有机覆盖措施对葡萄生长特性和果实品质影响研究进展

生草、枝条和秸秆等有机覆盖措施作为土壤管理的一种方法,广泛应用于葡萄栽培管理实践。有机覆盖措施不仅可以提高土壤稳定性和土壤养分含量,调节葡萄植株生长以及改善葡萄浆果品质,而且能使有机废弃物得到充分利用,促进资源的可持续循环。基于此,本文围绕葡萄园有机覆盖措施的最新研究成果,系统回顾了有机覆盖措施的研究进展与发展趋势;综述了有机覆盖措施对葡萄叶片光合作用、植株生长和物候期等葡萄树体生长特性,以及葡萄浆果品质和产量的影响和作用机制;并对该领域的前沿研究方向和应用前景进行了展望。该文可为葡萄园有机覆盖措施的应用提供理论依据。

玉米秸秆还田下深松年限对土壤有机碳含量及胡敏酸结构特征的影响

为明确不同秸秆还田结合耕作措施下土壤有机碳组分的变化特征,基于6 a秸秆还田长期定位试验,利用三维荧光光谱技术,对CK(不深松+不秸秆还田)、NFG(不深松+每年秸秆还田)、EFG(隔一年深松+每年秸秆还田)、TFG(隔两年深松+每年秸秆还田)和SFG(连年深松+每年秸秆还田)处理下土壤有机碳(SOC)含量及胡敏酸(HA)结构特征进行分析。结果表明:与CK相比,EFG处理0~10 cm土层的SOC、HA含量和PQ值分别显著增加25.23%、16.19%和4.27%,FA含量降低4.55%。10~20 cm土层,EFG处理的SOC含量最高,较CK增加13.18%;SFG处理的HA和FA含量较CK提高最多,增幅分别为13.27%和32.74%。通过HA三维荧光图谱发现,与CK(Ex/Em=270/455,270/460)相比,EFG(Ex/Em=280/455,270/465)处理下0~10 cm和10~20 cm土层中的HA荧光峰波长均有红移现象。土壤胡敏酸中包含两个组分,C1(Ex/Em=270/280)和C2(Ex/Em=440/515)同为类腐殖酸物质,胡敏酸整体腐殖化程度较高,结构较为复杂;其中EFG和TFG处理的C2组分所占比例最高,分别为28.59%和31.38%。各处理的C1和C2组分F_(max)值均较CK有所增加,即腐殖化程度增加。综上所述,EFG处理(隔一年深松+每年秸秆还田)通过提升土壤有机碳及腐殖酸类物质含量,增加腐殖化程度,加强了土壤的供肥能力,为黑龙江黑土区较佳的耕作技术措施。

水分及秸秆覆盖对夏玉米土壤呼吸及碳平衡的影响

【目的】充分发挥秸秆覆盖与适宜灌溉对作物增产及土壤固碳减排的各自优势及二者协同效应,建立减排增产节水的高效农田管理模式。【方法】以豫东地区夏玉米为研究对象,设置覆盖方式(秸秆覆盖(S)和无覆盖(N))和灌水控制下限(田间持水率(FC)的50%(W1)、60%(W2)、70%(W3)、80%(W4))两因素试验,系统研究水分及秸秆覆盖对土壤碳排放总量、土壤微生物异氧呼吸碳释放量和农田净初级生产力固碳量影响。【结果】秸秆覆盖和灌水增加了土壤呼吸、农田净初级生产力固碳量和土壤微生物异氧呼吸碳释放量,其中SW4处理均最高,与SW3、NW4处理差异不显著。SW3处理净生态系统生产力(NEP)和碳排放效率均最高,分别较其他处理高3.99%~245.74%和2.35%~138.80%。与SW4处理相比,SW3处理在节约灌水的前提下,农田净生态系统生产力提高2.99%,碳排放效率提高2.35%。【结论】综合考虑农田净生态系统生产力和碳排放效率,SW3处理(灌水控制下限为70%FC+秸秆覆盖)可以作为节水、减排、增产的农田管理模式。

