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基于Meta分析评价东北黑土地保护性耕作与深耕的区域适宜性:以作物产量为例

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土壤学报 2022年第4期59卷 935-952页

作者：蒋发辉钱泳其郭自春高磊张中彬曹振国佳欣刘峰彭新华中国科学院南京土壤研究所南京210008 江西农业大学国土资源与环境学院南昌330045 中国科学院大学北京100049 中国科学院南京地理与湖泊研究所南京210008

为防治黑土退化、保护好利用好黑土地,本研究基于东北黑土区已发表61篇文献543组研究数据,利用Meta分析和随机森林模型等方法,分析黑土地保护性耕作与深耕对作物产量的影响及其驱动因素,耦合东北黑土地区气候、地形和土壤等信息,评价保... 详细信息

为防治黑土退化、保护好利用好黑土地,本研究基于东北黑土区已发表61篇文献543组研究数据,利用Meta分析和随机森林模型等方法,分析黑土地保护性耕作与深耕对作物产量的影响及其驱动因素,耦合东北黑土地区气候、地形和土壤等信息,评价保护性耕作与深耕的适宜性。结果表明:与传统耕作相比,东北黑土地区整体而言保护性耕作增产不明显(1.21%),而深耕增产显著(12.3%),区域分析表明前者仅在辽河平原显著增产14.6%,而后者在三江、松嫩和辽河平原均增产10%以上。因素分析表明黑土区保护性耕作产量效应主要受多年平均气温(20%)、积温(19%)和干燥指数(16%)的影响,深耕产量效果则受坡度影响最大(14%),平坦区域适宜深耕,陡坡耕地适宜保护性耕作。综合上述因子评价区域适宜性程度,东北地区的西南部,包括辽宁省西部、吉林省西部以及内蒙古自治区东部(赤峰市、通辽)等严重风蚀区域实行保护性耕作效果更佳;典型黑土带以及三江平原等湿润、冷凉、低洼区域深耕的效果较好。本研究成果可为保护性耕作与深耕技术在东北黑土区的推广应用提供参考。

关键词：东北黑土保护性耕作深耕 Meta分析随机森林模型作物产量

黄土高原北部地区榆林市旱涝急转特征及其对作物产量的影响

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灾害学 2022年第4期37卷 173-177,192页

作者：宋惠敏张雪艳马欣中国农业科学院农业环境与可持续发展研究所北京100081 中国科学院地理科学与资源研究所陆地表层格局与模拟院重点实验室北京100101

黄土高原北部的榆林地区是我国北方典型的农业生态环境脆弱区。基于榆林市1981—2018年作物生育期(5—8月)的逐日降水资料,采用长周期旱涝急转指数(LDFAI)对旱涝急转进行趋势分析,采用M-K进行突变检验验证,比较不同类型旱涝急转事件下... 详细信息

黄土高原北部的榆林地区是我国北方典型的农业生态环境脆弱区。基于榆林市1981—2018年作物生育期(5—8月)的逐日降水资料,采用长周期旱涝急转指数(LDFAI)对旱涝急转进行趋势分析,采用M-K进行突变检验验证,比较不同类型旱涝急转事件下作物产量的变化特征。结果表明:①在时间尺度上,1981—2018年间榆林市作物生育期旱涝急转事件的发生频率为34.37%,旱涝急转强度从1990年代逐年代降低。②在空间尺度上,榆林市1981—2018年多年平均旱涝急转指数及强度在空间上分布一致,均呈现为“东高西低”的特征,多年平均高值区分布在东部地区,多年平均低值区分布在西部山区。③涝转旱事件对作物产量影响显著,发生涝转旱事件,粮食单产、大豆单产、薯类单产分别显著减少17.85%(P作物灌溉管理、作物品种优化和丰富农业气象灾害保险体系。

