带旋和全旋耕作对稻茬小麦生长和土壤理化性质的影响

为明确带旋耕作在稻茬麦区的适用性,该研究于2018—2020年在水稻秸秆切碎匀铺还田条件下,以全旋(full rotary tillage,FRT)耕作为对照,研究了带旋(strip rotary tillage,SRT)耕作对稻茬麦田土壤理化性质、小麦生长和籽粒产量的影响。结果表明,与FRT相比,SRT在土壤偏干状况下大幅提升了0~10cm土层贮水量,提升幅度为15%~43%,而在土壤偏湿时提升幅度仅为3%~9%。带旋耕作下土壤温度日变化幅度平缓,且在低温条件下有助于提升5和15cm土层温度。2 a间5~15cm土层SRT土壤速效氮与速效钾含量较FRT分别增加12%、55%、41%和17%,差异显著(P<0.05),SRT促进了土壤养分在浅层富集。在2019—2020年,SRT较FRT显著增加了幼苗单株次生根数、单株地上部生物量、植株可溶性糖含量和叶片RuBPCase活性(P<0.05),明显提升了幼苗质量,同时2 a间均提高了开花期和乳熟期单茎叶面积、叶片RuBPCase活性以及开花期和成熟期单茎干物质量。2 a间均以SRT产量最高,比FRT分别增产11%和14%,穗粒数比FRT分别增加16%和5%,差异均达显著水平(P<0.05)。综上,带旋耕作下良好的土壤水、热、肥条件有助于幼苗健壮生长,提升了单茎光合生产能力,促进了幼穗发育和穗粒数形成,但带旋耕作出苗率较全旋耕作低了19.3%,未来还需结合其壮苗优势开展农机农艺配套技术研究。

免耕秸秆覆盖对旱作麦田土壤温度的影响

通过2001～2004年的大田试验研究了免耕秸秆覆盖对黄土高原西部旱地麦田土壤温度的影响。结果表明，土壤温度与气温关系密切；雨季土壤贮水多会导致土壤比热增大而来年早春地温回升慢；免耕秸秆覆盖与传统耕作的地温差不受天气状况的影响。与传统耕作相比，免耕秸秆覆盖可以稳定土壤温度，白天升温较慢，下午至夜间降温更慢。免耕秸秆覆盖降低春小麦全生育期的平均温度0．5℃～1．6℃，拔节至成熟期降低得更多，但对休闲期土壤温度影响不大。免耕秸秆覆盖春小麦经济产量可提高8．8％～28．8％，但产量与耕层平均地温无明显相关性。

保护性耕作对绿洲灌区冬小麦产量形成的影响

2004—2007年采用田间定位试验比较了传统耕作(T)、传统耕作+秸秆还田(TIS)、免耕不覆盖(NT)、免耕秸秆覆盖(NTS)和免耕立茬(NTSS)5种耕作模式在甘肃河西绿洲灌区对冬小麦干物质积累、灌浆特性、产量构成因素及水分利用效率(WUE)的影响。结果表明,NTS和NTSS延缓了冬小麦的生育进程,延长了其灌浆持续期;NTS及NTSS在冬小麦整个生长期都有最高的干物质积累量及相对生长率(RGR),较高的主茎穗平均灌浆速率和小麦籽粒充实指数,穗粒数和千粒重也较高,最终表现为产量和WUE显著提高。与T相比较,2004—2007年NTS和NTSS平均产量分别提高18.6%和23.8%,2005—2007年NTS、NTSS平均WUE分别提高26.8%和16.1%。因此,在沙尘暴发生频繁、水资源日益匮乏的甘肃河西灌区,以免耕秸秆覆盖或免耕立茬的方式种植冬小麦是有利于小麦节水增产及农业可持续发展的种植方式。