秸秆覆盖量和施氮量对陇中春小麦的产量效应模拟

为量化分析秸秆覆盖量和施氮量对旱地春小麦的产量效应和协同作用,在APSIM模型中,设置秸秆覆盖量和施氮量2因素5个变化梯度,组合交叉设计25个处理,利用模型模拟25个处理的春小麦产量;于2016—2018年在甘肃省定西市安定区开展小麦大田试验,得到早播(ESW)、正常播(NSW)、晚播(LSW)春小麦产量的实测值,利用APSIM模型模拟2016—2018年春小麦的产量,将模拟值与实测值进行对比,对模型的适用性和模拟精度进行分析;对春小麦产量与秸秆覆盖量、施氮量的耦合关系进行二次多项回归和通径分析,利用Matlab计算春小麦的最大产量及对应的秸秆覆盖量和施氮量。结果表明:不同处理下产量的模拟值与实测值均位于15%置信带内,模型模拟精度较高,归一化均方根误差值为4.64%~12.22%,表明该模型在研究区具有良好的适用性;秸秆覆盖量和施氮量的增长对春小麦的产量效应为正效应,相应关系表现为开口向下的二次抛物线变化关系;ESW、NSW和LSW模拟情景下,春小麦最大产量分别为3548.64、3149.59、2507.58 kg/hm^(2);ESW模式下,最佳秸秆覆盖量和施氮量分别为7062.04、194.91 kg/hm^(2);NSW模式下,最佳秸秆覆盖量和施氮量分别为8211.31、218.81 kg/hm^(2);LSW模式下,最佳秸秆覆盖量和施氮量分别为6215.15、162.01 kg/hm^(2)。

调亏灌溉和秸秆覆盖对苦荞生物学特性和水分利用效率的影响

为探讨调亏灌溉和秸秆覆盖对苦荞生物学特性和水分调亏利用效率的影响,设置秸秆覆盖(裸地S_(1)、秸秆覆盖S_(2))和灌溉方式(常规灌溉M_(1)、轻度调亏灌溉M_(2)、重度调亏灌溉M3)组合共6个处理,比较各处理的土壤含水量、农艺性状、产量和水分调亏利用效率等差异。结果表明:与裸地处理相比,秸秆覆盖处理的产量和水分调亏利用效率分别提高了13.5%和32.9%。与全灌处理相比,轻度调亏灌溉处理的产量、水分调亏利用效率分别提高了5.3%和52.8%。调亏灌溉和秸秆覆盖互作后,M_(2)S_(2)处理下产量和水分调亏利用效率最高。M_(2)S_(2)的产量、水分调亏利用效率较M_(1)S_(1)分别增加16.1%,95.7%,主要是因为M_(2)S_(2)处理的净光合速率、单株分枝数、生物量及结实率较M_(1)S_(1)分别显著增加13.0%,12.1%,12.5%和8.3%。综上所述,轻度调亏灌溉和秸秆覆盖能显著提高苦荞产量和水分调亏利用效率,可为苦荞的节水高效栽培提供理论依据和技术支撑。

玉米秸秆覆盖还田技术

玉米秸秆覆盖还田是一种环保、节能的农业技术,它利用玉米秸秆来覆盖田地,起到保水保肥、改良土壤、减少土壤侵蚀等作用。该文设置了秸秆覆盖还田(RF)和秸秆不还田(CK)两种方式,探究不同方式对土壤理化性质、土壤肥力及玉米产量的影响,为高效利用秸秆还田资源、提升土壤肥力提供科学依据。结果表明,RF可以显著提高土壤含水量和土壤呼吸速率,提升土壤肥力,玉米产量提高20.5%。因此,秸秆覆盖还田技术利于指导农田管理、提升土壤肥力、增加农作物产量。此外,有效利用农作物的残余部分,减少了对化肥、农药等化学品的依赖,降低了环境污染,有利于农田生态环境的改善,符合可持续发展的理念。