关键词：旱涝急转作物产量长周期旱涝急转指数降水榆林市

长期秸秆还田对潮土土壤团聚体碳氮和作物产量的影响

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中国土壤与肥料 2023年第4期 25-33页

作者：刘学彤曹彩云郑春莲党红凯马俊永李科江河北省农林科学院旱作农业研究所河北衡水053000 河北省农作物抗旱研究重点实验室河北衡水053000

为探究潮土区长期秸秆还田对土壤团聚体碳、氮含量和作物产量的影响,以河北省低平原潮土区小麦-玉米轮作系统为研究对象,利用38年化肥与秸秆配施长期定位试验,研究了不施肥(CK)和等量氮、磷肥用量下0 kg/hm^(2)(S0)、2250 kg/hm^(2)(S22... 详细信息

为探究潮土区长期秸秆还田对土壤团聚体碳、氮含量和作物产量的影响,以河北省低平原潮土区小麦-玉米轮作系统为研究对象,利用38年化肥与秸秆配施长期定位试验,研究了不施肥(CK)和等量氮、磷肥用量下0 kg/hm^(2)(S0)、2250 kg/hm^(2)(S2250)、4500 kg/hm^(2)(S4500)和9000 kg/hm^(2)(S9000)秸秆还田量下,土壤团聚体碳、氮含量和作物产量。结果表明:与不施肥CK相比,长期施肥与秸秆还田可以增加各粒径团聚体中有机碳和全氮含量,其中,秸秆还田对提高0~10 cm表层土壤水稳性团聚体有机碳含量效果较好,且随秸秆还田量的增加,水稳性团聚体有机碳提升效果越明显。长期秸秆还田对各粒径团聚体中碳氮比无较大影响。>0.25 mm团聚体中有机碳和全氮富集系数较高,且0~10 cm土层,S2250、S4500和S9000处理均表现为随着团聚体粒径减小团聚体中有机碳富集系数逐渐降低。长期秸秆还田可以提高作物产量,且高秸秆还田量对小麦产量的提高效果更明显。>0.25 mm团聚体中有机碳含量与小麦产量之间的关系最密切,当该粒径团聚体中有机碳含量增加1 g/kg时,小麦产量可以增加329.62 kg/hm^(2);而0.25~0.053和产量相关性较差。综上,秸秆还田可以增加土壤团聚体中有机碳含量,提升土壤肥力,促进作物增产。

关键词：秸秆还田潮土水稳性团聚体有机碳全氮作物产量

棉花与花生和大豆宽幅间作对作物产量形成的影响

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河北农业大学学报 2023年第3期46卷 1-7页

作者：何宁迟宝杰李存东张冬梅董合忠河北农业大学华北作物改良与调控国家重点实验室/河北省作物生长调控重点实验室/农学院河北保定071001 山东省农业科学院经济作物研究所山东济南250100 山东农业工程学院山东济南250100

棉花与花生、大豆等油料作物间作是提高土地生产力、缓解棉油作物争地矛盾的有效途径,但迄今尚不清楚两种间作模式下作物产量形成及其机制的异同。本试验以棉花、花生或大豆单作为对照,研究了棉花与大豆、棉花与花生宽幅间作对作物生产... 详细信息

棉花与花生、大豆等油料作物间作是提高土地生产力、缓解棉油作物争地矛盾的有效途径,但迄今尚不清楚两种间作模式下作物产量形成及其机制的异同。本试验以棉花、花生或大豆单作为对照,研究了棉花与大豆、棉花与花生宽幅间作对作物生产力、产量构成等方面的影响。结果表明:宽幅间作条件下棉花||花生和棉花||大豆的土地当量比均大于1,可见两种间作模式均有增产效果。棉花||花生宽幅间作,棉花结铃数、铃重、生物产量和收获指数较单作均有提高,籽棉产量相应增加,但花生的荚果密度、百果重和生物产量降低,花生减产;在棉花||大豆宽幅间作中,棉花铃数、生物产量降低导致棉花减产,大豆单株粒数和收获指数较单作有所提高,表现增产。说明两种间作模式的增产机制不同。研究结果为棉花与油料作物间作提供了重要参考。

