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作者：耿鹏沈阳农业大学

学位级别：硕士

辽南地区长期采用秸秆移除及单一旋耕的耕种模式,导致土壤肥力下降,限制了玉米的持续高产稳产。因此,本课题组于2018年在辽宁海城建立了玉米秸秆还田模式与氮肥用量田间小区定位试验,试验采取裂区设计,主区为:两年免耕秸秆覆盖还田+一... 详细信息

辽南地区长期采用秸秆移除及单一旋耕的耕种模式,导致土壤肥力下降,限制了玉米的持续高产稳产。因此,本课题组于2018年在辽宁海城建立了玉米秸秆还田模式与氮肥用量田间小区定位试验,试验采取裂区设计,主区为:两年免耕秸秆覆盖还田+一年深松+旋耕秸秆混合还田,简称两免一松(NPT);连续三年深松+旋耕秸秆混合还田,简称深耕混合还田(PT);旋耕混合还田(RT)。副区为:不施氮肥(N0);80%施氮量(N192)和100%施氮量(N240),试验共设9个处理。于2020年玉米收获后采集各土层(0-10 cm、10-20 cm、20-30 cm、30-40 cm)土壤样本,研究短期(三年)秸秆还田条件下,还田模式和氮肥用量的不同组合对土壤理化性质、有机碳、活性有机碳含量的剖面分布特征的影响,以明确适合辽南地区的秸秆还田模式及氮肥用量最佳组合,为推进当地保护性耕作进程,促进玉米高产稳产提供理论参考。主要研究结果如下:1.还田模式及氮肥用量对土壤理化性质的影响短期(三年)不同秸秆还田模式下,连年混合还田模式(RT和PT)能够改善表层土壤物理性质,而两免一松模式(NPT)能够改善深层土壤物理性质;与RT相比,NPT降低表层(0-10 cm)以下各土层土壤容重(6.13～9.08个百分点,30-40 cm除外),提高土壤含水量(2.99～6.70个百分点),缓解酸碱度(0.96～4.60个百分点,20-30 cm除外)。氮肥对土壤物理性质的影响因还田模式而异:总体上,RT模式下,配施80%氮肥量对改善表层(0-10 cm)土壤物理性质效果更佳;NPT模式处理下,100%氮肥量对亚耕层(20-40 cm)土壤物理性质改善作用更明显。各还田模式下,不同土层土壤养分呈现一定的规律性:混合还田模式(PT和RT)下,土壤全氮、有效磷、速效钾的含量均随着土层的加深而降低,两免一松模式(NPT)下各养分则随着土层的加深先增加后降低;与旋耕混合还田相比(RT),两免一松模式(NPT)亚耕层土壤全氮、有效磷和速效钾含量平均增加了14.29%、80.49%和9.63%。并且NPT-N240处理亚耕层土壤全氮、有效磷含量最高,平均分别为0.89 g/kg和7.99 mg/kg。2.还田模式和氮肥用量对土壤有机碳剖面分布的影响秸秆还田模式是影响土壤有机碳含量及储量剖面分布的主要原因:旋耕混合还田模式(RT)与深耕混合还田模式(PT)下土壤有机碳含量和储量变化呈现随着土层加深逐渐降低的剖面分布规律;而两免一松还田模式(NPT)下土壤有机碳含量及储量随土层加深呈先升高后降低的变化趋势。从不同土层看,混合还田模式(PT和RT)土壤有机碳含量及储量主要集中在土壤表层,且以连年旋耕混合还田配施80%氮肥量的RT-N192处理有机碳含量及储量最大,分别达到13.94 g/kg和16.18 t/hm;两免一松还田模式(NPT)显著提高了30-40 cm土层有机碳含量及储量,并以配施100%氮肥量的NPT-N240处理最高,其土壤有机碳含量及储量平均分别达到9.49 g/kg和13.43 t/hm。有机碳层化率总体随土层加深呈现增加趋势;同一土层,秸秆还田模式对有机碳层化率的影响表现为RT>PT>NPT,而氮肥用量对各有机碳层化率的影响不显著。3.还田模式和氮肥用量对活性有机碳剖面分布的影响还田模式(T)及氮肥用量(F)及两者间交互作用(T×F)对各土层活性有机碳均产生了不同程度的影响。两免一松还田模式(NPT)下有机碳活性组分的含量随土层加深先增后降,混合还田模式(PT和RT)有机碳活性组分则随着土层加深而降低;两免一松还田模式(NPT)可显著提高20-30 cm土层土壤有机碳活性组分含量,而混合还田模式(PT和RT)有机碳活性组分主要集中在耕层(0-20cm)土壤;适量氮肥可提高表层土壤DOC,以100%氮肥用量DOC含量最高,但80%氮肥用量与100%氮肥用量间差异不显著;氮肥能提高耕层及亚耕层MBC含量,且以80%氮肥用量处理提高更显著。DOC和MBC层化率总体随土层加深呈现增加趋势;各还田模式下,同一土层DOC和MBC层化率均表现为NPT模式显著小于PT和RT模式。氮肥能增加RT模式下深层(30-40cm)DOC层化率和PT模式下深层MBC层化率,但减小RT模式下深层MBC层化率。综上所述,在短期秸秆(3年)还田条件下,辽南玉米产区宜采用两年免耕秸秆覆盖还田与一年深松+旋耕秸秆混合还田轮换进行的还田模式,并以施氮肥量240kg/hm效果最佳。

