木霉菌对玉米茎腐病的田间防治效果及玉米产量的影响

玉米是我国主要的粮食作物之一。近年来,玉米茎腐病的危害面积和危害程度逐年增长,造成玉米产量降低和品质下降,严重影响了玉米产业的可持续发展。为筛选出防控玉米镰孢茎腐病的优势生防菌株,为玉米茎腐病的绿色防控提供备选材料,以前期室内筛选到的6株木霉菌株为研究对象,将玉米种子分别通过木霉发酵液包衣处理和孢子悬浮液浸种处理后,采用田间随机区组试验测定不同木霉菌株对玉米茎腐病的田间防治效果,并分析其对玉米产量的影响。结果表明,木霉菌株种类、处理方式和病原菌种类不同,对玉米茎腐病的防治效果和玉米产量的影响也不同;其中绿色木霉T43和康氏木霉KS包衣处理对禾谷镰孢茎腐病的防治效果分别达到54.21%、32.71%;绿色木霉T43浸种处理后,接种拟轮枝镰孢菌的前提下,玉米产量为6 760.24 kg/hm^(2),促生率达48.63%;康氏木霉KS浸种处理后,接种禾谷镰孢菌的前提下,玉米产量为6 353.74 kg/hm^(2),促生率达61.26%。从供试的菌株中,筛选出绿色木霉T43和康氏木霉KS作为优势生防菌株,绿色木霉T43的包衣处理对禾谷镰孢茎腐病表现出较好的防治效果,绿色木霉T43和康氏木霉KS浸种处理对玉米产量具有较好的增产效果。

辣椒秆与LDPE共热解特性及其炭化产物还田适宜性评价

针对中国部分地区农作物秸秆与农膜处理难的问题,利用外加热热解工艺,开展了辣椒秸秆(CS,chili straw)与低密度聚乙烯(LDPE,low density polyethylene)的共热解试验,研究了不同掺混比和热解温度对共热解产物产率、特性及共热解炭还田指标的影响。结果表明,混合样品的分解主要有脱水、挥发分析出、聚合物降解和焦炭形成4个阶段。随着热解温度的升高,共热解炭的产率呈下降趋势,共热解气和共热解油的产率增加;共热解气的LHV(low heat value)处于8.6~14.5 MJ/m^(3)之间,共热解炭的LHV处于19.6~28.5 MJ/kg之间。此外,随着温度升高,共热解炭的挥发分逐渐减少,固定碳和灰分逐渐增加;共热解炭的比表面积处于0.4~2.2 m^(2)/g之间,与温度呈正相关,与掺混比呈负相关,共热解炭的pH值与温度呈正相关,整体处于10.1~12.5之间,掺混比对pH值的影响不明显;共热解炭的PAHs(polycyclic aromatic hydrocarbon)含量及TEQ(toxic equivalent quantity)毒性低于其他研究平均值,只有15%-500℃(LDPE质量分数为15%,在500℃热解)中PAHs总量超过EBC设定的优质级阈值(4 mg/kg)。高温条件下利于PAHs的分解,共热解炭用于还田应适当提高热解温度,为农村秸秆和农膜处理提供参考。

冀中南地区小麦——玉米轮作体系秸秆还田下适宜施氮量的研究

为探明冀中南地区秸秆还田条件下小麦—玉米轮作体系的适宜施氮量,为高效利用秸秆资源和优化施肥技术提供理论依据,在玉米秸秆还田的基础上进行了小麦—玉米轮作周期的不同氮肥施用量试验。小麦季和玉米季的施氮量均设不施、低氮、中氮、高氮(当地常规施肥)4个处理,研究了不同施氮量处理对2种作物子粒产量、茎叶产量、氮素积累量和氮素收获指数的影响;并对各作物施氮量与其子粒产量的关系进行拟合,根据施氮量—产量的二元函数方程,计算得到每种作物的最佳施氮量和最佳产量。结果表明:秸秆还田后2种作物的千粒重、子粒产量、茎叶产量、子粒氮素积累量和氮素收获指数均随施氮量的增加呈先升高后降低的变化,指标值均以中氮处理最高;根据施氮量—子粒产量的耦合曲线,得到该地区小麦的最佳施氮量为152.47 kg/hm^(2)、最佳产量为9346.44 kg/hm^(2),玉米的最佳施氮量为188.31 kg/hm^(2)、最佳产量为11219.78 kg/hm^(2)。在冀中南地区小麦—玉米轮作体系下,玉米秸秆还田后2种作物均应适当降低施氮量,小麦施氮量为152.47 kg/hm^(2)、玉米施氮量为188.31 kg/hm^(2)时效果最佳,可达到肥料减施和产量提高的双重效果。

