稻秸还田下播种密度与氮肥运筹对小麦产量及氮素利用效率的影响

为明确秸秆还田条件下稻茬小麦高产高效栽培的适宜播种密度和氮肥运筹方式,采用大田试验,以济麦22号为材料,研究了稻秸还田下不同播种密度(播量120kg·hm-2、180kg·hm-2)、施氮量(180、225和270kg N·hm-2)及氮肥基追比(基肥∶拔节肥∶孕穗肥为6∶3∶1、5∶3∶2和4∶3∶3)对小麦产量和氮素利用效率的影响。结果表明,在施氮量180kg·hm-2(低氮)和225kg·hm-2(适氮)下,提高播种密度显著提高了小麦叶面积指数、开花期旗叶光合速率、花后干物质积累量和籽粒产量;而在施氮量270kg·hm-2(高氮)下,提高播种密度显著降低了小麦生育后期叶面积指数、开花期旗叶光合速率、花后干物质积累量和籽粒产量。提高播种密度、降低施氮量均降低了土壤中无机氮的盈余量,氮肥吸收效率和氮肥农学效率显著提高。产量、氮肥吸收效率及氮肥农学效率均在氮肥基追比为基肥∶拔节肥∶孕穗肥=6∶3∶1时最大。因此,稻秸还田条件下提高小麦播种密度、适当降低施氮量并提高基肥比例,可以实现小麦产量和氮素利用效率的同步提高。

稻秸还田下不同施肥管理措施对土壤养分、冬小麦产量和氮肥利用率的影响

为了解江苏金坛地区稻秸还田条件下如何合理使用肥料,通过设置田间定位试验,研究稻秸还田条件下不施肥(S)、常规施肥(FS)、有机肥氮替代75%化肥氮(MS)和化肥减量20%(RS)4种处理对冬小麦产量、氮素利用的影响。结果表明,FS、MS、RS处理相对于S处理均可显著提高冬小麦产量,其中3种施肥处理的理论产量分别增加了192%、232%、260%,实际产量则分别增加了321%、278%、333%;RS处理的氮肥表观利用率、农学利用率和偏生产力相比于FS处理分别提高了14个百分点、4.59 kg/kg和5.80 kg/kg,而MS处理的氮肥表观利用率与FS处理相当,但氮肥农学利用率、偏生产力均下降了2.06 kg/kg;在1个作物生长季,稻秸还田配施肥料后的作物产量与肥料类型和施肥量无关。综合分析可知,该地区可考虑化肥减量配施或初期进行低量有机肥替代化肥,以保证作物产量并降低不合理施肥导致的潜在环境风险。

寒地稻秸还田与施钾肥对土壤水溶性钾和水稻产量的影响

秸秆还田或施钾肥可增加作物产量,而土壤溶液是作物自土壤吸收养分的主要媒介,养分含量直接反映土壤养分供应状况。为研究秸秆还田和施钾肥对水稻生育期间土壤水溶性钾浓度和产量的影响,小区试验设置高量秸秆还田(S2)、低量秸秆还田(S1)和不还秸秆(S0)三个处理,盆栽试验在高量秸秆还田(S2)和不还秸秆(S0)基础上设置5个钾肥施用水平。结果表明,随着水稻生育时间延长土壤水溶性钾浓度逐渐降低,对数方程对土壤溶液中速效钾的变化动态拟合效果良好。秸秆还田显著增加土壤水溶性钾浓度,随秸秆还田量增加而增加,增施钾肥能够显著增加土壤水溶性钾浓度,秸秆还田和施钾肥并没有改变水稻生育期间土壤水溶性钾浓度变化趋势。秸秆还田和增施钾肥均能够增加水稻产量,在钾肥施用量较低水平,秸秆还田增产作用显著;秸秆还田量达到6.25 t·hm-2后继续增加秸秆量水稻产量无明显增加。

