科研产出
深耕结合秸秆还田提高作物产量并改善耕层薄化土壤理化性质
《植物营养与肥料学报 》 2020 北大核心 CSCD
摘要：【目的】小麦–玉米轮作区土壤耕层变薄,直接深耕往往导致土壤肥力降低。在存在该类问题的土壤上,研究不同耕作方式和秸秆还田对作物产量和土壤理化性质的影响,以期实现在增加耕层厚度的同时维持作物产量,并提升土壤肥力。【方法】试验于2012—2016年在华北平原南部濉溪县进行,供试土壤为砂姜黑土。在人工剥离5 cm土层的耕层薄化土壤上开展试验,设旋耕(RT)、深耕(DT)、旋耕+秸秆还田(RTS)、深耕+秸秆还田(DTS) 4个处理。在每年玉米和小麦成熟期进行田间测产;在第4季小麦收获后采集0—10和10—20cm土层土样,分析土壤有机碳各组分和土壤养分含量、土壤团聚体分布。【结果】与旋耕(RT)相比,单纯深耕(DT)不能明显提高玉米和小麦产量,显著降低土壤总有机碳含量、0—10 cm土层有机碳各组分含量和土壤速效钾含量,并显著降低10—20 cm土层胡敏酸与富里酸比值及各土层粒径> 0.25 mm水稳性团聚体的比例。深耕配合秸秆还田(DTS)处理玉米和小麦4季平均分别增产7.72%和8.06%,旋耕配合秸秆还田(RTS)处理分别增产7.55%和7.05%。在0—10 cm土层,DTS和RTS处理均明显提升土壤胡敏酸与富里酸比值,提高总有机碳及多数组分碳含量、提高土壤养分含量,RTS处理效果好于DTS处理;而在10—20 cm土层,DTS处理显著提高土壤胡敏酸、全氮和有效磷含量,效果好于RTS处理。DTS和RTS处理均可以显著提高粒径> 0.25mm水稳性团聚体的比例,在0—10 cm土层,以DTS处理效果最高,比RT处理增加23.09%,而在10—20cm土层,以RTS处理效果最好,相比RT处理增加6.32%。【结论】在耕层薄化处理的土壤上,单纯深耕提升作物产量的效果不显著,也不利于土壤有机碳及各组分含量、土壤养分含量的提升,还破坏了土壤团粒结构。秸秆还田配合深耕或者旋耕均能显著提高作物产量,秸秆还田配合旋耕能有效培肥0—10 cm土层土壤,但对10—20 cm土层土壤肥力改善效果有限;秸秆还田配合深耕在增加耕层厚度的同时,还改善了土壤养分状况,明显减弱了单纯深耕对10—20 cm土层土壤结构稳定性的不利影响。
关键词： 耕层厚度 耕作方式 土壤有机碳组分 土壤团聚体 玉米–小麦轮作
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耕作方式和秸秆还田对砂姜黑土碳库及玉米小麦产量的影响
《农业工程学报 》 2019 EI 北大核心 CSCD
摘要：长期秸秆还田免耕覆盖措施导致沿淮区域砂姜黑土耕层变浅、下表层(10～30 cm)容重增加、土壤养分不均衡等问题凸显,限制了小麦-玉米周年生产力的提高。耕作和秸秆还田措施合理的搭配组合是解决这一问题的有效方法。通过8年的小麦-玉米一年两熟田间试验,设置4个处理:1)玉米季免耕-小麦季免耕秸秆不还田(N);2)玉米季深耕-小麦季深耕秸秆不还田(D);3)玉米季秸秆免耕覆盖还田+小麦秸秆免耕覆盖还田(NS);4)玉米季秸秆免耕覆盖还田+小麦季秸秆深耕还田(DS)。通过分析作物收获后不同土壤深度(0～60 cm)总有机碳(TOC)、颗粒态碳(POC)、微生物生物量碳(MBC)、易氧化态碳(KMnO4-C)、可溶性有机碳(DOC)和土壤碳库管理指数(CPMI),并结合小麦-玉米的周年产量变化,以期获得培肥砂姜黑土的最佳模式。研究结果表明:1)相对于长期免耕措施(N),DS处理能够提高0～30 cm土层TOC、POC、MBC、KMnO4-C等组分含量和CPMI;而NS措施仅提高土壤表层(0～10 cm)TOC、活性有机碳组分含量和CPMI;2)DS处理显著提升了小麦-玉米的周年生产力,其麦玉的周年产量均值分别比N、D和NS处理高出14.7%、12.9%和8.5%;3)MBC和KMnO4-C对于耕作和秸秆还田措施都是较为敏感指示因子。总的来说,玉米季小麦秸秆覆盖还田+小麦季玉米秸秆深耕还田(DS)是改善沿淮地区砂姜黑土土壤碳库、提高小麦-玉米周年产量的一种有效农田管理模式。
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中国主要耕作方式对旱地土壤结构及养分和微生态环境影响的研究综述
《生态环境学报 》 2019 北大核心 CSCD
摘要：耕作方式是影响土壤质量变化及耕地可持续利用的重要外在因素,农业生产和作物高产都离不开适宜的耕作方式,合理的耕作方式不仅可改善土壤结构和理化特性,还可有效促进农田生态系统的良性循环及资源的高效利用,而耕作方式不合理则会导致耕层土壤质量和生态环境的恶化。文章总结评述了不同耕作方式对土壤结构(团聚体、容重、孔隙度和紧实度)、养分特性(氮、磷、钾和有机质)及微生态环境(微生物数量和微生物量碳氮、微生物多样性、土壤酶活性)的影响。综合认为,不同耕作方式对土壤的扰动程度不同,各耕作方式下土壤结构、养分特性及微生态环境存在明显差异,考虑到中国耕地类型、生态区域和种植制度的复杂多样性,单一的耕作方式如免耕、旋耕、翻耕、深松并不能很好适应农业实际生产需求。为改善耕地质量、提高耕地生产力,需结合各生态区土壤特性和种植制度特点选择年内及年际间合理的耕作方式组合(免耕-旋耕、免耕-深耕、深松-旋耕、免耕-免耕、深松-免耕覆盖等)。此外,结合前人的研究,展望了在未来耕作方式对土壤影响的研究中应注重研究的系统性、长期性、区域性和复杂性及阐明了未来农业耕作方式的发展方向和需注重的问题。该文可为耕整地质量的进一步提高、耕地的高效可持续利用及耕作方式的合理选择和改进提供科学依据和理论参考。
