半干旱区秸秆覆盖免耕对土壤性状及玉米产量的影响

玉米秸秆覆盖免耕的耕作方式对保护土地、抵御干旱、提高土地生产力具有重要意义。本试验开展了玉米秸秆覆盖免耕对土壤性状及玉米产量的影响研究。结果表明,秸秆覆盖可有效保持土壤含水量,耕层土壤含水量表现为秸秆覆盖还田>秸秆归行覆盖还田>常规垄作;秸秆覆盖还田和秸秆归行覆盖还田土壤温度皆低于常规垄作,分别平均低1.3、0.4℃;2种秸秆覆盖还田可有效降低土壤容重,提高有机质含量,降低机械作业成本;秸秆归行覆盖还田可提高玉米产量。

辽西半干旱区玉米秸秆全覆盖免耕栽培技术模式研究

在辽西地区推广以玉米秸秆覆盖为核心的保护性耕作技术模式是区域农业可持续发展的必须趋势。本研究以秸秆全覆盖免耕定位示范田为研究对象,分析其在全机械条件下的应用效果。结果表明,秸秆全覆盖免耕相较于传统耕作,可有效提高玉米抗倒伏能力,玉米增产10.66%以上,种植纯效益每hm^(2)提高3635元,化肥和水分生产效率分别提高28.10%和10.76%,生产过程中的温室气体排放量减少11.60%、全生育期减排22.10%。该技术模式在辽西地区能够实现玉米增产、农民增收和环境友好。

免耕条件下不同量秸秆覆盖还田提高东北黑土区玉米光合性能和产量的效应

【目的】探究东北黑土长期免耕及不同秸秆覆盖还田量下玉米光合性能及产量的变化规律,为科学应用免耕秸秆覆盖还田技术提供理论支撑。【方法】东北黑土区保护性耕作定位试验始于2007年,设置5个处理,分别为传统垄作秸秆不还田(对照,CT)及免耕配合当季收获玉米秸秆量的0%、33%、67%和100%(NT-0、NT-33%、NT-67%、NT-100%)还田。于2021年玉米苗期、拔节期和抽雄期,测定玉米叶片净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)和蒸腾速率(Tr)等光合参数,以及叶绿素含量和叶面积;于成熟期,测定籽粒产量及其构成因素。【结果】与CT处理相比,4个免耕秸秆覆盖处理不同程度地提高了苗期的Pn,以及拔节期和抽雄期玉米叶片的Pn、Gs和Tr;NT-67%和NT-33%、NT-100%处理还显著降低了拔节期和抽雄期的胞间二氧化碳浓度,显著提升了抽雄期叶片的叶绿素含量(P<0.05)。NT-100%处理在拔节期和抽雄期的光合效率最高,光合性能显著优于其他处理,NT-67%处理有个别指标略低于NT-100%,但仍与CT、NT-0和NT-33%处理差异显著。免耕结合秸秆覆盖还田提高了玉米穗的行粒数、百粒重和籽粒产量,NT-33%、NT-67%、NT-100%处理的籽粒产量均显著高于NT-0和CT处理,而后二者间差异不显著。净光合速率与产量之间存在显著正相关关系(P<0.01)。【结论】免耕结合秸秆覆盖还田能够提高玉米抽雄期的叶绿素含量、净光合速率、气孔导度和蒸腾速率,降低玉米光合作用的非气孔限制,提高对胞间CO_(2)的利用能力。秸秆覆盖量为67%~100%时,提高净光合速率、叶绿素含量以及玉米行粒数、籽粒产量的效果突出,是东北黑土区较为理想的耕作模式。

