我国农牧交错区草田轮作发展探讨

草田轮作是增加农田生物产量,提高土地利用效率,实现草牧业可持续发展的重要措施。本文从草田轮作国内外发展历史现状,及其产生的生态效益和经济效益进行了概述分析,并结合我国草田轮作地区应用实际和农牧交错区发展草田轮作所要面临的主要问题提出相应建议和对策。

“黑麦草-水稻”草田轮作系统的根际效应3.黑麦草根系对土壤生物性状的影响

在证实冬种黑麦草改善土壤理化性状的同时，研究对土壤生物性状的影响，结果表明：冬种黑麦草增加了土壤酶的活性，使脲酶活性提高了２．７５倍，转化酶活性提高了９２．６％；土壤微生物生物量增加１３倍；改善了土壤的微生物区系，细菌数量增加１．２倍，放线菌数量增加３．４倍，真菌数量下降了４４％．这些生物性状的改善，对提高地力和后作水稻的生长和发育具有良好的作用．

“黑麦草-水稻”草田轮作系统的根际效应 Ⅱ.冬种黑麦草对土壤物理化学性状的影响

研究了冬种黑麦草对土壤物理化学性状的影响．结果表明，冬种黑麦草使土壤容质量下降９．４％，而对照区仅下降４．０％；冬种黑麦草使土壤有机质质量分数提高了６６％，而对照区降低了１４％；冬种黑麦草使土壤的全Ｎ，全Ｐ和有效Ｎ，有效Ｐ的质量分数分别提高了２６％，３２％，６７％和３３％，而对照区下降了１３％，４％，２０％和１３％；冬种黑麦草使土壤的全Ｋ和有效Ｋ质量分数提高了１４％和７８％，对照区也提高了１０％和１０％；种草区虽然土壤养分的增加与施肥有关，但有效Ｎ和Ｋ的增加显然还受到根际效应的影响，其证据是：在种草区，尽管土壤中的Ｎ通过收获黑麦草产生了较大的净输出（２８．０ｇ／ｍ２），但土壤Ｎ含量仍然有不寻常的增加，说明可能存在着不明Ｎ源．２种养分有效含量的增幅比全量的增幅更大．从收获的黑麦草中发现土壤有Ｎ的净输出，可能是由于冬种黑麦草有不明来源的Ｎ素积累．

“黑麦草—水稻”草田轮作系统应用效益初探(案例研究)

“黑麦草—水稻”草田轮作系统（简称ＩＲＲ系统）在广东省产生了显著的效益。黑麦草作为饲料的应用范围包括了奶牛、奶水牛、肉牛、奶山羊、肉（毛）用兔、实验用兔、猪、鸵鸟、鹅、草鱼等，目前最常见的系统有“稻—草—牛”、“稻—草—鱼”和“稻—草—鹅”。因此，ＩＲＲ系统为发展大农业多种经营提供了重要的物质基础，改善了区域农业生产结构，促进了“三元结构农业”和节粮型畜牧业的发展。ＩＲＲ系统的应用，提高了土地的利用率以及土地单位面积的产出，其经济效益因不同的应用系统而异，一般情况下一个冬季的产出在１．５万元／ｈｍ２以上。

我国草田轮作的研究历史及现状

草田轮作是提高作物产量和改良土壤性状、实现土地可持续生产的重要措施。我国的草田轮作从魏晋南北朝开始就有记载。近年来的研究主要集中在草田轮作潜力及重要性、轮作效益、轮作模式及对土壤影响等方面。草田轮作既提高了粮食产量,又为家畜提供了充足的饲料,促进了养分循环,是实现农牧民增收及我国生态、经济和社会可持续发展的有效途径。