玉米秸秆还田与不同耕作方式下影响小麦出苗的因素

在华北平原小麦-玉米一年两熟条件下,玉米秸秆还田后小麦出苗率下降的原因可归纳为播种过浅、播种过深、秸秆或根茬物理阻碍、种子霉烂及土壤水分不足或干湿不均等5方面。影响出苗的关键因素在传统翻耕方式下(对照)依次是土壤水分不足、播种过浅、根茬阻碍;在秸秆粉碎还田后翻耕播种方式下为土壤水分不足、秸秆阻碍、播种过浅;在秸秆粉碎还田旋耕播种方式下为秸秆阻碍、土壤水分不足、播种过浅;在秸秆粉碎还田直播方式下为秸秆阻碍、播种过深、种子霉烂、播种过浅、土壤水分不足;在秸秆立秆直播方式下为秸秆阻碍、种子霉烂、播种过浅、土壤水分不足、播种过深。在后两种种植方式下秸秆还田量与小麦出苗率可分别用y=402.67x-0.7192和y=509.4x-1.0597表示。

施氮时期对黄淮海平原夏玉米茎秆发育及倒伏的影响

【目的】针对黄淮海平原区夏玉米倒伏严重的问题,探讨不同施氮时期对夏玉米茎秆发育及倒伏情况的影响,以期为黄淮海平原区高产夏玉米氮素管理、提高夏玉米植株抗茎倒伏能力提供理论依据。【方法】以不同植株形态的玉米品种先玉335(XY,高秆低穗位型)、浚单20(XD,中秆高穗位型)和京单28(JD,中秆低穗位型)为试验材料,每个品种设种肥(N1)、苗肥(N2)、拔节肥(N3)、大喇叭口肥(N4)和抽雄肥(N5)5个施氮时期处理,以不施氮肥(N0)为对照,研究施氮时期对夏玉米茎秆形态学、解剖学和机械力学特征以及田间倒伏率的影响。【结果】施氮时期对夏玉米茎秆形态学、解剖学及机械力学特征均有显著影响(P<0.05)。N1、N2、N3处理能明显促进夏玉米茎秆发育,植株重心、穗高系数、基部第3节间长与粗、硬皮组织厚度、表皮层厚度及大小维管束数目、节间抗折力、硬皮穿刺强度和植株抗拉力均显著大于N0处理;其中,N1、N2处理夏玉米基部第3节间长粗比值显著小于N0处理,N3处理则表现出略大于N0趋势;田间倒伏率表现为N1、N2显著低于N0和其他施氮处理,N3略大于N0处理;N4处理下,夏玉米植株穗高系数、基部第3节间长与N0无明显差异,节间粗、各项解剖学及力学指标显著高于N0,节间长粗比值表现为略低于N0处理,田间倒伏率较N0显著降低;N5处理对夏玉米茎秆发育无明显影响,节间各项形态学、解剖学和力学特征与N0差异不显著,田间倒伏率随着夏玉米植株重心和穗高系数的显著降低而明显低于N0处理。从产量及产量构成因素来看,各施氮处理夏玉米穗粒数、粒重及产量均显著大于N0处理(P<0.05),其中,N3、N4处理穗粒数和粒重均处于较高水平,增产幅度最大;N1、N2处理穗粒数最多,但粒重较低,增产幅度低于N3、N4处理;N5处理虽然粒重最高,但穗粒数较其他施氮处理显著降低,最终增产幅度不大。【结论】合理的施氮时期可显著促进夏玉米茎秆基部节间发育,显著降低节间长粗比值,增强植株抗茎倒伏能力;种肥、苗肥作用最显著,但因粒重较低进而降低了增产幅度;拔节期施氮节间长增长迅速进而导致了节间长粗比值增加,植株抗茎倒伏能力降低,玉米栽培管理中应尽量避免;大喇叭口期施氮可明显促进茎粗增加,进而降低节间长粗比和田间倒伏率,同时穗粒数和粒重较高,增产幅度最大。因此,结合前人研究结果表明,采用播种或苗期少量施氮,大喇叭口期重施氮肥的分次施氮措施有利于促进夏玉米茎秆和雌穗发育,提高夏玉米产量及植株抗茎倒伏能力。关于最佳氮肥配比有待进一步系统研究。