不同稻秸还田方式对冬小麦产量及冻害的影响

为了综合评价稻秸还田方式对冬小麦产量及冻害的影响,以不还田为对照(CK),设置覆盖还田、宽行覆草、浅旋还田、翻耕还田4种还田方式,研究各处理下小麦生长和产量的变化以及对低温的响应。结果表明,与对照相比,覆盖还田和浅旋还田显著降低了冬小麦的出苗、分蘖的发生以及花后干物质的积累,其产量分别减少了21.3%和15.3%,而宽行覆草和翻耕还田则与之相反,分别较对照增产8.0%和5.2%。另外,与对照相比,覆盖还田和浅旋还田不仅显著降低了单株麦苗质量(茎蘖数、鲜重和干重),而且在低温下有更多的冻害苗和更高的冻害比例。相关分析得出,冻害苗数与单株麦苗的质量呈显著负相关。表明通过宽行覆草和翻耕还田2种方式还田均有利于冬小麦生长和产量的形成,并在一定程度上能减轻冬小麦的冻害。

稻秸还田与芽前除草剂投入对秦巴地区油菜田冬前杂草群落的影响

秦巴地区油菜田杂草危害严重,稻秸还田是该地区近2年主推的耕作措施,为了探索相应的除草技术,通过稻秸还田+芽前除草剂投入的组合试验,研究其对秦巴稻油轮作两熟区油菜田冬前杂草群落和油菜基本苗的影响。结果表明,油菜田冬前杂草有4科、4种,多花黑麦草和繁缕是优势种类,密度之和占杂草总密度94.31%。稻秸还田降低杂草总密度17.2%~35.3%,减少杂草生物量4.7%~31.7%。芽前除草剂降低杂草总密度80.6%~89.0%,减少杂草生物量58.7%~73.1%,提高油菜基本苗数21.6%~72.7%。配施秸秆腐解剂影响杂草丰富度。稻秸还田与芽前除草剂结合使用对降低油菜田冬前杂草发生密度、总生物量,改变田间杂草生物多样性有互作效应。

不同稻秸还田方式对小麦出苗分蘖及产量的影响

为有效提高小麦生产水平,对不同稻秸还田方式对小麦出苗分蘖及产量的影响进行了比较研究。结果表明,15cm以上深耕翻埋秸秆的处理效果最好,播种后不旋耕直接开沟覆泥对提高小麦出苗率和出苗均匀度较为有利,增穗增产效果显著。

稻秸还田与耕作方式对小麦产量形成及籽粒品质的影响

为明确不同秸秆还田模式下耕作方式对小麦籽粒产量及品质的影响,在沿淮下游地区,以淮麦36为材料,通过二因素裂区试验,以稻秸全量还田(S1)、稻秸不还田(S0)2种秸秆还田模式为主区,以免耕(T1)、旋耕(T2)、翻耕(T3)3种耕作方式为副区,比较分析了不同处理下小麦出苗、干物质转运、产量和品质等方面的差异。结果表明,在土壤墒情适宜(两年度土壤相对含水量分别为78.6%和72.5%)条件下,稻秸全量还田免耕处理的小麦出苗率和出苗均匀度较不还田处理分别下降了14.04%和28.46%,有效穗数降低4.37%,差异均显著。翻耕可减弱秸秆还田对小麦出苗带来的不利影响,提高出苗率和出苗均匀度,改善播种质量,增加拔节后光合面积,促进花后光合物质生产,增粒增重,最终实现增产,使产量较免耕平均增加12.85%。稻秸还田与翻耕均可改善小麦加工和营养品质。综上,稻秸全量还田结合翻耕有助于实现高产优质小麦的生产,适宜在沿淮下游稻茬麦区推广应用。

稻茬麦覆秸还田播种机均匀抛撒机理分析与机构优化

针对传统稻茬麦机播设备费工费时、效率低下的问题,对稻茬麦覆秸还田播种机均匀抛撒机构的作业机理进行了研究,并进行了抛撒作业的原理分析、作业过程的受力分析。在EDEM中构建了粉碎后水稻秸秆的模型,对其抛撒过程的运动进行了仿真分析、运动特性研究、运动速度变化和轨迹分析。在仿真分析和理论分析基础上,利用Design-Expert软件开展响应面分析,以抛撒作业幅宽合格率Y_(1)、抛撒不均匀度Y_(2)作为稻茬麦覆秸还田播种机抛撒叶轮机构作业的评价指标,以抛撒叶轮杆齿形打散叶片数、抛撒叶轮倾斜角、抛撒叶轮回转轴转速作为试验因素,对机具均匀抛撒叶轮机构进行优化试验。软件优化的最佳机具参数为:抛撒叶轮杆齿形打散叶片数为4排、抛撒叶轮倾斜角为向上倾斜15°、抛撒叶轮回转轴转速为1195 r/min,此时抛撒作业幅宽合格率和抛撒不均匀度的优化值分别为80.79%和9.24%,在此基础上进行了田间验证试验,调整到最佳参数时,抛撒作业幅宽合格率和抛撒不均匀度的实际作业平均值分别为80.84%和9.32%,满足作业要求,误差小、符合预期结果,说明仿真试验结果可靠且机具作业效果良好。

