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[博士论文] 郭梨锦
作物栽培学与耕作学 华中农业大学 2018(学位年度)
摘要:土壤有机碳与土壤的健康和生产力密切相关。以免耕和秸秆还田是提高土壤有机碳含量的有效措施。尽管有研究报道了不同耕作措施与秸秆还田方式对作物产量、土壤有机碳库和微生物多样性的影响,然而,免耕与秸秆还田下土壤有机碳库的微生物驱动机制尚未明确。因此,研究免耕与秸秆还田对土壤有机碳库、温室气体排放和微生物多样性的影响,以及土壤有机碳库的微生物驱动机制,具有重要意义。本研究于2012-2014年在湖北省武穴市大法寺镇的试验基地进行,以我国长江中下游典型的稻麦种植系统为研究对象。大田试验采用裂区试验设计,其中耕作措施(常规翻耕与免耕)为主区,秸秆还田方式(前茬作物秸秆全量还田和秸秆不还田)为副区,共有4个处理,3个重复,共计12个小区,处理分别为:翻耕+秸秆不还田(Conventional intensive tillage with straw removal,CTNS)、翻耕+秸秆还田(Conventional intensive tillage with straw returning,CTS)、免耕+秸秆不还田(No-tillage with straw removal,NTNS)与免耕+秸秆还田(No-tillage with straw returning,NTS)。经过3年的稻麦种植,主要的试验结果如下:
  (1)耕作措施与秸秆还田方式显著影响表土层(0~5cm)土壤有机碳(Soilorganic carbon,SOC)、可溶性有机碳(Dissolved organic carbon,DOC)、微生物量碳(Microbial biomass carbon,MBC)和土壤团聚体SOC。与翻耕相比,免耕处理下土壤SOC、DOC、MBC、2~1mm和1~0.25mm土壤团聚体SOC含量分别提高了2.3%~15.5%、8.8%~12.6%、15.1%~39.8%、4.6%~19.9%和13.4%~14.6%。与秸秆不还田相比,秸秆还田提高了SOC、DOC、MBC、2~1mm和1~0.25mm土壤团聚体SOC的含量,分别为6.5%~9.5%、13.0%~29.9%、18.1%~33.3%、12.5%~17.4%和6.2%~7.0%。
  (2)耕作措施与秸秆还田方式显著影响表层土(0~5cm)CO2和CH4的累积排放量,然而对土壤N2O排放无显著影响。与翻耕相比,免耕处理CO2排放量和CH4排放量分别降低7.2%~19.8%和5.8%~19.7%。与秸秆不还田相比,秸秆还田处理CO2排放量和CH4排放量分别增加了9.1%~4.1%和18.6%~232.9%。
  (3)耕作措施与秸秆还田方式显著影响表层土(0~5cm)土壤微生物群落结构。与翻耕相比,免耕处理土壤细菌的生物量、辛普森指数和香农指数分别提高了45.4%~74.6%、2.3%~3.4%和6.1%~12.2%,然而,免耕处理革兰氏阳性菌/革兰氏阴性菌(G+/G-)和单不饱和脂肪酸/饱和脂肪酸(MUFA/STFA)分别降低了12.0%~25.4%和28.2%~42.3%。与秸秆不还田相比,秸秆还田处理的土壤细菌生物量、MUFA/STFA、辛普森指数和香农指数提高了20.6%~58.1%、5.9%~30.0%、3.1%和12.8%,然而秸秆还田处理降低了G+/G-9.5%~20.7%。
  (4)耕作措施与秸秆还田方式显著影响表层土(0~5cm)土壤微生物功能多样性。与翻耕相比,免耕处理土壤微生物的香农指数、辛普森指数和均匀度指数分别提高了1.9%~7.1%、0.3%~1.3%和1.3%~2.7%。与秸秆不还田相比,秸秆还田处理土壤微生物的香农指数、辛普森指数和均匀度指数分别增加了17.1%~25.5%、12.0%~27.5%、19.6%~33.7%、1.1%~8.8%、0.2%~1.5%和1.3%~3.8%。
  综上所述,经过3年的稻麦种植,本研究发现免耕与秸秆还田是增加长江中下游稻麦种植系统的土壤有机碳含量的有效途径。耕作措施与秸秆还田方式通过影响细菌群落,改变了2~1mm土壤团聚体有机碳含量和甲烷排放,从而影响土壤有机碳含量。然而,免耕与秸秆还田下土壤(0~20cm)有机碳库微生物驱动机制,还需要长期定位试验进一步研究。
[硕士论文] 徐锋
生态学 四川农业大学 2018(学位年度)
摘要:农田生态系统碳循环对全球气候变化有着重要影响,将碳固定在土壤中是减少碳排放,缓解温室效应,提升土壤肥力的一项重要措施。间混套作等复合种植模式可增加单位面积内作物生物量,具有固碳潜力。同时,增施农业废弃物制成的有机肥是提升土壤有机质含量,减少环境污染的一项重要措施。本研究以田间试验为研究平台,设置玉米/大豆套作(M/S)、玉米单作(MM)、大豆单作(SS)3种栽培模式,不施肥(CK)、施用化学氮磷钾肥(NPK)、1/3化学磷肥用有机肥替代(NP2/3K+OM1/3)、1/2化学磷肥用有机肥替代(NP1/2K+OM1/2)4种培肥方式,探究不同栽培模式与培肥方式下作物地上部生物量和不同点位与深度土壤有机碳组分变化规律,以期为农业生态可持续发展提供理论依据。研究主要结果如下:
  (1)同种栽培模式下,施肥显著提高了作物地上部生物量和籽粒产量;所有培肥方式下玉米-大豆套作系统的土地当量比(LER)均大于1,说明套作模式较单作模式处于明显优势。套作模式下,玉米秸秆产量以NP2/3K+OM1/3处理最高,而玉米籽粒产量以NPK处理最高,其次是NP2/3K+OM1/3和NP1/2K+OM1/2处理;大豆秸秆产量表现为3种施肥处理(NPK、NP22/K+OM1/3、NP1/2K+OM1/2)显著高于CK,大豆籽粒产量表现为NPK、NP2/3K+OM1/3处理下显著高于CK。
  (2)耕层(0-20cm)土壤因受到施肥、耕作等人工管理的强烈影响,各处理土壤总有机碳(TOC)含量变异较大,其中套作模式在各培肥方式下耕层土壤TOC均显著高于单作模式,而亚耕层(20-40cm)土壤TOC含量受栽培模式及培肥方式影响较小。
  (3)在所有培肥方式下,套作模式耕层土壤易氧化有机碳(EOC)均显著高于单作模式。单作模式下,玉米和大豆耕层土壤EOC含量均以NP11/K+OM1/2处理最高,分别较CK处理提升了18.9%和8.8%。套作模式下,玉米带耕层土壤EOC含量在NP2/3K+OM1/3处理下显著高于NPK和CK处理,分别提高了10.7%和23.2%;大豆带耕层土壤EOC含量在NP1/2K+OM1/2和NPK2种培肥方式下显著高于CK,分别提升了5.5%和10.6%。
  (4)耕层土壤微生物量碳(MBC)含量高于亚耕层土壤,施肥处理高于不施肥处理,套作模式耕作层土壤MBC含量高于单作模式。单作模式下,玉米和大豆耕层土壤MBC含量均以NP1/2K+OM1/2处理最高,分别较NP2/3K+OM1/3、NPK、CK3个处理提高了10.6%和13.9%、8.7%和5.8%、39.3%和20%。套作体系模式下,玉米带耕层土壤MBC含量以NP1/2K+OM1/2模式处理最高,较NP2/3K+OM1/3、NPK和CK分别提高了16.3%、10.3%和14.2%。
  (5)施肥显著提高了耕作层土壤DOC含量,且随有机肥施入量的增加,土壤DOC持续升高。由于土壤DOC受到雨水淋溶影响较大,所以亚耕层DOC变化与耕层具有一致性。
  综上,少量化肥用有机肥来替代既可保证作物不减产,又可提升土壤有机碳各组分含量,维持较高的土地生产力,同时实现农业废弃物的循环利用。
[硕士论文] 谢红英
作物学 广西大学 2018(学位年度)
摘要:本试验为研究适合与红麻间作的大豆品种以及间作模式,在广西南宁和河池两地开展了试验,设置了单作红麻、单作大豆、1行红麻间作1行大豆(间作1)和1行红麻间作2行大豆(间作2)四种种植模式,以期筛选出适合红麻大豆间作的大豆品种和适宜的田间种植模式,为红麻大豆间作高产栽培技术提供科学依据并为广西红麻大豆间作种植方式的推广提供理论支撑。主要进行以下几个方面的研究:(1)、红麻与大豆间作对红麻和大豆植株生长发育的影响;(2)、红麻与大豆间作对红麻和大豆产量性状的影响;(3)、红麻与大豆间作对土壤养分的影响。主要的研究结果如下:
