氮肥用量对玉米-油菜和水稻-油菜轮作模式下油菜产量及氮素吸收利用的影响

旱-旱和水-旱轮作是我国长江流域冬油菜的典型种植模式,氮养分缺乏是油菜产量主要限制因子。利用2016—2023年在湖北省武汉市布置的裂区同田对比定位试验,探究氮肥用量对不同轮作模式下油菜产量和氮素吸收利用的影响差异,为科学施氮提供依据。试验设计的主处理为旱地油菜(玉米-油菜)和水田油菜(水稻-油菜)2种轮作模式,副处理为4个氮肥用量(0 kg N hm^(-2)、75 kg N hm^(-2)、150 kg N hm^(-2)、225 kg N hm^(-2)),分析了油菜产量、产量构成因子和氮素积累量等相关指标。7年试验结果表明,旱地和水田油菜的产量和氮素吸收在不同氮肥投入下的响应存在差异。当不施氮或低施氮(75 kg N hm^(-2))时,水田油菜产量显著高于旱地油菜,分别高出53.9%和20.8%,地上部氮素积累量分别高出57.8%和18.3%;当施氮量为150 kg N hm^(-2)时,2种轮作无显著差异;在高施氮(225 kg N hm^(-2))时,旱地油菜产量和氮素积累量较水田分别增加11.2%和16.0%。旱地油菜的氮肥农学利用效率、贡献率和表观利用率较水田油菜分别平均增加16.5%、20.5%和22.0%,氮肥对旱地油菜的增产潜力更大,但水田油菜季土壤基础氮素供应量较旱地高61.5%,对氮肥的依赖性更小。综上,增加氮肥用量显著提高了油菜产量和氮素积累,水田油菜在低氮投入下表现出较高的稳产性,而旱地油菜在较高氮投入下丰产潜力更高。因此,在实际生产中应根据不同轮作模式调整油菜施氮量,旱地油菜可以适当增加氮肥用量以获得高产,水田油菜要充分利用土壤供氮能力适当控制氮肥用量,以达到油菜高产高效生产和氮肥高效利用的目的。

“稻+蒜”轮作栽培模式效益分析及高产高效栽培技术

“稻+蒜”轮作是一种有效利用光热、土地资源的高效栽培模式。对2021—2022年四川省汉源县九襄镇“稻+蒜”轮作模式进行了经济效益分析和比较,“稻+蒜”轮作模式年总产值达26.25万~28.24万元/hm2,既提高了农田复种指数,保障粮食安全,又促进了水稻和大蒜产业的可持续健康发展。总结了“稻+蒜”轮作栽培技术,包括品种选择,种子处理,肥水管理,病虫草害防治,为“稻+蒜”轮作栽培模式提高土地、光热和水资源利用效率,增加农民收益。

棉-粮-油菜宽带轮作提升作物产量和光能利用率

棉-粮-油菜宽带轮作种植模式,能够充分利用农田资源,但种植体系内不同作物光能资源利用特性尚不明确。本研究在田间设置棉花单作(对照)、小麦-玉米一年两熟(对照)和棉花-小麦-玉米-油菜宽带轮作(以下简称“宽带轮作”) 3种种植模式,测定棉花、玉米和小麦的产量、地上部干物质重以及叶面积指数、消光系数、光能截获量等指标。结果表明,与棉花单作比较,棉花宽带轮作单位面积产量和地上部干物重分别显著增加15.20%和10.35%。与小麦-玉米一年两熟比较,玉米和小麦宽带轮作的单位面积产量分别显著增加21.61%和11.53%,玉米地上部干物质重显著增加6.17%。7月16日(盛花期)至9月13日(吐絮期),棉花宽带轮作叶面积指数比棉花单作显著增加7.21%~12.76%, 7月24日(盛花期)和8月4日(盛铃期),棉花宽带轮作光能截获率比棉花单作分别显著降低3.59%和3.24%。玉米和小麦宽带轮作的叶面积指数、消光系数和光能截获率未发生显著变化。与棉花单作、小麦-玉米一年两熟比较,棉花宽带轮作和玉米宽带轮作的全生育期光能截获量分别显著降低3.14%和显著增加0.76%,小麦宽带轮作的全生育期光能截获量未发生显著变化,棉花、玉米和小麦的光能利用率分别显著增加18.81%、6.76%和14.10%。本试验条件下,边行优势和轮作效应同时发挥作用增加了棉花、玉米和小麦的单位面积产量以及棉花和玉米的地上部干物质重,改善作物干物质的积累和分配,进而提升棉花、玉米和小麦的光能利用率。该研究明确了棉-粮-油菜宽带轮作对作物产量和冠层光能利用率的影响,可为该模式的推广应用提供理论基础。

