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秸秆覆盖量和施氮量对陇中春小麦的产量效应模拟

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湖南农业大学学报（自然科学版） 2024年第2期50卷 18-23页

作者：董莉霞李广燕振刚刘强甘肃农业大学信息科学技术学院甘肃兰州730070 甘肃农业大学林学院甘肃兰州730070

为量化分析秸秆覆盖量和施氮量对旱地春小麦的产量效应和协同作用,在APSIM模型中,设置秸秆覆盖量和施氮量2因素5个变化梯度,组合交叉设计25个处理,利用模型模拟25个处理的春小麦产量;于2016—2018年在甘肃省定西市安定区开展小麦大田试... 详细信息

为量化分析秸秆覆盖量和施氮量对旱地春小麦的产量效应和协同作用,在APSIM模型中,设置秸秆覆盖量和施氮量2因素5个变化梯度,组合交叉设计25个处理,利用模型模拟25个处理的春小麦产量;于2016—2018年在甘肃省定西市安定区开展小麦大田试验,得到早播(ESW)、正常播(NSW)、晚播(LSW)春小麦产量的实测值,利用APSIM模型模拟2016—2018年春小麦的产量,将模拟值与实测值进行对比,对模型的适用性和模拟精度进行分析;对春小麦产量与秸秆覆盖量、施氮量的耦合关系进行二次多项回归和通径分析,利用Matlab计算春小麦的最大产量及对应的秸秆覆盖量和施氮量。结果表明:不同处理下产量的模拟值与实测值均位于15%置信带内,模型模拟精度较高,归一化均方根误差值为4.64%~12.22%,表明该模型在研究区具有良好的适用性;秸秆覆盖量和施氮量的增长对春小麦的产量效应为正效应,相应关系表现为开口向下的二次抛物线变化关系;ESW、NSW和LSW模拟情景下,春小麦最大产量分别为3548.64、3149.59、2507.58 kg/hm^(2);ESW模式下,最佳秸秆覆盖量和施氮量分别为7062.04、194.91 kg/hm^(2);NSW模式下,最佳秸秆覆盖量和施氮量分别为8211.31、218.81 kg/hm^(2);LSW模式下,最佳秸秆覆盖量和施氮量分别为6215.15、162.01 kg/hm^(2)。

关键词：春小麦 APSIM模型秸秆覆盖量施氮量产量

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长期免耕和秸秆覆盖量对黑土碳氮含量及碳氮循环相关酶活性的影响

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应用生态学报 2024年第3期35卷 695-704页

作者：于洋张常仁杨雅丽徐欣吕付泽郑甜甜解宏图鲍雪莲中国科学院沈阳应用生态研究所沈阳110016 中国科学院大学辽宁大连116029 辽宁师范大学地理科学学院北京100049 辽宁省现代保护性耕作与生态农业重点实验室沈阳110016

为探究免耕条件下不同秸秆覆盖量对黑土碳氮含量及酶活性的影响,寻找既能满足土壤碳氮积累需求,又能使经济效益最大化的秸秆覆盖量,本研究依托始建于2007年的东北黑土区保护性耕作长期定位试验平台,于2020年5月春播前对传统耕作(对照,CT... 详细信息

