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施用有机肥和秸秆还田对旱地玉-麦二熟体系作物产量、品质和化肥效率的影响
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作者 郭锦花 李梦瑶 +9 位作者 张军 李爽 彭彦珉 肖慧淑 田文仲 李俊红 张洁 李芳 黄明 李友军 《干旱地区农业研究》 CSCD 北大核心 2024年第3期118-126,共9页
为探明施用商品有机肥和秸秆还田对旱地夏玉米-冬小麦二熟体系作物产量、品质和肥料利用效率的影响,于2015—2020年度设置不施肥+秸秆不还田(CK)、施氮磷肥+秸秆不还田(NP)、施氮磷肥+秸秆不还田+商品有机肥(NPO)和施氮磷肥+秸秆还田(NP... 为探明施用商品有机肥和秸秆还田对旱地夏玉米-冬小麦二熟体系作物产量、品质和肥料利用效率的影响,于2015—2020年度设置不施肥+秸秆不还田(CK)、施氮磷肥+秸秆不还田(NP)、施氮磷肥+秸秆不还田+商品有机肥(NPO)和施氮磷肥+秸秆还田(NPS)4个处理进行田间试验,测定并分析作物产量、氮磷肥农学效率、籽粒养分含量、蛋白质含量以及冬小麦籽粒中蛋白质组分含量。结果表明:(1)与NP和NPO处理相比,NPS处理夏玉米5 a平均产量分别显著提高21.33%和20.77%,周年产量分别显著提高9.99%和13.43%,但3个施肥处理间小麦产量差异不显著。(2)施用商品有机肥和秸秆还田对夏玉米、冬小麦的籽粒品质均有显著影响。与NP处理相比,NPO处理冬小麦籽粒各蛋白质组分含量提高5.69%~8.28%;NPS处理冬小麦籽粒氮含量、钾含量和各蛋白质组分含量分别提高4.68%、3.96%和7.75%~11.38%。相较于NPO处理,NPS处理冬小麦籽粒钾含量、谷蛋白含量、贮藏蛋白含量和谷醇比分别显著提高14.41%、9.86%、5.39%和9.65%,夏玉米籽粒蛋白质含量、产量和籽粒氮、籽粒磷含量以及周年蛋白质产量分别显著提高6.45%、28.89%、6.40%、23.08%和10.43%。(3)相较于NP和NPO处理,NPS处理夏玉米氮肥的农学效率分别提高118.35%和113.25%,周年氮、磷肥农学效率分别提高42.83%和64.36%、42.86%和64.27%,但3个施肥处理间冬小麦氮肥、磷肥农学效率5 a均值无显著差异。综合来看,长期施用商品有机肥和秸秆还田可改善冬小麦籽粒中的蛋白质组分特性,秸秆还田还能增加夏玉米籽粒钾含量和冬小麦籽粒蛋白质含量和蛋白质产量,秸秆还田较施用商品有机肥更利于提高旱地玉-麦二熟区作物产量、品质和肥料利用效率。综上所述,施氮磷肥+秸秆还田的管理模式更适宜在旱地玉-麦二熟区进行推广。 展开更多
关键词 有机肥 秸秆还田 -麦二熟 产量 蛋白质含量 蛋白质组分 肥料农学效率
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北疆“一年两作”冬小麦-复播青贮玉米模式物质生产及资源利用率研究 被引量:21
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作者 张占琴 魏建军 +1 位作者 杨相昆 桑志勤 《干旱地区农业研究》 CSCD 北大核心 2013年第6期28-33,共6页
为建立与农区畜牧业发展相适应的资源高效利用的新型饲料生产体系,满足市场对青贮玉米需求,2011—2012年在新疆天山以北地区对冬小麦-复播青贮玉米、单季冬小麦、单季青贮玉米不同模式的物质积累和生育过程的光、温资源的实际利用效率... 为建立与农区畜牧业发展相适应的资源高效利用的新型饲料生产体系,满足市场对青贮玉米需求,2011—2012年在新疆天山以北地区对冬小麦-复播青贮玉米、单季冬小麦、单季青贮玉米不同模式的物质积累和生育过程的光、温资源的实际利用效率进行系统测定分析。结果表明,冬小麦-复播青贮玉米双季模式优于传统单季种植冬小麦模式,其全年干物质生产率提高84.8%、周年干物质产能提高87.8%,年总辐射利用效率提高87%,年总有效积温利用率103%。复播青贮玉米干物质生产效比春播率低7.1%,太阳总辐射生产率和温度生产效率复播比春播分别高0.12 g·MJ-1和0.7 kg·hm-2·℃-1。因此冬小麦-复播青贮玉米具有高产高效特点,为一熟农区畜牧发展提了一条新型饲料生产种植模式。 展开更多
关键词 冬小麦-青贮玉米 一年两作 物质与能量生产率 资源利用效率 北疆地区
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冬小麦-夏玉米双机收籽粒模式周年资源利用效率及经济效益 被引量:10