航拍多光谱田间秸秆覆盖量反演模型的建立与优化

保护性耕作是农业耕地可持续性发展的重要方法,已被世界多地采用,秸秆覆盖量实现从“有无”到“多少”的进一步判定,是秸秆还田检测的重要指标。通过无人机搭载多光谱相机航拍研究区内春秋两季遥感数据,并同步测定玉米秸秆覆盖量。首先,通过遥感数据提取光谱反射率并构建光谱指数,采用相关系数法筛选出对秸秆覆盖量敏感的波段变量和光谱变量,作为模型输入变量;然后,采用支持向量机(Support Vector Machine,SVM)、随机森林(Random Forest,RF)、BP神经网络(Back Propagation Neural Network,BPNN)和极限学习机(Extreme Learning Machine,ELM)4种机器学习算法,建立玉米秸秆覆盖量的反演模型,比较不同时期和不同研究区域的模型精度;最后,为解决预测性能受其模型参数影响较大问题,引入遗传算法(Genetic Algorithm,GA)和粒子群算法(Particle Swarm Optimization,PSO),并提出遗传-粒子群混合算法(Genetic-Particle Swarm Optimization,GA-PSO),利用它们的互补性提高模型的性能,完成区域内秸秆覆盖量的估算。实验结果表明,基于GA-PSO优化的RF算法玉米秸秆覆盖量反演模型取得了最佳的反演效果,其中R^(2)达到了0.74。同时,对比分析不同数据的反演结果,均较为真实地反映了区域内秸秆覆盖量,估测准确率达到91.36%,说明可以通过优化模型实现结果估算。研究为保护性耕作秸秆还田量检测提供科学参考,亦为其他作物秸秆覆盖量估测提供了可靠的模型反演方法。

热带作物秸秆覆盖对土壤质量及玉米产量和品质的影响

【目的】探究甘蔗叶、菠萝茎叶等热带作物秸秆作为农业覆盖材料对土壤质量及玉米生长的影响,为热带作物秸秆废弃物资源化利用提供参考依据。【方法】以玉米为种植对象,采用田间小区对比试验,设置甘蔗叶覆盖(SLM)、腐熟甘蔗叶覆盖(RSLM)、菠萝茎叶覆盖(PLM)和富贵竹茎叶覆盖(FLM)4个处理,以塑料地膜覆盖(CK1)和无覆盖(CK2)为对照,研究不同秸秆覆盖对土壤pH、有机质、全氮、有效磷和速效钾的影响,以及对玉米产量和品质的影响。【结果】热带作物秸秆覆盖,与无覆盖相比,可以有效提升土壤pH、有机质、全氮、有效磷和速效钾含量,对提升土壤质量具有积极作用。富贵竹茎叶覆盖效果最显著,与塑料地膜覆盖相比,土壤pH提高9.01%,有机质提高6.42%,全氮提高17.59%,速效钾提高477.79%,有效磷含量低于塑料地膜覆盖,但差异不显著;与无覆盖相比,土壤pH提高22.22%,有机质提高21.63%,全氮提高24.51%,有效磷提高2.74%,速效钾提高389.38%。腐熟甘蔗叶和富贵竹茎叶覆盖可以显著提升玉米产量,其他秸秆覆盖对玉米产量和品质的影响均不显著。【结论】热带作物秸秆覆盖可以提升土壤质量、促进玉米增产,富贵竹茎叶覆盖在改良土壤方面的效果显著,腐熟甘蔗叶覆盖对于玉米增产有较好的促进作用。

秋闲期秸秆覆盖与施磷对冬小麦氮素吸收利用的影响

西南冬麦区气候冬干春旱频发、土壤速效磷缺乏,限制冬小麦氮素吸收。本研究探究秋闲期秸秆覆盖与施磷对小麦根系NO3-吸收动力势、氮素吸收利用、叶绿素含量和籽粒产量的影响,以期为小麦高产稳产及养分的高效利用提供理论依据。试验于2020—2022年在四川仁寿进行,采用二因素裂区设计,以秸秆覆盖(SM)和不覆盖(NSM)为主区;3个磷水平0(P0)、75(P75)和120(P120) kg hm-2为裂区。结果表明:秸秆覆盖与施磷显著提高地上部磷素积累量, SM较NSM的小麦根尖NO3-净吸收速率、籽粒氮积累量、氮素转运量、氮素同化量、氮肥偏生产力和籽粒产量分别增加28.2%、8.4%、9.0%、41.9%、23.3%和21.9%。与P0相比, P75和P120增加幅度分别达到35.1%~37.6%、12.6%~19.0%、7.1%~9.3%、35.7%~60.5%、17.6%~23.8%、17.2%~23.6%。与NSM相比, SM的小麦旗叶灌浆期叶绿素含量上升,进而提高籽粒产量。综上所述,秸秆覆盖与施磷可促进小麦根尖NO3-吸收,提高叶绿素含量,从而显著增加花后氮素的吸收及营养器官临时贮存氮素向籽粒的再分配,最终提高籽粒产量。考虑经济效益和产量回报,西南地区小麦高产高效栽培时,推荐采用秋闲期秸秆覆盖配施磷肥75 kg hm-2。