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耕作方式和秸秆还田对砂姜黑土碳库及玉米小麦产量的影响
《农业工程学报 》 2019 EI 北大核心 CSCD
摘要：长期秸秆还田免耕覆盖措施导致沿淮区域砂姜黑土耕层变浅、下表层(10~30 cm)容重增加、土壤养分不均衡等问题凸显,限制了小麦-玉米周年生产力的提高.耕作和秸秆还田措施合理的搭配组合是解决这一问题的有效方法.通过8年的小麦-玉米一年两熟田间试验,设置4个处理:1)玉米季免耕-小麦季免耕秸秆不还田(N);2)玉米季深耕-小麦季深耕秸秆不还田(D);3)玉米季秸秆免耕覆盖还田+小麦秸秆免耕覆盖还田(NS);4)玉米季秸秆免耕覆盖还田+小麦季秸秆深耕还田(DS).通过分析作物收获后不同土壤深度(0~60 cm)总有机碳(TOC)、颗粒态碳(POC)、微生物生物量碳(MBC)、易氧化态碳(KMnO4-C)、可溶性有机碳(DOC)和土壤碳库管理指数(CPMI),并结合小麦-玉米的周年产量变化,以期获得培肥砂姜黑土的最佳模式.研究结果表明:1)相对于长期免耕措施(N),DS处理能够提高0~30 cm土层TOC、POC、MBC、KMnO4-C等组分含量和CPMI;而NS措施仅提高土壤表层(0~10 cm)TOC、活性有机碳组分含量和CPMI;2)DS处理显著提升了小麦-玉米的周年生产力,其麦玉的周年产量均值分别比N、D和NS处理高出14.7%、12.9%和8.5%;3)MBC和KMnO4-C对于耕作和秸秆还田措施都是较为敏感指示因子.总的来说,玉米季小麦秸秆覆盖还田+小麦季玉米秸秆深耕还田(DS)是改善沿淮地区砂姜黑土土壤碳库、提高小麦-玉米周年产量的一种有效农田管理模式.
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耕作与施肥措施对江淮地区白土理化性质及水稻产量的影响
《水土保持学报 》 2018 北大核心 CSCD
摘要：针对连续旋耕白土田耕层浅薄、下层土壤黏重紧实、养分分布不均衡等问题,探索适合于白土稻田的耕作与施肥措施,以进一步提高江淮地区白土生产力和水稻产量水平。设置2种耕作方式(旋耕和翻耕)及3种施肥措施(单施化肥、化肥+有机肥、化肥+秸秆还田),通过大田定位试验研究不同耕作方式与施肥措施对白土稻田土壤理化性质、水稳性团聚体分布以及水稻产量的影响。结果表明,相较于旋耕,翻耕降低0—10cm土层土壤养分含量,而使10—20cm土层有机质、全氮、有效磷和速效钾含量分别提高3.2%～8.8%,4.5%～9.2%,5.2%～8.2%和8.3%～17.7%。增施有机肥或秸秆还田使土壤有机质和速效钾含量较单施化肥处理分别提高1.3%～8.6%和4.1%～21.1%。翻耕方式下10—20cm土层土壤容重较旋耕降低14.4%～19.5%,土壤大团聚体比例在0—10,10—20cm土层则较旋耕分别降低3.0%～5.4%和3.5%～9.7%;在翻耕的基础上增施有机肥或秸秆还田土壤容重较单施化肥降低2.1%～6.6%,大团聚体比例则提高2.8%～8.4%。翻耕有利于水稻产量的提高,较旋耕的增产幅度在11.7%～18.0%,增施有机肥或秸秆还田使水稻产量提高1.7%～7.5%。因此,江淮地区连续多年旋耕的白土田进行适宜翻耕结合秸秆还田或增施有机肥可改善0—20cm土层土壤理化性质,有利于水稻产量的提升。
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不同耕作方式对茶园土壤物理性状及茶叶产量的影响
《应用生态学报 》 2015 北大核心 CSCD
摘要：研究了免耕、旋耕和深松3种耕作方式对茶园土壤紧实度、土壤含水率、土壤容重、茶叶产量构成因素及茶叶产量的影响.结果表明:3种耕作方式对土壤容重和土壤紧实度的影响效果为深松>旋耕>免耕.旋耕和深松能够打破粘盘层,降低深层土壤紧实度.0~30 cm耕层深松土壤容重较免耕下降16.4%土壤紧实度下降13.4%~27.5%;深松可以显著增加土壤的储水空间进而增强土壤持水能力.扩大土壤水库容,深松15~30 cm层含水量与免耕相比增加7.7%.不同耕作方式对土壤孔隙度影响不大.旋耕和深松方式下土壤比表面积增加土壤气体和液体的比例均明显升高.茶叶的光合速率和蒸腾速率的日变化曲线均为"双峰"型,气孔因素是导致"午休"的主要原因.在深松方式下,茶树叶片蒸腾速率降低,芽叶密度增加,百芽干质量和水分利用效率升高茶叶产量分别比免耕和旋耕增加17.6%和6.8%.深松是皖东地区茶园较为适宜的耕作方式.