为探究免耕条件下不同秸秆覆盖量对黑土碳氮含量及酶活性的影响,寻找既能满足土壤碳氮积累需求,又能使经济效益最大化的秸秆覆盖量,本研究依托始建于2007年的东北黑土区保护性耕作长期定位试验平台,于2020年5月春播前对传统耕作(对照,CT)、免耕+无秸秆覆盖(NT0)、免耕+33%秸秆覆盖(NT_(33))、免耕+67%秸秆覆盖(NT_(67))和免耕+100%秸秆覆盖(NT_(100))处理下土壤碳氮含量、土壤酶活性及经济效益进行分析。结果表明:1)与CT相比,NT0的土壤有机碳(SOC)和总氮(TN)含量没有显著变化,但提高了土壤有机质抗分解性,降低了可溶性有机氮(DON)和铵态氮等可利用养分含量。与NT0相比,免耕秸秆覆盖显著增加了0~10 cm土层SOC含量,且随着覆盖量的增加而增加,此外NT_(67)和NT_(100)还显著提高了SOC储量,有机质积累效果好。不同秸秆覆盖量对0~10 cm土层土壤氮的影响不同,NT_(33)显著提高了DON含量及其占TN的比例;NT_(67)显著提高了DON含量;NT_(100)显著提高了TN含量。2)与CT相比,NT0显著降低了0~10 cm土层过氧化物酶(POD)活性。与NT0相比,NT_(33)显著提高了0~10 cm土层β-葡萄糖苷酶(βG)、纤维二糖酶(CB)、β-N-乙酰氨基葡萄糖苷酶(NAG)、多酚氧化酶(PPO)和POD活性,NT_(67)仅提高了CB、NAG和POD活性,但二者均缓解了微生物养分氮限制;NT_(100)则显著提高了10~20 cm土层PPO活性。3)NT_(33)的秸秆碳转化效率显著高于NT_(100),其经济收益也最高。综上,免耕33%秸秆覆盖处理既能促进养分循环,提高秸秆利用效率,提升黑土质量,又能最大限度保证农民收入,是本试验条件下的最佳组合。

关键词：保护性耕作秸秆覆盖量土壤碳氮土壤酶

长期免耕不同秸秆覆盖量对黑土碳氮含量及碳氮循环相关酶活性的影响

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应用生态学报 2024年

作者：于洋张常仁杨雅丽徐欣吕付泽郑甜甜解宏图鲍雪莲辽宁师范大学地理科学学院中国科学院沈阳应用生态研究所辽宁省现代保护性耕作与生态农业重点实验室中国科学院大学

为了探究免耕条件下不同秸秆覆盖量对黑土碳氮含量及酶活性的影响，寻找既能满足土壤碳氮积累需求，又能使经济效益最大化的秸秆覆盖量，本研究依托始建于2007年的东北黑土区保护性耕作长期定位试验平台，于2020年5月春播前对传统耕作... 详细信息

为了探究免耕条件下不同秸秆覆盖量对黑土碳氮含量及酶活性的影响，寻找既能满足土壤碳氮积累需求，又能使经济效益最大化的秸秆覆盖量，本研究依托始建于2007年的东北黑土区保护性耕作长期定位试验平台，于2020年5月春播前对传统耕作（对照，CT）、免耕+无秸秆覆盖（NT-0）、免耕+33%秸秆覆盖（NT-33）、免耕+67%秸秆覆盖（NT-67）和免耕+100%秸秆覆盖（NT-100）处理下土壤碳氮含量、土壤酶活性及经济效益进行分析。结果表明：1）与CT相比，NT-0的土壤有机碳（SOC）和总氮（TN）含量没有显著变化，但提高了土壤有机质抗分解性，降低了可溶性有机氮（DON）和铵态氮等可利用养分含量。与NT-0相比，免耕秸秆覆盖显著增加了0～10 cm土层SOC含量，且随着覆盖量的增加而增加，此外NT-67和NT-100还显著提高了SOC储量，有机质积累效果好。不同秸秆覆盖量对0～10 cm土层土壤氮的影响不同，NT-33显著提高了DON含量及其占TN的比例；NT-67显著提高了DON含量；NT-100显著提高了TN含量。2）与CT相比，NT-0显著降低了0～10 cm土层过氧化物酶（POD）活性。与NT-0相比，NT-33显著提高了0～10 cm土层β-葡萄糖苷酶（βG）、纤维二糖酶（CB）、β-N-乙酰氨基葡萄糖苷酶（NAG）、多酚氧化酶（PPO）和POD活性，NT-67仅提高了CB、NAG和POD活性，但二者均缓解了微生物养分氮限制；NT-100则显著提高了10～20 cm土层PPO活性。3）NT-33的秸秆碳转化效率显著高于NT-100，其经济收益也最高。综上，免耕33%秸秆覆盖处理既能促进养分循环，提高秸秆利用效率，提升黑土质量，又能最大限度保证农民收入，是本试验条件下的最佳组合。