减氮对麦玉轮作农田土壤反硝化细菌群落结构和多样性的影响

探究减氮对华北地区麦玉轮作农田土壤反硝化细菌群落结构和多样性影响,为华北地区麦玉轮作农田氮肥管理提供技术支持,本研究以不施氮为对照(CK),设置2个施氮量,分别为常规施氮量(纯氮300 kg·hm^(-2),N2)、减氮20%(纯氮240 kg·hm^(-2),N1),提取土壤DNA,用nirS(细胞色素cd1-亚硝酸还原酶)、nirK(Cu-亚硝酸还原酶)引物扩增后采用MiSeq PE300测序技术,研究施氮量对麦玉轮作农田土壤性状及nirS、nirK反硝化细菌群落结构及多样性的影响。结果表明,3个处理nirS、nirK反硝化细菌α-多样性指数无显著差异,nirS反硝化细菌α-多样性高于nirK。减氮显著影响nirS、nirK反硝化细菌物种组成。减氮对nirS、nirK反硝化细菌门水平及nirK纲水平物种组成无显著影响,但显著降低了nirS反硝化细菌Deltaproteobacteria(δ-变形菌纲)相对丰度;减氮显著影响nirS、nirK属水平物种组成。硝态氮、速效磷、pH值是影响土壤nirS反硝化细菌属水平群落结构主要环境因子;pH值是影响土壤nirK反硝化细菌属水平群落结构的主要环境因子。研究表明,适量减氮不影响反硝化细菌α-多样性,但显著影响反硝化细菌属水平群落组成和群落结构,减氮主要是通过影响土壤性状及微生物群落结构进而影响农田土壤N2O排放。

不同轮作模式对稻田土壤肥力和微生物群落结构的影响

为了探索不同水稻轮作模式对稻田土壤微生物群落结构的影响,以及与土壤养分供给的关系,本研究采用高通量测序技术对3种不同轮作模式下(水稻-小麦轮作、水稻-紫云英轮作、水稻-休耕)土壤细菌和真菌的群落结构变化进行分析,并进一步探讨了微生物群落结构与土壤养分含量之间的相互关系。结果表明:水稻-紫云英轮作模式能够明显改善稻田土壤的综合肥力,紫云英连续翻压还田后显著提高了土壤中总氮(TN)和有效氮(AN)的含量。土壤微生物群落结构方面,不同种植模式对细菌群落结构的影响大于真菌。水稻-紫云英轮作模式中优势菌群如酸杆菌门(Acidobacteriota)和子囊菌门(Ascomycota)等的富集有助于促进土壤生态系统的养分循环与生态健康。不同种植模式条件下土壤养分的变化如TN、AN、总钾(TK)及速效钾(AK)等可能是导致土壤细菌和真菌群落结构发生变化的主要驱动因素。稻田土壤中细菌群落结构对于土壤养分变化的敏感性要高于真菌。综合来看,水稻-紫云英轮作模式是更加适合水稻生态可持续栽培的种植模式,能够明显改善稻田土壤的综合肥力和土壤微生态环境。

