为明确麦秸不同还田方式对稻麦轮作农田碳足迹的影响,该研究通过开展两年的大田试验,设计了3种麦秸还田方式(麦秸旋耕还田、麦秸翻耕还田和麦秸沟埋还田),并以麦秸不还田为对照,采用静态箱-气相色谱法连续两年对农田温室气体排放进行监测,并对不同麦秸还田方式的生产资料投入和生产过程碳排放及温室气体排放进行全面分析。结果表明:(1)与不还田相比,麦秸还田显著增加了稻季日均CH4排放,稻麦周年全球增温潜势95%来自稻田CH4排放;(2)在水稻季,农田CH4排放占碳足迹总量比例最大,3种麦秸还田方式中,麦秸沟埋还田处理下碳足迹最小,且能比麦秸旋耕还田处理减少4. 9%;(3)在小麦季,化肥投入造成的碳足迹所占比例最大,为64. 5%～77. 4%,其次是土壤N2O的排放;(4)从整个稻麦周年轮作系统来看,与麦秸旋耕还田和麦秸翻耕还田处理相比,麦秸沟埋还田处理能分别减少4. 6%和3. 6%的周年碳足迹及8. 7%和4. 9%的周年单位产量的碳足迹。因此,对于稻麦轮作地区,采用麦秸沟埋还田能在一定程度上降低农业生产过程中的碳足迹。

通过三季连续的大田试验,研究秸秆还田与耕作方式及其交互效应对稻麦轮作农田土壤碳库及土壤结构的影响。结果表明:秸秆还田对稻麦轮作农田土壤碳库具有显著影响,秸秆还田各处理的总有机碳、微生物生物量碳、水溶性有机碳和水稳性团聚体有机碳含量从高到低依次是:三季秸秆均还田、两季稻秸还田、一季麦秸还田,且均显著高于秸秆不还田处理;旋耕处理下土壤总有机碳、微生物生物量碳、水溶性有机碳的含量均高于翻耕,但差异不显著;旋耕和翻耕对不同粒径水稳性团聚体有机碳含量的影响无明显差异;旋耕稻麦秸秆均还田和翻耕稻麦秸秆均还田处理土壤总有机碳、微生物生物量碳、水溶性有机碳和水稳性团聚体有机碳的含量均显著高于其他处理。

2005～2007年,研究了稻麦轮作区麦秸还田方式、还田量及免耕麦秸覆盖还田条件下移栽方式对水稻产量和主要品质性状的影响。结果表明:①与传统栽培方式(翻耕、无麦秸还田)相比,免耕麦秸覆盖还田对水稻产量没有影响,但对出糙率、整精米率等品质性状不利;翻埋还田有一定增产效果(增产5.5%),对主要品质性状影响不明显;免耕垄作麦秸沟填处理则显著减产。②免耕条件下,适当增加麦秸还田量,能减少无效分蘖,提高个体和群体质量,增产效果明显。以9.0×103kg·hm-2麦秸还田量的水稻产量最高,与对照差异显著。③免耕麦秸覆盖条件下,撬窝移栽水稻根系分布层次较深,抗倒力强,产量高于其他处理;不同移栽方式对稻米外...

【目的】明确在稻麦轮作条件下,肥料管理对太湖地区稻麦轮作田杂草群落的影响特征和方式。【方法】在水稻收获后,对长期不同肥料处理小区,具体包括不施肥(CK),仅施氮肥(N),施氮钾肥(NK),施磷钾肥(PK),施氮磷肥(NP)和均衡施肥(NPK),进行杂草群落调查。分析杂草密度、多样性指数Shannon-H’,均匀度指数Pielou-EJ和丰富度指数Margalef-DMG,并进行主成分和回归分析。【结果】杂草总密度的排列次序为NP>CK>N>NK>NPK,稻槎菜,牛繁缕,菵草和大巢菜是主要农田杂草。氮磷养分亏缺提高了杂草多样性,Shannon-H’指数排序为CK>NK>PK>N>NP>NPK。主...