免耕或深松结合秸秆覆盖提升土壤碳氮水含量和马铃薯产量的协同效应

【目的】研究不同耕作方式结合秸秆覆盖措施对土壤有机碳、全氮、水含量及马铃薯产量的影响,以探明耕作结合秸秆覆盖措施的增产机理,为宁南旱作节水农业发展提供技术和理论参考。【方法】于2014—2016年开展田间定位试验,设置6个处理:免耕+秸秆覆盖(NS)、免耕+不覆盖(NN)、深松+秸秆覆盖(SS)、深松+不覆盖(SN)、传统耕作+秸秆覆盖(CS)、传统耕作+不覆盖(CN)。在2016年马铃薯收获期取样测定了0—40 cm土层土壤有机碳与全氮含量,播种、现蕾、块茎形成和块茎膨大期测定了0—200 cm土层土壤蓄水量,苗期、现蕾、块茎形成、块茎膨大以及收获期测定了地上部生物量,成熟期调查了产量。【结果】同一耕作措施下,覆盖秸秆较不覆盖能显著提高0—40 cm土层土壤碳、氮含量,提高马铃薯播种期、现蕾期、块茎形成期和块茎膨大期0—200 cm土层土壤蓄水量。以CN处理为对照,0—20 cm土层土壤碳、氮含量的提高幅度以SS处理最高,增幅分别为29.9%和24.7%,20—40 cm土层则以NS处理最高,增幅分别为52.4%和27.4%(P<0.05);播种期土壤蓄水量2014年(干旱年)以NS处理最高,2015年(平水年)和2016年(干旱年)以SS处理最高,增幅依次为6.4%、11.4%和29.6%;马铃薯关键生育期平均土壤蓄水量的增幅在2014和2016年以SS处理最高,分别为21.6%和26.0%,2015年以NS处理最高,增幅为17.2%。根据马铃薯生物量累积动态变化的Logistic模型计算,3年均以SS处理进入快速增长起始期最早,最大累积速率在2014年以NS处理最高,2015和2016年以SS处理最高。相比CN,马铃薯产量2014年以NS处理最佳,增幅为51.8%,2015和2016年均以SS处理最佳,增幅分别为36.7%和87.5%。降水年型、耕作方式和秸秆覆盖对土壤蓄水量、马铃薯地上部生物量以及产量的影响均达到极显著水平,秸秆覆盖对土壤碳、氮含量的影响也达到极显著水平(P<0.01)。马铃薯产量与土壤碳含量呈显著正相关,与土壤全氮、蓄水量和生物量呈极显著正相关,土壤有机碳、氮含量和蓄水量之间也呈极显著正相关。【结论】不同耕作措施配合秸秆覆盖可进一步提高土壤碳、氮含量和0—200 cm土层蓄水量,保证马铃薯稳产高产。在秸秆覆盖条件下,连续深松能够显著提升0—20 cm土层土壤碳、氮含量,提早马铃薯的生物量快速累积期,并在干旱年份延长快速增长持续期和提高最大累积速率;免耕在第一年提高马铃薯产量的效果最佳,但连续免耕的增产效果不如连续深松甚至传统耕作。因此,综合考虑土壤碳氮水与作物产量的协同效应,建议免耕、深松配合秸秆覆盖措施在宁南山区马铃薯栽培中进行推广应用。

玉米秸秆覆盖冬小麦免耕播种对土壤理化性状的影响

5年的玉米秸秆覆盖免耕定位试验表明，与其他处理相比较，覆免处理土壤含水量比其他处理增加5．56％-17．0％；表层（0-10cm土层）土壤容重比其他处理降低9．35％-10．9％；覆免处理土壤总孔隙度（10，20cm土层）比清茬免耕处理增加13．80％；覆盖免耕处理水稳性团聚体（≥0．25mm）（0-10cm土层）比清翻处理增加104．5％。在0-20cm土层，覆免处理土壤全氮含量比其他处理增加10．6％-15．8％、覆免处理碱解氮含量比清翻处理增加23．3％、覆免处理土壤有机质含量比其他处理增加29．0％-33．8％。玉米秸秆覆盖免耕改善了农田土壤理化性状，冬小麦产量没有得到相应的提高，有待于进一步的研究以充分发挥该项农作措施的优势，实现土壤的可持续利用。