关键词：保护性耕作秸秆覆盖量土壤碳氮土壤酶

免耕不同秸秆覆盖量对土壤酶活性及土壤有机碳含量的影响

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土壤与作物 2024年第2期13卷 140-153页

作者：吕付泽杨雅丽鲍雪莲郑甜甜霍海南解宏图何红波张旭东中国科学院沈阳应用生态研究所辽宁沈阳110016 中国科学院大学北京100049 辽宁省现代保护性耕作与生态农业重点实验室辽宁沈阳110016

免耕秸秆覆盖的耕作模式能够影响土壤微生物生物量和活性,增加土壤有机质含量,是提高土壤综合生态效益的保护性耕作核心措施之一。为探究免耕结合不同秸秆覆盖量下土壤酶活性变化及调控机制,本研究依托中国科学院沈阳应用生态研究所保... 详细信息

免耕秸秆覆盖的耕作模式能够影响土壤微生物生物量和活性,增加土壤有机质含量,是提高土壤综合生态效益的保护性耕作核心措施之一。为探究免耕结合不同秸秆覆盖量下土壤酶活性变化及调控机制,本研究依托中国科学院沈阳应用生态研究所保护性耕作研发基地进行田间试验,以传统耕作(翻耕+无秸秆覆盖,CT)为对照,研究免耕结合无(免耕+无秸秆覆盖,NT0)、低量(免耕+1/3秸秆覆盖,NT1/3)、中量(免耕+2/3秸秆覆盖,NT2/3)、高量(免耕+全量秸秆覆盖,NT3/3)秸秆覆盖处理下不同土层(0~5、5~10、10~20 cm)的土壤酶活性、微生物生物量和有机碳含量变化。结果表明,免耕结合秸秆覆盖主要影响了表层0~5 cm土壤酶活性。与CT相比,免耕结合秸秆覆盖显著影响纤维二糖酶(CB)、β-N-乙酰氨基葡萄糖苷酶(NAG)和过氧化物酶(PER)活性。免耕结合低量(NT1/3)和高量(NT3/3)秸秆覆盖处理下的CB活性显著高于CT处理1.24倍和1.53倍。所有免耕处理下NAG活性显著高于CT处理78.1%~124.4%,且NAG活性有随不同秸秆覆盖量由低到高呈上升趋势(NT1/3NT2/3>NT3/3)。免耕结合秸秆覆盖对5~10 cm和10~20 cm土壤酶活性影响很小。研究还发现,土壤酶活性受土壤有机碳(SOC)、全氮(TN)、可溶性有机碳(DOC)、可溶性有机氮(DON)、铵态氮(NH_(4)^(+)-N)、硝态氮(NO_(3)~--N)、pH以及含水量等理化因素的影响,同时还受微生物生物量以及微生物群落组成的显著影响。与CT相比,NT3/3能够使0~5 cm土层中总体酶活性、SOC含量和微生物熵分别提高了60.5%、35.6%和21.6%。土壤总体酶活性与SOC和微生物熵均呈显著正相关关系,说明微生物酶活性的增加更有利于SOC积累。免耕结合高量秸秆覆盖(NT3/3)处理下微生物可利用性碳源更充足,更有利于土壤微生物活性增加,进而促进SOC固存。

关键词：秸秆覆盖量土壤酶活性微生物生物量土壤有机碳

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小麦秸秆覆盖量对坡面流水动力学特性影响

农业工程学报 2023年第1期39卷 108-116页

作者：李桂曹文华马建业马波王阳修王秋月西北农林科技大学水土保持研究所杨凌712100 中国科学院水利部水土保持研究所杨凌712100 水利部水土保持监测中心北京100053 重庆市农业科学院特色作物研究所重庆402160

