化程度的提高对未来玉米大豆套种轮作发展的重要性。未来,套种轮作的多样化和精准农业技术的应用也将成为趋势。因此,农业生产者应该加强技术创新和应用,为套种轮作的可持续发展打下坚实基础。

玉豆轮作下黑土区轮耕模式对土壤坚实度及玉米产量的影响

土壤轮耕有利于改善土壤理化性质、提高土壤结构稳定性、促进增产增收。为探寻适宜东北黑土区玉豆轮作田长期生产轮耕模式,于黑龙江省哈尔滨市香坊区设置4种轮耕模式:翻耕/深松/翻耕(PSP)、旋耕/深松/旋耕(RSR)、免耕/深松/免耕(NSN)、免耕覆秸/深松/免耕覆秸(SSS)(均在秸秆全量还田条件下处理)。分析不同轮耕模式对土壤坚实度、玉米各时期长势及产量的影响。结果表明,①SSS轮耕模式可有效改善土壤结构,0~80 cm土层土壤坚实度低于其他处理13.4%~22.3%,且各土层之间变化较为平缓。②SSS轮耕处理下,玉米在中、后期生长最优,株高显著高于其他处理7.1%~11.3%,茎粗显著高于PSP、RSR处理10.3%、11.6%。③SSS轮耕处理显著提高作物产量,平均产量高达11033.45 kg·hm^(-2)。综上,从黑土资源长期保护角度考虑,SSS轮耕模式为适宜黑土区玉米/大豆轮作田最佳轮耕模式,可为东北黑土垄作区蓄水保墒耕作技术体系构建提供理论依据。

基于玉米-大豆轮作的不同施肥体系对大豆开花后根系形态及产量的影响

探讨玉米-大豆轮作条件下,降低生产成本、减少环境污染的大豆施肥模式,是目前东北大豆生产需要解决的技术问题。本研究基于建立的玉米-大豆轮作体系设置了5种施肥处理,分别为:T1:玉米施用化肥,大豆不施肥;T2:玉米施用化肥,大豆施用有机肥;T3:玉米施用化肥,大豆施用1/2量的化肥;T4:玉米施用化肥,大豆施用化肥;T5:玉米与大豆所需化肥总量一次性全部施入到玉米种植年份,大豆不施肥。分析了不同施肥模式对大豆不同生育期0~10、10~20、20~30cm土层深度内大豆根系干物质积累、根系形态特征时空变化以及与产量的关系。结果表明,经两个轮作周期,T2处理大豆产量最高,为2 959kg·hm^(-2),比T4处理显著高出7.3%,产量提高主要体现在大豆的株高、主茎节数、单株荚数和单株粒数等性状的改善,而T1、T3、T5处理的大豆产量比T4处理显著低出15.4%,8.5%和5.0%。T2处理显著增加了大豆R6期0~10cm土层的根重密度,比T4处理显著高出42.3%,且与产量呈显著正相关,相关系数为0.655(p<0.01);T2处理也明显增加了大豆R1期0~10、10~20cm土层以及R6期20~30cm土层的根长密度,分别比T4处理显著高出25.3%、71.3%和27.6%,且与产量呈显著正相关,相关系数为0.692(p<0.01)。与T4处理相比,尽管T3处理显著增加了大豆R1期10~20、20~30cm土层的根重密度和R6期10~20cm土层的根长密度及根表面积密度,但均与产量呈显著负相关。T4处理只显著增加R1期单位体积的根表面积,而对大豆根平均直径和其它时期单位体积的根表面积的影响不大。因此,不同施肥措施影响大豆根系特征及其与产量的关系比较复杂。施用有机肥可通过增加表土层根的重量以及深土层根的长度从而提高大豆的产量。因此在有机肥源供应充足的地区,玉米、大豆两区轮作基础上,玉米收获后秋施15t·hm^(-2)有机肥,是提高大豆产量,降低生产成本,减轻化肥应用负面环境影响的替代措施。