关键词：宽幅间作作物产量棉花||大豆棉花||花生

有机(类)肥料对作物产量、土壤养分及土壤微生物多样性的影响

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江苏农业学报 2023年第8期39卷 1772-1783页

作者：李其胜杨凯蒋伟勤贾艳艳殷小冬李青董青君杨文飞杜小凤顾大路江苏徐淮地区淮阴农业科学研究所江苏淮安223001 淮安市淮安区农业技术推广中心江苏淮安223232

过量的化肥施用导致土壤退化,降低耕地生产力的可持续性。合理地培肥土壤是作物稳产、增产的关键,为实现农业绿色可持续发展,施用有机(类)肥料成为必然的趋势。本文综述了有机(类)肥料种类、制造工艺、产品标准以及施用有机(类)肥料对... 详细信息

过量的化肥施用导致土壤退化,降低耕地生产力的可持续性。合理地培肥土壤是作物稳产、增产的关键,为实现农业绿色可持续发展,施用有机(类)肥料成为必然的趋势。本文综述了有机(类)肥料种类、制造工艺、产品标准以及施用有机(类)肥料对作物产量、作物养分利用率、土壤物理结构和养分含量的影响,探讨了施用有机(类)肥料条件下农田土壤酶活性和微生物多样性的变化。分析了当前有机(类)肥料研究和推广应用中存在的问题,对有机(类)肥料在未来农业中的研究方向和应用进行了展望,为实现绿色可持续性生产提供有益参考。

关键词：有机(类)肥料作物产量土壤养分土壤酶微生物多样性

秸秆还田方式对潮土剖面土壤氮组分及作物产量的影响

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江苏农业科学 2022年第11期50卷 219-226页

作者：李晓宇张丛志赵占辉张佳宝徐占军山西农业大学资源环境学院山西太谷030801 封丘农田生态系统国家试验站/土壤与农业可持续发展国家重点实验室/中国科学院南京土壤研究所江苏南京210008 河南城建学院测绘与城市空间信息学院河南平顶山467000

为探究长期不同秸秆还田方式对黄淮海平原潮土区土壤氮素组分及作物产量的影响,以中国科学院封丘农业生态试验站长期试验地为研究对象,选取其中秸秆移除、秸秆覆盖、秸秆深还3个处理,于试验开展第10年(2020年)秋玉米收获后,统计分析近5... 详细信息

为探究长期不同秸秆还田方式对黄淮海平原潮土区土壤氮素组分及作物产量的影响,以中国科学院封丘农业生态试验站长期试验地为研究对象,选取其中秸秆移除、秸秆覆盖、秸秆深还3个处理,于试验开展第10年(2020年)秋玉米收获后,统计分析近5年产量数据,并采集各处理0~10、10~20、20~30、30~40 cm的土壤样品,测定土壤全氮及氮组分。结果表明:(1)秸秆覆盖还田和秸秆深还处理显著提高作物产量(小麦增产4.76%、5.36%;玉米增产6.33%、5.84%)。(2)秸秆覆盖还田显著提高0~10 cm NH^(+)_(4)-N含量,0~20 cm TN、NO^(-)_(3)-N、AN含量,0~40 cm PON和MON含量;秸秆深还处理显著提高0~40 cm TN、MON、NO^(-)_(3)-N、AN含量,10~40 cm PON、NH^(+)_(4)-N含量。(3)秸秆覆盖还田显著提高0~40 cm MON/TN,10~20 cm NO^(-)_(3)-N/TN,10~40 cm PON/TN,30~40 cm NO^(-)_(3)-N/TN、NH^(+)_(4)-N/TN比值,对AN/TN无显著影响;秸秆深还处理显著提高了10~40 cm PON/TN、MON/TN,10~20 cm NH^(+)_(4)-N/TN,10~30 cm AN/TN,0~10、20~40 cm NO^(-)_(3)-N/TN比值。综上所述,秸秆深还提升了土壤氮素含量,提高了作物产量,可为黄淮海潮土区秸秆还田技术提供依据。