  1、在所有的间作处理中,间作2种植模式下,大豆品种A2整体表现最优,大豆和红麻的复合产量也最高。在间作2种植模式下,大豆品种A2产量较高,其株高、茎粗、主茎分枝数、功能叶的SPAD和叶面积以及干物质积累量等都显著高于单作模式;此种植模式下红麻的单株干皮重显著高于单作,是单作麻的1.88倍。
  2、在广西南宁和河池两地的种植中,间作2种植模式下,红麻与大豆的农艺性状、产量以及土壤养分表现都较好,整体优于单作和间作1种植模式:
  (1)红麻与大豆间作对红麻和大豆的生长发育都起到促进作用。在间作1模式和间作2模式下,红麻的株高、茎粗、皮厚和大豆的株高,SPAD均高于单作模式。在大豆干物质积累量方面,间作2模式高于间作1模式。
  (2)红麻与大豆间作提高了大豆和红麻的产量。在间作2模式下,大豆品种A2和A5的单株荚数和单荚粒数等产量构成因素都显著高于单作。间作2模式下红麻单株皮重、单株骨重、全鲜重,单株干皮重以及复合产量最高。
  (3)红麻与大豆间作提高了土壤碱解氮含量和全氮含量。南宁试验田间作2种植模式下,大豆根区土壤的碱解氮含量最高,达123.28mg/kg,红麻及大豆根区的土壤全氮含量显著高于单作。河池试验田不同间作模式下,红麻和大豆根区土壤的碱解氮含量都显著高于单作,且间作2种植模式下,红麻根区土壤的碱解氮显著高于间作1种植模式;间作1和间作2种植模式下土壤的全氮含量都显著高于单作。
[硕士论文] 董永威
作物栽培学与耕作学 广西大学 2018(学位年度)
摘要:本研究以甘蔗品种柳城05/136和马铃薯品种费乌瑞它为试验材料,新植蔗行距为1.3m,甘蔗砍收后在蔗行间作冬马铃薯,设置覆土(T1)、甘蔗叶覆盖(T2)、黑膜覆盖(T3)三种不同覆盖方式,以马铃薯单作覆土(CK1)和宿根蔗单作(CK2)为对照,比较宿根甘蔗行间间作冬马铃薯以及不同覆盖栽培对马铃薯和宿根蔗生长、产量的影响。主要研究结果如下:
  1、间作及不同覆盖对冬马铃薯生长发育的影响:冬马铃薯出苗方面,间作对冬马铃薯的出苗速度及最终出苗率影响均不明显,不同的覆盖物对出苗的速度影响较大,间作覆土处理的马铃薯出苗时间比覆盖蔗叶和黑膜的早,但最终的出苗率各处理间差异不显著;间作覆土处理的株高均低于马铃薯单作,但间作蔗叶覆盖和黑膜覆盖在株高、总干物质积累量、块茎干物质积累量方面均高于间作覆土栽培和马铃薯单作。
  2、间作及不同覆盖对冬马铃薯生理生化性状的影响:间作及不同覆盖对马铃薯根系活力、叶片SPAD值、叶片硝酸还原酶活性及叶片氮、磷、钾含量均有不同程度的影响;间作覆土处理的根系活力和叶片SPAD值、叶片钾含量在生育前期均高于单作,硝酸还原酶活性在生育后期高于单作,不同覆盖处理中,各生理指标蔗叶覆盖和黑膜覆盖均高于间作覆土处理。
  3、间作及不同覆盖对冬马铃薯产量、品质性状的影响:在马铃薯产量性状方面,间作显著降低了马铃薯每ha的株数、产量及单株结薯数、单株薯重、商品薯率,而不同覆盖处理中,覆盖黑膜和蔗叶均能改善马铃薯的产量性状,并获得了显著的增产效果,其中,黑色地膜覆盖的增产效果优于蔗叶覆盖。品质性状方面,间作对马铃薯品质性状影响不显著,但蔗叶覆盖和黑膜覆盖均提高了马铃薯淀粉含量并降低了还原糖含量,从而提高了马铃薯品质。
  4、间作及不同覆盖对生态效应的影响:在不同耕作层土壤温度和土壤含水量方面,间作的马铃薯土壤温度和含水量在一定程度上都高于单作马铃薯;黑膜覆盖显著提高了冬季低气温条件下不同土层土壤的温度及水分,蔗叶覆盖对土壤温度和水分的增加效果不如黑膜覆盖,其中增温的效果又不如保水的效果;间作与马铃薯单作相比,减少了田间杂草量,而蔗叶覆盖处理和黑膜处理在此方面更优于间作覆土,其中以蔗叶覆盖效果最好。
  5、间作及不同覆盖马铃薯对宿根蔗生长的影响:甘蔗出苗初期,间作覆土处理出苗数上高于甘蔗单作,但后期单作超过间作,不同覆盖处理中蔗叶覆盖出苗数均处于最低;间作及不同覆盖对甘蔗叶片SPAD值的影响不显著;产量性状方面,只有黑膜覆盖处理的有效茎数和产量高于甘蔗单作,但蔗叶覆盖对单茎重和茎径有促进作用;品质性状方面,间作及覆盖物栽培的甘蔗锤度、蔗糖分均高于甘蔗单作,其中以蔗叶覆盖最优;经济效益方面,蔗田间作马铃薯的经济效益均高于甘蔗单作,其中以黑膜覆盖利润最高。
[硕士论文] 赵伟
环境工程 四川农业大学 2018(学位年度)
摘要:农业生产中作物产量的增加离不开磷肥的投入,但投入过量,会招致资源浪费、生态环境失衡;为解决这个问题,一系列提高磷素利用率、减少磷素流失的技术应运而生。本文以四川农业大学教学农场大田试验为研究对象,试验设置了玉米-大豆套作(M/S)、玉米单作(M)、大豆单作(S)三种种植模式和常规施磷肥(CP)、减施磷肥20%(RP)、不施磷肥(P0)三个施磷水平,研究不同的种植模式和施磷水平下作物产量、干物质积累量及其吸磷量、磷素利用率、土壤磷素有效性及磷的吸附-解吸特征,在保障作物产量的同时,又能降低磷素流失风险的种植调控技术,得到如下结果:
  (1)单位土地面积内,套作模式与单作模式相比,显著提高了作物地上部干物质积累量、籽粒产量、作物吸磷量和磷素表观利用率。玉米单作模式下,随施磷量降低,玉米籽粒产量、地上部干物质积累量、吸磷量降低,大豆单作模式下,随施磷量降低,大豆籽粒产量、地上部干物质积累量、吸磷量降低,而两种单作模式的磷素表观利用率均有所提高,但差异不显著;而在玉米-大豆套作模式下,RP处理与CP处理相比,玉米和大豆的地上部干物质积累量、作物吸磷量、磷素表观利用率均有所增加,其中,磷素表观利用率显著提高,玉米和大豆分别提高了35.6%和41.8%。
  (2)三种施磷水平下,与单作模式相比,套作模式显著提高了玉米带和大豆带土壤全磷、速效磷和酸性磷酸酶活性,其中土壤全磷平均值分别提高了8.7%和7.5%,速效磷平均值分别提高9.4%和14.8%,酸性磷酸酶活性平均值分别提高了13.1%和9.0%。套作体系下,RP处理与CP处理相比,玉米带和大豆带土壤速效磷含量分别提高了13.3%和10.0%,酸性磷酸酶活性分别提高了17.5%和4.0%。玉米带土壤磷组分除了NaOH-Pi和Residual-P,其余的磷组分均展现出套作低于单作,且差异显著。与大豆单作相比,套作模式下,大豆带土壤的NaHCO3-Pi、NaHCO3-Po、NaOH-Pi、NaOH-Po和HCl-Pi均有所降低,且差异均达到显著水平。施磷条件下,无论是单作还是套作RP处理各个磷组分均显著低于CP处理,以玉米-大豆套作模式下减施磷肥20%(M/S-RP)最低。
  (3)在M/S-RP处理下,土壤对磷的最大吸附量(Xm)最大,固液体系吸附溶质的缓冲能力(MBC)也最大,单位吸附量的解吸量(b)最小,地表径流中总磷含量较低,表明其对磷的固持能力较强,能够有效降低磷素流失风险。
  总之,玉米-大豆套作模式中减施磷肥20%左右,作物的地上部干物质积累量、产量、磷素吸收利用、控制磷素流失等方面明显优于其他处理,对增产节资和降低磷素流失风险方面有重要作用,是可以考虑推广应用的技术。
[硕士论文] 胡斐
农业推广 四川农业大学 2018(学位年度)
摘要:为明确种植密度对不同类型玉米生长,以及玉米/大豆间作体系中玉米不同种植密度对间作菜用大豆产生的影响,实现玉米/大豆间作体系的高产高效。本研究于2016年4月至8月以登海605(矮杆紧凑型玉米)、川单428(中杆中穗型玉米)、长玉13(高杆大穗型)和菜用大豆为试验材料,在同一施肥条件下,玉米和大豆间作,玉米设置45000(D1)、52500(D2)、60000(D3)和67500株/hm2(D4)4个种植密度,对玉米和大豆的生长动态、干物质积累、养分吸收利用、产量及体系经济产值进行了研究。主要研究结果如下:
  (1)在提高玉米种植密度后,各类型玉米群体产量和地上部干物质积累量显著增加,在密度为D4时达最高值,其中登海605、川单428和长玉13产量分别为7526kg/hm2、8071kg/hm2和9649kg/hm2。但密植有一定的负面效应,玉米果穗千粒重、穗行数和穗粒数等性状降低,从而导致单株玉米产量下降,密度增产效应减弱。在种植密度增加后,各类型玉米群体花后干物质贡献率出现降低,但茎秆和叶片的花后干物质转运量增加。高杆玉米花后干物质贡献率、茎和叶的干物质转运量与转运率高于中杆玉米和矮杆玉米,而矮杆玉米受密度影响更大。
  (2)三种玉米氮磷钾总积累量受到种植密度的显著影响,种植密度越高,氮磷钾总积累量越大,氮磷肥偏生产力增加,玉米植株地上部各部位氮磷含量却表现出一定的下降。由吐丝期到收获期,各营养器官向籽粒转移养分,地上部各营养器官氮磷积累量和含量在收获期降低。同时,不同品种玉米各部位氮磷钾含量和积累量差异显著,长玉13籽粒氮磷吸收量和氮磷肥偏生产力明显高于川单428和登海605,高杆玉米养分积累优势明显。
  (3)间作菜用大豆的产量和干物质积累量随着玉米种植密度的增加逐渐降低。除此之外,玉米种植密度增加,菜用大豆氮磷钾总积累量和氮磷肥偏生产力显著降低,但各处理间氮磷收获指数及利用效率差异不大。
  (4)玉米种植密度不同,玉米/菜用大豆体系的经济产值差异明显,其中矮杆紧凑型玉米登海605/大豆和高杆大穗型长玉13/大豆的体系产值在52500株/hm2最大,而中杆中穗玉米川单428/大豆体系产值在60000株/hm2最大。
  综上所述,提高种植密度,可以明显增加玉米产量、生物量和养分利用效率,但玉米种植密度增加,间作菜用大豆生长受到限制,体系的经济产值出现下降,在长玉13种植密度为52500株/hm2时体系产值最大,因此,保证玉/豆间作体系中玉米适宜的种植密度和品种,是体系高产高效的关键。
[硕士论文] 王万宁
农业水土工程 中国农业科学院 2018(学位年度)
摘要:针对华北地区传统耕作模式下水浇地普遍存在土壤耕层逐年变浅、犁底层变厚、耕层土壤蓄水保肥能力下降、灌水质量不高等问题,本研究以冬小麦—夏玉米连作为研究对象,设计冬小麦播前深松40cm+旋耕15cm(PS)、不同畦田规格(畦长50m、畦宽1.7m、3.4m、5.1m)和入畦流量(30m3·h-1、40m3·h-1)6个试验处理组合,以传统旋耕15cm、畦宽3.4m作为对照(CK),于2016-2017年在中国农业利学院新乡综合试验基地,开展了深松耕作和畦灌灌水技术参数组合对土壤物理性状、土壤入渗性能、灌溉水流推进、作物生长发育等田间试验研究,建立了土壤入渗Kositiakov模型,并对深松耕作方式下畦灌灌水技术参数进行了模拟研究、灌水质量进行了分析评价。研究取得的主要结果如下:
  (1)研究了深松耕作方式对土壤物理特性、土壤含水量的变化规律,发现深松较传统耕作能改善冬小麦—夏玉米土壤容重、孔隙度、紧实度,明显降低了0-40cm土层土壤容重和20-30cm土层土壤紧实度,增加了土壤孔隙度,并在一定程度上提高了0-100cm土层的土壤含水率和0-60cm土层土壤储水量。
  (2)揭示并模拟了深松耕作方式下畦灌水流推进、土壤入渗特性变化规律,发现入畦流量和畦宽对水流推进时间均有一定影响;入畦流量(40m3·h-1)和畦宽(3.4m)一定时,深松耕作畦灌水流推进时间较对照平均延长了5.32min;采用幂指数函数对水流推进数据进行了拟合,决定系数R2均在0.9以上。与传统耕作相比,深松后的土壤初始入渗速率、稳定入渗速率、平均入渗速率和土壤累计入渗量分别提高41.53%、50.08%、12.58%、12.44%,采用Kositiakov入渗模型能较好地拟合深松后冬小麦拔节期土壤入渗过程,决定系数R2在0.92~0.96之间,畦灌灌前入渗系数a值为11.20,入渗指数b值为0.62;灌后入渗系数口值为8.16,入渗指数b值为0.83。深松耕作显著提高了冬小麦播种后和收获后20cm、40cm深度处土壤饱和导水率。
  (3)分析了深松耕作对作物生长特性、产量和水分利用效率的影响,发现深松耕作对冬小麦—夏玉米的生长发育具有一定的促进作用,其株高、叶面积指数、干物质积累量、产量和产量构成要素均显著高于传统耕作,冬小麦—夏玉米水分利用效率较传统耕作平均分别提高24.61%和23.11%。深松耕作方式下,畦宽为3.4m、入畦流量为40m3·h-1的畦灌灌水技术参数组合,作物水分利用效率最高,节水增产效果显著。
  (4)采用WinSRFR模型对深松耕作畦灌灌水过程进行了模拟、灌水质量进行了评价,模型对深松畦灌水流运动过程模拟结果较好,不同处理ARE的范围在22%~29%。深松耕作畦灌灌水效率平均为86%、灌水均匀度平均为81%,分别较传统耕作提高2.76%和4.95%,其中,深松耕作方式下,畦宽为3.4m、入畦流量为40m3·h-1的灌水效率为95%,灌水均匀度为86%,优于其它处理组合,灌水质量较好。
  (5)通过对作物产量、水分利用效率、以及灌水质量评价等的综合因素分析,筛选出深松耕作方式下畦灌灌水技术参数最优组合,得到了深松40cm+旋耕15cm,畦长为50m,畦宽为3.4m,入畦流量为40m3·h-1,坡度为0.0019,改水成数为0.39h,糙率为0.211,入渗指数a值为0.638,入渗系数K值为118.444mm·h-a的畦灌灌水技术参数组合最为适宜。
[硕士论文] 王琦琪
区域发展 中国农业科学院 2018(学位年度)
摘要:东北黑土区是我国重要的商品粮生产基地,有玉米大豆轮作的传统。2008年后出于对经济利益的追逐大面积推广玉米连作,引发土壤理化性质变差、温室气体排放增加等生态问题和玉米库存积压的经济难题。在此背景下,国家多次发文提出在东北地区恢复粮豆轮作,在试点区开展“一主(玉米—大豆轮作为主)四辅”轮作和“三区轮作”模式,让土地休养生息。但实地调研发现,黑龙江省由南到北积温条件相差较大,各地在轮作时面临困难。本文以积温带划分为基础,运用作物生长模型模拟不同种植模式对土壤和气体排放产生的影响和作物单产情况,运用综合指数法计算各地不同轮作模式的经济生态总效益,提出黑龙江省南部、中部、北部适宜的轮作模式,同时收集玉米大豆成本收益数据,得出玉米大豆收益达到平衡点时两者的合理比价,通过调整比价使玉米大豆收益平衡进而保障轮作模式的可持续性。通过实地调查和实证分析,本文得出如下结论.
  (1)轮作模式选择困难和作物收益差距大等是轮作开展面临的主要问题。大豆播种面积和玉米播种面积之比由2015年的0∶4∶1上升至2016年的0∶6∶1,但不同区域差别较大,黑龙江省中部及北部玉米改种大豆面积较大,南部地区仍然以种植玉米为主,轮作作物的产量(27.76%)和价格(25.67%)是影响农民选择轮作的重要考虑因素。轮作试点中存在的主要问题有首先,轮作模式不合理,在作物选择上以玉米大豆为主,对其他作物种植没有补贴,另忽视地区自然条件的差异性,北部地区难以开展轮作,第二,大豆单产与玉米相比较低且玉米大豆比价不合理导致大豆收益少于玉米,农民对种植大豆积极性较差。
  (2)不同区域适合的轮作模式不同。利用DNDC模型模拟不同作物轮作模式对土壤和大气环境产生的影响,结论表明大豆参与的轮作模式对土壤全氮的保持和提高有重要作用,并能减少温室气体(主要是二氧化碳)的排放,从经济效益来说,南部米米米豆的产量相对较高,中部各个模式差距较小,北部地区大豆单产更有比较优势。运用综合指数法对不同地区各个种植模式进行生态经济效益加总,认为南部(第一、二积温带)最佳轮作模式是两年或三年玉米+一年大豆,中部(第三积温带)最佳轮作模式是玉米大豆一年一轮,北部(第四、五积温带)的最佳轮作模式是两年或三年大豆+一年其他作物。
  (3)在目前的单产水平下,玉米大豆的合理比价为1∶2∶94。对作物比价和播种面积做相关性分析,表明作物比价是影响播种面积变化的重要原因。建立计量模型公式,计算得出在玉米、大豆达到收益平衡点时的比价为1∶2∶94。轮作补贴可以根据目前单位面积上玉米大豆的不合理比价与合理比价之间的相差值确定,缩小玉米大豆收益差,保障轮作模式的实施。
  基于上述结论,为在东北黑土区进一步落实粮豆轮作政策,文章提出如下建议:(1)通过政策调整玉米大豆比价,使两者收益平衡,(2)发挥政府引导作用,合理安排轮作模式;(3)降成本、提单产,增加大豆种植收益。