免耕覆盖对春小麦灌浆期干物质积累特性及最终产量的影响

以常规耕作处理作对照,研究了免耕覆盖下春小麦灌浆期间干物质积累分配特性和产量变化,结果表明,高、低秸秆覆盖量下春小麦灌浆期间干物质积累量比常规耕作分别高16.1%、9.8%,免耕秸秆覆盖为春小麦籽粒和产量形成提供了更充足的物质来源;与常规耕作比,免耕覆盖处理的春小麦在花后21-28 d时干物质积累量有个快速增加阶段;在干物质的运转分配中,免耕覆盖对春小麦灌浆期积累的干物质在各个器官间的分配比例影响较小。相对于常规耕作而言,免耕秸秆覆盖处理提高了春小麦产量,其产量的增加主要依赖于花前光合产物的积累,对花后光合产物调用较少。低覆盖量下春小麦较常规耕作增产11.68%,高量覆盖较常规增产18.52%。

灌溉和施氮对免耕留茬春小麦农田土壤有机碳、全氮和籽粒产量的影响

在甘肃省石羊河流域绿洲灌区,研究不同灌溉量和施氮量对留茬免耕春小麦收后0～30 cm土层土壤有机碳、土壤全氮和土壤碳氮比的影响。结果表明,在0～140 kg/hm2施氮范围,土壤全氮和有机碳含量增施氮肥均明显增加,当施氮量超过140 kg/hm2时,土壤有机碳随施氮量增加而降低,土壤全氮含量无明显变化。就平均施氮水平而言,土壤全氮和有机碳含量随灌溉量增加呈先升高后下降的趋势,适量灌溉(节水20%灌溉)促进土壤氮和碳的矿化速率,从而增加全氮和有机碳含量,但少量或过量灌溉降低土壤氮和碳的矿化速率,同时增加土壤氮和碳的损失,导致节水20%灌溉的土壤全氮含量(0.9 g/kg)和有机碳含量(14.22 g/kg)最高。就各灌溉水平平均值而言,当施氮达到221 kg/hm2,春小麦籽粒产量(6 365 kg/hm2)达到最大值,春小麦籽粒产量随灌溉量增加而增加。

长期留茬免耕对河西绿洲灌区春小麦产量及稳定性的影响

为探寻河西绿洲灌区春小麦高效可持续生产耕作措施,基于2004年设置的长期留茬免耕田间定位试验,针对单作小麦、春小麦/玉米、春小麦/大豆3种典型春小麦种植方式,在长期留茬免耕和传统翻耕条件下,通过分析2004-2018年小麦产量、产量构成要素及农艺性状的演变特征来诠释长期留茬免耕对春小麦产量的影响,同时分析评价产量的稳定性和可持续性,旨在为区域内春小麦的高效可持续生产提供理论依据。结果表明,单作小麦、春小麦/玉米和春小麦/大豆3种种植方式下的春小麦籽粒产量在年际间变动较大,呈锯齿状波动。与传统翻耕处理相比,留茬免耕的增产效应随种植年限的延长而不断增强,长期留茬免耕可以提高春小麦产量的稳定性和可持续性,而且间作相比单作可以更好地维持产量的可持续稳定生产能力。产量构成要素之间的叠加效应可以显著提高小麦籽粒产量,其中,2004-2012年留茬免耕主要通过显著提高穗粒数来增加小麦产量;2013-2018年,单作小麦和春小麦/大豆时,留茬免耕主要通过显著提高千粒质量来增加小麦产量,春小麦/玉米时,留茬免耕主要通过显著增加穗长来促进小麦生长,进而显著提高小麦产量。气温、降雨量和穗粒数在春小麦产量中起主要作用,收获指数和气温在春小麦产量稳定性中起主要作用,穗长和产量在春小麦产量可持续性中起主要作用。综上,留茬免耕是河西绿洲灌区单作小麦、春小麦/玉米和春小麦/大豆3种春小麦种植方式下切实可行的耕作措施。

旱地小麦高留茬少耕全程覆盖高产技术体系研究

多年试验研究结果表明，干旱是陕西旱地小麦高产的第一限制因子。高留茬少耕全程覆盖，０～２０ｃｍ土层含水率平均提高２．５８个百分点，０～２００ｃｍ土层含水率平均提高１．９７个百分点；土壤有机质提高０．１％，全Ｎ、全Ｐ、全Ｋ分别提高０．００９３、０．０２４和０．０２个百分点，碱解Ｎ、速效Ｐ、速效Ｋ分别提高３．１７ｍｇ／ｋｇ、０．２ｍｇ／ｋｇ和２３．０ｍｇ／ｋｇ，６ａ平均产量６１０５．０ｋｇ／ｈｍ２，较传统耕作法高出１３６．０％，而且减少了水土流失。