寒地稻秸还田氮肥施用技术研究

针对黑龙江省高寒地区气候特点 ,研究与稻秸连续还田相配合的氮肥施用技术。采用田间小区定位试验的方法 ,研究秸秆还田量在每年 75 0 0kg/hm2 时 ,水稻各生育时期氮肥施用量和施用比例。试验结果表明 ,在上述秸秆还田量时 ,第 1、2年氮肥施用量为 97.5～ 1 1 2 .5kg/hm2 ,第 3、4年为 75 .0～ 97.5kg/hm2 ,水稻增产效果最明显 ,寒地稻区按还田秸秆量的 1 .0 %配施纯氮量 ,即能克服秸秆的暂时性固氮。秸秆还田后氮肥在水稻各生育期的施用由常规的基肥∶蘖肥∶穗肥比例 5∶3∶2调整为

2BFGK-12型稻茬麦集秸旋耕施肥播种机设计与试验

针对长江中下游稻麦轮作区小麦播种作业时,存在抢季节耕种农机配套性差、土壤黏重以及秸秆还田难等问题,创制“稻茬麦秸秆行间集覆还田宽窄行种植”技术模式,此模式具有行间集秸、条带旋耕、集中施肥、洁区播种以及对行镇压等技术特征,通过建立秸秆行间集覆运动的力学模型,设计绞龙式秸秆行间集秸装置、开沟旋耕一体式装置、集中施肥装置、浮动覆土板以及对行镇压器等关键部件,研制一种稻茬麦洁区旋耕施肥播种机。田间试验结果表明,秸秆行间集覆还田与宽窄行种植结合有效提高稻茬麦种床整地质量,洁区洁净度87.69%,小麦窄行平均行距为148 mm,宽行行距平均为304 mm,行距变异系数为5.36%,平均播深为33 mm,播深合格率为95.76%,晾籽率为0.98%,碎土率为86.01%。施肥方式为耕前集中施肥,平均施肥深度为65 mm,施肥深度合格率为94.63%,均满足国家标准。厢沟平均深度为175 mm,沟面宽度为198 mm,满足排水要求。试验田实际产量为8 059.2 kg/hm^(2),高出平均产量20%以上,油耗较对比机型降低31.24%。为稻茬麦绿色低碳保护性耕作技术模式提供农机支撑,促进农机农艺高效快速融合。