覆盖栽培对旱地春玉米耗水特性的影响

【目的】探讨覆盖方式对旱地春玉米产量及耗水特性的影响,以期为半干旱区玉米高效及绿色生产提供理论支撑。【方法】在陇中旱作区设置秸秆带状覆盖(SM)、白膜双垄沟覆盖(BM)和黑膜双垄沟覆盖(HM)和露地平作(CK)4种栽培方式。【结果】与CK相比,SM、BM和HM处理下春玉米播种~成熟期0~200 cm土壤水分增加2.6%~20.9%;各生育时期间,增墒幅度SM以抽雄吐丝期最大,BM和HM均以苗期最大;不同土层间,SM、BM和HM增墒幅度分别以60~120、60~120和120~200 cm土层最大。覆盖处理较对照降低了春玉米全生育期耗水量5.1%,其中SM处理均降低了春玉米生育前期(播种期-拔节期)、中期(拔节期-灌浆期)和后期(灌浆期-收获期)耗水,降幅为2.4%~50.0%,而地膜覆盖(BM和HM)降低了生育前期和后期的耗水量,而增加了中期的耗水。与CK相比,覆盖均能显著增加春玉米籽粒产量22.9%~34.9%和水分利用效率33.1%~39.7%,增幅分别以BM和SM处理最大。相关分析发现,春玉米籽粒产量与穗粒数(r=0.922**)和百粒质量(r=0.833**)高度相关。【结论】在西北旱作区,应用秸秆带状覆盖能明显增墒、增产,显著降低耗水而增加水分利用效率,是适宜旱地玉米生产的可行措施。

秸秆还田对土壤养分和烟草生长发育的影响

[目的]研究大麦、玉米秸秆还田对植烟土壤养分、常发性病害发生流行、烟草农艺性状、烟叶经济和化学性状的影响。[方法]采用田间随机区组试验,设置不还田+常规烟草复合肥(CK)、常规烟草复合肥+6000 kg/hm^(2)大麦秸秆还田(T_(1))、常规烟草复合肥+6000 kg/hm^(2)玉米秸秆还田(T_(2)),测定烟株移栽后土壤化学性质、农艺性状、烟叶产量产值和化学性状并调查病害发生情况。[结果]T_(2)处理后土壤pH、有机质、碱解氮和速效钾含量较CK分别增加了10.31%、44.19%、26.09%和130.35%,T_(1)、T_(2)处理促进了烟草农艺性状;田间气候斑点病、普通花叶病的发病率和病情指数均表现为CK>T_(1)>T_(2),黑胫病发病率和病情指数表现为CK>T_(2)>T_(1);T_(1)、T_(2)处理提高了烟草产量、产值和上等烟比例;C3F烟叶化学成分协调性表现为T_(2)>T_(1)>CK。[结论]大麦、玉米秸秆还田可提高土壤肥力,促进烟草农艺性状和烟叶化学性状,降低病害发生流行,有利于优质清香型烤烟形成。