关键词：玉米秸秆秸秆还田模式施氮量有机碳有机碳活性组分

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秸秆还田模式对东北春玉米根系分布和水分利用效率的影响

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生态学杂志 2018年第8期37卷 2300-2308页

作者：张文可苏思慧隋鹏祥田平梅楠王沣王美佳张姣齐华沈阳农业大学农学院沈阳110866

为探究东北春玉米区不同秸秆行间还田模式的可行性,在辽宁省铁岭县以全层旋耕还田(T1S0)和全层翻耕还田(T2S0)大田试验为对照,对比研究行间旋耕(T1S1)、隔行行间旋耕(T1S2)、行间翻耕(T2S1)和隔行行间翻耕(T2S2)4种秸秆还田模式对土壤... 详细信息

为探究东北春玉米区不同秸秆行间还田模式的可行性,在辽宁省铁岭县以全层旋耕还田(T1S0)和全层翻耕还田(T2S0)大田试验为对照,对比研究行间旋耕(T1S1)、隔行行间旋耕(T1S2)、行间翻耕(T2S1)和隔行行间翻耕(T2S2)4种秸秆还田模式对土壤含水量、根系分布、产量及水分利用效率的影响。结果表明:T2S1和T2S2可打破犁底层,降低土壤容重,提高了土壤蓄水能力;T2S1和T2S2增加根系总量的同时,提高了根系在深层土壤中的分配比例;T2S1和T2S2根长密度集中区深度较T1S0分别增加46.54%和49.87%,较T2S0分别增加37.50%和40.70%;T2S1和T2S2显著增加了叶面积指数,延缓叶片衰老,提高了玉米干物质积累量;T2S1和T2S2干物质重和叶面积指数与T2S2无显著性差异,两者均值较T1S0分别增加了25.02%和21.93%。T2S1和T2S2叶片保护酶活性最高,MDA含量最低;在枯水年T2S1和T2S2较T1S0分别增产3.80%和4.05%,在丰水年各处理产量无显著性差异;两年中,T2S1水分利用效率均为最高,T2S2次之,分别较T1S0增加了16.28%和12.77%;在本试验条件下,认为T2S2更宜推广。

关键词：秸秆还田模式土壤水分根系分布产量水分利用效率

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秸秆还田模式对小麦-玉米轮作体系土壤有机碳固存的影响

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土壤学报 2021年第1期58卷 213-224页

作者：赵惠丽董金琎师江澜徐苗田霄鸿西北农林科技大学资源环境学院/农业农村部西北植物营养与农业环境重点实验室陕西杨凌712100 鲁东大学资源与环境工程学院山东烟台264025

为解决麦玉轮作体系小麦秸秆直接粉碎还田存在的弊端,基于多年麦玉秸秆还田定位试验,筛选高产-节本-地力提升为一体的还田模式。选择4种还田模式,即小麦玉米秸秆均不还田(WN-MN,CK1)、小麦玉米秸秆均粉碎还田(WC-MC,CK2)、小麦高留茬还... 详细信息