晋南土壤质地、耕作方式及茬口对小麦播前土壤贮水量的影响

在山西临汾、襄汾采用大区对比法研究了土壤质地、耕作方式及茬口对小麦播前土壤贮水量的影响。结果表明：夏闲制不同土壤质地的传统土壤耕作方式,小麦播前0-200cm的各主要土壤层面的贮水量为中粘土〉中壤土〉轻壤土;夏季复播制的土壤质地和复播作物对小麦播前贮水量的影响以土壤质地〉复播作物种类;夏闲制不同土壤耕作方式的小麦播前贮水量以浅旋灭茬〉免耕〉隔行深松〉传统耕作〉全耕层深松。不同春播作物茬口小麦播前的贮水量以地黄茬贮水量最高,其次为丹参茬,棉花茬较差。该项研究为小麦播前土壤贮水量的恢复选择夏季复播制的土壤质地、夏闲制合理的土壤耕作方式和春播作物茬口提供了理论依据。

河西灌区免耕秸秆覆盖对春小麦播种及出苗的影响

在河西灌区储水灌溉条件下进行了秸秆覆盖免耕（NTS）、秸秆还田（CTS）和常规耕作（CTB）对春小麦播种出苗影响的试验研究．结果表明，在春小麦的播种期，3种耕作方式的平均日均地温变化趋势一致，均随着土壤深度的增加而减小，且在同一时间NTS的地温小于相同土层CTS和CTB,NTS在5cm处14：00的地温比CTS和CTB分别低0．7～4．6℃和1．2～6．1℃．NTS的地温日变化趋势相对缓和．苗期全天5cm处的地温NTS比CTS和CTB分别低-1．40～2．90℃和-0．60～3．70℃。NTS造成的“低温效应”对种子发芽不利，所以尽管NTS的播种时间比CTB和CTS推迟了一周，但出苗率仍远低于CTS和CTB．

河西绿洲灌区春小麦留茬免耕的防风蚀效应研究

通过风洞模拟试验,对不同留茬高度(20cm和40cm)和不同留茬方式(立秆留茬和留茬收后压倒)下的土壤风蚀量和不同处理在25～250mm高度内的风速廓线进行定量测定,并分析土壤风蚀速率与风速的关系。结果表明,高立秆留茬免耕处理在吹蚀风速20m·s-1以下时对土壤的防风蚀作用存在显著影响。立秆留茬40cm的风蚀速率比传统耕作降低87.84%,比相同留茬量的压倒留茬处理降低5.89%,表现为最小风蚀速率,且对吹蚀风速的减弱作用最强,防风蚀效果最好。进一步研究表明,传统耕作的土壤风蚀速率(Q)与风速(V)呈幂函数关系,而免耕处理的土壤风蚀速率(Q)与风速(V)遵循二次函数关系。

留茬对小麦/玉米间作氮素吸收和硝态氮分布、淋失的影响

为减少高产农田硝态氮累积对地下水的潜在污染,在甘肃石羊河流域绿洲灌区设置裂区试验,研究不同留茬方式对单作小麦、单作玉米、小麦/玉米间作氮素吸收、土壤硝态氮分布、淋失的影响。结果表明:不同留茬方式对作物籽粒、秸秆含氮量影响较小。间作比单作显著提高了作物的籽粒吸氮量和氮收获指数;2种作物无论间作或单作,立茬土壤0-20cm硝态氮累积显著高于焚烧和翻还,20-60cm则相反,60cm以下受留茬方式影响差异不显著;土壤硝态氮残留单作小麦翻还比焚烧和立茬处理分别高11.41%和8.13%,单作玉米焚烧比立茬和翻还分别高26.97%和17.02%;植株总吸氮量小麦/玉米间作立茬和翻还分别比焚烧高9.58%和6.10%;硝态氮淋失量小麦/玉米间作平均比单作处理低30.75%,小麦/玉米间作立茬和翻还分别比焚烧处理低28.04%和10.23%。综上所述,小麦/玉米间作立茬硝态氮淋失最少,更有利于环境保护。