冬小麦-夏玉米轮作田沟金针虫垂直活动特征

基于河北固城农业气象国家野外科学观测研究站2019—2020年、2021—2022年冬小麦-夏玉米轮作田沟金针虫在土壤中分层调查数据,引入虫口重量指标,结合虫口密度指标,揭示沟金针虫在冬小麦-夏玉米轮作田为害-休眠动态变化,讨论沟金针虫在土壤中垂直活动特征、气象条件与其相关性以及对冬小麦产量影响。结果表明:沟金针虫在冬小麦-夏玉米轮作田存在3个为害期和3个休眠期,且交替出现。3个为害期出现在冬小麦返青-拔节期、夏玉米幼苗期、冬小麦秋苗期,3个休眠期出现在冬小麦越冬期、冬小麦成熟-收获期、夏玉米灌浆-成熟期,3个为害期中以冬小麦返青-拔节期最为严重。冬季偏暖及春季回暖早,沟金针虫表现出晚下早上特征,使得沟金针虫冬季休眠期缩短而为害活动期延长;土壤温度、湿度以及食源关系共同影响沟金针虫为害、休眠以及取食活动,其为害适宜土壤重量含水率约为15%~18%,适宜土壤温度为14~18℃。分析沟金针虫为害与冬小麦减产率可知,虫口密度每增加10 m^(-2)或虫口重量每增加1.0 g·m^(-2),可导致减产率增加5.1%。

基于中医农业基础的番茄——哈密瓜轮作技术

运用中医农业理念,系统介绍了日光温室越冬番茄—夏茬哈密瓜轮作中的茬口安排、品种选择、育苗、整地施肥、定植、定植后管理以及病虫防治等操作规范,为绿色高效瓜菜生产提供技术支持。

减氮对华北地区麦玉轮作农田土壤N2O排放调控机理

【目的】探究减氮对华北地区麦玉轮作农田土壤N2O排放调控机制。【方法】冬小麦季和夏玉米季均以不施氮为对照(CK),设置2个施氮量,分别为常规施氮量(纯氮300 kg/hm2,N2)、减氮20%(纯氮240 kg/hm2,N1),研究施氮量对麦玉轮作农田土壤性质及N2O排放通量影响,基于逐步回归分析,研究减氮对麦玉轮作农田土壤N2O排放调控机制。【结果】(1)减氮有效降低了N2O排放通量,且夏玉米季N2O排放通量远高于冬小麦季,夏玉米季由施肥引起的N2O排放量较高。(2)冬小麦季N2O排放通量与环境因子逐步回归公式为:N2O排放通量=181.952+1.450×硝态氮+8.401×铵态氮-0.514×电导率;硝态氮、铵态氮会对冬小麦季N2O排放通量产生显著的正向影响,而电导率会对冬小麦季N2O排放通量产生显著的负向影响。(3)夏玉米季N2O排放通量与环境因子逐步回归公式为:N2O排放通量=-354.606+4.592×硝态氮+157.848×铵态氮;硝态氮、铵态氮会对夏玉米季N2O排放通量产生显著的正向影响。【结论】综上可知,适量减氮显著降低夏玉米季N2O累积排放量和增温潜势,应加强夏玉米季农田水肥管理。

湖南棉花-马铃薯轮作轻简化栽培技术规程

棉花-马铃薯轮作模式对提高棉田综合效益、缓解粮棉争地矛盾等都具有重要意义。根据湖南冬作马铃薯种植习惯,结合湖南棉花轻简栽培技术研究成果,提出了棉花-马铃薯轮作轻简化栽培技术规程。该规程符合省工节本、增产增效的农业发展方向,对棉花-马铃薯轮作标准化生产具有一定的指导作用。