我国草田轮作的历史、理论与实践概览

大力推行草田轮作对我国农业结构调整及农业可持续发展具有重要意义。本研究概括了我国从作物连作制出现到草田轮作的发展历史;归纳了草田轮作的增产、减少病虫害及杂草危害、改土肥田、保持水土等生态效益和经济效益;总结了我国南亚热带地区"黑麦草→水稻"轮作等7个主要草田轮作模式;以草地农业理论为指导,结合我国粮食安全、农业结构调整、水土保持和农牧民致富需求阐述了大力推行草田轮作的现实必要性;从政策保障、理论指导和技术支撑3个方面论述了实行草田轮作的可行性;分析了我国2次"种草高潮"的经验得失,提出了今后应重点加强农业结构优化研究、草田轮作模式构建与示范以及满足草田轮作需要的作物及牧草品种选育等建议。

“黑麦草-水稻”草田轮作系统的根际效应Ⅰ.接种稻田土壤微生物对黑麦草生长和氮素营养的影响

研究在水田冬种黑麦草（Ｌｏｌｉｕｍｍｕｌｔｉｆｌｏｒｕｍ）对后作水稻的作用机理，通过水培试验，探讨了接种和不接种南亚热带稻田土壤微生物条件下黑麦草品种樱早生和早生丰的生长发育和氮素营养．结果表明，稻田土壤微生物参与并促进了黑麦草的物质生产过程。

“黑麦草—水稻”草田轮作系统的研究 6.冬种黑麦草期间施肥对后作水稻生产的影响

研究了冬种黑麦草期间施肥对后作水稻生产的影响 ,结果显示 :1种草施肥处理区 ,尤其是复合肥施肥处理区的早稻生物量高于休闲区和种草无肥区 ,但分蘖数有所减少 ;2施肥处理增加早稻和晚稻的稻谷千粒重 ;施用尿素增加了早稻的有效分蘖 ,但在一定程度上降低了晚稻的有效分蘖。千粒重和有效分蘖的增加是施肥导致后作水稻增产的主要因素 ;3种草施肥处理的水稻产量较休闲区增产 7.9%～ 14 .6 % ,比种草无肥区增产 9.7%～16 .5 % ,而种草无肥区与休闲区相比 ,水稻减产 1.6 %。可见 ,冬种黑麦草期间施肥是后作水稻增产的不可缺少的条件。 4考虑到从黑麦草收获物中必然带走大量的磷和钾 ,本研究也证实了单施尿素影响晚稻的有效分蘖 ,而且单施尿素容易引起肥害 ,因此 ,种草期间应施用复合肥 ;施肥量对后作水稻产量的影响不大 ,只要施肥量足以维持黑麦草的正常生长 (75 0 kg/ hm2 ) ,即可对后作水稻生产产生正面效应。

宁南山区草田轮作研究 Ⅱ.不同轮作制度下的农田水分平衡

通过对宁南山区不同轮作方式的耗水量和水分利用效率的研究评价,结果发现:在当前生产水平下,各种作物收获后0～2m土层内都还存有一定数量的有效水分;粮豆轮作较春小麦连作具有较强的调节土壤水分的能力,对水的利用效率较高,适应于本区降水不均的气候条件、苜蓿耗水量大,能造成土壤深层水分枯竭,但随种植年限加长,耕作层的水分可得到恢复。研究表明,只要安排合理,在半干旱的宁南山区发展以苜蓿为主的草粮轮作制是可行的。

不同草田轮作模式对土壤养分动态的影响

在宁南旱区10年生苜蓿草地上进行了为期3a的27种不同草田轮作模式试验,研究了土壤有机质、氮、磷的动态变化特征。结果表明,与保持生长的对照苜蓿草地相比,苜蓿草地实行草田轮作后,有机质持续下降,轮作第1,3a的马铃薯,第2a的春小麦对土壤有机质有明显影响,马铃薯连作模式使土壤有机质降幅最大;不同轮作模式的土壤全氮变化有较大差异,谷子和春小麦等禾本科作物单一连作模式对土壤氮素造成偏耗;不同轮作模式碱解氮总体上呈下降趋势,轮作作物产量水平直接影响土壤碱解氮含量的高低。全磷呈先降后升又降趋势。作物轮作能够提高苜蓿草地土壤氮、磷有效性。为了高效、协调和可持续地利用水肥,应选择合理的草田轮作模式。