小麦-玉米-大豆轮作下黑土农田土壤呼吸与碳平衡

农田生态系统是陆地生态系统的重要组成部分,探讨农田生态系统的土壤呼吸与碳平衡对于科学评价陆地生态系统在全球变化下的源汇效应具有重要意义。基于中国科学院海伦农业生态实验站的长期定位试验,对不同施肥处理下黑土小麦-玉米-大豆轮作体系2005—2007年的作物固碳量与土壤CO2排放通量进行了观测,并对该轮作体系下黑土农田生态系统的碳平衡状况进行了估算。结果表明:在小麦-玉米-大豆轮作体系中,作物固碳量的高低表现为:玉米>大豆>小麦,平均值分别为6 513 kg(C).hm-2、4 025 kg(C).hm-2和3 655kg(C).hm-2。从作物生长季土壤CO2排放总量来看,3种作物以大豆农田生态系统的土壤CO2排放总量最高,平均值达4 062 kg(C).hm-2;其次为玉米,为3 813 kg(C).hm-2;而小麦最低,为2 326 kg(C).hm-2。3种作物轮作下NEP(净生态系统生产力)均为正值,表明黑土农田土壤-作物系统为大气CO2的"汇",不同作物系统的碳汇强度表现为玉米>小麦>大豆,三者的平均值分别为3 215 kg(C).hm-2、1 643 kg(C).hm-2和512 kg(C).hm-2。长期均衡施用氮、磷、钾化肥或氮、磷、钾化肥配施有机肥后,小麦、玉米和大豆农田生态系统的固碳量和土壤CO2排放总量均明显增加,并在氮、磷、钾配施有机肥处理下达到最高。不同的施肥管理措施将改变土壤-植物系统作为大气CO2"汇"的程度,总体表现为化肥均衡施用下NEP值较高,而化肥与有机肥配施下农田生态系统的NEP值较低。

氮磷调控对大豆-玉米轮作下植株光合生产能力和产量的影响

为探明黑龙江垦区玉米-大豆轮作体系下的氮磷肥施用对玉米和大豆光合生产能力和产量的影响。采用小区试验法,于2016-2017年在黑龙江省九三管局分别实施玉-豆和豆-玉轮作,玉米茬口实施增氮减磷,大豆茬口实施减氮增磷,使一个轮作周年内氮磷肥施用总量一致。结果表明:2016年玉-豆轮作下玉米实施增氮减磷处理(MT2),与常规施肥(MCK)相比,提高了玉米叶片SPAD值、叶片的净光合速率、气孔导度和蒸腾速率,增加了乳熟期营养器官和穗干重,显著提高了玉米产量,MT2处理较MCK处理增产4. 45%(P <0. 05); 2017年玉-豆轮作下大豆实施减氮增磷,与常规施肥相比,各处理均提高叶片的光合速率,增加了鼓粒初期和鼓粒盛期营养器官干物质积累量,产量均有所增加,但未达显著水平。2016年豆-玉轮作下大豆实施减氮增磷方案,与常规施肥相比,各处理均降低叶片SPAD、叶片的光合速率、大豆营养器官的干物质积累量,降低了大豆产量,但未达显著水平; 2017年豆-玉轮作下玉米实施增氮减磷,与常规施肥相比,各处理提高了叶片SPAD、光合速率、大喇叭口期后的玉米干物质积累量和玉米产量,其中,MT2与MCK相比增加12. 65%(P <0. 05)。2年试验表明,在总施肥量不变的情况下,大豆玉米轮作体系下大豆茬口减50%的大豆氮、增50%的玉米磷,玉米茬口增50%的大豆氮、减50%的玉米磷处理可提高轮作周期的叶片的光合生产能力,显著提高玉米产量,同时保证大豆产量不降低,使轮作周期总产量提高。本研究结果可为黑龙江垦区玉米-大豆轮作高效施肥提供理论依据。

有机无机肥料配施对长春地区大豆玉米轮作体系产量及土壤理化性质影响

依托于粮豆轮作耕作、栽培制度建立项目(子任务编号:CARS-04-01A-02),研究长春地区大豆—玉米轮作条件下有机肥与化肥不同施肥方法对玉米产量表现和土壤理化性质的影响,为农田施肥方法提供理论支持。结果表明,有机肥与化肥最佳搭配方式是85%化肥+1t有机肥,初步判断1t有机肥可以替代25%的化肥;收获后土壤速效N、P、K,土壤有机质和土壤容重比耕种前分别减少28%、9.5%、15%、7.3%和8.7%。研究认为,大豆—玉米轮作种植模式条件下可以以有机肥为主,有机肥用量在3t/hm^2;同时施加化肥时可以适当减少N肥的施用,约减少13.8%。