关键词：秸秆深还土壤氮组分作物产量土壤深度

水肥优化配施腐解剂对小麦-玉米轮作体系土壤养分含量和作物产量的影响

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山东农业科学 2023年第11期55卷 128-137页

作者：刘蕊曹议丹钱麟君邹晓霞青岛农业大学农学院/山东省旱作农业技术重点实验室山东青岛266109

本试验以小麦‘烟农24’、玉米‘郑丹958’为材料,全量秸秆还田条件下,以农民常规水肥管理(漫灌+常规施肥)为对照(CK),设置常规水肥管理+腐解剂(CKD)、优化水肥管理Ⅰ(滴灌+缓控释肥,SS)、优化水肥管理Ⅰ+腐解剂(SSD)、优化水肥管理Ⅱ(... 详细信息

本试验以小麦‘烟农24’、玉米‘郑丹958’为材料,全量秸秆还田条件下,以农民常规水肥管理(漫灌+常规施肥)为对照(CK),设置常规水肥管理+腐解剂(CKD)、优化水肥管理Ⅰ(滴灌+缓控释肥,SS)、优化水肥管理Ⅰ+腐解剂(SSD)、优化水肥管理Ⅱ(水肥一体,SF)、优化水肥管理Ⅱ+腐解剂(SFD)5个处理,探究水肥优化配施腐解剂对小麦-玉米轮作体系土壤养分和作物产量的影响。结果表明,在玉米季,各处理土壤速效养分含量呈不规律的波动变化趋势,大喇叭口期追肥可有效缓解土壤养分下降,维持土壤肥力。小麦季,随生育期的推进,氮磷钾速效养分含量呈逐渐降低趋势。成熟期,水肥优化配施腐解剂(SSD和SFD)处理显著提高玉米季0~20 cm土层碱解氮和有效磷含量,较SS和SF分别提升27.9%、35.9%和12.5%、19.5%。CKD处理玉米产量最高,为10.0 t/hm^(2),其次为SFD、SF处理,较CK分别显著增产16.3%、11.6%、9.3%;SFD处理小麦产量最高,为8.6 t/hm^(2),其次为SS、SF处理,较CK分别显著增产19.4%、18.1%、15.3%。相关性分析表明,玉米产量与苗期0~20 cm土层和成熟期20~40 cm土层碱解氮及有效磷含量呈显著负相关,与大喇叭口期20~40 cm和灌浆期0~20 cm土层速效钾含呈显著正相关;而小麦产量主要与返青期土壤速效养分相关。综上,相同水肥管理下,配施腐解剂有助于维持土壤速效养分含量,对小麦、玉米产量有积极影响。玉米季以滴灌+缓控释肥和水肥一体配施腐解剂、小麦季以滴灌+缓控释肥配施腐解剂土壤速效养分含量较高,常规水肥管理配施腐解剂的玉米产量和水肥一体管理配施腐解剂的小麦产量较高。

关键词：水肥优化管理秸秆腐解剂土壤养分作物产量

长期施肥对旱塬麦田土壤大团聚体有机碳组分及冬小麦产量的影响

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环境科学 2024年第7期45卷 4187-4195页

作者：宋红梅高玉员明鑫栗丽石馨晔李廷亮山西农业大学资源环境学院山西师范大学地理科学学院黄土高原特色作物优质高效生产省部共建协同创新中心

大团聚体是土壤有机碳固存的主要场所，对土壤肥力提升具有重要意义.为揭示长期不同施肥措施下大团聚体有机碳的固持机制及产量效应，依托8 a定位试验，设不施肥（CK）、农户施肥（NP）、测控施肥（NPK）、测控+有机肥配施（NPKM）以及... 详细信息