为解决麦玉轮作体系小麦秸秆直接粉碎还田存在的弊端,基于多年麦玉秸秆还田定位试验,筛选高产-节本-地力提升为一体的还田模式。选择4种还田模式,即小麦玉米秸秆均不还田(WN-MN,CK1)、小麦玉米秸秆均粉碎还田(WC-MC,CK2)、小麦高留茬还田(WH-MN)和小麦高留茬-玉米粉碎还田(WH-MC)为研究对象,比较其产量表现、土壤有机碳贮量盈亏、碳库管理指数等指标,评价将小麦秸秆粉碎还田改成高留茬还田后形成的还田模式与两季秸秆均粉碎还田的优劣。结果表明,与WN-MN相比,WC-MC和WH-MC的土壤碳储量分别增加24.23%和16.05%;与试验开始前土壤有机碳储量相比,4种还田模式的土壤碳固持为–0.83~6.14 Mg·hm^(–2);维持土壤初始碳储量水平的最小碳投入量为4.06 Mg·hm^(–2)·a^(–1)。各处理不稳定有机碳组分的含量随着土层加深呈下降趋势。与WN-MN相比,WC-MC、WH-MC和WH-MN显著增加了0~20 cm表层不稳定碳组分的含量;WC-MC和WH-MC也显著增加了各土层的碳库管理指数。2015—2016周年产量,WC-MC、WH-MC平均较其他两个处理分别增加了34.5%、20.1%;2016—2017周年产量,以WH-MC最高,较其他处理平均高出11.1%。小麦高留茬-玉米粉碎还田模式下土壤有机碳储量、不稳定有机碳组分、碳库管理指数和作物产量均较高,且节本增效,表明该模式有利于关中平原麦玉轮作体系粮食生产可持续发展。

关键词：有机碳固存碳库管理指数秸秆还田模式不稳定碳组分

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秸秆还田模式对农田土壤碳库特性及产量的影响

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自然资源学报 2017年第5期32卷 755-764页

作者：王海候金梅娟陆长婴施林林周新伟沈明星季国军张永春江苏太湖地区农业科学研究所江苏苏州215155 江苏省农业科学院资源与环境研究所农业部江苏耕地保育科学观测实验站南京210014 农业部苏州水稻土生态环境重点野外科学观测试验站江苏苏州215155

为探明南方稻麦两熟制农田秸秆还田模式对土壤总有机碳、活性有机碳、碳库管理指数和稻麦产量的影响,论文通过8 a的水稻-小麦轮作田间定位试验,设置了4个秸秆还田模式处理:秸秆不还田(CK)、秸秆稻麦季均还田(RW)、仅麦秸稻季还田(W)、... 详细信息

为探明南方稻麦两熟制农田秸秆还田模式对土壤总有机碳、活性有机碳、碳库管理指数和稻麦产量的影响,论文通过8 a的水稻-小麦轮作田间定位试验,设置了4个秸秆还田模式处理:秸秆不还田(CK)、秸秆稻麦季均还田(RW)、仅麦秸稻季还田(W)、仅稻秸麦季还田(R)。结果表明,与CK处理相比,秸秆还田显著提高了0~20 cm土壤的总有机碳、活性有机碳、稳定态有机碳(P秸秆还田模式处理之间的土壤总有机碳、稳定态有机碳差异均不显著(P>0.05),RW处理的活性有机碳、碳库活度指数、碳库管理指数与R处理无显著差异性(P>0.05),显著大于W处理(P0.05),显著大于W处理;活性有机碳、碳库管理指数与水稻产量均值呈极显著相关(P0.05);上述结果表明,与稻麦两季还田模式相比,南方稻麦两熟制农田实施仅稻秆麦季还田模式,并不影响作物稳产性与土壤地力的提升。

关键词：土壤秸秆还田模式活性有机碳碳库管理指数产量稻麦两熟制

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秸秆还田模式对稻麦两熟农田麦季CH_4和N_2O排放特征的影响

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江苏农业学报 2017年第2期33卷 -页

作者：靳红梅沈明星王海候陆长婴常志州郭瑞华江苏省农业科学院循环农业研究中心/江苏省农业废弃物资源化工程技术研究中心江苏南京210014 农业部长江中下游平原农业环境重点实验室江苏南京210014 江苏太湖地区农业科学研究所江苏苏州215155