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自然降水条件下耕作方式对小麦生长、产量及土壤水分的影响
《麦类作物学报 》 2014 北大核心 CSCD
摘要：为探寻小麦高产节水耕作技术,在2011-2013小麦生长季,通过定位试验,以安徽大面积主推小麦品种济麦22为材料,比较分析了在自然降水条件下秸秆还田+深耕+播后镇压、深松+播后镇压、旋耕+播后镇压、旋耕和复式播种作业5种耕作方式下淮北地区小麦生长发育、产量及土壤水分的差异。结果表明,各耕作处理下小麦田间出苗率均在70%以上,基本可以满足小麦生产对田间出苗的要求。在5个处理中,旋耕+播后镇压处理出苗率最高,达83%;复式播种作业处理的单株次生根数最高,2年在生育后期分别达到24.2和28.9条;旋耕+播后镇压处理2年平均及各年度的籽粒产量均最高,分别为8 206.8、8 175.5和8 238.0kg·hm-2,复式播种作业次之,秸秆还田+深耕+播后镇压最低,处理间差异显著。深松和旋耕处理在小麦生育后期0~20cm土层土壤水分含量较低,而40~60cm土层土壤水分含量较高。本试验条件下,旋耕+播后镇压是小麦兼顾高产节水的最优耕作播种方式。
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麦稻轮作下耕作模式对土壤理化性质和作物产量的影响
《农业工程学报 》 2012 EI 北大核心 CSCD
摘要：为了探明不同耕作模式对土壤理化性质和作物产量的影响,采用田间定位试验方法,于2007-2010连续4a在麦稻轮作制下开展了本试验研究。结果表明,免耕提高了耕层土壤体积质量,降低了土壤含水率。但是免耕土壤表层(0～10cm)的体积质量仍在作物适宜生长的范围内,并未对作物的生长产生不利影响。免耕促进了土壤有机质和全氮在表层土壤的富集。0～10cm土层有机质和全氮含量比翻耕处理显著增加,而>10～20cm土层上述养分含量明显低于翻耕处理。小麦季免耕土壤的碱解氮、速效磷和速效钾含量的变化趋势与有机质和全氮含量相似,而水稻季免耕处理整个耕层土壤碱解氮、速效磷和速效钾含量均低于翻耕处理。免耕显著的提高了小麦产量,但降低了水稻产量,起主要作用的产量构成因素是小麦和水稻的有效穗数。整个轮作周期的作物产量以小麦免耕水稻翻耕模式的产量较高,比小麦翻耕水稻免耕模式产量增加了5.70%。
关键词： 土壤 水分 土地利用 麦稻轮作 免耕 翻耕 产量 土壤理化性质
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不同耕作方式对小麦生长·产量和品质的影响
《安徽农业科学 》 2009 北大核心
摘要：[目的]研究不同耕作方式对小麦产量和品质的影响。[方法]2007～2008、2008～2009年连续2年对小麦进行3种耕作方式定位试验。3种耕作方式分别为CK:浅旋耕(少耕)作业模式,耕深12 cm,耕后耙;1耕(松耕)1耙:耕深20 cm,耕后旋耕;浅旋耕(少耕):耕深12～14 cm。[结果]不同耕作方式对小麦产量的影响在不同年份间有所差异;适当深耕,有利于降低土壤容重,改良土壤物理性状,改善土壤蓄水保墒特性,提高小麦出苗率及抗旱能力。对于前期持续干旱的特殊年份,深耕20 cm的耕作方式是实现小麦高产的一项关键措施。[结论]寻找到淮北旱茬土壤适宜的耕作方式,为机播条件下中筋小麦优质高产栽培提供理论及实践依据。
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