膨润土与秸秆配施对根区土壤有机碳化学结构和酶活性的影响

为揭示膨润土与秸秆配施后土壤有机碳及其化学结构特征,选取黄土高原旱作区3年田间定位试验中的秸秆还田(S)、单施膨润土(B)、膨润土配施秸秆(H)、不施膨润土和秸秆不还田(CK)4个处理,研究膨润土与秸秆配施对根际土壤有机碳含量、有机碳化学结构和酶活性的影响。结果表明:施用膨润土和秸秆均能不同程度提高土壤有机碳含量,其中H处理较CK显著提高了19.65%。与CK相比,仅有H处理显著增加了烷基碳和烷氧碳的相对含量和脂族碳/芳香碳值,分别提高了25.53%、18.00%和50.98%;仅有H处理芳香性显著降低了30.93%;与CK相比,各处理增加了烷基碳/烷氧碳值,增幅为5.26%~17.54%,差异不显著;各处理降低了羧基碳和芳香碳相对含量,降幅分别为24.50%~38.19%和1.29%~21.97%,差异不显著。与CK相比,S、B和H处理蔗糖酶活性显著提高12.63%~33.16%;β-葡萄糖苷酶活性显著提高10.72%~45.56%;锰过氧化物酶活性显著提高25.10%~70.98%。相关性分析表明,土壤蔗糖酶、β-葡萄糖苷酶和锰过氧化物酶活性均与有机碳含量、烷基碳含量和烷基碳/烷氧碳值呈正相关,与羧基碳和芳香性呈负相关。综上所述,膨润土与秸秆配施能够提高土壤有机碳含量,提高土壤酶活性,增加活性有机碳含量,使土壤有机碳分子活化,有利于改善黄土高原旱作区土壤状况。

膨润土与秸秆配施对燕麦根区土壤有机碳组分和丛植菌根真菌多样性的影响

为探究膨润土与秸秆配施后燕麦根区不同土层土壤有机碳及其组分含量和丛植菌根真菌(arbuscular mycorrizal fungi, AMF)多样性变化,在黄土高原旱作区燕麦单作田间定位试验中,连续3年进行秸秆还田(S)、单施膨润土(B)、膨润土配施秸秆(H)、不施膨润土和秸秆不还田(CK)4个处理,研究不同处理下不同土层土壤有机碳及其组分含量和AMF多样性的差异及其相关性。结果表明,与CK相比,B、S和H处理能不同程度提高土壤总有机碳(TOC)和不同组分有机碳[可溶性有机碳(DOC)、轻组有机碳(LFOC)、颗粒有机碳(POC)、粗颗粒有机碳(CPOC)和细颗粒有机碳(FPOC)]含量及其分配比例,0~20 cm土层增幅大于20~40 cm土层。与CK相比,其他处理提高了0~20 cm土层土壤TOC、DOC、LFOC、POC、CPOC和FPOC含量,其中H处理提高显著(P<0.05),依次提高了19.55%、27.21%、54.69%、56.35%、54.72%和31.11%;各处理增加了矿物结合态有机碳(MOC)含量,增幅为2.59%~6.03%,但差异不显著。与CK相比,H处理显著提高土壤LFOC/TOC、POC/TOC、CPOC/TOC和POC/MOC,增幅分别为29.71%、30.45%、30.49%和50.91%;显著提高了0~20 cm土层土壤AMF香农指数和辛普森指数,增幅分别为60.87%和16.05%。相关性分析表明,香农指数与土壤CPOC含量呈极显著正相关(P<0.01),与DOC含量呈显著正相关(P<0.05);辛普森指数与LFOC含量呈显著正相关。综上,膨润土与秸秆配施可不同程度提高燕麦耕层土壤有机碳及其组分含量、AMF多样性,可用于改善黄土高原旱作区土壤质量。