免耕条件下秸秆覆盖保墒灌溉的土壤水、热及作物效应研究

该文从目前中国干旱半干旱地区发展起来的较为成熟的保墒技术得到启迪，提出了“保墒灌溉”这一新理念。重点通过小区试验研究了免耕条件下秸秆覆盖保墒灌溉的农田效应。结果表明，覆盖处理0～50cm土壤含水率明显高于对照，地表温度日变化趋势缓和，日最高最低温度差为12．43℃，而对照则高达50．03℃。覆盖处理耕层土壤细菌、放线菌、真菌分别是对照的1．63倍、1．68倍和1．07倍，玉米株高、茎粗和叶面积均明显大于对照，相对于覆盖处理和对照本身而言，各指标均有随灌水量的增加呈上升的趋势。覆盖处理后，玉米的光合作用速率、蒸腾速率等均大于对照，但是单叶水分利用效率却相差不大。玉米产量随灌溉水量的增加较对照平均增加22．16％、20．28％和12．75％，且基本随灌溉量的增加呈上升趋势。

“洁区播种”思路下麦茬全秸秆覆盖地花生免耕播种机研制

针对黄淮海花生主产区常规机播多种机具多次下田、生产成本高问题,以及传统免耕播种不适宜全秸秆覆盖地作业,存在缠绕壅堵、架种、晾种问题,研制了基于"洁区播种"思路的麦茬全秸秆覆盖地花生免耕播种机。该机配套75 k W以上拖拉机,作业幅宽2 400 mm,可一次完成碎秸清秸、苗床整理、施肥播种、均匀覆秸,整个施肥、播种、覆土作业在无秸秆影响、相对"洁净"的区域内完成,纯生产率大于0.53 hm2/h,适宜麦收后秸秆未作任何处理的全秸秆覆盖地。田间试验及测产表明,该机作业顺畅、可靠、播种质量高,作业后麦秸秆平均长度115 mm,秸秆覆盖均匀率83%,播种施肥平均深度分别为46和59 mm,合格率分别达到98%和89%,每公顷产量约为5 749.5 kg,各项作业指标均符合主产区花生生产要求。该研究提出的"洁区播种"思路亦可实现全秸秆覆盖地免耕播种小麦、玉米、大豆等不同旱地作物,为推进机械化秸秆禁烧提供了适宜装备。

免耕秸秆覆盖对旱作农田土壤水分的影响

通过20012004年的田间试验研究了免耕秸秆覆盖旱作农田的土壤水分效应。结果表明,免耕秸秆覆盖对表层土壤水分含量影响较大,在作物播种期可以减少表层水分蒸发,显著增加表层土壤含水量,但随着生育进程的推进,秸秆覆盖的抑蒸效果逐渐减弱。免耕秸秆覆盖对各个时期0200 cm土壤剖面上水分总量的影响不大,但年际间变化较大。采用免耕秸秆覆盖可以提高小麦-豌豆轮作系统作物产量以及水分利用效率、促进农田生态系统的良性循环,持续提高土壤肥力。

免耕和秸秆覆盖对旱地玉米抗旱性与土壤养分含量的影响

连续两年研究了不同耕作方式(翻耕、免耕)和不同秸秆覆盖还田量(0、半量、全量)对湖南省旱地玉米抗旱性与土壤养分含量的影响。结果表明:①秸秆覆盖在正常年份(2004年)促进玉米生育进程,而在高温干旱年份(2005年)减轻高温(干旱)逼熟的影响,延长灌浆期2～4 d。耕作方式对玉米生育进程影响较小,高温干旱下免耕可延长生育期约2 d;②秸秆覆盖提高玉米株高、叶面积与干物质积累量,提高千粒重,增加产量,且表现全量覆盖优于半量覆盖处理,在覆盖量相同时,翻耕优于免耕处理;③秸秆覆盖提高土壤有机质、速效钾和有效磷含量,免耕条件下效果更明显,而秸秆不还田处理土壤有机质含量略有下降;④秸秆覆盖可提高土壤含水量,且全量覆盖效果优于半量覆盖。可见,秸秆覆盖可在一定程度上减轻干旱危害,并能提高土壤养分含量,而秸秆覆盖结合免耕对土壤养分含量的提高效果更明显。