为了探讨不同秸秆还田模式下稻麦两熟农田麦季CH_4和N_2O的排放规律,以江苏省南部地区稻麦两熟农田为研究对象,进行了8年不同秸秆还田模式[即仅麦季稻秸秆还田处理(R)、仅稻季麦秸秆还田(W)和稻麦季秸秆均还田(RW)]的田间定位试验,采用... 详细信息

为了探讨不同秸秆还田模式下稻麦两熟农田麦季CH_4和N_2O的排放规律,以江苏省南部地区稻麦两熟农田为研究对象,进行了8年不同秸秆还田模式[即仅麦季稻秸秆还田处理(R)、仅稻季麦秸秆还田(W)和稻麦季秸秆均还田(RW)]的田间定位试验,采用静态箱-气相色谱法分析各处理麦季田间CH_4和N_2O的排放特征。结果表明,与秸秆不还田对照(CK)相比,秸秆还田可增加麦季CH_4和N_2O的排放通量。各处理间CH_4的累积排放量大小为R处理>RW处理>W处理>CK对照,麦季N_2O的累积排放量大小为W处理>R处理>RW处理>CK对照。各秸秆还田模式(R、W、RW)下,麦季CH_4和N_2O的全球增温潜势(GWP)分别为1 225.5 kg/hm^2,CO_2-eq、1 250.9kg/hm^2,CO_2-eq和1 214.5 kg/hm^2,CO_2-eq,均显著(P秸秆不还田的1 068.5 kg/hm^2,CO_2-eq。各处理间的单位产量GWP表现为RW处理>W处理>R处理>CK对照,稻麦秸秆均全量还田对气候变化的影响最大。N_2O对总增温潜势的贡献率大于95%,是麦季减排的主要对象。从对气候变化影响的角度考虑,建议秸秆单季还田时采用稻秸秆全量还田。

关键词：秸秆还田模式麦季 CH4 N2O 排放特征

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不同秸秆还田模式对玉米田杂草发生规律的影响

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黑龙江农业科学 2022年第3期 38-42页

作者：王宇郭玉莲罗婵丛克强苏保华黑龙江省农业科学院植物保护研究所/农业部哈尔滨作物有害生物科学观测实验站黑龙江哈尔滨150086

为精准制定玉米田杂草防控措施,在秸秆地表覆盖还田、秸秆碎混还田、秸秆翻埋还田的玉米田每隔7 d调查杂草出现种类和出现数量并分析发生规律。结果表明:秸秆地表覆盖还田、秸秆翻埋还田的玉米田有8种杂草发生,秸秆碎混还田的玉米田有9... 详细信息

为精准制定玉米田杂草防控措施,在秸秆地表覆盖还田、秸秆碎混还田、秸秆翻埋还田的玉米田每隔7 d调查杂草出现种类和出现数量并分析发生规律。结果表明:秸秆地表覆盖还田、秸秆翻埋还田的玉米田有8种杂草发生,秸秆碎混还田的玉米田有9种杂草发生,杂草发生种类和主要杂草种类基本相同。杂草累计发生量在秸秆翻埋还田的玉米田最多,秸秆覆盖还田的玉米田最少。秸秆翻埋还田和秸秆碎混还田模式玉米播种7 d后杂草开始出现,秸秆地表覆盖还田玉米播种14 d后杂草出现。2018年3种模式杂草发生高峰均在6月21日。2019年秸秆翻埋还田模式杂草发生高峰在5月31日,秸秆碎混还田和秸秆地表覆盖还田模式杂草发生高峰在6月8日。由此得出,不同秸秆还田模式对玉米田杂草多样性的影响不大;秸秆翻埋还田和秸秆碎混还田的玉米田杂草比秸秆地表覆盖还田早出苗7 d;3种模式下杂草发生高峰在相同时间或相差7 d。