种植绿肥与稻秸协同还田对单季稻田土壤有机碳库和酶活性的影响

种植绿肥和秸秆还田是稻田土壤培肥的重要措施。研究江汉平原单季稻田冬闲期种植绿肥及稻秸不同利用模式对土壤有机碳库和土壤酶活性的影响,为合理利用秸秆和土地资源提供科学依据。该研究基于3 a田间定位试验,以稻秸不还田不种绿肥(CK1)和不施肥空白(CK0)为对照,分析了冬闲期稻秸全量覆盖单独还田(RSM)、稻秸原位焚烧还田(RSB)、单种绿肥(GM)以及稻秸全量覆盖与种植绿肥协同还田利用(RSM+GM)等处理模式下土壤有机碳各组分含量、碳库管理指数、酶活性的变化及其与水稻产量的关系。结果表明:与CK1和CK0相比,RSB处理3 a后显著降低了土壤稳态有机碳含量,对土壤总有机碳、活性有机碳含量以及碳库管理指数均无显著影响;而GM、RSM及RSM+GM处理3 a后显著提高了土壤活性有机碳含量、碳库指数、碳库活度、碳库活度指数和碳库管理指数,尤其是RSM和RSM+GM处理还可显著提高土壤总有机碳含量,且多数指标均以RSM+GM处理增幅为最大,其次是RSM处理。与CK1相比,RSB处理3 a后显著提高了过氧化氢酶和蔗糖酶活性,但对土壤脲酶活性无显著影响;而RSM、GM及RSM+GM处理模式3 a后均可显著增加土壤过氧化氢酶、脲酶和蔗糖酶活性,其中RSM+GM处理模式在1 a后即可显著提高土壤脲酶活性,2 a后显著提高土壤过氧化氢酶和蔗糖酶活性,3 a后土壤过氧化氢酶和蔗糖酶活性增幅均是最大。相比于CK1,RSM和RSB处理模式3 a的稻谷增产效果均不显著,而GM和RSM+GM处理模式连续3 a显著提高了稻谷产量,增幅分别为6.88%~11.67%和6.00%~13.40%。相关性分析表明,土壤总有机碳、活性有机碳、碳库管理指数、土壤酶活性与水稻产量之间均呈极显著正相关关系。综上,在江汉平原单季稻作条件下,冬闲期稻秸全量覆盖还田或种植绿肥均可改善土壤肥力,增加作物产量,但前者更有助于土壤有机碳积累,后者更利于作物产量提升。为了兼顾秸秆资源利用、土壤质量改善和作物增产稳产,稻田冬闲期稻秸全量覆盖与种植绿肥协同还田利用模式是一种较好的选择。

水稻秸秆还田配施肥料对小麦产量和氮素利用的影响

为了解高碳氮比秸秆还田与肥料施用对金坛地区小麦产量和氮素利用的影响,通过设置大田试验,研究了稻秸还田与肥料施用对麦季土壤养分、微生物生物量、作物产量和氮肥利用率的影响。结果表明:稻秸还田配施肥料能够提高土壤速效养分含量。单施肥仅显著影响拔节期微生物生物量碳,单施稻秸显著影响拔节期和抽穗期微生物生物量氮,稻秸还田和肥料施用的交互作用在拔节期显著影响土壤微生物生物量和微生物熵。单施肥、稻秸配施肥料处理的氮肥表观利用率分别为31%和37%,稻秸配施肥料后的氮肥农学利用率和偏生产力表明每公斤纯氮增产幅度约为6.86kg籽粒。单施肥和稻秸配施肥料显著增加了小麦每穗粒数及千粒重,并且理论产量分别增加211%和319%,实际产量则分别增加119%和231%,而单施稻秸处理的实产却减产21%。综合分析认为,稻秸还田搭配肥料施用,能够保证当季土壤有效氮供应,促进土壤有机质转化为更易被微生物利用的形态,提高养分有效性,促进小麦对氮素的吸收利用,有利于每穗粒数和千粒重的增加,从而最终提高小麦的产量。

稻秸-有机肥联合还田对黄泥田水稻产能与化肥替代的影响

作物秸秆和畜禽粪肥是有机肥资源的主要组成。研究等氮施肥下稻秸-有机肥联合还田对南方黄泥田水稻产能、化肥替代与养分吸收利用的影响,可为南方丘陵稻田改土培肥、增产提质增效提供依据。基于连续4年田间定位试验,设置6个处理,有机物料联合还田氮素投入分别占农田总氮投入的0(RO0)、20%(RO20)、40%(RO40)、60%(RO60)、80%(RO80)与100%(RO100),其中RO20、RO40、RO60、RO80和RO100处理稻秸干物量(kg∙hm^(−2))投入分别为750、1500、2250、3000和3750,氮素不足部分有机肥补足,分析了水稻产量、养分吸收利用以及肥力因子变化。结果表明,连续4年,RO20、RO40、RO60与RO80处理的水稻籽粒平均产量较RO0增幅8.4%~13.9%(P<0.05),但随着有机物料配施比重的提高,产量增幅呈下降趋势,RO100处理与RO0产量基本持平。在产量组成因子中,配施有机物料处理的有效穗增加最为明显。RO20和RO40处理的水稻效益分别较RO0增加2204元∙hm^(−2)和527元∙hm^(−2)。除RO100处理外,其他有机物料联合还田处理的水稻地上部植株氮、磷和钾养分吸收量较RO0分别显著增加8.5%~14.9%、8.5%~14.8%和8.6%~16.9%(P<0.05),均以RO20处理最高;有机物料联合还田处理的氮素回收率较RO0提高6.5~11.4个百分点,其中RO20显著高于RO80和RO100处理(P<0.05)。有机物料联合还田不同程度提高了籽粒钙、镁、锌含量,但降低了铁含量。此外,有机物料联合还田提高了土壤pH、有机质、全氮、有效磷、速效钾含量以及微生物量碳、氮及脲酶活性,降低了土壤容重。综上,连续4年,稻秸-有机肥联合还田提高了黄泥田产能与养分利用水平,有机物料联合还田可替代化肥。综合考虑水稻增产效应、化肥减施、效益与肥力提升效果,等氮施肥下,稻秸-有机肥联合还田,以替代20%化肥效果最佳,其次为替代40%化肥效果较好。