不同促腐条件下玉米秸秆直接还田的生物学效应研究

通过2年田间定位试验,研究了冀东地区小麦-玉米轮作制度下,不同促腐条件下玉米秸秆配施化肥直接还田的生物学效应.结果表明,秸秆配施化肥并调节其C/N条件下,施用促腐剂较未施用处理增产达显著水平,作物各生育期土壤微生物量、酶活性均表现出高于未施用处理的趋势.以土壤微生物量、酶活性及氮、磷动态变化综合评判,秋季玉米秸秆直接还田在施用氮磷钾化学肥料作基肥的基础上,调节秸秆C/N 15:1～35:1范围内,不同C/N未影响秸秆的转化进程;在调节秸秆C/N的前提下,施用促腐剂则促进了秸秆的快速腐解,使秸秆转化过程中氮素的净释放和磷素再次进入净释放的时间提前,利于作物生长发育和产量形成.

长期化肥配施不同有机肥对土壤和玉米中重金属累积的影响

【目的】明确长期化肥配施有机肥对重金属元素在土壤和农作物籽粒、秸秆中积累的影响及其环境效应,为安全高效施肥提供科学依据。【方法】在北京市农林科学院新型肥料长期定位试验站进行了为期10年的田间试验,其种植模式为冬小麦–夏玉米轮作,试验处理为不施肥(CK)、单施化肥(NPK)、氮磷钾+鸡粪堆肥的有机肥料(NPKJF)、氮磷钾+污泥堆肥的有机肥料(NPKWN)、氮磷钾+垃圾堆肥的有机肥料(NPKLJ)和氮磷钾+秸秆粉碎还田(NPKJG)共6个处理,施肥处理依据等氮量施肥原则,每季作物施N 180 kg/hm^2、P2O590.0 kg/hm^2、K2O 90.0 kg/hm^2。在玉米收获后测定了玉米秸秆、籽粒和0—20 cm耕层土壤中重金属全量。【结果】添加污泥处理显著提高了土壤中Cd、Hg、As、Cu、Zn的含量,单因子污染指数分别比对照提高了45.10%、150.00%、104.00%、44.60%、65.80%。不同施肥处理对土壤中全量Cd、Cr、Hg、Cu、Zn存在一定的富集效果。各处理重金属单项污染指数在0.02~0.46,远小于1,综合污染指数为0.23~0.36,均小于0.7,试验区土壤重金属均为无污染等级。施用有机废弃物堆肥的处理玉米籽粒Cd、Cu、Zn含量比对照显著增加,各处理间Hg、As、Cr、Pb、Ni含量差异不显著,连续10年定位施肥后试验站土壤以及玉米籽粒中重金属含量均未超标。同一作物不同部位对重金属的富集能力不同,玉米秸秆对重金属的富集能力大于籽粒。玉米籽粒中Pb、Cu、Zn含量与土壤Pb、Cu、Zn含量存在正相关性,玉米秸秆中Cd、Hg、Cr、Ni含量与土壤中Cd、Hg、Cr、Ni含量呈正相关或者显著负相关。【结论】在施氮总量不变的前提下,连续施用供试有机堆肥10年后,土壤重金属含量均未超标,土壤重金属单项污染指数在0.02~0.46,综合污染指数为0.23~0.36,无污染风险。只有污泥堆肥需要加强土壤Cd的监测。玉米秸秆对重金属的富集能力大于籽粒。玉米籽粒中Pb、Cu、Zn含量与土壤相应重金属含量存在正相关性,秸秆中Cd、Pb、Hg、Zn与Cr、Ni含量与土壤中相应重金属含量呈正相关,而秸秆中Cr、Ni含量与土壤中相应重金属含量呈负相关。

