[目的]本文旨在获取长江下游稻麦轮作区水稻与小麦机收环节的土壤扰动信息,评价该区在全程机械化条件下各机械化作业环节对土壤系统的影响。[方法]于该区连续开展3个作物季的田间调查,结合贯入阻力和微地貌测试,同时辅以取样法监测土壤含水率及容重。[结果]综合微地貌测试仪、土壤紧实度仪及土壤取样等方法获得的多维度土壤物理指标能够准确反映出中小型稻麦联合收割机对土壤的影响。水稻机收环节的微地貌破坏严重,麦收环节机械对土壤的破坏显著降低。收割机并不造成耕作层土壤容重显著变化,表明稻作制的机械-土壤关系特殊。基于多季、不同作物及不同土层数据的统计分析进一步表明,在该区开展农机安全生产的土壤含水率上限为35%,土壤紧实度下限为1 MPa。履带式中小型收割机造成的土壤压实面积比最低(40%),微地貌破坏能够影响全耕层,因此现有的机械设计准则需要针对稻麦轮作制的区域农业特点进一步修订。[结论]本文组装设计的土壤扰动区域调查方法可为农业智能化农情信息装备的研发提供借鉴,所得的机收土壤扰动结果也可为土壤质量精准管理提供参考。

[目的]通过分析氮磷钾不同养分限投对稻麦产量和养分吸收的影响，明确土壤养分的持续供应能力，为长江下游稻麦轮作农田精确施肥策略的制定提供参考。[方法]选择当地主推稻麦品种，以常规施肥模式为对照，设置不施氮肥、不施磷肥、不施钾肥和氮磷钾肥均不施四种周年养分限投模式，开展多年定位试验，研究稻麦轮作农田作物生产的限制养分。[结果]氮是水稻、小麦产量和养分吸收的最主要限制养分，不施氮肥和氮磷钾肥均不施处理的作物产量及氮磷钾吸收量均较低。水稻产量及氮磷钾吸收量均随氮肥限投年限而下降，并可分别用多项式方程（y=a-bx+cx~(2)，P<0.05）。与水稻表现不同，磷肥限投影响小麦产量形成，而钾肥限投处理不影响小麦产量；磷肥、钾肥限投均降低了小麦磷钾吸收量，磷肥限投的磷、钾吸收量分别减少27%和23%，钾肥限投分别减少17%和38%。小麦产量和养分吸收量随磷钾肥限投年限增加未表现出规律性变化。[结论]氮肥投入在作物施肥管理中不可或缺；在一定年限内，土壤养分供应可以缓冲磷钾限投对作物生产的不利影响，但具体限投养分应针对不同作物区别对待。

[目的]通过分析氮磷钾不同养分限投对稻麦产量和养分吸收的影响，明确土壤养分的持续供应能力，为长江下游稻麦轮作农田精确施肥策略的制定提供参考。[方法]选择当地主推稻麦品种，以常规施肥模式为对照，设置不施氮肥、不施磷肥、不施钾肥和氮磷钾肥均不施四种周年养分限投模式，开展多年定位试验，研究稻麦轮作农田作物生产的限制养分。[结果]氮是水稻、小麦产量和养分吸收的最主要限制养分，不施氮肥和氮磷钾肥均不施处理的作物产量及氮磷钾吸收量均较低。水稻产量及氮磷钾吸收量均随氮肥限投年限而下降，并可分别用多项式方程（y=a-bx+cx~(2)，P<0.05）。与水稻表现不同，磷肥限投影响小麦产量形成，而钾肥限投处理不影响小麦产量；磷肥、钾肥限投均降低了小麦磷钾吸收量，磷肥限投的磷、钾吸收量分别减少27%和23%，钾肥限投分别减少17%和38%。小麦产量和养分吸收量随磷钾肥限投年限增加未表现出规律性变化。[结论]氮肥投入在作物施肥管理中不可或缺；在一定年限内，土壤养分供应可以缓冲磷钾限投对作物生产的不利影响，但具体限投养分应针对不同作物区别对待。

[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。

采用核糖体RNA基因高通量测序技术,研究在宜城稻麦轮作田施用4种不同秸秆腐熟剂处理(T1:棘孢木霉/枯草芽胞杆菌粉剂;T2:黑曲霉/枯草芽胞杆菌粉剂;T3:黑根霉/枯草芽胞杆菌粉剂;T4:棘孢木霉/枯草芽胞杆菌粉剂)对土壤微生态的影响。结果显示:各处理对土壤真菌种群影响较大,相对于阴性对照(Tn),科和属的数量均明显增加,以T2处理增幅最大(133.0%);与阳性对照(Tp)比较,除T4处理外,各处理科或属的数量也有所增加(15.6%～45.8%);然而,细菌种群并未见较大变化。Chao1指数比较显示,真菌指数大幅增加(74.5%～191.8%),而细菌的指数变化较小(-4.0%～15.1%)。统计分析显示,各处理有24～55个属的真菌显著性上调(P<0.05和倍数变化≥2),其中超过六成相对于Tp和Tn均上调,而仅有2～11个属的细菌显著上调;有4～11个属的真菌显著性下调,其中14.3%～25.0%相对于2个对照均下调,有4～7个属的细菌相对于Tp显著下调,但没有属相对于Tn下调。通过UPGMA聚类分析不同处理土壤微生物Beta多样性之间的相似度,土壤真菌Beta多样性结果显示,T1、T2、T3和阳性对照均在一个分组里,而T4和阴性对照在一个分组里;土壤细菌Beta多样性结果显示,T2、T3、T4和阳性对照均在一个分组里,而T1和阴性对照在一个分组里。