稻麦轮作高标准农田控制排水对排水与氮素输出削减效果模拟

稻麦轮作区高标准农田建设中,通过加深排水沟提高麦作期农田排水降渍能力的同时,加大稻作期农田排水输出,不仅降低了水资源利用效率,而且加重了接纳水体的污染。本文基于江苏省扬州市沿运灌区稻麦轮作农田排水水文水质过程的监测结果,利用田间水文模型(DRAINMOD)模拟了长序列气象条件下,灌区提高农田降渍能力对稻田排水、氮素流失及灌溉需求的负面影响以及控制排水措施的积极效果。结果表明,在节水灌溉模式下,研究区排水沟深度由现状的60 cm加深至120 cm,排水间距由120 m加密至20 m时,稻作期排水量与总氮(TN)输出负荷增加9.0%~22.2%、氨氮(NH_(3)-N)输出负荷增加4.0%~16.8%、灌溉用水量增加9.6%~23.4%。若结合田间管理要求,实施控制排水则可有效缓解提高农田降渍能力造成的负面影响;当排水沟深为120 cm,间距为120~20 m时,稻作期控制排水可使排水量和TN输出负荷减少19.3%~35.3%、NH_(3)-N输出负荷减少7.6%~27.2%、灌溉用水量减少22.9%~40.0%。由于控制排水降低了地下排水梯度,相较于传统排水,农沟从60 cm加深至120 cm时,地下排水平均占比降至50.7%,灌溉用水量相应减少。综上,稻麦轮作农田控制排水具有显著的节水减排作用,可有效降低高标准农田建设中提高降渍能力所产生的负面影响。研究成果可为稻麦轮作区高标准农田建设与水环境保护提供理论依据与技术支撑。

广西水稻产区稻-菜轮作田水稻根结线虫病发生情况调查及病原鉴定

为了明确广西水稻产区稻-菜轮作田根结线虫发生情况及其病原分类地位,在广西14个市27个乡(镇)的171块水稻产区稻-菜轮作田进行了采样调查,并进行致病线虫分离,根据2龄幼虫形态、雌虫会阴花纹特征等,结合核糖体ITS区和28S rDNA D2D3区序列分析方法对病原线虫种类进行鉴定。结果表明,共有64个田块发生根结线虫为害,水稻种植季根结线虫检出率为37.4%,蔬菜轮作季根结线虫检出率为25.7%。广西水稻根结线虫病病原为拟禾本科根结线虫Meloidogyne graminicola。说明拟禾本科根结线虫病在广西稻-菜轮作田发生已经相当普遍,应当引起重视。

不同轮作模式通过改善西兰花土壤养分和真菌群落在土壤健康中的应用

为解决耕地资源利用与管理的不合理因素导致的肥力下降,质量退化等土壤健康问题;通过田间试验,研究不同轮作模式下种植西兰花后对土壤养分,真菌群落结构和多样性的影响。以不同轮作模式后西兰花根际土壤为研究对象,测定并分析土壤化学性质、酶活性,Illumina MiSeq高通量测序技术分析真菌群落结构及多样性在6种轮作模式:西兰花分别与谷子、洋葱、大豆、马铃薯、大葱进行轮作,以西兰花连作为对照。西兰花连作(BB)、谷西轮作(MB)、洋西轮作(OB)、豆西轮作(SB)、马西轮作(PB)、葱西轮作(GB)的变化。结果表明:相较于西兰花连作,轮作后各处理土壤根际化学性质差异明显,pH无明显差异,处理MB化学性质均有明显的增加。Alpha多样性分析下,较处理BB,其他处理的Chao1指数和观察到的物种数指数都显示上升趋势,而辛普森指数则呈下降趋势。至于香农指数和Pielou’s evenness指数表现为SB<GB<MB<BB<PB<OB。真菌群落丰度和组成结果显示,优势菌群有油壶菌群、子囊菌门、被孢菌群、毛壳菌属。相关性分析表明全磷、硝态氮是影响土壤有益菌的主要因素。综合比较后,谷子轮作西兰花可明显优化土壤化学性质,增强酶活性,以及提升有益微生物群落的丰度和多样性,从而增强土壤养分的调节和植物病害的抵抗性,在各方面指标中都表现为最佳,能有效缓解西兰花的连作和改善土壤健康问题,建议推广种植。

西兰花复种绿肥-当归高效轮作种植技术规程

为进一步挖掘和发挥地区农业资源优势,推进高原夏菜和当归产业健康可持续发展,经过试验示范和生产实践,从范围、规范性引用文件、术语和定义、产地环境、西兰花栽培技术、绿肥复种技术、轮作当归栽培技术等方面制订了西兰花复种绿肥-当归高效轮作种植技术规程,以更好地指导生产。