[硕士论文] 崔景明
生物学 河南师范大学 2018(学位年度)
摘要:目前华北平原南部农业生产中小麦-玉米复种连作一年两熟的种植模式非常普遍,但同时在局部地区也逐渐显现出部分土壤养分失衡、化肥投入量偏大等问题。为了探寻华北平原南部适宜的种植模式,本研究选择了在该区域有一定种植面积的4种一年两熟的种植模式:小麦-玉米、小麦-大豆、小麦-花生、小麦-甘薯,通过调查不同种植模式下自然资源的周年分布,计算其光、热、水、肥资源利用效率,并通过生产力、生产潜力与生态系统服务价值的分析对不同种植模式进行评价,得出主要结论如下:
  1.不同种植模式下全生育期内自然资源分布不同。小麦-玉米、小麦-大豆、小麦-花生3种种植模式下光资源积累相当,而小麦-甘薯模式在小麦季其冠层的光合有效辐射截获率因前茬甘薯晚收呈现最低,但在甘薯生长后期则显著高于其他3种模式,从而使得总的光资源积累呈现最高,故小麦-甘薯种植模式的小麦产量与甘薯产量分别为当季的最低与最高。对作物光能利用效率来说,小麦-甘薯模式最高,小麦-玉米与小麦-花生模式屈居其后。此外,小麦季土壤温度始终以小麦-甘薯模式最高,秋粮作物前期各模式温度差异不大,后期以小麦-花生与小麦甘薯模式的土壤温度较高。作物的热能利用效率与光能利用效率呈现出相同的趋势,即在4种种植模式中,小麦-甘薯模式对热能利用最充分,其次为小麦-玉米与小麦-花生,小麦-大豆最低。作物耗水量与水分利用效率以相反的结果呈现,小麦-玉米与小麦-甘薯模式作物耗水量较低,水分利用效率较高;小麦-大豆模式作物耗水量最高,而水分利用效率最低。对肥料利用效率来说,以小麦-甘薯模式最高,其次为小麦-玉米模式,小麦-大豆模式最低。总的来说,在4种种植模式中,作物对光、温、水、肥利用效率均表现为小麦-甘薯模式最高,其次为小麦-玉米与小麦花生,小麦-大豆模式的自然资源利用效率均为最低;且自然资源利用效率与作物产量密切相关。
  2.经对不同种植模式下作物生产力分析发现,在4种种植模式中,小麦-甘薯模式下作物周年籽实总产量最高,秸秆总产量最低,但因其投入最高,甘薯市场价值较低,故净产值与产投比最低;小麦-玉米模式下作物周年籽实总产量在4种模式中排第二位,秸秆总产量较低,因其投入较低,作物市场价值较高,故净产值与产投比最高;小麦-大豆模式下作物周年籽实总产量最低,秸秆总产量较高,但其成本最低,净产值与产投比较高。对不同种植模式的生产潜力估算结果表明,土地生产潜力以小麦-花生种植模式最高,其次为小麦-大豆与小麦-玉米,而小麦-甘薯最低。
  3.对4种种植模式进行生态系统服务价值评估的结果显示,在直接价值方面,小麦-花生与小麦-玉米模式具有较高的农产品经济效益;而小麦-大豆模式作物产量最低,但其市场价格最高,从而使其经济效益也较高。而对不同种植模式农田生态系统服务价值的间接价值来说,小麦-玉米、小麦-大豆与小麦-花生模式均有很高的积累有机质功能价值、涵养水分功能价值与气候调节功能价值,因此它们不仅能够为土壤积累较多有机质,还能起到保持水土、调节气候的作用;而小麦-甘薯模式的经济效益与维持生态系统可持续发展的能力则均为最低。
  综上所述,在这几种华北平原南部农业生产中常见的种植模式中,小麦-玉米的种植模式不仅具有较高的自然资源利用效率,而且能产出较高的经济效益,同时还提高了土壤养分含量和持水量,调节了农田气候,是华北平原南部两熟区适宜的种植模式。小麦-花生与小麦-大豆模式,因其具有较高的经济效益,且有利于农田生态系统的可持续发展,为在该区域小麦-玉米模式的替代种植模式。
[硕士论文] 郭昊
机械工程 宁夏大学 2018(学位年度)
摘要:数字高程模型(DEM)是一组使用有序数值阵列形式表示地面高程的实体模型,是对地面形态的数字化形式表达。由于精细农业的普及,农田平整土地前进行土方量计算时,需要数字地形图DEM。且高精度DEM可以为自动驾驶系统提供先验地图以提高自动驾驶精度。目前对于制作高精度DEM,一般都采用水准仪,全站仪,激光测高仪等专业仪器或结合各类空间插值方法进行制作。但由于大型农场的大量普及,且规模较大。对于现代化农场来说,所需劳力不多,却拥有土地可达上百亩。目前,大部分农场都已为农用拖拉机加装了经由GPS导航的自动驾驶系统。因此,在本研究中,为提高效率,节省经济成本和学习成本,结合目前农场现有设备,提出一种仅利用农机自动导航驾驶系统配合RTK-GPS技术,收集GPS点云数据并配合使用合适空间插值方法对数据进行处理,以生成山区丘陵地带田地高精度DEM的新建立方法,并对该方法进行详细总结研究,以确定其实用性。
  本论文的研究方法与结论如下:
  (1)利用农场现有设备,使用RTK-GPS技术,为自动导航农用拖拉机挂载高精度GPS接收机和惯性测量单元(IMU)作为测量工具在田地内进行耕作,耕作时记录下GPS数据和IMU数据,并同步保存。将记录得到的GPS、IMU数据进行筛选处理。保留的高精度GPS数据投影至地面,生成地面点云数据,作为内插的原始采样点(Ps)。
  (2)对所有采样点(Ps)点云数据的空缺部位利用dynamic、Cubic、Triangle Lineal、Natural、Nearlist空间插值方法进行内插处理,生成网格插值数据(Pi),使Pi作为生成DEM的原始数据。
  (3)提出了一种Dynamic插值方法,该插值方法具有搜索范围广和高度灵活性特点,且利用该方法生成的DEM不仅能在DSP(double side pre-known)区域和SSP(single side pre-know)区域满足精度要求,在NP(none pre-known)区域通过重复采集数据也可生成满足精度要求。
  结论显示:仅利用农机自动导航驾驶系统配合RTK-GPS技术,收集GPS点云数据并配合使用合适空间插值方法对数据进行处理,以生成山区丘陵地带田地高精度DEM的建立方法。
[博士论文] 刘越
农业经济管理 西北农林科技大学 2017(学位年度)
摘要:人与环境和谐发展是我国经济社会发展的重要议题。退耕还林工程作为我国涉及范围最广、影响程度最深的生态修复工程,其实施区域的农民生存与发展问题更是社会各界的主要关注对象,也是议题中亟待解决的关键部分。面对城乡二元结构、生态环境破坏的双重压力,本研究将视角聚焦在生产三要素中最具活力的要素——劳动力上,试图结合生态问题探讨所在区域的宏观劳动人口数量、微观农户劳动时间的合理分配,进而一方面为我国林区农村劳动力的合理配置提供相应的路径及政策建议,另一方面为退耕还林工程的效果评估提供新思路。
  本研究首先对国内外已有文献和我国退耕还林工程政策实施历程进行了梳理,利用宏观统计数据和微观实地调研数据对退耕还林区农村劳动力在农业部门和非农业部门的配置结构现状进行统计分析和计量模型测算,运用随机前沿模型定量分析了农业部门劳动利用情况,明确了农业劳动时间冗余及剩余劳动力的存在,证明了劳动力向非农部门转移的合理性;再者,对退耕还林区农村劳动力配置效率进行了实证分析,并根据是否参与退耕还林工程对农户进行了分类;在此基础上,运用面板Probit和面板集群固定效应模型对退耕还林区农业部门和非农部门的劳动时间配置效率提升的影响因素进行了测算,特别对退耕还林工程的影响进行了细化;最后,在考虑不同类型农户的异质性,利用面板联立方程模型和面板门限回归模型将非农部门劳动力配置和粮食生产进行结合,给出了两部门之间更为具体和合理的劳动配置方案及路径。文章研究得出的主要结论如下:
  第一,退耕还林区农业劳动时间利用效率偏低,仍存在大量的劳动冗余,劳动时间配置向非农部门倾斜十分必要。退耕还林区农村农业劳动时间的利用率仅为30.12%,与以往研究相比,劳动时间剩余比例较全国而言仍处在较高的水平,说明该区域在农业生产方面仍存在大量的剩余劳动时间投入;根据已有文献中,年工作日的参考数据,将随机前沿模型结果进行修正后,得到劳动力剩余比例在59.28%-31.83%范围内。