为系统研究小麦秸秆覆盖量对坡面流水动力学特性的影响,采用室内定床模拟试验,探究在不同流量(3.0、4.5、6.0、7.5、9.0 L/min)和坡度(3°、5°、10°、15°)下,坡面流水动力参数随秸秆覆盖量(0、1.5、2.5、3.5、4.5 t/hm^(2))的变化特... 详细信息

为系统研究小麦秸秆覆盖量对坡面流水动力学特性的影响,采用室内定床模拟试验,探究在不同流量(3.0、4.5、6.0、7.5、9.0 L/min)和坡度(3°、5°、10°、15°)下,坡面流水动力参数随秸秆覆盖量(0、1.5、2.5、3.5、4.5 t/hm^(2))的变化特征。结果表明:1)秸秆覆盖显著影响坡面流流型,在不同流量和坡度下,无秸秆覆盖时坡面流型均为急流,而在秸秆覆盖条件下,坡面流型均变为缓流。当流量≤7.5 L/min时,流态均为层流,当流量>7.5 L/min时,流态均为过渡流。2)随着秸秆覆盖量的增加,坡面流流速分别较裸坡降低了47.85%、53.86%、57.69%、60.11%。3)不同覆盖量下,坡面流流态指数随坡度的变化规律不一致。覆盖量≤2.5t/hm^(2)时,随坡度的增加,流态指数呈先增后减的变化趋势,覆盖量>2.5 t/hm^(2)时,流态指数随坡度的增加而逐渐减小。4)不同覆盖量下,坡面流阻力系数随坡度的变化规律不一致。秸秆覆盖坡面阻力系数是裸坡的9.36~19.68倍。低覆盖量下(≤2.5t/hm^(2))阻力系数在10°坡度达最大值,高覆盖量下(≥3.5 t/hm^(2)),阻力系数整体上随坡度的增加而增加。该研究可为不同秸秆覆盖量下坡面水蚀过程的动力学机制提供科学依据。

关键词：土壤侵蚀水动力参数坡面流秸秆覆盖量定床试验黄土高原坡耕地

免耕不同秸秆覆盖量对黑土微生物群落及其残留物的影响

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应用生态学报 2023年第4期34卷 903-912页

作者：吕付泽杨雅丽鲍雪莲张常仁郑甜甜何红波张旭东解宏图中国科学院沈阳应用生态研究所沈阳110016 中国科学院大学北京100049 辽宁省现代保护性耕作与生态农业重点实验室沈阳110016 辽宁师范大学地理科学学院辽宁大连116029

为探究免耕和不同秸秆覆盖量下土壤微生物群落组成及残留物的变化规律,依托中国东北黑土区的玉米保护性耕作长期平台(始建于2007年),以传统耕作(翻耕+无秸秆还田)为对照(CT),对免耕结合不同秸秆覆盖量[免耕+无秸秆还田(NT0)、免耕+1/3... 详细信息