免耕条件下不同秸秆覆盖量的土壤有机碳红外光谱特征

【目的】研究不同秸秆覆盖量免耕条件下不同剖面深度土壤的红外光谱特征,探讨免耕对土壤有机碳组成的影响及秸秆来源土壤有机碳在不同土层的分布特征。【方法】以吉林省梨树县黑土秸秆覆盖免耕长期定位试验区不同层次土壤为研究对象,对比分析无秸秆覆盖(CK)、33%秸秆覆盖、67%秸秆覆盖、100%秸秆覆盖4种处理土壤红外光谱特征。【结果】连续5年秸秆覆盖免耕种植后的土壤,红外光谱吸光值随着剖面层次的加深而降低;差减土壤矿物光谱后的谱图表明:0—5 cm土层土壤红外基团吸收明显增加,芳香碳、脂肪碳、烷基碳较之下层土壤具有明显的吸收峰。【结论】秸秆覆盖有利于有机碳在表层的累积,显著增加秸秆来源的芳香碳、脂肪碳及烷基碳含量。

免耕秸秆覆盖对旱作麦田土壤温度的影响

通过2001～2004年的大田试验研究了免耕秸秆覆盖对黄土高原西部旱地麦田土壤温度的影响。结果表明，土壤温度与气温关系密切；雨季土壤贮水多会导致土壤比热增大而来年早春地温回升慢；免耕秸秆覆盖与传统耕作的地温差不受天气状况的影响。与传统耕作相比，免耕秸秆覆盖可以稳定土壤温度，白天升温较慢，下午至夜间降温更慢。免耕秸秆覆盖降低春小麦全生育期的平均温度0．5℃～1．6℃，拔节至成熟期降低得更多，但对休闲期土壤温度影响不大。免耕秸秆覆盖春小麦经济产量可提高8．8％～28．8％，但产量与耕层平均地温无明显相关性。

秸秆覆盖免耕土壤细菌和真菌生物量与活性的研究

Longterm continuous straw mulch no tillage increased soil total and active microbial biomass and activities.Tillage methods influenced soil bacterial and fungal biomass and activities.Conventional tillage increased soil bacterial biomass,but the shapes and distributions of soil bacteria differed insignificantly for different tillage soils.No tillage increased soil total and active hyphal length and biomass.The bacterial and fungal contributions to respiration differed remarkably for tillage method experimental soils.Conventional tillage surface soil layer concentrated largely fungal component,while no tillage soil had much bacterial activities.It showed that soil microbial activity and is not consistent with biomass and its composition in different tillage method soils.

秸秆覆盖免耕土壤真菌群落结构与生态特征研究

不同耕作方法土壤真菌群落结构和生态特征分析表明 ,翻耕 0～ 1 0 cm土层土壤真菌群落含有 2 9种真菌 ,其中以Chrysosporium merdarium为优势种 ;翻耕 1 0～ 2 0 cm土层含有 1 7种真菌 ,以 Sterile black A为优势种 ;翻耕 2 0～ 3 0 cm土层含有 1 0种真菌 ,其中以 Chaetomium bostrychodes为优势种。铁茬 0～ 1 0 cm含 1 6种真菌 ,其中 Sterile black A是优势种 ;铁茬 1 0～ 2 0 cm土层含有 2 6种真菌 ,优势种为 Sterile black A;铁茬 2 0～ 3 0 cm含有 1 4种真菌 ,其中 Chaetomiumbostrychodes为优势种。免耕 0～ 1 0 cm土层由 2 3种真菌构成 ,Trichoderma viride和 T.koningii为优势种 ;免耕 1 0～ 2 0 cm土层由 1 4个种类构成 ,Talaromycestrachyspermus为优势种 ;免耕 2 0～ 3 0 cm土壤由 9种真菌组成 ,其中 Talaromycestra-chyspermus为优势种。免耕土壤真菌群落的多样性和均匀度指数均较高。主成分分析表明 ,土壤耕作形成了特征性的真菌区系。