豆米轮作对春玉米土壤固氮细菌群落结构及多样性的影响

为探明大豆-玉米轮作对土壤固氮细菌的影响,以玉米连作为对照(MMM),以nif-H基因为指示,采用高通量测序技术,分析大豆-玉米2年轮作周期(MSM)和大豆-玉米-玉米3年轮作周期(SMM)下土壤固氮细菌群落结构及多样性。结果表明:大豆-玉米轮作下0~20、20~40 cm土层土壤有机质、全氮、碱解氮、铵态氮和硝态氮均显著增加。固氮细菌的Chao1指数和ACE指数在0~20、20~40 cm土层均为轮作高于对照,轮作下MSM显著高于SMM;Shannon指数和Simpson指数在0~20 cm土层轮作显著高于MMM;20~40 cm土层MSM显著高于MMM。在门水平上,MSM和SMM的0~20、20~40 cm土层变形菌门的相对丰度均高于MMM。在属水平上,2个轮作类型0~20 cm土层的慢生根瘤菌属、弗兰克氏菌属和纤毛菌属相对丰度显著较高;20~40 cm土层慢生根瘤菌属、伪食酸菌属、地杆菌属和固氮弧菌属相对丰度显著较高;MSM 0~20、20~40 cm土层慢生根瘤菌属、甲基孢囊菌属和固氮弧菌属较SMM均提高。方差分析表明,固氮细菌丰度指数(Chao1和ACE指数)与有机质、碱解氮和硝态氮的含量均呈显著正相关关系,慢生根瘤菌属的丰度与有机质、全氮和铵态氮的含量呈极显著正相关。综上,大豆-玉米轮作土壤养分较高是提高土壤固氮菌丰度和改变群落结构的重要因素,其中大豆-玉米2年周期下的固氮细菌丰度较高;大豆-玉米轮作可以增加土壤中具有高固氮效率和多功能的有益微生物类群。

黑龙江大豆-玉米轮作体系氮磷调控的产量效应与养分平衡

为探究适宜于黑龙江垦区大豆-玉米轮作体系下最优的施肥模式,在黑龙江省九三管局鹤山农场科技园区进行田间定位试验,以大豆-玉米轮作体系作为研究对象,为保证一个轮作周期施肥总量不变,于大豆茬口实施减氮增磷方案,玉米茬口实施增氮减磷方案,来研究不同氮磷调控处理对大豆-玉米轮作体系作物生长、养分累积量、土壤收支平衡及经济效益的影响。结果表明,与常规施肥相比,大豆茬口减施1/2氮肥、增施1/2玉米磷肥(S2)和玉米茬口增施1/2大豆氮肥、减施1/2磷肥(M2)能够促进生育后期大豆和玉米植株对养分的吸收,提高干物质量的积累,增加大豆和玉米产量,增产幅度分别达5.9%和11.2%。大豆-玉米轮作体系各氮磷调控处理的土壤氮、磷、钾素收支平衡均为盈余,且均以S2-M2调控处理最低,分别为3.44%、62.69%、0.21%。该调控模式土壤氮、钾素收支基本平衡,磷素仍有盈余。大豆-玉米轮作周年经济效益也以S2-M2处理的利润最高,达25351元/hm^(2)。综合结果表明,在轮作周期施肥总量不变的条件下,大豆-玉米轮作体系下大豆茬口实施S2和玉米茬口实施M2的调控处理可促进大豆和玉米对养分的吸收,增加干物质积累量,降低养分残留的不利影响,从而达到增产和增效的目的。