为探究免耕和不同秸秆覆盖量下土壤微生物群落组成及残留物的变化规律,依托中国东北黑土区的玉米保护性耕作长期平台(始建于2007年),以传统耕作(翻耕+无秸秆还田)为对照(CT),对免耕结合不同秸秆覆盖量[免耕+无秸秆还田(NT0)、免耕+1/3秸秆覆盖还田(NT1/3)、免耕+2/3秸秆覆盖还田(NT2/3)和免耕+全量秸秆覆盖还田(NT3/3)]下不同土层(0~5、5~10、10~20 cm)土壤理化性质、磷脂脂肪酸和氨基糖的变化特征进行分析。结果表明:与CT相比,免耕无秸秆还田处理(NT0)对土壤有机碳(SOC)、全氮(TN)、可溶性有机碳(DOC)、可溶性有机氮(DON)、含水量、微生物群落及其残留物等均无显著影响;免耕结合秸秆覆盖还田主要影响了土壤表层各指标,与CT相比,0~5 cm土层中NT1/3、NT2/3、NT3/3处理SOC含量分别显著提高了27.2%、34.1%、35.6%,NT2/3和NT3/3处理磷脂脂肪酸含量分别显著提高了39.2%和65.0%,NT3/3处理氨基糖含量(微生物残留物)显著提高了47.2%;免耕不同秸秆覆盖量的土壤理化性质和微生物群落差异随土壤深度增加而减小,5~20 cm土层中几乎无显著差异。SOC、TN、DOC、DON和含水量是影响微生物群落组成和残留物积累的重要因素;相关性分析表明,活体微生物生物量与残留物尤其真菌残留物具有正相关关系。综上,不同秸秆覆盖量处理均能不同程度促进SOC的积累;当秸秆量充足时,建议选择免耕+全量秸秆覆盖的耕作方式,最有利于土壤微生物生物量、微生物残留物和SOC的增加;当秸秆量不足时,可选用免耕+2/3秸秆覆盖还田的方式,可提高土壤微生物生物量和SOC含量。本研究对指导东北黑土区农田生态系统秸秆管理及促进农业可持续发展具有重要意义。

关键词：秸秆覆盖量土壤有机碳微生物生物量微生物残留物

秸秆覆盖量对旱作小麦耗水特性及土壤性质的影响

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干旱地区农业研究 2017年第4期35卷 217-222,229页

作者：李玉鹏贾志宽韩清芳王成社谢彦周魏红升西北农林科技大学中国旱区节水农业研究院陕西杨凌712100 南阳市农业科学院河南南阳473000 西北农林科技大学南阳小麦试验示范站河南南阳473000 西北农林科技大学农学院陕西杨凌712100

为了解秸秆覆盖量对旱作小麦耗水特性和土壤性质的调控作用,在宁夏南部半干旱区连续两年进行了0(CK),3 000,6 000,9 000 kg·hm^(-2)四种不同秸秆覆盖量处理的栽培试验。结果表明:随着覆盖量的增加,小麦在各个生育阶段的耗水量逐渐减少,... 详细信息

为了解秸秆覆盖量对旱作小麦耗水特性和土壤性质的调控作用,在宁夏南部半干旱区连续两年进行了0(CK),3 000,6 000,9 000 kg·hm^(-2)四种不同秸秆覆盖量处理的栽培试验。结果表明:随着覆盖量的增加,小麦在各个生育阶段的耗水量逐渐减少,3 000,6 000 kg·hm^(-2)和9 000 kg·hm^(-2)覆盖量处理的小麦全生育期的平均耗水量较CK分别减少了12.7%,21.6%和27.5%,秸秆覆盖量与耗水量呈显著负相关(P秸秆覆盖以后,土壤的蓄水保墒能力得到明显提升,3 000,6 000 kg·hm^(-2)和9 000 kg·hm^(-2)覆盖量处理的小麦收获后土壤平均含水量较CK分别增加了13.1%,19.8%和26.1%;小麦的水分利用效率以覆盖量为9 000 kg·hm^(-2)的处理最大,水分利用效率较CK增加了42.4%(P覆盖量处理的小麦平均产量较CK增加了2.9%~16.7%,仅覆盖量为3 000 kg·hm^(-2)的处理较CK差异达到显著水平(P秸秆覆盖对表层土壤(0~10 cm)的温度变化有明显的调节作用,能够降低地温的日振幅,避免了地温的剧烈变化,能有效缓解地温的激变对作物根部产生的伤害。秸秆覆盖能够改善土壤肥力,提高土壤中碱解氮、速效钾和有机质的含量,而且有利于作物对土壤磷素的吸收。