免耕和秸秆覆盖对农田土壤温室气体排放的影响

农业土壤是重要的温室气体排放源,各种农业措施对温室气体排放产生重要的影响。免耕和秸秆覆盖作为两种重要的保护性耕作措施正在被越来越广泛的应用,但是其对土壤温室气体排放的影响还不明确,结果存在分歧。通过对免耕和秸秆覆盖措施下农田三种主要的温室气体(CO2、CH4和N2O)排放的相关研究进行对比分析,探讨两种保护性农业措施对温室气体排放的影响。研究表明,免耕减少土壤干扰,增加团聚体的稳定性,有利于难分解碳的形成,减少土壤CO2排放;与常规耕作相比,免耕有利于CH4氧化,增强甲烷氧化菌活性,降低CH4排放;免耕对N2O排放的影响与气候类型和土壤性质有密切的相关关系,在干燥的气候条件下,免耕增加通气条件差的土壤的N2O排放,对通气好的土壤影响不大。而在湿润的气候条件下,不同的土壤性质结论不一致。秸秆覆盖增加土壤CO2排放,并随着秸秆覆盖量的增加而增大;秸秆覆盖对CH4排放的影响有很大的不确定性,与覆盖方式和覆盖秸秆性质有密切联系;大部分研究认为秸秆覆盖增加N2O排放,但也有研究认为秸秆覆盖对N2O排放无影响或降低N2O排放量,秸秆覆盖对N2O排放机理复杂,需要进一步研究。通过综述发现随着保护性农业措施的推广,大量的研究集中在其对作物产量、土壤水分利用率、土壤性质等方面的研究;而保护性农业措施对温室气体排放的研究相对较少,特别是对三种温室气体的综合影响研究并不多见。因此,需结合不同土地类型,开展不同气候类型下免耕和秸秆覆盖对三种主要温室气体排放影响的综合研究,预测增温潜势,为不同气候带保护性农业措施下温室气体排放提供基础数据,并为制定合理的耕作和秸秆覆盖措施提供理论支持。运用同位素示踪等新技术明确秸秆覆盖对温室气体排放的直接和间接贡献率,结合不同研究区土壤类型和气候条件,探索既可以减少温室气体排放,又可以保持作物产量的合理的秸秆覆盖和耕作措施。

免耕和秸秆覆盖对小麦、油菜水分利用效率的影响

通过田间定位试验和土壤水分的测定,探讨了免耕和秸秆覆盖还田对小麦、油菜土壤水分利用效率的影响.研究表明,稻草覆盖还田对土壤有明显的抑蒸保墒作用,其效果主要发生在土壤表层(0～10 cm),稻草覆盖对小麦的保墒效果大于油菜的保墒效果.小春阶段与对照相比,免耕和秸秆覆盖还田土壤储水量增加13 560～33 360 m3·hm-2,麦油的水分生产效率提高了5.9 %～26.9 %.