【目的】研究冬小麦-夏玉米轮作区土壤养分的时间和空间变化规律以及多年轮作对土壤养分的影响。【方法】以国家精准农业示范研究基地为例,利用GIS技术和地统计学方法,结合《北京土壤养分分等定级标准》,分析冬小麦-夏玉米轮作区土壤养分时空变异特征。【结果】从2000—2007年,研究区严重缺乏磷、钾养分,且含量等级呈下降趋势;土壤全氮含量虽在部分区域偏高,但盈亏等级也呈下降趋势;有机质含量略微增加,处于平衡状态。不同年度的各土壤养分的变异系数范围为11.00%—51.71%,属于中等程度的变异。随着时间的推移,有效磷、有机质、全氮和碱解氮空间分布稳定。速效钾在2001年空间分布规律与2000年和200...

长江中下游地区是我国稻麦主产区,辨析该区农业生产过程的环境效应,可为实现农业绿色发展提供理论指导。以稻麦轮作典型生产区江苏南京为例,应用生命周期评价方法对该系统生命周期的资源消耗和污染物排放清单进行分析和评价。结果表明:在该稻-麦轮作体系中,水稻生命周期的环境影响主要是富营养化、水体毒性、环境酸化和土壤毒性,环境影响指数分别为2.32、0.76、0.33和0.27;而小麦生命周期的环境影响主要为富营养化、水体毒性、土壤毒性和环境酸化,环境影响指数分别为2.50、2.09、0.32和0.23。肥料、农药、柴油的生产和使用是引起能源消耗和气候变暖的主要因素;农户超量施用氮肥是造成潜在环境酸化和富营养化的关键;农药的使用是造成水体毒素和土壤毒素的最主要原因;而氮肥和农药投入对人类毒性均有较大影响。因此,在工业领域加快新型能源开发,实施清洁生产;在农业领域优化田间管理措施(如减少氮肥施用、研发多功能一体化农机及推广低毒高效农药)能有效控制长江中下游地区稻麦生产负面环境影响,提高该区农业可持续发展能力。

根据土壤水分平衡原理建立了适宜于长江下游地区小麦生长期０～４０ｃｍ分层土壤水分模型。经相关分析，模拟值与实测值显著相关

【目的】明确长江中下游稻区不同水旱轮作模式与氮肥水平对稻田CH_4排放的影响。【方法】以2003年至今的4种水(水稻)旱轮作长期定位试验为基础(分别为水稻-休闲(RF),水稻-紫云英(RC-G),水稻-小麦(RW)和水稻-稻草覆盖种植马铃薯(RP)),并设置3个氮肥水平,分别为N_0(0)、N_1(142.5 kg N·hm~(-2))和N_2(202.5 kg N·hm~(-2))。于2016—2017利用静态箱-气象色谱法,在田间采集并测定水稻生长季CH_4排放。【结果】(1)轮作模式与氮肥互作对稻田CH_4排放的影响主要集中在移栽后7—30 d内,其CH_4累积排放量约为整个生育期的51.9%—72.3%。(2)轮作模式与氮肥水平对稻田CH_4排放存在显著的互作效应;N_0水平下,冬季作物栽培(包括RP、RW和RC-G)显著提高稻季CH_4累积排放量,与RF相比分别增加74.1%—145.1%、68.5%—109.9%和56.4%—108.6%。(3)增施氮肥(N_1和N_2)后,CH_4排放对轮作模式的响应出现分化。其中,RF、RP和RW模式下稻季CH_4排放量随氮肥施用量的增加而逐渐增加;N_2水平下,RP、RW和RF的CH_4累积排放量分别为51.2—55.8、45.3-51.5和25.0—30.5 g·m~(-2),分别比N_0水平提高23.0%—38.4%、26.7%—33.7%和35.3%—43.5%;而与N_1相比,则提高9.9%—19.7%、20.8%—23.1%和17.4%—18.8%。而RC-G模式下则表现为增施氮肥一定程度上降低了稻季CH_4排放;与N_0相比,N_1和N_2下稻季CH_4累积排放量分别降低20.7%—42.4%和10.6%—16.6%。(4)进一步解析与土壤CH_4排放相关微生物菌群产甲烷菌(mcrA)和甲烷氧化菌(pmoA)丰度变化,发现N_0水平下秸秆及绿肥全量还田能够显著增加产甲烷菌和甲烷氧化菌丰度;相关微生物对氮肥的响应机制因轮作模式而有所差异,增施氮肥促进产甲烷菌的增殖,却抑制了甲烷氧化菌的生长,但其变化幅度因轮作处理而有所不同。随着氮肥增施,RP、RW和RF的mcrA丰度增加191.4%、160.6%和143.3%,而RC-G则仅有62.6%。(5)另外,随着氮肥施用量的增加,RF、RP和RW模式下mcrA/pmoA比值增加,其增加比例分别为71.4%—141.1%、197.1%—258.2%和84.6%—165.5%,而RC-G则相反,下降26.8%—42.3%。其变化规律与CH_4排放基本一致。【结论】稻田系统中秸秆还田C/N的相对含量可能是干扰氮肥水平对稻田CH_4排放作用的关键,当系统中碳冗余时,相关微生物活性受到土壤中有效氮制约,投入无机氮可以减轻氮的限制作用从而显著提高CH_4排放;而碳不足时,继续投入无机氮,相关微生物繁殖由于受到土壤中有限碳源的限制其活性也会受到抑制,CH_4排放相对减少。