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。

宁夏银北不同草田轮作模式对细菌群落组成特征的影响

为研究不同草田轮作模式下宁夏银北地区典型盐碱地细菌群落组成特征,并确定影响细菌群落分布的环境因子,利用IlluminaHiSeq高通量测序技术,分析和比较了苜蓿连作、苜蓿休闲、苜蓿轮作油葵、苜蓿轮作饲料玉米、苜蓿轮作甜高粱5种典型旱作模式背景下的土壤细菌群落多样性,同时分析了土壤环境因子与细菌群落结构的关系。结果表明:变形菌门、放线菌门和酸杆菌门为5种草田轮作模式下土壤细菌群落的优势种类;变形菌门占总量的34.49%,变形菌门的相对丰度在苜蓿轮作油葵模式土壤中显著高于其他模式(P<0.05);放线菌门占总量的17.02%,放线菌门的相对丰度在苜蓿休闲、苜蓿轮作饲料玉米模式土壤中最高;酸杆菌门占总量的10.96%,酸杆菌门的相对丰度在苜蓿轮作甜高粱模式土壤中最高。在属水平,节杆菌属(Arthrobacter)为优势菌属。土壤细菌多样性以苜蓿休闲模式最高,苜蓿轮作甜高粱模式最低。土壤全盐含量、pH值、碱化度、碱性磷酸酶活性在苜蓿轮作油葵模式中最低,速效磷、速效钾含量在苜蓿休闲模式土壤中最低。宁夏银北地区不同草田轮作模式下盐碱化土壤细菌群落组成特征存在差异,土壤速效钾含量、pH值、过氧化氢酶活性对此差异起主导作用。采用苜蓿轮作农作物模式可以提高宁夏银北地区盐碱化土壤养分含量及酶活性,并有效改善细菌群落的多样性,其中苜蓿轮作油葵模式细菌群落多样性显著高于其他模式,碱性磷酸酶活性和pH值是影响细菌群落结构组成和多样性最显著的环境因子。

APSIM模型对宁夏海原地区草田轮作系统的适应性

为验证APSIM模型对宁夏海原地区草田轮作系统的适用性,基于10年生苜蓿(Medicago sativa)与小麦(Triticum aestivum)、谷子(Oryza sativa)草田轮作试验数据和同期气象资料,运用APSIM模型对系统进行了模拟。通过试错法和文献记载完成了苜蓿、小麦和谷子几个品种的参数本地化。用统计和图形校验方法评价了APSIM模型模拟结果的可靠性和准确性。结果表明,谷子-小麦-小麦(MWW)、小麦-谷子-小麦(WMW)、谷子-谷子-小麦(MMW)、谷子-小麦-谷子(MWM)、小麦-谷子-谷子(WMM)、小麦-小麦-谷子(WWM)6种轮作方式下产量实测值和模拟值的决定系数R2值范围在0.83至0.98之间,D值范围在0.94至0.99之间,表现出了良好的相关性和一致性。土壤含水量实测值和模拟值的决定系数R2值范围在0.52至1之间,D值范围在0.92至0.97之间,相关性和一致性表现良好。表明APSIM模型对宁夏海原地区苜蓿与小麦、谷子轮作具有较好的模拟能力,可以用来模拟分析该地区草田轮作系统生产潜力和土壤水分动态,对该地区气候变化影响下草田轮作的优化管理具有一定指导意义。

南方地区草田轮作黑麦草饲养奶水牛的探索与实践

南方有大量的冬闲田,利用这些闲置的土地资源轮作黑麦草饲养奶水牛,可以增加农民的收入,并可为奶水牛提供更多优质的牧草,增加奶水牛的产奶量。本项目通过"资料宣传-试验研究-示范种植-引导农户种植推广辐射大面积种植"等措施,引导农户草田轮作黑麦草,收到了较好的经济社会效益。