不同耕作方式下春小麦生育期土壤酶时空变化研究

通过设置在陇中黄土高原的保护性耕作长期定位试验,研究了不同耕作方式下土壤过氧化氢酶、脲酶、碱性磷酸酶和蔗糖酶活性在春小麦不同生育时期和不同土层深度的动态变化。4种耕作方式包括:传统耕作(T)、免耕(NT)、传统耕作秸秆还田(TS)、免耕秸秆覆盖(NTS)。结果表明,NTS可以显著提高耕层0～30cm土壤过氧化氢酶、脲酶、碱性磷酸酶和蔗糖酶活性,春小麦整个生育期分别比T增加了4.02%,8.74%,20.51%和31.45%;而NT和TS对土壤过氧化氢酶和蔗糖酶活性的效应有一定的阶段性。在空间分布上,NT和NTS处理条件下4种土壤酶活性随着土层加深均呈下降趋势;T处理条件下4种土壤酶活性和TS处理条件下土壤脲酶和碱性磷酸酶活性随土层加深呈先增后减趋势,而TS处理条件下土壤过氧化氢酶和蔗糖酶活性随土层加深呈递减趋势。进一步研究发现,不同因子对土壤酶活性的影响效应各异,其中生育时期对脲酶影响最大,耕作方式和覆盖材料对蔗糖酶影响最大,交互作用对过氧化氢酶影响最大。

不同耕作方式对麦茬复种饲草干草产量的影响

在山西小麦主产区临汾市、晋中市采用免耕和传统耕作方式,麦茬复种饲用玉米、高丹草及饲用高粱等10个品种,通过其生产性能分析确定麦茬饲草的种植模式。结果表明,利用麦茬休闲地种植饲料作物,其生育期一般都较春播的时间短,且各个生育期间隔时间也缩短。在免耕条件下,10种饲草的平均干草产量显著高于传统耕作的干草产量,临汾试验区和晋中试验区其干草产量分别增产1747kg/hm2和2939kg/hm2。

2BMFJ-6型麦茬地大豆免耕覆秸播种机适应性研究

为满足我国黄淮海地区农民对大豆免耕播种机的需求,国家大豆产业技术体系的专家联合东北农业大学研制了2BMFJ-6型麦茬地免耕覆秸施肥播种机。对该机具关键部件清秸防堵装置和施肥播种组合单体等进行了相应的试验分析和适应性研究。根据免耕播种机性能检测项目与检测方法,对该机具进行了田间试验。试验证明,2BMFJ-6型麦茬地免耕覆秸施肥播种机一次进地能顺利完成种床整备、侧深施肥、精密播种、覆土镇压和秸秆覆盖等作业,播种效果较好、作业效率、稳定性和可靠性较高,在黄淮海地区适应性较强,是一种较为理想的麦茬地大豆免耕播种机。

两种大豆免耕播种机在黄淮海地区的适应性试验与分析

为了在黄淮海旱作区更好地实施保护性耕作技术,同时又能满足该地区农民对大豆免耕播种机的使用需求,参照免耕播种机的国家标准和农业部农机试验鉴定总站制定的免耕播种机播种质量的检测指标和方法,对目前在黄淮海地区使用的2BMFD-6/12型全还田防缠绕免耕播种机和2BMFJ-6型麦茬地大豆免耕覆秸施肥播种机进行了田间试验,考察了这两种大豆免耕播种机在黄淮海地区的适应性,并对这两种机型的性能进行了分析。通过对两种大豆免耕播种机的机具通过性、播种均匀性、种肥深度、晾籽情况等性能的研究,这两种大豆免耕播种机虽然工作原理不同,有各自的优缺点,但这两种大豆免耕播种机的性能参数均能达到国家标准,个别指标甚至优于国家标准,在黄淮海地区的适应性都比较强,均能够实现精量播种。