不同覆盖方式对旱地冬小麦土壤水热及光合特性的影响

为了探明不同覆盖方式对旱地冬小麦土壤水热、光合特性的影响,在陇中半干旱区,设置了露地无覆盖(CK)、秸秆带状覆盖(SM4、SM5)和地膜覆盖(PM),对不同处理下小麦田土壤水热状况、叶片光合指标和产量进行测定与分析。结果表明,与CK比较,SM4、SM5和PM处理均显著增加了冬小麦播种至收获期的土壤平均含水量,增幅分别为7.0%、9.0%和8.5%;SM4和SM5处理显著降低了冬小麦全生育期土壤平均温度,降幅分别为11.3%和13.7%,而PM处理显著增加了全生育期土壤平均温度,增幅为6.7%;SM4、SM5和PM处理使小麦净光合速率(P_(n))、蒸腾速率(T_(r))、气孔导度(G_(s))分别增加了16.3%、18.4%、2.6%,17.2%、19.2%、8.9%和26.0%、30.7%、8.9%,使胞间CO_(2)浓度(C_(i))分别降低7.2%、9.1%和3.1%,SM5处理较SM4处理的变幅更大。与CK相比,SM4、SM5、PM处理显著增加了冬小麦籽粒产量和生物产量,增幅分别为11.9%、18.0%、20.9%和16.7%、19.0%、25.5%。相关分析表明,冬小麦籽粒产量与旗叶P_(n)(r=0.539*)和T_(r)(r=0.633*)呈显著正相关;冬小麦开花期和灌浆前期旗叶光合生理特性对籽粒产量和千粒重的影响大于灌浆后期。可见,在旱地小麦种植中,秸秆带状覆盖能显著改善土壤水热情况,提高旗叶光合能力,使小麦产量显著增加。

基于APSIM模型的降水和温度变化对秸秆覆盖冬小麦产量的影响

为探究秸秆覆盖处理下降水和温度变化对冬小麦产量的影响,基于秸秆覆盖长期定位试验观测数据和1999-2022年的逐日气候数据,运用APSIM(agricultural production systems simulator)模型模拟分析了未来降水(逐日降水±20%、±10%、0)和温度(逐日温度0℃、+1℃、+2℃、+3℃、+4℃)变化对冬小麦产量的影响,并对小麦产量变异性和可持续性进行了分析。秸秆覆盖田间试验设计高量覆盖(HSM,9000 kg/hm^(2))、低量覆盖(LSM,4500kg/hm^(2))和不覆盖对照(CK)3个处理。模拟结果表明:1)APSIM模型对3种秸秆覆盖处理冬小麦产量和生物量的模拟精度较高,决定系数R~2在0.75~0.92之间,归一化均方根误差在11.07%~14.65%之间,模型一致性指标在0.84~0.91之间;2)降水和温度变化对冬小麦产量均有显著影响。当温度不变时,降水增加会提高小麦产量,处理间的增产效应为HSM>LSM>CK;而当降水不变时,温度升高会导致产量下降,减产效应为LSM>HSM>CK;降水和温度协同作用下同样会导致小麦减产,处理间的减产效应为CK>LSM>HSM。3)与其他气候情景模拟结果相比,降水减少20%和增温2~3℃情景下冬小麦产量具有最大的变异系数和最小的可持续指数,作物生产风险较高。4)与CK和LSM相比,HSM处理在不同的气候变化情景下平均具有最高的产量和可持续性指数以及最低的变异系数。因此,未来气候变化背景下,采用高量覆盖管理措施更有利于黄土高原地区冬小麦生产。

秸秆覆盖还田保护性耕作对黄土旱塬土壤磷素组分的影响

为探究秸秆覆盖保护性耕作对黄土旱塬土壤磷素组分及碱性磷酸酶pho D基因的影响,本研究以陕西省咸阳市长武县境内的中国科学院长武黄土高原农业生态试验站为研究平台,设置无秸秆覆盖(CK)、每年7、8、9月高量秸秆覆盖(St_(90))、全生育期低量秸秆覆盖(S_(45))、全生育期高量秸秆覆盖(S_(90))4个处理,探讨不同秸秆覆盖模式下0~20 cm表层土壤基本理化性质、土壤磷素、有机磷组分、无机磷组分、碱性磷酸酶pho D基因拷贝数量特征及其影响机理。结果表明:相同覆盖时间下,全磷(TP)、速效磷(AP)、无机磷、Ca_(2)-P、中等活性有机磷(MLOP)含量均随着秸秆覆盖量的增加而显著增加;Ca_(10)-P是主要的无机磷组分,占比66.03%~72.34%,MLOP是主要的有机磷组分,占比70.70%~78.23%;秸秆覆盖使无机磷中的有效磷源Ca_(2)-P在无机磷中所占的比例显著增加,其他组分占比以及有机磷各组分占比并无显著变化。播种前后的短期覆盖相比于全年长期覆盖更有利于微生物的代谢,从而加快土壤有机磷的合成。不同秸秆覆盖处理土壤无机磷含量为985.33~1043.33 mg·kg^(-1),显著大于有机磷。冗余分析表明,土壤pH、全碳(TC)、有机碳(SOC)、含水率(SWC)与MLOP含量呈负相关关系,与高稳性有机磷(HSOP)呈正相关关系,Ca_(2)-P与SWC、SOC、pH、TP呈正相关关系,Ca_(10)-P与pH、NH_(4)^(+)-N呈正相关关系。秸秆覆盖可以提高碱性磷酸酶pho D基因拷贝数,但全生育期覆盖与高量秸秆覆盖的叠加作用,对碱性磷酸酶pho D基因有抑制作用。研究表明,秸秆覆盖可显著改变有机磷各组分含量,全生育期高量秸秆覆盖显著增加无机磷有效组分Ca_(2)-P含量,土壤有机磷与无机磷组分含量变化受土壤TC和pH的影响最大。