本试验采用连续两个轮作周期的稻麦轮作定位试验,研究了氮肥减施对作物氮素吸收、利用和土壤氮素平衡的影响。结果表明,在传统推荐施肥(小麦N 195 kg/hm2,水稻210 kg/hm2,均按底肥40%、分蘖肥30%、拔节肥30%分3次施用)的基础上,氮量减施20%,并配合综合调控技术措施,产量并没有降低,而且氮肥表观利用率、农学利用率、氮肥偏生产力和贡献率均得到提高。氮素在作物体内累积随着施量的提高而提高,土壤无机氮残留量和氮素表观损失也有相同的规律。生产相同数量的籽粒产量的需氮量小麦高于水稻,而氮素表观损失,则水稻高于小麦。

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...

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。

［目的］本文旨在研究不同有机肥替代部分化肥对稻麦轮作系统产量及其构成因素、土壤微生物区系的影响，为找到合适的施肥措施来提高作物产量，培育高产土壤微生物区系提供理论依据。［方法］以江苏省金坛市的长期肥料试验点为研究对象，设置６个施肥处理：不施肥（ＣＫ），常规氮、磷、钾化肥（ＮＰＫ），３ ０００ Ｋｇ·ｈｍ～（－２）猪粪有机肥替代３０％常规化肥施用量（ＮＰＫｍ１），６ ０００ Ｋｇ·ｈｍ～（－２）猪粪有机肥替代５０％常规化肥施用量（ＮＰＫｍ２），１ ８００ Ｋｇ·ｈｍ～（－２）猪粪有机无机复合肥替代５０％常规化肥施用量（ＮＰＫｍＯＩ１），３ ６００ Ｋｇ·ｈｍ～（－２）猪粪有机无机复合肥替代７０％．．．

【目的】为摸清氮肥与作物产量之间的关系,明确冬小麦/夏玉米轮作体系氮肥投入阈值范围,从污染源头控制氮肥的迁移、流失,提高氮肥吸收利用效率和减少环境污染提供理论依据。【方法】采用大田小区试验,设置不施肥对照、优化减氮25%、优化施肥、优化增氮125%、优化增氮150%、优化增氮200%等6个处理,研究黄壤坡耕地土壤中硝态氮、铵态氮及可溶性氮累积、迁移规律及作物产量的影响。【结果】施氮均能提高土壤硝态氮、铵态氮和可溶性氮的含量及其累积量;各处理硝态氮、铵态氮的垂直迁移趋势不同,且土壤硝态氮、铵态氮主要集中在0～40 cm土层,分别占总硝态氮含量的37.3%～55.1%、29.3%～45.1%,2种作物可溶性氮的垂直迁移趋势基本一致;与优化施肥相比,优化增氮处理对硝态氮、铵态氮向土壤深层迁移趋势影响作用明显,但对土壤可溶性氮向土壤深层迁移趋势影响不明显;施肥各处理的硝态氮、铵态氮和可溶性氮含量及小麦和玉米产量较不施肥处理均有显著增加。【结论】合理施用氮肥可降低土壤硝态氮、铵态氮和可溶性氮及提高作物产量。优化减氮(OPT-N)措施较其他施肥处理的经济效益和环境效益有显著提高,是值得推荐的施氮措施。

为了探索华北地区适宜的耕作培肥方式,通过在河南省获嘉县小麦-玉米轮作区高产农田4年的定位试验,比较研究了深耕(DT)与浅耕(ST)2种耕作方式和增施有机粪肥(OF)、秸秆还田(SF)、有机粪肥+秸秆还田(OSF)与对照(CK)4种培肥方式对土壤养分和小麦产量的影响。结果表明,对于不同耕作方式,耕层土壤的全氮、有机质含量均为ST>DT,而全磷含量变化不定;对于不同的培肥方式,土壤全氮、有机质含量均为:OSF>OF>SF>CK,但土壤全磷含量变化则有所不同,深耕条件下为:OSF>OF>SF>CK,浅耕条件下则为:OF>OSF>SF>CK。耕作方式对土壤全氮含量影响极显著,对有机质含量影响显著;培肥...