小麦玉米配套种植与免耕避茬播种试验研究

为解决小麦玉米轮作玉米机械化免耕播种质量问题,根据黄淮海地区小麦玉米轮作及免耕播种技术要求,提出了一种小麦玉米配套种植模式。该种植模式下前茬小麦采用宽窄行播种,后茬玉米播种在宽行内以便避开小麦根茬,提高玉米播种质量。设计了一种与该种植模式配套的16行小麦播种机并进行田间播种性能试验,该机可与4行玉米免耕播种机配套使用。小麦播种机田间试验结果表明,小麦免耕播种机具有良好的通过性,破土装置能够有效解决玉米秸秆堵塞播种机的问题,接行行距变异系数为8.5%,可以满足播种质量及配套种植模式的要求。有无导航下进行玉米免耕避差播种对比试验,田间播种试验结果表明:未使用导航进行播种作业的成功避茬点数为37,避茬率为74%。使用导航进行播种作业的成功避茬点数为46,避茬率为92%。同时,对有无导航播种区域成熟期玉米的植株性状进行测量,其平均植株高度和基部直径分别提高了32.5、3.1 mm,变异系数分别降低了3.89%、2.45%。

南疆玉米茬地免耕播种小麦的表土作业技术研究

[目的]探索适宜于南疆玉米茬地免耕播种冬小麦的表土处理技术。[方法]在新疆洛浦县玉米茬地免耕播种冬小麦试验中,设计"免耕直播"、"浅旋耕+免耕播种"和"翻耕+免耕播种"3种表土作业方式,通过测定土壤含水量、土壤容重、出苗率和小麦产量进行分析比较。[结果]免耕直播的表土作业方式基本适合南疆玉米茬地小麦播种,与传统翻耕播种方式相比较,免耕直播的土壤容重较大,但其小麦出苗率接近。小麦产量中,以免耕处理的较高,达6 000.99 kg/hm2,比旋耕处理的增产6.56%,其次是翻耕处理的,旋耕处理的最低。[结论]从河北省引进的"农哈哈"牌小麦免耕施肥播种机可在和田地区推广应用;现行的南疆玉米茬地经过配套栽培技术改进后更能适宜于冬小麦免耕播种。

南疆风沙区小麦保护性耕作播种方式研究

根据和田地区玉米在进行田间管理时开沟雍土形成玉米沟,使茬地不适合而进行直接免耕播种的现状,2004年在洛浦县设计了"地表有田埂垂直于玉米沟免耕播种""地表无田埂平行于玉米沟免耕播种""地表有田埂平行于玉米沟免耕播种""传统播种"4个处理的冬小麦播种试验。试验中测定了出苗率、土壤含水量、地表秸秆覆盖量、覆盖率和作物产量。结果表明:①在玉米茬上垂直于玉米沟免耕播种冬小麦与传统耕作对照田的产量相同,因此这种免耕方式是可行的;②改进后的河北"农哈哈"牌2BMF-6C-2型小麦免耕施肥播种机适于灌淤土。试验结果为进一步完善新疆冬小麦保护性耕作技术体系和大面积推广保护性耕作技术提供了可靠的依据。

麦茬高度对免耕夏玉米田土壤水分和土壤温度的影响

针对一年两熟干旱半干旱地区的具体特点,对具有不同高度麦茬的免耕田土壤含水率及土壤地温的变化进行了实验研究。实验结果表明:免耕麦茬田留有麦茬可以提高土壤中水分的含量,减少土壤中水分蒸发的速率。麦茬可以提高夜间土壤的温度,也可降低土壤在白天的地温。

少耕留茬小麦间作玉米农田土壤温湿度关联性研究

针对在间作模式中集成保护性耕作措施缺乏理论和实践依据的问题，以小麦间作玉米为研究对象，通过田间定位试验，探讨小麦25am立茬少耕对间作群体土壤温度与作物耗水量关系的影响，以期为建立新的间作节水技术体系提供依据．结果表明：与传统间作相比，在低、中、高灌水水平下，小麦立茬少耕间作群体的土壤含水量分别提高了2．8％、6．8％、9．9％，耗水量分别降低了2．9％、4．o％、0．9％，0～25am土层地温分别降低了0．5％、1．0％、3．9％．相关分析表明，耗水量与地温呈显著正相关关系，说明将立茬少耕覆盖技术集成到间作模式中，可通过适度降低地温达到减少耗水、提高土壤含水量的作用．