为探求适合淮北平原机播夏玉米的最佳麦秸还田方式,在大田条件下,研究了麦秸全量还田方式(粉碎抛撒、灭茬覆盖、直接覆盖)对机播夏玉米出苗率、抗倒性能和水分利用效率的影响。结果表明,粉碎抛撒处理的出苗率最高;灭茬覆盖处理的总倒伏率最低,而单株气生根数目,总根条数和根系干重最高,且其植株基部第3~7节间的直径、单位茎长干重和茎秆压碎强度、穿刺强度、抗倒指数、土壤含水率、产量及水分利用效率也高于粉碎抛撒和直接覆盖处理。灭茬覆盖和粉碎抛撒处理的产量和经济效益之间差异不显著,但均高于直接覆盖处理。因此,无论是从直接经济效益,还是长期的生态效益考虑,麦秸灭茬覆盖和粉碎抛撒覆盖都值得在生产中推广。

[目的]稻麦轮作是我国长江下游粮食主产区一种主要的种植制度,系统分析稻麦轮作系统碳足迹构成对于实现该地区低碳农业具有重要的意义。[方法]文章基于农户调研数据,运用农业碳足迹理论及生命周期法定量研究长江下游地区稻麦轮作系统碳足迹大小及组成,并进一步分析碳足迹影响因素。[结果](1)长江下游地区稻麦轮作系统单位产量、单位生物量、单位产值碳足迹分别为0.50kgCO_2-eq/kg、0.22kgCO_2-eq/kg和0.22kgCO_2-eq/CNY。CH_4和N_2O排放、柴油、肥料为长江下游地区稻麦轮作系统碳排放主要来源,分别占稻麦生产碳足迹的65%、53%、11%～22%和15%～20%。(2)在调研的稻麦田中发现农资投入中氮肥的施用量和柴油消耗量都与碳足迹呈现显著正相关关系,而种植规模与碳足迹呈现显著负相关关系,与小规模稻麦种植相比,大规模稻麦种植单位产量碳足迹分别降低了7.4%和20.9%。(3)作物生产的碳足迹可能受到农场规模、气候条件以及作物管理实践的影响。[结论]发展稻麦轮作系统节肥、节水及免耕技术,构建规模化的低碳种植模式必将成为未来中国长江下游地区稻麦轮作模式应对气候变化发展低碳农业的重要举措。

2004～2009年,在成都平原麦稻轮作区研究了不同周年耕作模式(周年翻耕无秸秆还田、小麦免耕稻草覆盖还田+水稻旋耕无秸秆还田、麦稻周年免耕秸秆全量还田、麦稻周年垄作免耕秸秆全量还田)对作物产量和土壤特性的影响。结果表明,不同模式间小麦产量差异较小,水稻产量差异较大;免旋结合稻草覆盖还田模式年际间水稻产量较其他模式稳定。麦稻关键生育阶段0～30 cm土层速效养分含量模式间差异较小;免旋结合稻草覆盖利于土壤表层有机质积累。周年免耕秸秆全量还田模式20 cm处紧实度降低,渗水速率增大,保水性能下降。研究结果说明,不同耕作模式下土壤养分供给能力不是影响作物产量的主要因素,因土壤物理性质变化导致水分下...

【目的】解析长期不同施肥措施下稻麦两熟制农田土壤杂草种子库的异构性及其养分影响因素,为稻麦高产与杂草控制协同的养分管理提供依据。【方法】以太湖地区31年的长期肥料定位试验土壤为材料,采用镜检法对不施肥(CK)、单施氮肥(N)、氮肥加磷肥(NP)、氮肥加钾肥(NK)、磷肥加钾肥(PK)、氮磷钾3种肥料配施(NPK)6个不同施肥处理的表层土壤(0—15 cm)中杂草种子的种类进行鉴定并计数,分析Simpson指数,Shannon指数,Richness指数和Evenness指数,并进行冗余分析和相关分析。【结果】(1)各个处理的鸭舌草、陌上菜、水苋菜、酸模叶蓼、牛毛毡、异型莎草的种子密度都较大,成为...