灌溉对大麦/玉米带田土壤硝态氮累积和淋失的影响

以甘肃省河西走廊灌区为试验地点,分别在0、150、300kg/hm2氮水平和816、1632m3/hm2灌水量下,对3次灌水前、后大麦/玉米带田0～200cm土壤NO-3-N含量变化和灌水后135cm处渗漏液NO-3-N浓度进行了测定。结果表明:灌水明显影响土壤硝态氮累积量,随灌水次数增加,土壤硝态氮累积量降低,而且在高灌水条件下土壤硝态氮累积量变化比低灌水量时大。从渗漏液硝态氮浓度来看,大麦带和玉米带都是以第1次灌水最高,浓度分别为8.04～17.21和3.30～14.57mg/L。3次灌水土壤硝态氮淋失量,玉米带以N150kg/hm2和灌水量1632m3/hm2最高,平均为4.31kg/hm2;大麦带以N150kg/hm2及灌水量1632m3/hm2和N150kg/hm2及灌水量816m3/hm2比较高,平均为6.82kg/hm2。

秸秆还田方式对旱地玉米产量和水分利用效率的影响

基于中国北方干旱地区18年的长期秸秆还田田间定位试验,开展了不同秸秆还田方式及施肥时期对春玉米产量及水分利用效率影响的比较研究。结果表明:与春施肥对应处理相比,不同方式秸秆还田秋施肥具有显著增产效果,18年累计增产玉米籽粒9.71～15.58 t/hm2,增产率为8.33%～16.19%;同时,玉米生育期耗水量减少,土壤贮水量增加,水分利用效率明显提高。4种不同秸秆还田方式对春玉米18年总产量、总水分利用效率的贡献从大到小依次为:秸秆过腹还田、秸秆覆盖还田、秸秆粉碎直接还田、秸秆未还田。不同的降水年型,对各处理玉米产量和水分利用也存在较大影响。正常年型玉米产量最高,偏旱年型玉米水分利用效率最高。秸秆覆盖还田秋施肥对偏旱年份的增产及水分利用效率提高的效果尤为突出。

玉米植株残体留田对土壤生化环境因子的影响

采用田间小区试验方法研究了玉米秸秆和根茬留田对土壤生化环境因子的影响。结果表明:玉米秸秆和根茬留田可增加土壤微生物量碳的含量,较对照和单施化肥土壤微生物量碳分别增加38.4％～84.9％和27.2％～51.6％;增强土壤pH值的缓冲性能;改善土壤团聚体结构;有利于土壤中氮、磷、钾、铜、锌、铁、锰等养分的释放与调控,为作物生长创造适宜的土壤生化环境。

长期秸秆还田对旱地玉米产量、效益及水分利用的影响

在我国北方地区的旱作农田,从1992年秋季开始至2011年,进行了连续19年的不同秸秆还田方式的春玉米长期定位试验,研究秸秆不还田(CK)、长期秸秆覆盖还田(SM)、秸秆粉碎直接还田(SC)、秸秆养畜粪肥还田(CM)对玉米籽粒产量、经济效益和水分利用的影响。结果表明,1)秸秆还田具有显著的增产增收效果,19年累计增产13.43～24.28 t/hm2,增产幅度11.57%～20.92%,纯效益增加了12831～18171 yuan/hm2;2)秸秆还田可以减少玉米生育期耗水量、增加土壤贮水总量、明显提高水分利用效率,其中秸秆养畜粪肥还田的增产增收效果以及秸秆覆盖还田的保水效果最为明显。不同的降水年型,对玉米产量和水分利用也存在较大影响,正常降水年型玉米产量最高,偏旱年型玉米水分利用效率最高。丰水年份和偏丰年份应当注意减少降水的无效耗散,秸秆覆盖还田在偏旱年份的增产效果尤为突出。