氮磷调控对大豆-玉米轮作周年产量和养分利用效率的影响

为探讨周年不同氮磷调控施肥对大豆-玉米轮作周年产量及养分利用效率的影响,明确黑龙江垦区大豆-玉米轮作体系下最优的氮磷配施模式,于2017-2018年在黑龙江省九三管局鹤山农场科技园区进行小区试验,分别实施豆-玉轮作和玉-豆轮作,研究氮磷肥总用量不变条件下,大豆茬口减氮增磷和玉米茬口增氮减磷的调控模式对大豆-玉米轮作体系氮、磷、钾养分吸收利用效率及产量的调控效应。结果表明:(1)与常规施肥相比,大豆茬口减施1/2氮肥、增施1/2玉米磷肥(S2处理)和玉米茬口增施1/2大豆氮肥、减施1/2磷肥(M2处理)的调控模式可提高大豆、玉米单季产量,显著增加轮作周年籽粒产量,与当地常规施肥相比,豆-玉轮作模式下周年产量增幅达10.05%,玉-豆轮作模式下周年产量增幅达13.40%;(2)不同氮磷调控处理的氮、磷、钾素积累总量、氮、磷、钾肥偏生产力、氮、磷、钾肥吸收效率均以轮作条件下大豆茬口S2处理和玉米M2处理最高,与常规施肥相比,豆-玉和玉-豆轮作下周年氮素积累总量、氮肥偏生产力和氮素吸收效率分别增加22.90%、10.09%、25.12%和11.10%、13.44%、1.39%;周年地上部磷素总积累量、磷肥偏生产力和磷素吸收效率分别增加8.24%、12.50%、7.58%和6.90%、13.45%、8.45%;周年地上部钾素总积累量、钾肥偏生产力和钾素吸收效率分别增加18.93%、12.50%、19.06%和0.52%、13.45%、0.71%。综合结果表明,在保证一个轮作周期施肥总量不变的情况下,大豆茬口减施1/2氮肥,增施1/2玉米磷肥和玉米茬口增施1/2大豆氮肥,减施1/2磷肥的调控模式有利于养分利用效率和产量的同步提高,可作为黑龙江垦区大豆-玉米轮作种植、高产高效施肥的优选模式。

玉米—大豆轮作对土壤肥力及其产量影响的研究进展

玉米—大豆轮作种植模式是解决玉米与大豆连作障碍改善土壤肥力的一项重要栽培措施。综述了玉米—大豆轮作对土壤理化性状、土壤微生物及酶活性、玉米—大豆轮作下玉米、大豆产量及经济效益的影响,并对玉米—大豆轮作模式的未来研究方向进行展望,以期为作物丰产增收、农业可持续发展提供参考。

中层黑土不同耕作方式下玉米和大豆产量及经济效益分析

为探索免耕与常规耕作下玉米和大豆的产量和经济效益，2001年秋开始在吉林省德惠市中层黑土上进行免耕、秋翻和垄作耕作方式下的不同轮作试验。试验结果表明：免耕玉米和大豆的田间作业次数比垄作、秋翻的作业次数分别减少3～6次。不同耕作方式对玉米产量的影响直到2006年才逐渐显现出来，垄作玉米年均产量最高，为10136kg·hm^-2，比产量最低的免耕玉米连作高12．3％，但几种耕作方式间玉米和大豆年均产量均无显著差异。按农业生产成本排序，玉米为秋翻〉免耕〉垄作，大豆为秋翻〉垄作〉免耕。按经济效益排序，玉米为垄作轮作〉免耕轮作〉秋翻轮作〉免耕连作〉秋翻连作，大豆为免耕轮作〉垄作轮作〉秋翻轮作。除玉米连作外，免耕不会降低作物产量，其中免耕玉米-大豆轮作可获得与常规耕作相当的玉米产量和较高的大豆产量。从生产成本和经济效益来看，免耕处理在人工和农机上的生产费用比其他处理少，且免耕轮作的经济效益明显大于秋翻，但长期效果如何还有待于进一步的试验和观测。

玉米-大豆轮作体系下连续4年增施有机肥对玉米产量和子粒品质的影响

利用典型黑土区玉米-大豆轮作定位试验,设5个处理,即不施肥(NoF)、玉米连作正常施用化肥(LZ)、玉米-大豆轮作正常施用化肥(CF)、玉米-大豆轮作正常施用化肥+15000 kg/hm^(2)有机肥(CF+15T)和玉米-大豆轮作正常施用化肥+30000 kg/hm^(2)有机肥(CF+30T),研究连续4年增施有机肥后对玉米产量及构成要素和子粒中蛋白质、氨基酸、可溶性糖、淀粉、矿质营养元素含量的影响。结果表明,同CF处理相比,LZ处理玉米产量比CF处理降低15%,连续4年增施有机肥后玉米产量呈增加趋势,CF+15T处理和CF+30T处理玉米产量比CF处理高8.8%和13%。单施化肥处理下连作与轮作玉米子粒品质指标差异不大,轮作处理后连续4年增施有机肥处理的玉米子粒中游离氨基酸、可溶性糖和淀粉含量随着施用有机肥的量增加而增加,对玉米子粒蛋白质含量影响不大。同LZ和CF处理相比,连续4年增施有机肥显著提高玉米子粒中K、Na、Mg和P含量,Ca、Mn、Fe和Zn含量无显著变化。因此,黑土区玉米连作减产,对品质影响不大。玉米-大豆轮作制度下连续4年增施15000 kg/hm^(2)有机肥提高玉米产量,是促进子粒淀粉、游离氨基酸、可溶性糖、K、Na、Mg和P积累的有效措施之一。