番木瓜—芥菜轮作栽培经济效益及技术要点

为了解番木瓜连作及番木瓜分别与芥菜、甜玉米轮作模式下,番木瓜环斑花叶病的发病率及作物产量和经济效益情况,在广西横州市横州镇大和村开展调查。调查结果显示:番木瓜连作模式下,番木瓜环斑花叶病的发病率为70.7%,病情分级为5级,年平均收益为3837.5元/667 m^(2);番木瓜—甜玉米轮作栽培模式下,番木瓜环斑花叶病的发病率为17.7%,病情分级为1级,年平均收益为4582.5元/667 m^(2);番木瓜—芥菜轮作模式下,番木瓜环斑花叶病发病率为14.6%,比连作模式发病率减少56.1%,病情分级为1级,年平均收益为8625元/667 m^(2),比连作模式增收124.8%,比番木瓜—甜玉米轮作模式增收88.2%。同时总结番木瓜—芥菜轮作模式的栽培技术要点,为进一步推广提供参考依据。

日光温室大球盖菇—草菇轮作模式

为解决日光温室夏季闲置问题,实现周年化利用,从茬口安排、主辅料准备及处理,建畦、铺料、接种、覆盖,养菌管理,出菇管理和采收保鲜等方面介绍了日光温室大球盖菇—草菇轮作模式,1年内可生产1季大球盖菇、2季草菇,解决了夏季高温期日光温室闲置的问题,提高了日光温室的利用效率,产投比1.5:1,667m^(2)纯效益约3万元,已在北京、河北、山东等地推广应用。

农地轮作休耕生态补偿的市场化机制研究

农地轮作休耕生态补偿市场化机制对于新时代提高农业质量效益和竞争力至关重要。农地轮作休耕生态补偿的理论基础包括可持续发展理论、外部性理论和公共产品理论。农地轮作休耕生态补偿的市场化要素主要包括补偿主体、补偿对象、补偿标准和补偿方式。农地轮作休耕生态补偿的市场化机制构建应该坚持“谁受益、谁补偿”的原则,围绕生态供应链,聚焦市场化氛围建设机制、市场化条件建设机制、市场化监管机制和市场化评价机制。

“两翻一少”轮作保护性耕作技术

“两翻一少”轮作保护性耕作技术是黑龙江省农业科学院佳木斯分院首次提出并应用的复合型旱作农业持续绿色高效技术。文中叙述了“两翻一少”轮作保护性耕作技术的简介、技术应用前准备、耕整地、播种、除草、施肥、病虫害防治等技术要点和要求。“两翻一少”轮作保护性耕作技术较连作大豆、玉米、高粱增产效果明显,实现了农民增收和肥药减施与农业种植结构有序调整,为黑龙江省旱作农业合理轮作与黑土保护提供技术支撑和参考。

麦季施磷量对小麦-玉米轮作产量及土壤有效磷的影响

为提高陕西关中地区小麦-玉米轮作体系磷素利用率和节本增效,以及筛选合理的磷肥施用方式,于2018-2021年进行连续3年的仅小麦季一次施磷的田间定位试验,通过设置0、75、150、225和300 kg·hm^(-2)5个施磷(P2O5)水平,分析了麦季施磷量对小麦-玉米轮作产量、生物量、植株磷积累转运及土壤有效磷含量的影响。结果表明,与不施磷处理相比,施磷处理下小麦和小麦-玉米周年籽粒产量分别提高29.38%~40.95%和15.72%~24.57%,成熟期生物产量分别提高18.56%~34.19%和12.84%~23.29%,花前干物质转运量分别提高31.65%~63.33%和27.79%~52.47%,成熟期磷积累量分别提高37.08%~54.67%和39.54%~44.38%,磷素转运量分别提高90.82%~165.63%和44.06%~58.27%。通过进一步回归分析发现,实现小麦季和小麦-玉米周年最高产量的施磷量分别为207和201 kg·hm^(-2);若综合考虑粮食安全、环境安全和肥料利用率,以95%的小麦最高产量为实际目标,小麦季施磷量仅为130 kg·hm^(-2),两个最高产量的施磷量分别降低37.20%和35.32%,磷肥利用率分别提高2.27和2.87个百分点,小麦成熟期和玉米成熟期土壤有效磷含量分别为17.96和12.31 mg·kg^(-1)。因此,陕西省关中小麦-玉米轮作区麦季一次施用磷肥可实现小麦和小麦玉米周年高产稳产,本试验条件下130 kg·hm^(-2)为满足较高的轮作产量和磷肥利用率的适宜麦季施磷水平。