稻秸全量还田方式下小麦苗期低温的生理响应及其抗寒性分析

【目的】探讨苗期低温胁迫下不同稻秸全量还田方式对小麦植株生长和生理指标的影响,明确不同稻秸全量还田方式下小麦的抗寒性生理机制及适宜的稻秸还田方式。【方法】采用盆栽方法,以扬麦13为试验材料,设稻秸不还田(CK)、均匀覆盖还田、宽行覆草、浅旋还田和翻耕还田5种还田方式,以低温培养箱进行-3、-6和-9℃3种低温处理,低温胁迫结束后5 d调查各处理的冻害情况,并取样测定相关生理指标。【结果】随着温度的降低,各处理小麦植株由叶尖萎蔫变黄的2、3级冻害加重至叶片全枯的4级冻害,甚至出现大部分分蘖冻死的5级冻害。小麦叶片中的超氧化物歧化酶(SOD)活性随着低温胁迫的加重呈下降趋势,丙二醛(MDA)含量显著增加(P<0.05,下同),叶片中游离脯氨酸、可溶性蛋白和可溶性糖等细胞保护物质含量则呈上升趋势,表现出对低温逆境的适应性。同一低温胁迫下,与CK相比,覆盖还田和浅旋还田显著增加了小麦的冻害指数和叶片中MDA含量,降低了SOD活性,减少了可溶性糖、可溶性蛋白和游离脯氨酸含量,但宽行覆草和翻耕还田下小麦的受冻程度和叶片生理指标与CK均无显著差异(P>0.05)。相关性分析结果表明,叶片较高的SOD活性、可溶性糖、可溶性蛋白和游离脯氨酸含量及较低的MDA含量可减缓低温胁迫对小麦植株的危害。【结论】宽行覆草和翻耕还田有利于提高稻秸全量还田小麦的抗寒性,是较适宜的稻秸还田方式。

秸秆还田与药剂拌种互作对稻茬小麦产量和品质的影响

为探讨秸秆还田和药剂拌种互作对稻茬小麦产量形成与籽粒品质的影响,以淮麦40为材料,采用二因素裂区设计,以稻秸全量旋耕还田(R 1)、稻秸不还田(R 0)2种模式为主区,2.5%咯菌腈(F)、6%戊唑醇(T)、45%烯肟·苯·噻虫(FDT)、4.8%苯醚·咯菌腈(DF)和清水对照(CK)5个拌种处理为副区,分析了稻秸还田与药剂拌种对小麦种子萌发和幼苗素质、群体结构、纹枯病防效、产量和籽粒品质的影响。结果表明,稻秸还田降低了小麦出苗率,平均下降了8.4%,且一定程度上影响了麦苗素质,导致穗数显著减少,穗粒数和千粒重有所增加,产量略有下降,但与秸秆不还田处理间无显著差异。药剂拌种可促进小麦生根,根系生长量平均增加了6.45%,药剂拌种对根系生长量的影响大于地上部分,利于改善幼苗素质和群体性状;可控制小麦纹枯病前期发生程度;通过提高叶面积指数,增加花后干物质积累量,从而提高小麦产量。秸秆还田与药剂拌种均可改善小麦籽粒品质,且秸秆全量还田条件下进行药剂拌种处理对小麦品质改善更为明显。综上表明,在稻-麦轮作地区,稻秸秆全量还田条件下,用4.8%苯醚·咯菌腈播前拌种可减轻小麦纹枯病害、提高群体抗性和产量,并可改善籽粒品质,为该地区稻茬小麦绿色高效种植模式。