  第二,非农劳动要素配置比例的提高,能够有效地实现配置效率的提升。无论对于参与退耕还林工程的农户,还是未参与退耕还林工程的农户,劳动要素分配结构对配置效率的提高均具有显著的积极作用,且显著水平为1%,提高劳动力在非农部门的时间分配是实现配置效率提升的重要途径。
  第三,家庭特征因素、市场因素、外部环境因素对退耕还林区农村劳动力非农参与和非农时间供给的影响力度存在差异。1995-2014年间,户主所受教育年限、家庭人口总数、家庭人均耕地面积和非农劳动的工资率,是农户选择是否进入非农劳动市场和改变非农劳动时间供给的主要原因。单位面积农业补贴、单位面积农业税费以及道路硬化程度对劳动力的非农参与影响显著,但是对于劳动非农时间供给的影响略显不足;家庭因素中的户主年龄则刚好与之相反,仅在供给时间上对农户具有显著的促进作用。
  第四,不同区域、不同参与年限以及不同政策实施阶段方面,退耕还林工程对农户非农劳动配置的影响不同。样本省区中,四川省、江西省以及陕西省在参与工程和参与面积两个层面上,对农户非农就业均有显著促进作用;河北省的影响相反,为负向;广西壮族自治区的影响则整体上不显著。退耕还林工程对农户非农劳动时间供给的持续性不强,参与工程的前4年,特别是第4年促进作用最为明显,从第9年起,出现了负向影响。而政策实施的四个阶段,也仅有第一阶段正向显著,而后显著作用减弱,第三阶段出现负向,到第四阶段虽依旧不显著,但恢复了正向的趋势。退耕还林工程的补贴性质为非耦合性补贴,替代效应大于收入效应,能够促进劳动力的非农配置。
  第五,不同粮食种植面积的农户,其非农劳动时间的配置存在差异。通过门限回归模型结果得出,当粮食种植面积较小时,促进细碎土地的流转或进行退耕还林工程,从而释放劳动力,增加劳动力的非农劳动时间;而当粮食种植面积较大时,以保证劳动力在农业部门的配置优先,提高农业劳动生产效率,提倡兼业化的劳动力配置方案。
  第六,不同工程实施区域,农村劳动力配置存在差异。通过对东、中、西不同区域的分类回归结果得出,东部和中部退耕地的质量较西部而言更高,非农就业对粮食亩均产出的负向作用更为显著。因此,在考虑到粮食生产不应受较大影响的前提下,对于东部和中部耕地质量较好的地区,劳动力配置路径应以提高农业部门劳动力生产效率为主;而对于西部,生态问题较为严重的地区,仍需以劳动力转移为主,积极进行生态移民、劳动时间非农化、提高非农就业比例,从而减少人口对土地的压力,保障生态修复,同时有效提高农民收入。
[博士论文] 刘璞
林业经济管理 西北农林科技大学 2017(学位年度)
摘要:随着退耕还林工程的推进,农户生产、生活等方面的问题进一步呈现,虽然退耕后农户收入水平有所提高,但是福祉水平并未有明显变化。为了提高农户的福祉水平,实现退耕还林政策目标,有必要打破新古典框架下货币层面的相关研究,寻求新的理论和政策执行路径来改善农户的福祉水平。本文提出从福祉、福祉转换效率、功能相依性三个角度来研究福祉状态在退耕还林前后的变化过程,并探索了能力分析法的应用和政策切入点。
  首先,采用森理论对退耕前后农户福祉的变迁做出更为客观的评价。在阿玛蒂亚·森可行能力分析法框架下的多维福祉评价,相比新古典框架下货币层面的评价更切合实际情况。福祉评价共选择了六个基础功能维度,分别为物质生活、工作状态、健康状态、教育状态、住房状态、社会参与,共21个测量指标。采用模糊评价法对各功能维度和整体福祉水平进行评价,该方法对数据没有特殊要求,通过对功能维度和指标体系去量纲和赋予权重,能够准确反映福祉水平。通过对陕北志丹县、吴起县619位退耕农户的研究发现,退耕后福祉状态的模糊指数为0.3118,高于退耕前的0.2455,各功能状态的模糊指数中住房状态和社会参与都有较大幅度的提升,而物质生活、工作状态、健康状态和教育状态升幅较小。住房状态提升是由于建房补贴政策的实施或者农户具有使用政策转移性收入建房的意愿所致,社会参与能力提升是因为退耕后被迫外出务工所致,教育水平短期内不容易改善,物质状态变化不大说明农户的生活水平改善不明显。其次,结合福祉转换效率对退耕前后农户的福祉状态变化做进一步评价。单纯的福祉评价并不能对农户的真实福祉状态做出有效解释,必须结合福祉的转换效率来说明,可行能力分析法为福祉的转换效率提供了天然的理论基础。福祉转换效率评价涉及到多投入多产出问题,因此选用现阶段广泛采用的DEA分析法,并建立二阶段Tobit模型对效率的影响因素进行分析。通多对福祉转换效率的研究发现,退耕还林前后福祉转换效率存在较大差异,退耕前整体效率均值为0.4508,退耕后为0.1776,并且退耕后无效农户的福祉转换效率均值为0.1582,不足有效农户的1/6,由此可以判断退耕后农户的福祉水平存在较大的上升空间,而收入的提高并没有对农户福祉状态产生较明显的影响。采用Tobit模型分析影响因素发现退耕前家庭总人口、家庭劳动力人数、距最近镇的距离、距最近县的距离都对转换效率具有显著影响,而退耕后家庭总人口、家庭劳动力人数、户主年龄、退耕还林面积、距最近镇的距离、距最近县的距离、村口每天停靠的公车数量对转换效率具有显著影响,增加的影响因素多集中于地理位置和农户特征层面,说明退耕后农户与外界的联系主要受到农户特征和地理条件的限制。最后,探索福祉形成的内在逻辑和变化过程。依据森理论,福祉各功能维度之间存在相依性,彼此相互影响,互相促进,最终体现为整体福祉水平的变化。该部分选择结构方程模型来进行研究,通过对比退耕前后福祉各功能维度之间的相依性,能够更深入地解释福祉形成和变迁过程。研究发现退耕前后福祉各功能维度间的相依性较弱,说明退耕区农户并没有完全发挥出相依性在提高整体福祉水平中的作用。并且,通过对比分析发现,退耕前后各功能维度间相依性存在较大差异,退耕后的显著路径关系,退耕前并不存在,如健康对社会参与的影响作用,因此判断影响相依性发挥作用的一个重要原因为个人能动性。
  通过研究发现退耕后农户整体福祉水平有所上升,但是升幅不大,且退耕前后普遍偏低;退耕后惯常福祉农户增多,但部分农户福祉状态变差;福祉测量不能有效反应政策效果,必须结合转换效率;能动性的发挥是提高福祉水平的重要因素。此外,本研究建立了退耕区农户福祉测量的功能维度和指标体系;采用福祉和福祉转换效率相结合的方法,对退耕还林农户福祉状态变化过程进行评价;通过实证研究探索了能力分析法关于个人能动性研究的不足;提出从三个层面来改善福祉水平,供给侧的资源供给、需求侧的转换因素、个人层面的能动性,丰富了政策执行路径。
[硕士论文] 董云
作物栽培学与耕作学 河北农业大学 2017(学位年度)
摘要:冀西北坝上地区位于中国华北长城沿线的农牧过渡地带,区域高寒干旱、土壤瘠薄,农牧业生产相对落后。该区由于过度开垦,植被损失严重,导致土壤严重风蚀沙化与干化。在国家京津冀一体化发展的宏观背景下,冀西北坝上地区被定位为华北腹地的生态涵养区,区域传统的种植业需要以农田水养资源高效与可持续利用为核心,进行战略性调整。农田休耕与轮作成为区域农作制改革的重要方向。
  为了明确坝上地区主栽作物以及作物间不同倒茬方式的土壤水分与作物养分积累特征,于2015-2016年在张家口市河北农业大学张北实验站,采用交叉种植方法,在栗钙土与草甸栗钙土两类农田,设置了区域7种主栽作物的倒茬试验,比较不同作物茬口的土壤水分与作物养分积累效应,以为确立水养资源平衡与可持续利用的作物配置方式提供依据。主要研究结果如下。
  1.作物间耗水量差异明显。栗钙土田0-20cm、草甸栗钙土田0-30cm土层土壤含水率极易受环境影响,生长季终期各作物田含水率相近。生长季莜麦、甜菜、谷子田呈耗亏土体贮水趋势,且对30cm以下土层贮水消耗明显;蚕豆田与栗钙土马铃薯田呈累积土体贮水趋势;其他作物耗水量介于之间。冬春非生长季0-30cm土体贮水的大比例非生产性蒸发消耗,降低了土体春播期的供水效果。
  2.作物间水分利用效率差异显著。甜菜、莜麦生育期长,生物产量与水分利用效率均较高;亚麻、蚕豆最低。茬口显著影响了作物水分利用效率。草甸栗钙土田,茬口适应种植的生长季WUE是连作莜麦、甜菜和马铃薯的1.96-3.00倍,是连作蚕豆、饲用玉米的1.11-1.13倍;在栗钙土田,茬口适应种植生长季WUE是连作甜菜和马铃薯的1.36-2.00倍,是连作莜麦、亚麻的1.11-1.22倍.