麻豆轮作对作物农艺性状及产量的影响

为探索适合黑龙江地区推广的耕地轮作制度,本试验对汉麻、大豆进行连作和轮作处理,分析不同处理对大豆、汉麻农艺性状、产量及经济效益的影响。结果表明,轮作提高了大豆的株高、茎粗、主茎节数、有效节数、单株有效荚数、单株重、单株茎重、单株荚重、单株荚皮重、单株粒数、单株粒重和百粒重,以及汉麻的株高、茎粗、分枝高、分枝数、单株粒数、单株粒重和千粒重,降低了大豆的底荚高和单株瘪荚数。相关性分析结果表明,大豆除底荚高和单株瘪荚数与产量呈负相关,其余农艺性状与产量均呈正相关;汉麻的株高、单株粒数与产量呈明显正相关(P<0.01)。轮作提高了大豆、汉麻产量和产值,净收益比连作分别增加了1877.95和2636.40元/hm^(2)。

轮作模式对旱地胡麻光合生理特性及其产量的影响

为探明不同轮作模式及茬口对胡麻光合生理参数和产量的影响,本研究基于2012-2020年的田间长期定位试验,以胡麻为主要研究对象,研究了胡麻→胡麻→胡麻→胡麻(FFFF)、胡麻→小麦→马铃薯→胡麻(FWPF)、胡麻→马铃薯→胡麻→小麦(FPFW)、胡麻→胡麻→小麦→马铃薯(FFWP)、胡麻→小麦→胡麻→马铃薯(FWFP)和胡麻→小麦→马铃薯→小麦(FWPW)6种不同轮作模式下作物茬口、胡麻种植频率及连作年限对西北旱作区胡麻叶面积指数、SPAD值、光合势、净同化速率、光合特性及产量的影响,以期为优化旱作农业区胡麻种植制度和明确胡麻高产的光合生理机制提供理论依据和技术指导。结果表明:与连作相比,轮作处理下胡麻叶面积指数、SPAD值和光合势分别显著提高了8.11%~86.49%、3.54%~42.86%和10.38%~76.58%,小麦茬和马铃薯茬较胡麻茬显著提高,25%和50%频率较100%频率显著提高,且随连作年限缩短而增加,而净同化速率上升的趋势在现蕾期后逐渐显现。此外,轮作改善了胡麻光合特性,净光合速率和叶片水分利用效率分别显著提高了8.26%~106.00%和20.77%~51.84%(盛花期(F)WPF处理除外)。成熟期轮作处理下胡麻籽粒产量、非籽粒产量与总生物产量较连作分别显著增加了29.89%~109.59%,44.60%~111.90%和38.98%~111.01%,四年连作分别较两年连作显著降低了23.01%,30.85%和28.05%,且随茬口的更换、胡麻种植频率的降低而增加。相关性分析发现,胡麻地上部生物产量和籽粒产量呈显著正相关关系,二者与现蕾期和盛花期胡麻净光合速率、蒸腾速率均为显著正相关关系,与胞间CO_(2)浓度呈显著负相关关系,且盛花期相关系数大于现蕾期。综上表明,轮作有利于为胡麻创造良好的个体和群体光合作用能力,维持生育中后期较强的光合作用能力,增加光合产物积累,从而提高胡麻籽粒产量和生物产量,其中,胡麻→小麦→马铃薯→小麦为最佳轮作模式。