不同方式秸秆还田培肥土壤的模拟试验

模拟田间秸秆常耕翻压、常耕覆盖和免耕覆盖研究不同方式还田的改土培肥效果，以常耕翻压大于常耕覆盖，后者又大于免耕覆盖，但随着时间延长和还田次数增加，常耕覆盖可以获得与常耕翻压相近的改土效果。

玉米秸秆和根茬还田对黑土有机质数量和品质的影响

应用砂滤管法及田间试验与盆栽试验相结合的方法,研究了玉米秸秆和根茬在黑土中的腐解及对有机质数量和质量的影响。结果表明,玉米秸秆和根茬在土壤中年残留率分别为35%和51%。连续施用这些有机物料可使土壤有机质出现净积累,并使土壤腐殖质品质得到改善,HF/FA 提高。

越冬期还田稻秸腐解规律及其对滨海粘质土地力的影响

研究了越冬期还田稻秸的腐解规律、养分释放规律及其对麦田土壤养分含量的影响。结果表明:越冬期还田水稻秸秆的腐解呈现出由慢到快又变慢的变化趋势,且与气温及降雨的变化相关;水稻秸秆中元素释放率表现为K>P>N,其中钾素主要在还田前期释放,且在小麦种植季结束时其释放率高达99%,而磷素与氮素主要在中后期释放,释放率在70%左右;秸秆还田会消耗土壤中的部分氮素,造成初期及后期土壤中碱解氮含量低于不还田处理的;秸秆还田具有培肥地力的作用,其可以提高土壤的有机质和钾素含量,同时可以调节土壤的pH值。

小麦干物质积累和碳氮转运对稻秸非均匀性覆盖还田的响应

在大田条件下,设置0%(T_(1))、25%(T_(2))、50%(T_(3))、75%(T_(4))、100%(T_(5))5个不同梯度的宽窄行稻秸分布比例处理,分析小麦产量变化及干物质和碳氮转运情况。结果表明,随着窄行稻秸覆盖比例的增加,开花期各营养器官干物质均呈增加趋势,成熟期茎鞘和穗轴+颖壳干物质呈增加趋势,叶片干物质无显著变化,籽粒干物质则呈明显下降趋势。窄行稻秸覆盖对开花期小麦不同器官干质量占植株干质量的比例无明显影响,却增加了成熟期不同营养器官占植株干质量的比例。窄行稻秸覆盖提高了茎鞘和叶片干物质运转量和运转贡献率,降低了穗轴+颖壳干物质运转量和运转贡献率,总体提高了花前干物质转运对籽粒产量的贡献率,且覆盖量越高,效应越显著。与T_(1)处理相比,除了T_(2)水平下茎鞘变化不显著外,窄行稻秸覆盖显著增加了茎鞘和叶片中可溶性总糖转运量及其对籽粒淀粉含量贡献率,且覆盖量越高,效应越显著,花前可溶性总糖转运量对籽粒淀粉含量贡献率仅有9.07%~15.98%。各营养器官氮素转运量及其对籽粒氮贡献率均随窄行稻秸覆盖量的增加而有所提高,小麦花前营养器官贮藏氮素转运量对籽粒氮贡献率达到80%左右。窄行稻秸覆盖对植株可溶性总糖和氮素转运率的影响均因器官而异。随着窄行稻秸覆盖比例的增加,小麦籽粒淀粉含量显著下降,氮含量逐渐升高,有效穗数、每穗粒数、千粒质量和实际产量均呈降低趋势。

机械化秸秆综合利用技术

实施这项技术可通过地表残茬覆盖保护土壤，减少水土流失，抑制沙尘天气的发生。有效保护生态环境，减少径流、减少水份蒸发、提高土壤蓄水保墒能力、充分利用天然降水资源，促进旱作农业发展，提高劳动生产率，达到农业高效、高产、优质、低耗可持续发展。结合我区实际情况，着重引进了机械化秸秆还田技术和小麦保护性耕作技术。