  3.同一类型作物,株体养分含量年度间与土壤类型间差别较大;不同茬口的马铃薯养分含量、甜菜磷素含量差异较小。莜麦株体养分含量对茬口最为敏感。作物间养分干物质生产效率差异显著。在栗钙土田,甜菜生育期长,生物产量最高,N、P干物质生产效率分别高达54.3-70.74kg kg-1、511.16-779.20kg·kg-1,其他作物的养分干物质生产效率则互有高低。在草甸栗钙土田,甜菜N、P干物质生产效率最高,分别达63.43-75.60kg kg-1、795.86-973.33kg kg-1;蚕豆N、P干物质生产效率最低;其他作物的养分干物质生产效率互有高低。
  4.茬口显著影响了作物产量与养分干物质生产效率,并呈现作物养分积累量高,相应养分干物质生产效率低的相关关系。连作莜麦、马铃薯表现明显的养分积累量劣势,草甸栗钙土田连作甜菜易发生褐斑病害,影响叶面积发育。
  综上,马铃薯是大部分作物的良好前茬,而甜菜除对莜麦外为不良前茬。莜麦与甜菜的茬口适应性较强。在坝上地区农田,莜麦→马铃薯不仅产量高而且养分生产效率也较高;在草甸栗钙土田,蚕豆→莜麦倒茬方式较好;甜菜→莜麦是甜菜产区适宜的倒茬方式。
[博士论文] 郑文魁
土壤学 山东农业大学 2017(学位年度)
摘要:控释氮肥能够调控养分释放,提高作物产量和肥料利用率,成为解决化肥问题理想的选择。目前市场上控释氮肥种类繁多,施用效果良莠不齐,选择合适的控释氮肥类型及施用方法是降低生产成本、提高产量的重要前提。控释尿素与普通尿素配施是农业实际生产中常采用的施肥方式,既达到了控制养分释放的效果,又大大降低了生产成本,研明其对作物的增产机理以及长期施用的效果可为控释氮肥在小麦、玉米上的推广应用提供有力的理论支持。本文在冬小麦-夏玉米轮作体系下,在山东农业大学南校区试验站,通过7年的连续池栽定位试验,以普通尿素分次施肥为对照,研究了树脂包膜尿素、硫包膜尿素和硫加树脂包膜尿素在田间条件下的氮素释放特征以及一次性基施控释尿素对小麦、玉米产量及产量构成因素、氮素利用率、土壤养分和土壤酶活性的影响;在山东农业大学南校区试验站,通过2年定位大田试验研究了控释掺混尿素一次性基施对小麦、玉米生长、产量、氮素利用率及经济效益的影响;在山东省桓台县华北集约化农业生态系统试验站,利用8年长期定位大田试验研究了长期一次性基施控释掺混尿素对小麦、玉米产量、氮素利用率、氮素表观平衡、土壤养分状况及经济效益的影响。主要结果如下:
  1.不同包膜类型控释尿素对小麦、玉米产量、氮素利用率及土壤生化性质的影响
  控释尿素的田间养分释放特征除了受包膜材料的影响以外,还主要受土壤温度的影响,因此在选择合适的控释肥种类时还应考虑到作物的生育期和种植区的土壤温度状况。3种不同包膜类型控释尿素中,硫包膜尿素的养分释放速率最快,硫加树脂包膜尿素次之,树脂包膜尿素的养分释放速率最为缓慢。与普通尿素分次施用相比,长期一次性基施3种不同包膜类型控释尿素的小麦、玉米产量分别显著增加4.9%~11.5%和7.3%~13.0%,氮素利用率分别提高28.7%~34.4%和65.9%~80.3%,其中硫加树脂包膜尿素施用效果最佳,小麦、玉米产量分别增加11.5%和13.0%。即使控释尿素在减少施用量30%的情况下,其获得的小麦、玉米产量与全量普通尿素相比无显著差异。控释尿素能够显著增加小麦、玉米生育中后期土壤的硝铵态氮含量,一次性基施控释尿素满足了小麦、玉米各生育期尤其是生育关键期对氮素的需求。另外,控释尿素处理较普通尿素处理能够显著提高耕层土壤的全氮和有机质含量,缓解土壤酸化。控释尿素在提高土壤酶活性方面优于普通尿素,其中硫加树脂包膜尿素和硫包膜尿素施用效果优于树脂包膜尿素。
  2.控释掺混尿素对小麦、玉米产量、氮素利用率及经济效益的影响
  控释掺混尿素的氮素释放规律能够与小麦、玉米的氮素吸收相吻合,并且两者呈显著的线性正相关。2年试验结果表明,一次性基施控释掺混尿素较普通尿素分次施用,小麦、玉米产量分别显著增加4.8%~16.8%和4.0%~21.0%,氮素利用率分别提高33.7%~56.4%和16.7%~48.5%,年平均净收益增加14.5%~19.9%。即使控释掺混尿素在减氮1/3的情况下,其获得的小麦、玉米产量与常量普通尿素相比无显著差异,而普通尿素在减氮1/3的情况下,与全量施肥相比,小麦、玉米产量分别显著降低6.4%~11.1%和7.2%~9.4%。施用控释掺混尿素显著增加了小麦有效穗数、小麦穗粒数及玉米行粒数,对小麦千粒重、玉米穗数和玉米穗行数没有显著影响,因此控释肥掺混尿素增产主要是通过增加小麦的有效分蘖数和增加玉米的行粒数实现的。控释掺混尿素显著增加了小麦、玉米生育中后期耕层土壤的硝铵态氮含量。在玉米收获期,控释掺混尿素较普通尿素可显著提高0-40 cm土层的土壤硝态氮含量,有效减少硝态氮向深层土壤的淋溶。施用控释掺混尿素能够有效显著提高玉米植株的株高、茎粗以及玉米生育中后期叶片的叶绿素SPAD值,提高玉米在生育中后期的光合能力。
  3.长期施用控释掺混尿素对小麦、玉米产量、氮素利用率、氮素表观平衡、土壤肥力及经济效益的影响
  8年的连续定位试验结果表明,与相同施氮量的常规尿素分次施肥相比,长期一次性基施控释掺混尿素小麦、玉米多年平均产量分别显著增加8.2%~11.9%和6.8%~9.8%,农田经济效益提高15.4%~21.8%,小麦、玉米氮素利用率分别提高35.7%~37.6%和13.2%~14.3%。控释掺混尿素较普通尿素可提高0-60 cm土层的土壤硝铵态氮含量,有效减少硝态氮向60-200 cm土层的淋溶。与相同施氮量的常规尿素分次施肥相比,控释掺混尿素的氮素表观损失量减少6.8%~11.3%。长期一次性施用普通尿素显著降低土壤中交换性阳离子(Ca2+和Mg2+)的含量,从而降低了土壤pH,导致土壤酸化。与常规尿素分次施肥相比,长期一次性基施控释掺混尿素显著提高了耕层土壤的全氮和有机质含量,提高了土壤肥力。
[硕士论文] 刘文茹
作物 山东农业大学 2017(学位年度)
摘要:本文在气候变化大背景下,以长江中下游地区水稻和小麦为研究对象,运用联合国政府间气候变化委员会(IPCC)AR5提出的模拟能力较强的 BCC-CSM1-1(Beijing Climate Center Climate System Model version1-1)气候系统模式,基于典型浓度情景RCP(Representative Concentration Pathway)输出的主要气象要素的逐日模式模拟数据资料,应用双线性内插法降尺度到长江中下游及邻近区域62个基本气象站点,并利用方差订正法对2021—2050年模式模拟数据进行误差订正,以获得更加真实可信的模拟数据。采用经验模型(潜力衰减)和机理模型(DSSAT)预估长江中下游地区稻麦生产潜力,并利用 Theil-Sen斜率估计和 MK检验等方法对未来30年研究区域内稻麦气候生产潜力的年际变化趋势和空间分布特征进行分析,明确主要影响因子,制定适应气候变化的措施,以期为未来作物生产提供理论依据。主要研究结论如下:
  (1)长江中下游地区2021—2050年平均气温、太阳总辐射量呈显著上升趋势,降水量总体增加,幅度较小并未达到显著性水平。全年和春、夏、秋、冬四季太阳总辐射量、降水量在时间上均呈现显著的增加趋势(春夏季>秋冬季)。RCP8.5情景下,研究区域年平均气温呈现自中部向东西递减,春夏季增温幅度高于秋季和冬季。研究区域中部太阳总辐射量较高,而江苏省南部、安徽省中东部及湖北湖南少部地区属于低值区域,季节上表现出春季>夏季>秋季>秋冬的特征。降水量的年际变化不显著,大部分地区有所降低,但也未通过显著性检验。冬季降水量最小,夏季大部分地区降水量最大。RCP4.5情景下,研究区年平均气温自北向南逐渐降低,变化倾向率则表现为北部大于南部,夏季较大,冬季较小且未通过显著性检验。太阳总辐射量的空间分布较 RCP8.5情景相似,春夏季太阳总辐射量高于冬秋季,仅春季江苏省南部地区通过显著性检验,其余地区大都未通过显著性检验。2034年以前太阳总辐射量的较平均低,之后则高于平均值,说明未来30年长江中下游地区20世纪30年代后太阳总辐射量将以更大的速率持续增加。
  (2)应用经验模型模拟基准气候时段长江中下游地区稻麦气候生产潜力分别介于10000~12000 kg/hm2和8000~10500 kg/hm2之间,水稻气候生产潜力总体呈现上升趋势而小麦呈现下降趋势。水稻气候生产潜力在空间上表现为自研究区域中部向南北逐渐增加,冬小麦则呈现北高南低的分布特征;未来两种气候情景下,稻麦气候生产潜力总体均呈现显著线性增加趋势,表现为RCP8.5>RCP4.5。水稻气候生产潜力的增加速率较冬小麦大两倍左右,且年际波动较小,稳定性强。RCP4.5气候情景下,东部沿海地区、两湖平原地区和江西为稻麦气候生产潜力高值区域。冬小麦气候生产潜力与基准时段相反呈现出由就南向北递减趋势,水稻则表现为自中西部向东南部沿海逐渐增加。在 RCP8.5情景下,呈现自东向西逐渐减少的趋势,长江三角洲、南阳盆地和两湖平原为高值区,庐山周边区域(近鄱湖阳湖)变化率高达80 kghm-2·a-1(P<0.05)。长江中下游地区稻麦气候生产潜力受气候变化和地理位置的双重影响。作物生育期内≥10℃积温为主导因子,其次为太阳总辐射,而降水量的影响较小。平原地区作物气候生产潜力较同一纬度地区大。区域农业气候资源在保证足够数量的同时相互协调更是获得高气候生产潜力重要条件。