大团聚体是土壤有机碳固存的主要场所，对土壤肥力提升具有重要意义.为揭示长期不同施肥措施下大团聚体有机碳的固持机制及产量效应，依托8 a定位试验，设不施肥（CK）、农户施肥（NP）、测控施肥（NPK）、测控+有机肥配施（NPKM）以及测控+生物有机肥配施（NPKB）这5个处理，采用“团聚体-密度”联合分组法，分析了黄土旱塬麦田土壤大团聚体中粗颗粒有机碳（cPOC）、细颗粒有机碳（fPOC）、微团聚体颗粒有机碳（iPOC）、游离态粉+黏颗粒有机碳（s+c＿f）和微团聚体粉+黏颗粒有机碳（s+c＿m）的变化特征及其与土壤碳投入和产量形成之间的关系.结果表明，长期有机无机配施（NPKM和NPKB）较单施化肥（NP和NPK）显著提高了大团聚体中有机碳（SOC）含量，提升幅度高于对应处理土壤SOC提升幅度.长期施肥有提高大团聚中cPOC、fPOC和iPOC含量，降低s+c＿f和s+c＿m含量趋势，且长期有机无机配施显著提高了大团聚中cPOC、fPOC和iPOC储量占比，显著降低了s+c＿f储量占比，而长期单施化肥仅显著提升了大团聚中cPOC储量占比.相关分析表明，小麦籽粒产量与有机碳组分（cPOC和iPOC）含量、土壤总有机碳含量、>0.25 mm大团聚体有机碳含量以及土壤有机碳投入量存在极显著正相关性，相关系数为0.645～0.883.综合来看，黄土旱塬麦区长期施肥尤其是有机无机配施，通过增加土壤碳投入量促进了游离态粉+黏颗粒有机碳（s+c＿f）向其它形态有机碳的转化，进而整体提升大团聚体有机碳含量，为作物增产创造了良好土壤环境.

关键词：黄土旱塬麦田土壤长期施肥有机碳组分作物产量

不同作物+小龙虾种养模式作物产量及氮、磷平衡分析

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河南农业科学 2023年第1期52卷 24-33页

作者：汤伟陈灿黄璜周天送王忍湖南农业大学农学院湖南长沙410128 湖南省稻田生态种养工程技术研究中心湖南长沙410128

设置稻虾连作(RC)、水稻单作(R)、莲虾共作(LC)、子莲单作(L)、茭虾共作(ZC)、茭白单作(Z)6个处理,研究不同作物+小龙虾种养模式作物的产量、氮和磷吸收量及氮、磷平衡状况,为合理调控生态种养养分循环和平衡、促进农田系统的可持续发... 详细信息

设置稻虾连作(RC)、水稻单作(R)、莲虾共作(LC)、子莲单作(L)、茭虾共作(ZC)、茭白单作(Z)6个处理,研究不同作物+小龙虾种养模式作物的产量、氮和磷吸收量及氮、磷平衡状况,为合理调控生态种养养分循环和平衡、促进农田系统的可持续发展提供一定的理论依据。结果表明,除RC处理产量因不施肥较R处理显著减少外,LC、ZC处理产量与相应作物的单作处理均无显著差异。关于作物的氮、磷吸收,RC处理水稻籽粒的磷吸收量较R处理显著减少17.02%,ZC处理净茭和茭白秸秆的氮吸收量较Z处理分别显著增加31.47%和21.16%,其余同一作物的2个处理间作物的氮、磷吸收量均无显著差异。与相应作物单作处理相比,不同作物+小龙虾处理不仅提高了氮、磷的输入量和输出量,还增加了农田生态系统的氮和磷盈余量。因此,为提高农田氮、磷利用率,减少氮、磷环境污染风险,需适当减少农田化肥和饲料的投入,以保证生态农业的可持续发展。

关键词：水稻子莲茭白小龙虾氮、磷平衡作物产量