不同营养元素对玉米茎腐病的调控效果

选择6种不同类型肥料,研究其对玉米生长以及玉米茎腐病发生的影响,探讨通过调节矿质营养防治玉米茎腐病的可行性。结果表明:不同肥料对玉米茎腐病的防治效果有显著差异,钾肥可明显提高玉米抗茎腐病能力,在一定范围内,随着施肥量增加防治效果逐渐提高。氯化钾300 kg/hm2的防效最好,为52.20%;其次为磷酸二氢钾4.5 kg/hm2处理,防效为50.60%。施用硫酸锌和有机肥也有一定的效果,防效分别为39.36%和34.54%,而高氮复合肥和尿素的防效较差。不同肥料处理对玉米农艺性状和产量表现不同效应,产量效应大小依次为磷酸二氢钾(4.5 kg/hm2)>氯化钾(300、225 kg/hm2)>高氮复合肥(600 kg/hm2)>有机肥(45 000 kg/hm2)>硫酸锌(30 kg/hm2)>尿素(750 kg/hm2)>不施肥处理(CK)。与CK相比,各处理分别增产18.9%、16.1%、14.9%、11.3%、8.5%、8.4%和6.7%。增施钾肥和有机肥,补充锌肥,可有效改善玉米植株性状,增强抗逆性,减少茎腐病的发生,提高植株结实性,实现玉米增产增收。

秸秆降解菌的筛选及模拟田间应用效果分析

以透明圈筛选法和滤纸崩解法相结合,建立初筛方法;模拟田间覆土菌种筛选方法,以秸秆腐解率为指标,建立了复筛方法,并进行了模拟田间应用效果分析。Y13、774、HX及J1 4株菌的腐解率较高,比对照分别提高27.04%、29.65%、35.38%和27.86%;其产CO2能力皆高于空白对照,分别提高41.67%、51.85%、30.56%和57.41%;其可溶性糖含量均提高,比对照平均提高15.40%。

华北平原小麦、玉米一年两作区长期秸秆全量还田对夏玉米产量的影响

为研究华北平原小麦、玉米一年两作区不同耕作方式和长期秸秆全量还田对夏玉米产量的影响,以郑单958(ZD958)、浚单20(JD20)、蠡玉16(LY16)、农大108(ND108)为材料,研究4个夏玉米品种在不同耕作方式和秸秆还田下的产量、干物质积累、叶面积指数、光合势、净同化率、粒叶比等生理指标。结果显示:前茬玉米秸秆粉碎覆盖免耕播种冬小麦及下茬小麦秸秆全量还田免耕种植夏玉米(双免)方式较前茬玉米秸秆不还田翻耕种植冬小麦及下茬小麦秸秆全量还田免耕种植夏玉米(翻免)方式平均增产13.8%,且较前茬玉米秸秆粉碎还田旋耕种植冬小麦及下茬小麦秸秆全量还田免耕种植夏玉米(旋免)方式平均增产6.8%;双免方式种植的玉米吐丝前、吐丝后干物质含量均高于其他2种耕作方式;双免种植的玉米群体叶面积指数从大喇叭口期开始明显优于旋免和翻免2种耕作方式;双免种植的玉米吐丝后光合势、净同化率均高于其他2种耕作方式;同时,双免种植方式的夏玉米具有较高的粒叶比。表明在华北平原连续多年种植小麦、玉米,双免耕作方式较翻免和旋免耕作方式对夏玉米具有较好的增产效果。

秸秆还田条件下减量施磷对玉米产量、磷素利用率及土壤磷含量的影响

为了探明秸秆还田条件下磷肥的合适用量,在2013—2016年通过田间定位试验,研究了秸秆还田条件下减量施磷对玉米产量、磷素利用率及土壤磷含量的影响。结果表明,与常规施肥处理相比,除秸秆还田初期(2013年)外,其余年份秸秆还田配施化肥处理均提高了玉米产量,且秸秆还田配施磷肥减量20%处理与秸秆还田磷全量处理之间的差异不显著,其中2016年秸秆还田配施磷肥减量20%处理的玉米籽粒产量增加8.08%;总体上,2013—2016年秸秆还田配施化肥处理提高了玉米植株氮、磷、钾吸收量及磷素利用率,其中秸秆还田配施磷肥减量20%处理在秸秆还田初期降低了对磷的吸收量,但随着秸秆还田时间的增加,其不再影响植株对磷素的吸收,磷素利用率为28.32%,提高了5.73个百分点;秸秆还田配施化肥处理土壤有机质含量平均提高了13.49%,有效磷含量平均提高了6.76%,但对土壤全磷含量影响不大。对于上述所有指标,秸秆还田配施磷肥减量20%处理与秸秆还田磷全量处理之间的差异均不显著。因此,玉米生产上采用秸秆还田的方式,能够降低磷肥用量,提高磷素利用率和产量,即使磷肥减量20%也不影响上述指标的提高。