  (3)DSSAE-CERES模型模拟值与观测值的模拟结果较好,表明品种可较准确地进行模拟研究。分析可知,2021—2050年稻麦生育期内的平均最高、最低温度、≥10℃积温、降雨量和太阳总辐射量的变化将会导致产量的改变。冬小麦和水稻开花期和成熟期日序较基准年均有所推迟,且表现为RCP8.5>RCP4.5,开花期到成熟期天数则随之缩短。表明一定范围内冬小麦产量随积温的增加逐渐增加,超过一定阈值时则逐渐减少,其他气候因子增加或减少并不能弥补积温过高产生的负效应。
  水稻的产量潜力较基准年降低(除钟祥外)。且总体表现为2030s<2040s<2050s, RCP8.5情景下水稻产量下降幅度大于RCP4.5情景。水稻产量降低幅度随着≥10℃积温、平均最高温度的增加而逐渐增大,由于在水稻不同生育期受到高温胁迫会影响水稻的光合速率、呼吸速率等,表明,水稻关键生育时期如若遇到高温灾害,将影响水稻的产量。
  适当推迟冬小麦、水稻的播期,培育耐高温的水稻新品种,增大小麦品种光周期系数,以及加强作物栽培管理措施及加强农业基础设施系统工程的建设,减少温室气体的排放和增加植被的覆盖率,完善气候灾害监测预警及分析系统等,可以减轻气候变化对农业省产造成的影响。
[硕士论文] 贾源旭
自然地理学 延边大学 2017(学位年度)
摘要:图们江口地处中国、朝鲜、俄罗斯三国交界,该区域河湖众多,湿地动植物种类极为丰富,湿地研究和保护价值巨大。区位特点使对朝鲜和俄罗斯境内的湿地调查困难,因此,遥感是进行该地区湿地分类的最佳途径。高光谱遥感数据的光谱分辨率高,具有对地物类型进行精细研究的潜力,但其也有空间分辨率较低、数据冗余、数据质量等问题。针对上述问题,本文利用重访周期长,较易获取的国产HJ-1A卫星高光谱数据开展影像融合、包络线去除、特征光谱提取等研究。针对图们江口地区湿地分类需求,利用发展成熟,应用广泛的支持向量机方法开展湿地分类研究,主要研究成果如下:
  (1)针对国产HJ-1A卫星高光谱遥感影像空间分辨率较低的不足,应用Landsat-8全色影像开展了主成分(PC)变换、Gram-Schmidt Pan Sharping两种融合方法的光谱保真性分析。结果表明:Gram-Schmidt Pan Sharping融合方法对水田、水体、林地和草地的光谱保真更好,主成分(PC)变换融合方法对裸地的光谱保真更好,两种融合方法对沼泽的光谱保真相近。在460~516nm波段Gram-Schmidt Pan Sharpening融合影像的光谱保真性更优,516~952nm波段主成分(PC)变换融合影像的光谱保真性表现较好。
  (2)采用基于光谱标准差阈值的特征光谱提取方法提取了融合前、后HJ-1A高光谱影像中湿地的特征光谱。融合前影像中,包络线去除前水体的特征光谱较多,在可见光和近红外范围都有分布,水田的特征光谱较少,只在可见光范围分布,沼泽没有特征光谱;包络线去除后,只有水体仍存在特征光谱,全部分布在近红外范围,并且数量也减少。融合后影像中,包络线去除前水体的特征光谱较多,沼泽和水田的特征光谱较少,全部分布在可见光范围;包络线去除后水田、水体和沼泽都不再有特征光谱。
  (3)采用支持向量机方法进行分类实验,对比分析HJ-1A高光谱影像在经过融合前、后;包络线去除前、后;应用全部波段或特征波段分类8种处理情况下的分类结果后发现:影像在经过包络线去除处理后总体分类精度和kappa系数均明显下降,原因是包络线去除扩大了条带噪声,降低了信噪比,水田和沼泽的分类效果有提高有降低;影像在经过与Landsat-8全色影像融合处理后,以及应用影像的特征光谱波段分类时总体分类精度和kappa系数,水田和沼泽的分类效果有提高有下降。水体的分类效果在各情况下变化不明显。基于融合前包络线去除前的HJ-1A高光谱影像,应用湿地的特征光谱波段分类得到的总体分类精度及水田、水体和沼泽的分类精度最高。
  上述研究成果可成为今后进一步研究国产高光谱影像质量提升方法,提高国产高光谱影像的湿地自动分类精度,图们江口地区湿地遥感监测和国产高光谱影像的应用提供基础研究支撑。
[硕士论文] 任晓静
环境工程 华中农业大学 2017(学位年度)
摘要:甲烷(CH4)是仅次于CO2的重要温室气体,CH4的主要排放源来自农业活动,在各种农业排放源中,稻田是CH4最重要的农业源。从农田管理的角度寻求CH4减排成为当前研究的一个重要方向。因此,本研究依托中国科学院盐亭紫色土农业生态试验站,以川中丘陵地区典型冬水田为研究对象,采用静态暗箱-气相色谱法,在2012~2015年对冬水田(RF)和冬水田转稻麦轮作(RW)的CH4排放通量进行了连续三年的定位观测,研究了冬水田转为稻麦轮作后对CH4排放的影响。主要研究结果如下:
  1.冬水田和稻麦轮作处理的CH4排放通量均整体表现出“冬春低、夏秋高”的季节规律。冬水田转稻麦轮作处理后,CH4累积排放量减少43%,其中稻季减少量占总减少量的39%,非稻季占61%,并多出一季小麦产出,说明将冬水田转为稻麦轮作能显著降低CH4排放通量,其中非稻季CH4减排量大于稻季,同时增加了作物产量。
  2.冬水田的休闲期水分排干种植小麦后,其麦季CH4排放通量比冬水田在该时段的排放通量减少70%~81%,因此,冬水田转稻麦轮作能显著减少休闲期的CH4排放通量;在2012~2015年,RF处理的休闲期CH4平均排放通量比RW处理麦季高3~80倍,相应的累积排放量高3~6倍,非稻季CH4排放量冬水田明显高于稻麦轮作;在RF处理的非稻季,三年间的CH4平均排放通量分别为0.8、1.62和3.65mg Cm-2 h-1,RW处理相应的通量分别为0.01、0.1和1.05mg Cm-2 h-1,三年间RF、RW处理非稻季的CH4排放通量均在逐年增加。
  3.冬水田转为稻麦轮作后,其稻季CH4排放通量比冬水田稻季减少24%~33%,因此,冬水田转稻麦轮作不仅在冬季休闲期,在稻季也能显著降低CH4排放通量;在2013年和2014年的稻季,RF处理的CH4平均排放通量比RW处理高2倍,相应的累积排放量高1.4倍,稻季CH4排放量RF处理明显高于RW处理;2013年和2014年的稻季,RF处理的CH4平均排放通量分别为10.22和11.78mg Cm-2 h-1,RW处理相应的通量分别为5.64和6.89mg Cm-2 h-1,两年的RF、RW处理在稻季的CH4排放通量均在逐年增加。
  4.在RF处理2013年的稻季,常规施肥与无氮肥处理的CH4排放通量之间差异不显著(p<0.05),而在2014年稻季常规施肥处理的CH4排放通量大于无氮肥处理,差异显著(p>0.05),在2014~2015年的休闲期,常规施肥处理的CH4排放通量明显高于无氮肥,氮肥对RF处理的CH4排放整体表现为促进作用;在2012~2015年,RW处理麦季常规施肥处理的CH4累积排放量分别是无氮肥处理的2.3、1.7和1.0倍,稻季常规施肥处理分别是无氮肥处理的1.1和1.3倍,RW处理麦季和稻季的常规施肥处理CH4排放通量均大于无氮肥处理的,氮肥对RW处理的CH4排放有促进作用。
  5.在2012~2015年,不管是RF还是RW的稻季有植株处理的CH4排放通量均大于无植株处理的,差异显著(p<0.05);在2013年和2014年稻季,RF处理有植株处理的CH4累积排放量分别是无植株处理的2.2和3.1倍,RW处理有植株处理的CH4累积排放量分别是无植株处理的2.7和1.8倍。但RW处理麦季,有植株与无植株处理的CH4排放通量差异不显著(p>0.05)。整体而言,植株对RF和RW处理的稻季CH4排放有明显的促进作用,对麦季CH4排放影响不显著。
  6.RF和RW处理的CH4排放通量均与5cm土壤温度之间呈显著正相关关系(p<0.05);当RF的土壤温度高于10℃左右,RW处理的土壤温度高于15℃左右时,CH4排放通量随着温度的升高而增加。综合分析影响CH4排放的环境因子,得到RW处理的CH4排放受铵态氮、硝态氮、可溶态总氮和土壤温度这4个因子影响较大,其中土壤温度是主要影响因子;但在RF处理的休闲期,田间水深是影响CH4排放的主要因子。
  7.土壤水分与RW处理CH4排放量之间关系不显著(p>0.05),田间水深与RF处理CH4排放量之间呈显著正相关关系(p<0.05),且主要集中1~5cm水层。RF处理的土壤有机碳与CH4通量之间关系不显著(p>0.05),铵态氮、硝态氮和可溶态总氮含量与CH4通量之间关系关系不显著(p>0.05); RW处理的土壤有机碳与CH4通量之间关系均不显著(p>0.05),铵态氮和可溶态总氮含量与CH4通量之间关系不显著(p>0.05),硝态氮含量与CH4通量之间呈极显著负相关关系(p<0.01)。
  综上,在冬水田转稻麦轮作的过程中,土壤水分状态的改变、温度和可溶态氮含量的变化是影响CH4排放的主要因子,冬水田转稻麦轮作在减少CH4排放的同时增加了农作物产出。因此,冬水田转稻麦轮作对环境和农户都是有利的。
[硕士论文] 花海彬