覆盖对旱地玉米土壤温度及产量的影响

【目的】探究覆盖对旱地春玉米土壤温度和产量的影响。【方法】在陇中半干旱地区设置秸秆带状覆盖(SM)、白膜双垄沟覆盖(BM)及露地无覆盖(CK)3个栽培处理,分析不同覆盖措施对春玉米土壤温度、干物质积累及产量的影响。【结果】覆盖对春玉米全生育期土壤温度有明显的调控作用,与CK相比,SM处理降低了苗期~成熟期0~25 cm土壤温度0~1.1℃,而BM处理则增温0.2~3℃,并且SM和BM处理各生育时期的降幅和增幅均在苗期最大。各土层间,SM处理0~25 cm土层平均较CK降低0.6℃,以10 cm土层降幅最大;而BM平均增温0.6℃,以25 cm土层增幅最大。覆盖处理能显著增加春玉米单株干物质积累量和籽粒产量,与CK相比,SM和BM处理玉米单株干物质积累量分别增加32.4%和34.6%,籽粒产量分别提高13.4%和48.9%。相关分析发现,玉米籽粒产量与穗粒数显著正相关(r=0.771*),即覆盖主要通过影响穗粒数来提高玉米产量。【结论】地膜和秸秆带状覆盖均能调控春玉米全生育期土壤温度,并能显著增加干物质积累量和产量,而秸秆带状覆盖能提高废旧秸秆资源利用率,可作为旱地玉米绿色可持续生产的栽培技术。

秸秆覆盖对黑土区土壤微生物量、酶活性及大豆产量的影响

为了探究秸秆覆盖量对黑土区土壤微生物量、酶活性及大豆产量的影响,以垦丰16为试验材料,分别设置无秸秆覆盖(CK)、0.5 kg/m2秸秆还田覆盖(T1)、1.0 kg/m^(2)秸秆还田覆盖(T2)、1.5 kg/m^(2)秸秆还田覆盖(T3)4种处理,测定大豆生育期内耕作层土壤细菌、真菌、放线菌数量以及脲酶、过氧化氢酶活性和大豆产量,对比分析不同秸秆覆盖量对土壤微生物量、酶活性及大豆产量的影响。结果表明,大豆全生育期内土壤细菌数量呈先升高后降低的趋势,其中T2处理细菌总数量最大,分别较T1、T3、CK处理提高33.08%、9.30%、65.38%;真菌数量呈先升高后降低、再升高再降低的趋势,其中T2处理真菌总数量最大;放线菌数量整体上呈先升高后降低的趋势,随着秸秆覆盖量的增加而增加。各处理脲酶活性表现为T1>T2>T3>CK,且秸秆覆盖处理分别较CK处理提高32.64%、29.42%、18.23%;过氧化氢酶活性表现为T2>T3>T1>CK,不同处理酶活性均在开花期达到最高。秸秆覆盖处理大豆产量显著高于CK,秸秆覆盖量对大豆产量的影响并未随着秸秆覆盖量的增加而持续增加,T2处理产量最高。大豆产量与脲酶活性、细菌数量呈极显著正相关关系,与真菌数量呈显著正相关关系;过氧化氢酶活性与脲酶活性、真菌数量呈显著正相关关系。综上,1.0 kg/m2秸秆覆盖是黑土区最优秸秆覆盖量。