玉豆轮作下不同玉米秸秆还田方式对玉米生长特性、产量及其构成的影响

将玉米秸秆还田与玉米-大豆轮作相结合,研究玉豆轮作下不同玉米秸秆还田方式对玉米生长特性、产量及其构成的影响。结果表明,玉-豆轮作下,秸秆还田可有效地促进玉米的生长发育,提高玉米产量。其中玉米秸秆秋季翻埋还田效果最佳,玉米植株的株高、茎粗、叶面积及产量均得以有效提高。不同玉米秸秆应用方式处理的玉米产量较玉米连作(CK1)增加11.4%,较玉米大豆轮作(CK2)增加9.2%。

利用图像和机器学习检测大豆作物幼苗期玉米杂苗

在大豆-玉米轮作生产过程中,玉米杂苗会与大豆苗竞争水和肥料,而且很容易遮住大豆苗,影响害虫(如玉米根虫)的防控,降低大豆品质。因此,在大豆幼苗期及时检测出玉米杂苗并对其进行处理非常重要。传统的人工检测方法主观性强、效率低,传感器和算法的发展为自动检测玉米杂苗提供了更好的解决方案。本研究在温室环境下模仿田间条件,待玉米和大豆发芽后,连续5天用因特尔RealSense D435相机采集彩色图像,并人工裁剪幼苗图像区域,在此基础上对图像进行分割和去噪。在采集图像形状、色彩和纹理特征值后,对所采集的特征值进行权重分析,保留前10种重要的特征值导入基于特征的机器学习算法中进行模型训练和预测。预测结果表明,支持向量机模型(SVM)、神经网络(NN)和随机森林(RF)的预测精度分别为85.3%,81.5%和82.6%。将数据集导入GoogLeNet和VGG-16两种深度学习模型进行训练,预测精度分别为96.0%和96.2%。VGG-16模型在区分大豆幼苗和玉米杂苗中有较好的表现,彩色图像和VGG-16模型组成的系统可以自动检测大豆生长过程中玉米杂苗的情况,为农民提供准确的信息,帮助其进行生产决策和田间管理。

长期连作与轮作种植体系中土壤含水率生育期动态变化

通过对玉米连作与轮作制度下,不同时期及不同土层土壤含水率的定位采样测定,研究比较不同种植方式土壤水分动态变化规律和空间立体分布,揭示土壤含水率与种植方式的关系。结果表明:轮作区较连作区土壤含水率在玉米播种-拔节期有不同程度的增加,0～20 cm及0～40 cm分别增加2～4.2 mm和2.6～6.7mm;各处理土壤含水率时间变化趋势相同,但变幅不同,均在拔节前及收获前最低,在土壤结冻前最高。

吉林省米豆轮作农业机械化现状及对策研究

吉林省是东北黑土地粮豆轮作重要试点地区之一,研究玉米大豆配套农机具现状,在分析吉林省玉米与大豆种植面积,农业机械总动力与拖拉机保有量,大豆与玉米机械化作业面积,玉米与大豆联合收获机数量,农业机械化服务组织及农业机械户数量等数据的基础上,以提升玉米大豆轮作模式全程机械化为目的,提出符合吉林省省情的相关政策建议,推动吉林省轮作制度的建立和轮作技术模式的应用。

吉林省优质大豆高产栽培技术浅析

本文主要从选种、整地、播种、施肥、田间管理几方面讲述吉林省各地区优质大豆高产栽培技术要点,并对玉米-大豆轮作节本增效栽培技术进行了特殊说明。