为了提高氮素的经济效益,减少氮素产生的农业面源污染,采用田间定位试验的方法,在子牙河流域研究不同氮肥用量和施肥措施对冬小麦-夏玉米轮作农田无机氮分布和累积以及对产量和氮肥利用效率的影响。结果表明,小麦-玉米轮作周期后,无机氮的分布和累积以均以硝态氮为主,从硝态氮分布看,土壤硝态氮含量随着施氮量的增加而显著增加,玉米收获期40 cm以下土层中习惯施肥显著高于优化施肥和对照处理;从小麦和玉米收获期1.2 m土层硝态氮残留来看,优化施肥、优化施肥+有机肥、优化施肥-秸秆还田、缓控肥+有机肥分别比习惯施肥减少43.55%,26.53%,40.82%和42.89%,28.96%,38.28%,32.52...

以宜香优2115为材料,采用二因素裂区设计:主区设小麦或油菜秸秆全量翻埋还田(M_1)和秸秆不还田对照(M_0);副区设4个氮肥管理,不施氮(N_0),基肥、分蘖肥、促花肥、保花肥氮肥施用比例为10∶0∶0∶0(N_1),基肥、分蘖肥、促花肥、保花肥氮肥施用比例为3∶3∶2∶2(N_2),基肥、分蘖肥、促花肥、保花肥氮肥施用比例为2∶2∶3∶3(N_3),研究秸秆还田和氮肥管理对直播稻的光合特性、干物质积累及产量的影响。结果表明:麦–稻或油–稻轮作下,氮肥管理对直播稻主要生育时期的干物质积累、光合特性及产量均存在显著或极显著的调控效应,秸秆还田显著影响水稻拔节期、齐穗期的叶面积指数(LAI)及群体干物质积累,同时油–稻轮作下其调控效应高于麦–稻轮作模式。秸秆不还田时,配合N_3施肥方式,可有效提高直播稻结实期剑叶净光合速率、SPAD值和叶面积指数,延缓叶片衰老,且在拔节期至成熟期间保持较高的群体生长率,干物质积累优势明显;秸秆还田下,配以基肥、分蘖肥、促花肥、保花肥氮肥施用比例为3∶3∶2∶2的管理模式,麦茬或油茬直播稻群体构建合理,结实期剑叶光合能力强,有效穗、每穗粒数较多,表现高产,产量最高可达10 090、10 693 kg/hm~2。综合分析,麦–稻或油–稻轮作下秸秆还田,配合基肥、分蘖肥、促花肥、保花肥氮肥施用比例为3∶3∶2∶2的氮肥管理模式,能实现直播稻的高产稳产。

目的】优化小麦-玉米周年秸秆还田方式,实现系统碳效率及经济效益协同提高,促进小麦-玉米周年可持续生产。【方法】基于8年小麦-玉米周年秸秆还田长期定位试验,分析小麦、玉米秸秆双季还田(D)与小麦秸秆单季还田(S)对作物秸秆产量和碳投入量的影响,明确不同碳投入量对小麦-玉米周年产量及其稳定性和可持续性的影响;系统分析碳效率与经济效益对小麦-玉米周年不同碳投入量的响应特征。【结果】(1)D和S处理的年均秸秆还田量分别为13.54和5.43 t·hm~(-2);D处理投入土壤中的根系和根茬生物量分别为3.04和2.14 t·hm~(-2),较S处理均无显著差异(P>0.05);S处理的根系、根茬和根系分泌物碳投入量分别为1.34、0.97和1.35 t·hm~(-2),较D处理没有显著差异(P>0.05)。(2)S处理的资源和农田管理碳投入量为1.73 t C·hm~(-2),较D处理减少51.29 kg C·hm~(-2);S处理的农田碳总投入量为9.00 t C·hm~(-2),较D处理的12.30 t C·hm~(-2)显著减少了26.82%(P0.05)。(4)S和D处理的周年籽粒碳产出量分别为6.27和6.25 t C·hm~(-2),植株碳产出量分别为15.96和15.74 t C·hm~(-2),均没有显著差异(P>0.05)。S处理的碳生产效率和碳生态效率分别为0.69 kg·kg~(-1)和1.77 kg·kg~(-1),较D处理分别显著增加60.47%和39.37%(P0.05);玉米季,S处理的年际平均产值和年际平均净收益分别为1.91万元/hm~2和0.81万元/hm~2,较D处理分别增加了0.38万元/hm~2和0.39万元/hm~2;小麦-玉米周年,S处理的年际平均产值和年际平均净收益为3.80万元/hm~2和1.56万元/hm~2,较D处理分别显著增加14.81%和51.54%(P<0.05)。【结论】小麦秸秆单季还田在不显著影响小麦-玉米周年籽粒产量以及产量稳定性和可持续性的前提下,减少了玉米秸秆的碳投入量,促进了碳效率和经济效益的协同提高。