关键词：秸秆还田模式地表覆盖还田碎混还田翻埋还田玉米田杂草发生规律

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秸秆还田模式对土壤理化性质及玉米生长发育的影响

秸秆还田模式对土壤理化性质及玉米生长发育的影响

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作者：张文可沈阳农业大学

学位级别：硕士

为探究东北春玉米区不同秸秆行间还田模式的可行性,于2015年在辽宁省铁岭县以全层还田(S0)大田试验为对照,对比研究行间还田(S1)、隔行行间还田(S2)两种秸秆还田模式对土壤物理性状、作物生长发育的影响;在2015年试验基础上,于2015-201... 详细信息

为探究东北春玉米区不同秸秆行间还田模式的可行性,于2015年在辽宁省铁岭县以全层还田(S0)大田试验为对照,对比研究行间还田(S1)、隔行行间还田(S2)两种秸秆还田模式对土壤物理性状、作物生长发育的影响;在2015年试验基础上,于2015-2016年以全层旋耕还田(T1S0)和全层翻耕还田(T2S0)大田试验为对照,对比研究行间旋耕(T1S1)、隔行行间旋耕(T1S2)、行间翻耕(T2S1)和隔行行间翻耕(T2S2)四种秸秆还田模式对土壤含水量、根系分布、产量及水分利用效率的影响;在2015-2016年试验基础上,于2017年研究秸秆还田模式对春玉米干物质(氮素)积累与转运及土壤硝态氮消减能力的影响。研究结果表明:(1)S1、S2较S0处理显著降低土壤紧实度,增加根系总量和深层土壤根系比例。在玉米拔节期,S2处理光合有效辐射和光合速率显著高于其他处理。但在拔节期之后,S1和S2处理各项指标均优于S0处理。(2)T2S1和T2S2可打破犁底层,降低土壤容重。除T2S0外,各处理00、200cm土层容重均无显著差异。T1S0和T1S2还田处理100 cm土壤容重显著高于其他处理,T1S1次之,T2S0和T2S1还田最小。(3)T2S1和T2S2显著增加了叶面积指数,延缓叶片衰老,提高了玉米干物质积累量。T2S1和T2S2干物质重和叶面积指数与T2S0无显著性差异,两者均值较T1S0增加了25.00%和21.90%。T2S1和T2S2叶片保护酶活性最高,MDA含量最低,二者均值较T1S0处理MDA含量少24.22%;(4)T2S1和T2S2提高了土壤蓄水能力。T2S1和T2S2使春玉米生育前期00 cm土壤含水量较全层旋耕还田增加了13.82%和5.01%。在玉米吐丝期,T2S1和T2S2处理00cm、400 cm土层土壤含水量最高,200 cm土层含水量最低。在玉米生育后期,行间和隔行行间还田处理分别较全层还田增加了17.42%和20.24%,还田方式间差异并不显著。(5)T2S1和T2S2增加根系总量的同时,提高了根系在深层土壤中的分配比例。T2S1和T2S2增加根系总量的同时限制根系的水平生长,提高根系在深层土壤中的分配比例。T2S1和T2S2根干重、根表面积指数显著高于其他处理,T1S1和T1S2根表面积指数显著高于T1S0。T2S1和T2S2根长密度集中区深度较T1S0增加46.54%和49.87%,较T2S0增加37.50%和40.60%,T1S0、T1S1、T2S0和T2S1根长密度集中区深度差异较小。(6)在枯水年T2S1和T2S2产量显著高于其它处理,较T1S0分别增产3.80%和4.05%,在丰水年各处理产量无显著性差异。两年中,T2S1水分利用效率显著高于其它处理,T2S2次之,分别较T1S0增加了16.28%和12.77%。(7)秸秆还田方式显著影响干物质的积累与分配,秸秆还田位置显著影响干物质的分配。开花期,与旋耕还田相比,翻耕还田各处理叶片的干物质分配比例高6.01%;成熟期,翻耕还田使茎秆和轴中的干物质分配比例分别降低6.37%和提高16.80%。翻耕还田显著增加了花前干物质转运量和转运率、花前干物质转运对籽粒干物质积累贡献率;较行间还田和隔行行间还田,全层还田使花前干物质转运量和转运率分别提高了9.89%和9.04%。(8)秸秆还田方式显著影响开花期叶、茎秆和成熟期茎秆、籽粒氮素积累量,秸秆还田位置并未显著影响植株的氮素积累量。开花期,翻耕还田叶、茎秆氮积累量较旋耕还田,分别高25.62%和16.11%。成熟期,翻耕还田籽粒和整株氮积累量较旋耕还田高9.23%和7.19%,茎秆氮素积累量低9.76%。(9)翻耕还田提高了根区土壤硝态氮消减量能力,T2S2显著高于T2S1和T2S0。T2S2土壤剖面硝态氮消减能力最强,T1S1和T2S0次之。