关键词：秸秆覆盖量旱作小麦耗水特性土壤性质

秸秆覆盖量对红壤旱地棉花生长及土壤温度的影响

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生态学报 2018年第2期38卷 733-740页

作者：崔爱花杜传莉黄国勤王淑彬赵其国江西农业大学生态科学研究中心南昌330045 中国科学院南京土壤研究所南京210008

为探索红壤旱地较适宜的秸秆覆盖量,采取随机区组大田试验,设置4个秸秆覆盖水平:S1为0 kg/hm^2、S2为4375 kg/hm^2,S3为8750 kg/hm^2和S4为13125 kg/hm^2,研究秸秆覆盖量对红壤旱地棉花产量、出苗率、株高、叶绿素含量和土壤温度的影响... 详细信息

为探索红壤旱地较适宜的秸秆覆盖量,采取随机区组大田试验,设置4个秸秆覆盖水平:S1为0 kg/hm^2、S2为4375 kg/hm^2,S3为8750 kg/hm^2和S4为13125 kg/hm^2,研究秸秆覆盖量对红壤旱地棉花产量、出苗率、株高、叶绿素含量和土壤温度的影响。结果表明:秸秆覆盖处理(S2—S4)较不覆盖处理(S1),一是提高棉花出苗率,差异极显著(P量的增加,且以S3和S4的效果较好;四是调节土壤温度,在8:00和20:00提高土壤温度,在14:00降低土壤温度,且日均地温变化幅度小,但随着土层的加深,调温作用逐渐减弱,整个覆盖期内日均温的差值与土壤深度具有高度的相关性;五是显著增加棉花产量,S2、S3和S4分别比S1高11.4%、35.9%和37.7%,差异极显著(P覆盖量的增加,增产效果逐渐提高。综合来看,秸秆覆盖在改善红壤旱地棉花产量、出苗率、株高、叶绿素含量、调节土壤温度方面发挥着重要作用,且以8750—13125 kg/hm^2效果显著,是红壤旱地值得推广的栽培模式。

关键词：秸秆覆盖量红壤旱地棉花生长土壤温度

秸秆覆盖量对土壤水分利用及春玉米产量的影响

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干旱地区农业研究 2012年第1期30卷 104-112页

作者：高飞贾志宽韩清芳李永平杨宝平侯贤清路文涛西北农林科技大学中国旱区节水农业研究院陕西杨凌712100 农业部旱地作物生产与生态重点开放实验室陕西杨凌712100 固原市农业科学研究所宁夏固原756000

为了探明半干旱区秸秆覆盖栽培中适宜的秸秆覆盖量,在宁南旱区进行了春玉米栽培试验。试验设1.35、0.9、0.45和0万kg/hm24个覆盖量处理,分析了不同覆盖量对土壤水分、玉米产量及水分利用效率的影响。结果表明,4年玉米生育期覆盖量从高到... 详细信息

为了探明半干旱区秸秆覆盖栽培中适宜的秸秆覆盖量,在宁南旱区进行了春玉米栽培试验。试验设1.35、0.9、0.45和0万kg/hm24个覆盖量处理,分析了不同覆盖量对土壤水分、玉米产量及水分利用效率的影响。结果表明,4年玉米生育期覆盖量从高到低0～200 cm土层平均土壤贮水量分别较CK(无覆盖)高15.47、10.79 mm和6.26 mm(P量最低(为266.1 mm),各处理依次较CK增产13.10%、17.37%和5.40%(P量最高(为433.6 mm),各处理依次较CK增产3.91%、7.58%(P覆盖量增产效果明显,4年平均比CK增产14.23%～12.03%,水分利用效率提高了10.64%～8.87%。宁南旱区,0.9万kg/hm2秸秆覆盖量能更好地蓄水保墒,促进农田土壤水分良性循环,且对提高玉米产量和水分利用效率有显著效果。

关键词：宁南旱区秸秆覆盖量土壤水分产量春玉米