玉米秸秆直接还田配施促腐剂效应研究 Ⅲ.对土壤有机质、养分和生物活性的影响

通过2年田间定位试验,研究了冀东地区不同促腐条件下玉米秸秆连续直接还田对土壤有机质、养分和生物活性的影响。结果表明,玉米秸秆直接还田可明显增加土壤有机质及有效性氮、磷、钾养分含量,提高土壤酶活性。在调节秸秆C/N15∶1～35∶1范围内,秸秆不同C/N对土壤上述性质的影响无明显差异;在调节秸秆C/N的前提下配施促腐剂,土壤有效性氮、磷含量和酶活性较未配施促腐剂处理呈现良好的增加趋势,秸秆直接还田配施促腐剂有利于土壤生物活性的提高和土壤养分的活化。

长期秸秆还田秋施肥对褐土微生物碳、氮量和酶活性的影响

通过对山西寿阳长期定位试验田0-20和20-40 cm的褐土土壤测定和分析,探讨了长期秸秆还田秋施肥下褐土微生物生物量碳、氮和酶活性的变化以及相关性。结果表明,褐土微生物碳、氮量和脲酶、碱性磷酸酶活性从0-20 cm土层到20-40 cm土层均呈减少趋势。长期秸秆还田秋施肥和长期秸秆还田春施肥都使微生物碳、氮量增加;长期秸秆还田秋施肥提高了褐土土壤脲酶活性;长期秸秆还田秋施肥和长期秸秆还田春施肥都可以明显提高碱性磷酸酶活性。微生物碳、氮量和脲酶、碱性磷酸酶活性之间有显著的相关性,这种相关性表明它们可作为综合指标来反映褐土土壤微生物生态环境的变化。

新疆兵团棉花秸秆还田技术应用现状与思考

从机械化粉碎还田技术、过腹还田技术、炭化还田技术3个方面,介绍新疆兵团棉花秸秆还田技术的现状及应用情况,分析现阶段技术存在的主要问题,并提出相应的发展建议,旨在加快棉花秸秆还田技术的改进升级步伐,进一步提升秸秆还田综合效应。

冬小麦秸秆还田对夏玉米生长发育及产量的影响

【目的】探讨不同品种冬小麦秸秆、秸秆覆盖量和覆盖方式对夏玉米生长发育和产量的影响。【方法】于2012年在陕西关中一年两熟典型地区,采用随机区组设计,选用小偃22和小偃216 2个冬小麦品种秸秆,设秸秆混入耕层、秸秆带状覆盖、秸秆全面覆盖3种秸秆还田方式,以及4 500,7 500和10 500kg/hm2 3个秸秆还田量,以秸秆不还田为对照,于夏玉米幼苗期和发育中期测定株高、茎粗、次生根数、叶片颜色、单株干质量,并于成熟期测定株高、穗位高及产量构成因素,研究各处理对夏玉米生长发育及产量的影响。【结果】2012年夏玉米播种后由于较长时期干旱少雨,冬小麦秸秆覆盖的保墒作用大于其化感作用,各秸秆还田处理夏玉米生长发育及产量总体优于对照。在2个小麦品种秸秆中,以小偃216秸秆对夏玉米诸性状的表现较好;在3种秸秆还田量中,以7 500kg/hm2秸秆还田量较为适宜;3种秸秆还田方式中,则以秸秆带状覆盖方式对夏玉米生长发育影响较小;在此组合下,夏玉米幼苗和植株生长健壮,成熟期产量最高。【结论】对夏玉米进行秸秆覆盖时,以冬小麦秸秆覆盖量为7 500kg/hm2的带状覆盖方式最好。

刍议秸秆还田对土壤生态特性及作物生长发育的影响

秸秆还田是培肥地力的主要措施,利用秸秆还田可以有效的提高土壤的有机质和氮、磷、钾及微量元素含量,增强土壤的保水保肥能力。秸秆还田可以增加土壤中微生物的活性,加速土壤熟化为有效释放土壤养分提供了有利条件,秸秆还田对后茬作物的生长和提高产量有重要的促进作用,事宜的还田数量与土壤特性和地力水平有关。