旱地不同覆盖方式对春小麦土壤酸解有机氮含量的影响

【目的】探讨西北半干旱雨养区不同覆盖方式对春小麦土壤酸解有机氮含量及分布的影响。【方法】设玉米秸秆整秆带状覆盖(T_(SM))、地膜覆盖(T_(PM))与露地平作(CK)3个处理。测定分析了2019年收获期和2020年春小麦开花期和成熟期的秸秆带状覆盖(T_(SM))、秸秆种植带(T_(SM-d))、秸秆覆盖带(T_(SM-u))、地膜下(T_(PM))和露地(CK) 0~120 cm土层的酸解全氮、酸解氨态氮、酸解氨基酸态氮、酸解氨基糖态氮和酸解未知氮含量的变化。【结果】土壤中酸解全氮、酸解氨态氮和酸解氨基酸态氮含量均随着土层深度的增加而减少;在2019年成熟期、2020年开花期和2020年成熟期0~20 cm土层,T_(SM)处理酸解全氮含量较CK显著提高19.40%、7.26%和14.77%(P<0.05);3个时期0~20 cm土层T_(SM)处理较CK酸解氨态氮和酸解氨基酸态氮含量提高了17.95%和18.07%;与T_(PM)相比,T_(SM)处理降低了0~20 cm土壤酸解氨态氮、酸解氨基酸态氮占酸解全氮的比例。土壤中各酸解有机氮占酸解全氮的比例大小顺序为:酸解氨基酸态氮>酸解氨态氮>酸解未知氮>酸解氨基糖态氮。【结论】地膜覆盖降低了0~20 cm土壤酸解有机氮含量,而秸秆带状覆盖能够有效提高0~20 cm土壤酸解有机氮含量,秸秆带状覆盖有利于土壤氮素的积累,改善土壤供氮能力也是更有效的。

秸秆还田和覆膜对旱作雨养农田土壤理化性质及春玉米产量的影响

【目的】研究干旱区不同秸秆还田方式与覆膜处理对农田土壤水分和养分含量及春玉米产量和水分利用效率的影响,分析不同秸秆还田方式的农田培肥和增产效应,筛选西北旱区绿色高效的秸秆资源化利用方式,为旱区农业高质量发展提供科技支撑。【方法】于2019~2020年在甘肃省会宁县设计大田试验,设置秸秆不还田+无膜(CK)、秸秆粉碎还田(SS)、秸秆发酵还田(FS)、秸秆不还田+覆膜(MK)、秸秆粉碎还田+覆膜(MS)和秸秆发酵还田+覆膜(MFS)6个处理,测定不同秸秆还田与覆膜处理下土壤水分含量、贮水量和耗水量、土壤碳氮磷钾、作物水分利用效率、干物质累积量和产量。【结果】2种覆膜处理下,秸秆还田可使全生育期耕层贮水量增加7.33%~16.29%,水分利用效率提高10.73%~19.25%,其中,秸秆发酵还田的耕层贮水量和水分利用效率较秸秆粉碎还田平均增加了6.39%和7.38%。覆膜处理可进一步提高土壤贮水量和水分利用率,增幅分别为10.62%~16.29%、13.88%~18.87%;并增加了土壤养分含量,其中土壤有机碳、全氮、碱解氮、速效磷和速效钾含量分别增加0.70%~8.03%、1.63%~8.01%、7.75%~13.86%、9.19%~40.48%和4.06%~10.62%。与秸秆还田或覆膜相比,秸秆还田结合覆膜处理的干物质量和产量分别增加3.10%~15.35%、11.02%~17.08%,1.84%~12.81%、8.94%~14.83%;其中秸秆发酵还田增加最多,平均为12.04%和10.08%。【结论】秸秆还田和覆膜通过调控土壤水分和养分,提升了土壤供水供肥能力,进而促进作物干物质积累量和产量的同步增长。其中秸秆发酵还田(MFS)效果优于粉碎还田(MS),有利于春玉米抗旱、增肥、增效和高产。