旱农区草田轮作研究报告

历时８年，应用“等价产量”和“蛋白质产量”的概念，对旱农区紫花苜蓿、红豆草和百脉根介入粮田轮作的产出效益分析研究表明，豆科牧草对后作物有明显增产效果。三种牧草对后作的蛋白质产量增产幅度分别为１４８％—３０３％、１７０％—２５７％、１５５％—３２８％，等价产量增产幅度依次为１７％—２９５％、７３％—２３２％、１１９％—３２８％。豆科牧草轮作年限以３—５年为宜。

云南黑麦草-水稻草田轮作研究进展

“黑麦草-水稻”草田轮作模式既是传统农业的重要措施和精华所在,也是现代农业必不可少的组成部分。本文综述了国内外“黑麦草-水稻”草田轮作模式研究进展和云南省的相关研究现状,提出今后“黑麦草-水稻”草田轮作模式进一步研究的方向。

黄土高原草田轮作对土壤动物群落结构和多样性的影响

以甘肃庆阳黄土高原地区草田轮作系统中苜蓿(Medicago sativa)和小麦(Triticum aestivum)田为研究样地,通过样方取样和干漏斗分离法,取样调查了土壤动物的多样性。结果表明:在试验区内共分离到大型土壤动物25类,其中小麦田23类,苜蓿田25类;小型土壤动物10类,其中苜蓿田10类,小麦田8类。苜蓿田土壤动物群落Shannon-Wiener多样性指数、Margalef多样性指数、Simpson多样性指数、个体数和类群数均表现为大于小麦田,这说明在草田轮作中苜蓿田具有高的土壤动物多样性而且群落稳定程度高,轮作小麦后土壤的大型动物多样性下降且稳定性程度也降低,小麦田轮作苜蓿后不仅可以有效增加农田土壤节肢动物的类群丰富度和多样性,也可明显提高其个体数量。

不同草田轮作方式对土壤微生物和土壤酶活性的影响

10a生苜蓿翻耕后,与马铃薯、玉米、高粱、谷子和荞麦进行草田轮作,对各轮作方式的土壤微生物数量和土壤酶活性进行测定和分析。结果表明:6-10月,土壤微生物总量呈先增加后减少的变化规律,细菌与放线菌数量呈先增加后减少的变化规律,真菌则呈增加的变化规律;同一时期不同草田轮作方式土壤微生物数量差异显著(P<0.05),作物轮作方式的土壤微生物数量高于作物连作方式。土壤脲酶活性随着时间变化呈现先增加后降低的趋势,碱性磷酸酶、蔗糖酶及过氧化氢酶活性则呈现增加的趋势,玉米、高粱参与轮作方式的土壤酶活性高于作物连作方式及谷子、马铃薯参与轮作的方式。脲酶活性与微生物数量呈正相关(r=0.386);草田轮作能提高土壤微生物数量和土壤酶活性。

草田轮作模式下土壤微生物群落结构和多样性分析

【目的】明确草田轮作模式下,4种牧草的土壤细菌群落结构和多样性的差异;明确该地区土壤细菌的多样性结构及动态特征。【方法】提取4种牧草根周土壤细菌DNA,采用Nanodrop对DNA进行定量后进行测序,测序后分析土壤细菌生物学信息。【结果】4种牧草的土壤微生物群落组成相对稳定,细菌多样性与群落结构在不同时期或者不同季节中存在着很显著的差异,黑燕麦的土壤微生物多样性及丰富度显著高于其他3种牧草,并且土壤生物活性显著提高。【结论】黑燕麦与燕麦、箭筈豌豆以及毛苕子相比,黑燕麦轮作马铃薯的模式下细菌群落多样性显著高于其他模式,将有利于保持土壤微生物多样性及丰富度,也提高了土地的利用率和利用效率。