关键词：秸秆还田模式生长发育土壤理化性质根系产量

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东北稻区不同秸秆还田模式机具作业效果研究

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农业机械学报 2018年第S1期49卷 68-74,154页

作者：孙妮娜王晓燕李洪文彭显龙王将王庆杰中国农业大学工学院北京100083 东北农业大学资源与环境学院哈尔滨150030

水稻秸秆还田是培肥地力、增产增效的重要方式。东北稻区存在秸秆量大、收获时秸秆含水率低、切碎抛撒难等问题,既影响秸秆还田质量,又进一步影响后期耕整地和插秧作业质量,亟需研究适用于东北稻区的机械化秸秆还田模式,改善秸秆还田和... 详细信息

水稻秸秆还田是培肥地力、增产增效的重要方式。东北稻区存在秸秆量大、收获时秸秆含水率低、切碎抛撒难等问题,既影响秸秆还田质量,又进一步影响后期耕整地和插秧作业质量,亟需研究适用于东北稻区的机械化秸秆还田模式,改善秸秆还田和耕整地作业质量,支撑水稻秸秆还田技术的应用。本研究在黑龙江省七星农场开展机械化秸秆还田试验,共设4种模式,即:对照CK(秸秆不还田,秋翻+春搅浆)、还田处理1(秸秆还田,秋翻+春搅浆)、还田处理2(秸秆还田,秋翻、秋旋+春平地)、还田处理3(秸秆还田,秋旋埋+春平地)。试验选取不同模式各作业环节的配套机具,并监测不同模式的秸秆还田和耕整地机具作业效果。2年的试验检测表明,3种秸秆还田模式均能实现秸秆全量还田,并满足水稻插秧前的地表作业要求,能够保证正常的插秧作业和水稻返青。其中,还田处理3的综合还田效果相对最优,能实现较好的地表平整度、泥浆度和植被覆盖率;还田处理2与还田处理1相比,增加秋季旋耕作业,春季改用无动力平地作业,2年的数据尚未显示能显著改善插秧前地表状况。

关键词：东北稻区秸秆还田模式秸秆全量还田机具作业效果水稻返青

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我国主要农区的秸秆还田模式

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土壤肥料 2001年第4期 32-36页

作者：曾木祥张玉洁单秀枝廖超子全国农业技术推广中心

本文是 1999年全国 19个省市 10 9份秸秆还田的典型材料的归纳和总结 ,介绍了我国东北、华北、西北、西南、长江中下游和华南六大农区秸秆还田的主要模式 ,可为各地秸秆还田提供参考。

关键词：主要农区秸秆还田模式中国华南华北西北东北

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创新秸秆还田模式服务生态农业建设

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江苏农机化 2015年第3期 7-10页

作者：彭卫东杨明杨卫新淮安市农业机械管理局淮安市淮安区农机推广站

农作物秸秆综合利用是一项重大的民生工程，秸秆机械化还田已经成为江苏省防止秸秆焚烧、解决秸秆出路问题最直接、最现实、最有效的途径。2014年夏季淮安市秸秆还田面积234 khm2，还田率达78%，比2013年提高了16个百分点；秋季稻秸秆还... 详细信息

农作物秸秆综合利用是一项重大的民生工程，秸秆机械化还田已经成为江苏省防止秸秆焚烧、解决秸秆出路问题最直接、最现实、最有效的途径。2014年夏季淮安市秸秆还田面积234 khm2，还田率达78%，比2013年提高了16个百分点；秋季稻秸秆还田147 khm2，机械化收集秸秆30万t。秸秆机械化还田和综合利用工作得到了省、市领导的充分肯定。

关键词：秸秆还田模式生态农业建设秸秆机械化还田服务创新秸秆综合利用综合利用工作秸秆焚烧

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