农业资源利用 华中农业大学 2017(学位年度)
摘要:为了实现稻-油两熟区粮食稳产增产与土壤同步培肥,提高耕地持续生产能力,以冬季利用绿肥作物培肥土壤与油料生产兼顾、夏季高效生产水稻为原则,调整传统的冬季单一油菜种植的农作制为油-肥轮作或间混作,构建高效轻简化稻-油/肥种植和耕作技术模式。本试验以油菜和紫云英、箭筈豌豆、毛叶苕子为研究材料,采用大田试验,开展直播油菜与绿肥混作技术试验。通过分析油菜和紫云英的生长发育、产量、有机物质和养分生产累积量,试图建立高效的油菜/绿肥混作技术模式,保证油菜正常生产,同时培肥土壤。主要研究结果如下:
  1.紫云英比箭筈豌豆、毛叶苕子更适宜与油菜混作。紫云英与油菜混作未显著降低油菜籽粒产量,较单作油菜可还田有机物质和氮、磷、钾养分分别提高79.81%、87.95%~133.48%,利于土壤培肥。箭筈豌豆、毛叶苕子混作油菜虽然更能提高还田有机物质和养分量,但是显著降低油菜籽粒产量。
  2.直播油菜混作紫云英播种量为3.75~15kg/hm2时,油菜籽粒产量有高于单作油菜趋势,在此范围外随着混作紫云英量增加或减少,油菜籽粒产量呈降低趋势。油菜混作不同播种量紫云英可还田有机物质及氮、磷、钾养分量均显著高于单作油菜(增加幅度分别为102.66%~128.39%、205.91%~910.70%),且随着混作紫云英数量增加而增加。
  3.当油菜播种量在4.5~7.5kg/hm2时,与紫云英混作油菜籽粒产量仅有降低趋势,随着油菜播种量进一步降低,油菜籽粒产量减产显著。相对于单作油菜,混作紫云英后,可还田总有机物质和养分均有显著增加,可还田有机物质增加53.70%~125.23%,氮、磷、钾养分分别增加493.23%~578.71%、277.30%~311.04%、99.87%~153.95%。
  4.不同行间距直播油菜混作紫云英后籽粒产量均有提高趋势,增幅2.03%~15.59%,油菜行距20~40cm时增产幅度相近,明显高于50cm行距。不同播种行距油菜与紫云英混作均表现出混作优势,可还田有机物质及氮、磷、钾养分均显著高于单作油菜,前者增加73.91%~130.63%,后者增加138.08%~618.10%,其中油菜行距20cm时增加最多,40cm行距次之。
  综上所述,在本试验条件下,直播油菜播种量4.5kg/hm2、行距20~40cm、与3.75-15kg/hm2紫云英混作,表现出混作优势。该种植模式油菜籽粒不低于单作油菜,同时可以生产部分绿肥,可还田油菜秸秆及紫云英绿肥总有机物质和养分量显著高于油菜单作,利于土壤培肥,可实现稻-油两熟区耕地用养同步。
[硕士论文] 刘抒影
植物学 河南大学 2017(学位年度)
摘要:本文在前人研究的基础上在不同种植模式下设置了不同的播种期,一是比较研究了播期对不同熟制下中棉所50的生长发育特性和产量特征的影响,明确一熟和麦棉两熟条件下不同模式的产量形成过程;二是研究了基于不同播期下早熟棉中棉所50的成铃特点和蕾铃器官形成动态,为合理的播期确定提供了理论支持。田间试验在河南安阳中国农业科学院棉花研究所试验农场东场(36°07'N,116°22'E)于2015、2016年进行,以转Bt基因短季抗虫棉花品种----中棉所50为材料,在麦棉两熟和一熟种植条件下,设置了不同模式下不同播种期的4个处理,测定了棉花农艺性状指标、干物质量的生产、累积和分配,以及产量等性状,并开展了基于果节器官随时间变化的成铃时空分布的调查和相关特征研究。
  本研究主要内容包括:⑴不同模式播种期下中棉所50成铃数的时空动态变化。麦棉种植模式对棉铃空间分布有一定的影响,由于棉株内部铃重的空间异质性,棉株的成铃空间结构变化是引起单铃重变化的原因之一。两熟条件下的棉花成铃数明显小于一熟模式,成铃数变化范围比同一播种期一熟制棉花的明显缩小,最大的成铃是5月25日的播种期,成铃分布分布在第1至第8果枝,比一熟制棉花同播期的第1至第10果枝的成铃数较为缩小,且成铃概率也有所降低。⑵不同模式播期下中棉所50的农艺性状的变化。在不同种植模式下的棉花生长发育差异显著,套种条件下棉花的苗期延长,套作棉花的苗期受小麦的遮阴影响、麦后直播的棉花由于播种的时间较为晚,使得两熟种植的棉花较一熟种植的棉花的生长发育的时间有所减少。不同种植模式的棉花相同播种期比较,一熟制棉花的生殖器官、干物质量快速累积和平均累积速率显著高于麦棉两熟棉花。麦棉两熟棉花比一熟棉花的生长环境不同,两熟棉花的生殖生长延迟,生物量累积量不足,且向生殖器官分配率低,是造成铃重和铃的个数同时下降并最终的籽棉的产量降低的主要原因。⑶不同模式播期下中棉所50的产量比较。铃的个数和铃重这两个因素是棉花的籽棉产量的主要决定因素。不同播种时间的籽棉产量以5月中下旬的最高,6月初播种的棉花籽棉产量最低。两熟模式下6月5日播种期的籽棉产量最多的为2766.8 kg/hm2, 比最少的6月15日的产量2553.2kg/hm2高出8.4%。在一熟模式下,5月25日播种的棉花和5月30日播种的棉花,最高籽棉产量为3891.0kg/hm2和5709.1kg/hm2。本研究发现,麦棉种植模式是对棉花构成产量的因素产生影响,进而对籽棉产量产生影响。
[硕士论文] 张磊
农业资源利用 华中农业大学 2017(学位年度)
摘要:湖北省年均秸秆资源总量达3400万t左右,其中稻草和油菜秸秆占67.7%。目前采用秸秆直接还田是秸秆资源合理利用的有效途径。秸秆还田可以在培肥土壤、提高作物产量的同时降低秸秆焚烧及随意丢弃带来的环境污染和资源浪费。随着湖北省秸秆还田技术的推广力度的加大,针对集约化种植的农业生产现状,在保证作物产量的基础上如何调整轮作周年的化肥的施用与秸秆养分的资源高效利用已经成为目前研究的热点。本研究在总结前人研究基础上,开展三方面的研究:(1)针对秸秆还田影响下茬作物出苗密度的问题,以直播冬油菜为研究对象,开展秸秆覆盖还田对油菜生长和养分吸收的田间试验,以期为直播冬油菜油菜秸秆还田技术提供技术支撑;(2)针对秸秆还田养分释放与作物施肥运筹不匹配的问题,通过定位试验分析秸秆还田条件下氮肥运筹方式对油菜关键生育期生物量和养分吸收的影响;(3)选取三个定位试验继续开展稻-油和稻-稻-油两种轮作体系肥料周年运筹研究,评估不同轮作体系连续秸秆还田条件下氮肥运筹方式和钾肥减量施用的效果。主要研究结果如下:
  1.秸秆覆盖还田对直播冬油菜的密度有显著的抑制作用,施用化肥基础上秸秆覆盖(NPK+S)油菜成熟期密度与单施化肥(NPK)相比降低37.93%。NPK+S处理成熟期时冬油菜根茎粗与NPK相比增加3.51%,秸秆覆盖(S)处理比对照(CK)处理根茎粗增加22.72%。研究结果表明秸秆覆盖对油菜个体强壮生长有较好的促进作用。此外秸秆覆盖还田能够显著提高油菜的产量和养分吸收量,NPK+S处理与NPK相比油菜产量和氮素吸收量分别增加20.30%和28.95%。
  2.秸秆还田条件下,不同氮肥运筹方式对油菜关键生育期生长和氮素吸收的影响不同。秸秆还田条件下不同氮肥运筹对油菜生物量的促进主要表现在油菜进入蕾薹期后,而其对氮素吸收量的促进则表现在油菜苗期。氮肥2次施用配合秸秆还田提高了油菜苗期氮素吸收进而达到较高的产量水平。
  3、秸秆还田能够提高作物产量、地上部干物质积累量和氮素累积量。稻-油轮作模式等氮量投入情况下,赤壁点水稻季和油菜季2次施用配合秸秆还田(NII+S)与习惯3次施用(FNIII)相比3年平均分别增产11.23%和3.96%,地上部氮素累积量分别提高8.06%和2.13%。荆州点水稻季NII+S与FNIII处理相比增产不显著,而油菜季产量和地上部氮素累积量平均分别提高3.60%和6.57%。稻-稻-油轮作体系等氮量投入情况下早稻季、晚稻季和油菜季NII+S与FNIII相比增产量分别为599、514和604kg/hm2。不同地点两种轮作模式连续三年试验结果均表现为常量氮肥2次施用配合秸秆还田处理产量、地上部生物量及氮素累积量可以达到或者优于常量氮肥3次施用的水平。
  4、稻-油及稻-稻-油2种轮作模式3年连续秸秆还田试验结果表明,施钾和秸秆还田可以显著提高作物产量、地上部干物质积累量和钾素累积量。与对照相比,稻油轮作周年钾素累积量平均增幅达9.15%-33.84%;稻稻油轮作周年钾素累积量平均增幅达39.88%-82.83%。不同轮作体系和试验点的秸秆还田替代钾肥效果差异较大。以稻油轮作体系的试验点为例,土壤供钾能力较高的荆州试验点,其油菜季和水稻季均为仅施秸秆处理(S)可以达到常规施钾(+K)处理产量水平;而土壤供钾能力较低的赤壁点,其油菜季秸秆还田可替代50%钾肥,水稻季则仅替代25%钾肥。对于稻稻油轮作体系而言,早稻季秸秆还田条件下需用50%钾肥(即本试验中施用30kg K2O/hm2即可),晚稻季秸秆还田可不施钾肥,油菜季秸秆还田需施用50%钾肥(即本试验中施用30kg K2O/hm2即可)。2种轮作模式秸秆钾素的当季利用效率均较低。通过计算土壤—作物系统钾素表观盈亏可知,稻-油轮作模式油菜季3年平均盈余量为13-73kg K2O/hm2,稻-稻-油轮作油菜季3年平均盈余量为100-134kg K2O/hm2。
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