玉米秸秆覆盖免耕对土壤呼吸的影响

土壤呼吸是大气CO2的重要来源,而我国华北平原玉米秸秆覆盖免耕对土壤呼吸的影响的研究报道较少。该文的研究目的主要在于揭示玉米秸秆覆盖免耕对土壤呼吸的影响,为农作措施对碳循环的影响的研究提供理论依据。覆盖免耕试验结果表明,玉米秸秆覆盖免耕土壤CO2全年平均释放量为13.2g·m-2·d-1,分别比还翻处理和清翻处理增加8.38%和27.6%。所有测定时间中,除去2007年4月24日外,在其余取样时间里处理之间CO2释放量均呈差异显著。不同处理土壤呼吸均表现出显著的季节性动态变化,7月是全年的呼吸高峰期,覆盖免耕在5月多出一次高峰期。玉米秸秆覆盖免耕全年土壤呼吸的最低峰值比最高峰值降低77.1%,显著高于清茬翻耕和还田翻耕,表明玉米秸秆覆盖免耕土壤呼吸季节性变化较为强烈。

玉米秸秆覆盖冬小麦免耕播种对土壤微生物量碳的影响

土壤微生物量碳（SMBC）是土壤有机碳的一部分，在养分循环中起着重要作用。本研究目的在于揭示我国华北平原玉米秸秆覆盖冬小麦免耕对土壤微生物量碳的影响。4-5年的试验结果表明，不同耕作方式对农田SMBC含量的时空变异具有显著的影响。玉米秸秆覆盖免耕播种处理上层（0-10cm）的含量比下层（10-20cm）增加47．4％，而清茬翻耕和还田翻耕处理的含量在土壤中的分层不显著。不同的耕作方式的SMBC含量均随气温降低而减少。全年平均来看，在0-10cm土层，不同耕作方式的SMBC含量大小表现为覆免〉还翻〉清翻，在10-20cm土层则表现为还翻〉覆免=清翻。整个耕层（0-20cm）表现为还翻〉覆免〉清翻。在气温较低时，覆盖免耕的SMBC含量比清茬翻耕和还田翻耕低。在土壤表层，不同耕作方式SMBC含量的稳定性大小表现为还翻〉覆免〉清翻；在下层，不同耕作方式之间差异不显著。

秸秆覆盖免耕对土壤细菌群落区系的影响

多年连续秸秆覆盖免耕对土壤细菌群落影响很大 ,免耕可提高 0～ 10cm土层土壤细菌总数、放线菌数、棒状细菌数和贫营养细菌数量 ,特别是免耕土壤能使芽孢杆菌数量增多几倍。

免耕秸秆覆盖对土壤活性有机碳库的影响

为探索免耕秸秆覆盖对土壤有机碳库的影响,通过定位试验研究内蒙古武川县旱作免耕覆盖耕作模式下农田不同形态碳素含量、碳素有效率及碳库管理指数变化。结果表明,免耕秸秆覆盖处理比传统耕作显著提高土壤总有机碳、可溶性碳、微生物量碳及易氧化碳的含量及土壤碳库各项指数,且免耕同一留茬高度不同覆盖量处理间各项指标值差异显著,随秸秆覆盖量的增加各项指标值也增加。土壤易氧化碳与碳素有效率A、B、C及土壤碳库管理指数均呈极显著正相关关系,与土壤碳库管理指数的相关系数达0.991,易氧化碳作为土壤活性碳的指标可以更灵敏更直接地反映土壤有机碳短期的变化状况,免耕秸秆覆盖对于提高土壤有机碳库中各项指标值的贡献大于传统耕作。

免耕栽培不同秸秆覆盖量下土壤温度变化研究

试验采用微区定位方法,研究免耕栽培条件下不同秸秆覆盖量对大豆田土壤温度的影响。结果表明：秸秆覆盖平作免耕栽培处理间随秸秆覆盖量增加,土壤温度呈下降趋势,较0%秸秆覆盖常规秋翻垄作对照比,0、30、60、100%秸秆覆盖免耕处理分别降低0.35~4.39、0.45~4.55、0.57~5.34、0.77~6.14℃;各生育时期间以苗期各处理土温与对照差异最大,开花以后土温差异变小;各处理不同土层间降温幅度为0.46~3.62℃,仍以苗期降幅最大为3.62℃。因此,在高纬度寒地应用秸秆还田免耕技术关键是在苗期采用增温措施,促进幼苗发育。