【目的】研究免耕条件下不同轮作方式对土壤CO2排放的影响,以期为农田固碳减排提供参考。【方法】采用大田定位试验的方法,以冬小麦(Triticum aestivum L.)-夏闲、冬小麦-夏玉米(Zea mays L.)、冬小麦-夏大豆(Glycine max(Linn.)Merr.)和冬油菜(Brassica campestris L.)-夏玉米4种轮作方式为研究对象,在免耕条件下,分析2012年3-6月冬小麦和冬油菜生长季土壤CO2排放规律,以及其与土壤温度和湿度之间的关系。【结果】免耕条件下4种轮作方式土壤CO2排放通量具有明显的变化规律,整体呈先上升再下降的趋势;平均CO2排放通量表现为...

[目的]稻田通过排放温室气体和活性氮对生态环境带来影响，系统分析江苏不同稻田轮作模式碳、氮足迹及其构成。[方法]以江苏新型经营主体为调查对象，利用生命周期评价方法定量分析江苏不同稻田轮作模式碳、氮足迹及其构成。[结果]不同稻田轮作模式单位面积碳足迹和单位面积氮足迹从高到低依次为稻麦轮作（18.22 t·hm~(-2)和139.54 kg·hm~(-2)）、稻油轮作（13.20 t·hm~(-2)和101.65 kg·hm~(-2)）、稻绿肥轮作（10.20 t·hm~(-2)和73.19 kg·hm~(-2)），单位产量碳足迹和氮足迹在不同轮作模式间差异不显著。不同稻田轮作模式单位面积碳、氮足迹存在区域差异，稻麦单位面积碳、氮足迹和稻油单位面积氮足迹从高到低依次为苏北地区、苏中地区、苏南地区，稻油轮作单位面积碳足迹和稻绿肥轮作单位面积碳、氮足迹在不同地区差异均不显著。对单位产量氮足迹而言，稻麦轮作单位产量氮足迹在不同地区差异显著，而稻麦轮作单位产量碳足迹、稻油和稻绿肥轮作单位产量碳、氮足迹在不同地区差异均不显著。不同轮作模式碳足迹主要来源CH_(4)排放和氮肥使用导致的碳足迹，占比分别为46.6%～50.7%和23.9%～25.2%。氮肥施用导致的氨挥发、氮素径流、氮素淋失及氮肥投入是不同稻田轮作模式氮足迹的主要来源，占比分别为52.2%～59.0%、14.6%～20.21%、8.7%～10.8%和7.8%～7.9%。[结论]稻油轮作和稻绿肥轮作模式是一种较为低碳和低氮的轮作模式，而考虑粮食安全，选择稻麦轮作模式优于稻油轮作和稻绿肥轮作模式。

以粳型水稻品系2645为材料,在等氮量条件下设麦秸半量还田、麦秸全量还田和全施化肥(对照)3种处理,研究麦秸还田对水稻群体构建、土壤理化性质和土壤微生物数量的影响及其相互关系。结果表明:还田初期,两个麦秸还田处理平均土壤pH值和氧化还原电位(Eh)分别比对照降低4.2%和19.8%,土壤微生物数量较对照显著增加,土壤矿质氮含量较对照降低3.8%,导致拔节前水稻茎蘖数、叶面积指数和干物质积累量均降低;还田后期,土壤矿质氮、速效磷、速效钾、有机质含量分别比对照增加47.4%、10.4%、6.2%、4.5%,麦秸还田后根系伤流速率增加19.9%,群体干物质积累量增加30.1%,氮肥利用效率明显提高。...