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作者 周宝元 陈传永 +5 位作者 孙雪芳 葛均筑 丁在松 马玮 王新兵 赵明 《中国生态农业学报(中英文)》 CAS CSCD 北大核心 2022年第12期1959-1972,共14页
在保证周年产量不降低的前提下,探索同时实现冬小麦与夏玉米机械直接收获籽粒(简称“双粒收”)以及冬小麦节水的种植模式,对提高黄淮海区冬小麦-夏玉米两熟种植模式经济效益和生态效益意义重大。本研究于2018—2020年在山东胶州、河北... 在保证周年产量不降低的前提下,探索同时实现冬小麦与夏玉米机械直接收获籽粒(简称“双粒收”)以及冬小麦节水的种植模式,对提高黄淮海区冬小麦-夏玉米两熟种植模式经济效益和生态效益意义重大。本研究于2018—2020年在山东胶州、河北大名和河南新乡开展田间试验,设置传统冬小麦-夏玉米一年两熟种植模式(CK)和实现双季籽粒机收的冬小麦-夏玉米一年两熟种植模式(TR),研究其周年产量、气候资源利用效率及经济效益。结果表明,TR模式通过小麦极晚播(11月中旬)和玉米极晚收(11月上旬)对周年气候资源进行再分配,从而导致作物产量变化。与CK比,TR处理冬小麦由于其生物量、穗数和千粒重显著降低导致平均减产9.2%;但夏玉米中晚熟品种由于其粒重和收获指数显著提高而平均增产8.1%,且收获时籽粒含水量为14.1%~16.8%。另外,TR处理冬小麦季耗水量和周年总耗水量分别比CK减少15.3%和6.0%,水分生产效率分别提高15.2%和8.4%;冬小麦季产值和经济效益显著降低,但夏玉米季产值和经济效益分别提高8.7%和16.2%,周年经济效益增加5.6%。极晚播冬小麦+极晚收中晚熟夏玉米双机收籽粒模式的建立,可同时实现冬小麦节水和夏玉米籽粒低水分机械收获,同时保证了较高周年产量和经济效益,为黄淮海区冬小麦-夏玉米两熟模式全程机械化水平提升和水资源可持续利用提供了思路。 展开更多
关键词 冬小麦-夏玉米双粒收模式 产量 水分生产效率 光能生产效率 温度生产效率 经济效益
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耕作方式对小麦-玉米两熟农田生态系统碳足迹的影响 被引量:9
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作者 武宁 王恩慧 +3 位作者 王充卯 宁堂原 李玉浩 周常营 《山东农业科学》 2017年第6期34-40,共7页
农田生态系统碳足迹分析有利于找出问题,为低碳农业提供支撑。本文基于碳足迹全循环指标系统,以山东省泰安、滕州、龙口三地的中高产田为例,研究了耕作方式对中高产田耗碳足迹、固碳足迹、净耗碳(△GHG)、单位产值碳足迹(CFv)及单位产... 农田生态系统碳足迹分析有利于找出问题,为低碳农业提供支撑。本文基于碳足迹全循环指标系统,以山东省泰安、滕州、龙口三地的中高产田为例,研究了耕作方式对中高产田耗碳足迹、固碳足迹、净耗碳(△GHG)、单位产值碳足迹(CFv)及单位产量碳足迹(CFy)的影响。结果表明:农田生态系统耗碳足迹中,化合物耗碳中N肥和土壤N_2O耗碳占了79.69%~92.53%,其中仅N肥就占了53.82%~62.49%;机电油耗碳的80%以上是灌溉、耕作、播种和收获产生的;有机耗碳中98.83%以上是秸秆耗碳。农田生态系统中主要是籽粒与秸秆固碳,籽粒固碳占总固碳的39.05%~52.64%;滕州的总固碳比其他两个城市高出196.3~7 801.5 kg CO_2/hm^2(旋耕除外);三地农田生态系统的ΔGHG值在-3 524.7^-8 774.3 kg CO_2/hm^2,均表现为碳汇;夏玉米季的净固碳高于冬小麦季;翻耕的净固碳量明显高于旋耕和耙耕。在冬小麦-夏玉米一年两熟条件下,夏玉米的CFv和CFy均显著高于冬小麦;CFv和CFy均表现为冬小麦翻耕-夏玉米免耕>冬小麦旋耕-夏玉米免耕>冬小麦耙耕-夏玉米免耕;地区间的CFv和CFy规律性不明显。因此,提高农业机械作业效率、减少机电油耗,提高氮肥和水分利用效率,建立合适的土壤耕作制度,提高作物产量,是山东省提高净固碳能力的重要突破方向。同时,继续挖掘夏玉米的固碳潜力、提高冬小麦的固碳能力,是作物育种与栽培应该重点解决的问题。 展开更多
关键词 耕作方式 小麦-玉米两熟 中高产田 农田生态系统 碳足迹
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氮素调控对冬小麦-夏玉米一年两熟N_(2)O排放及产量的影响 被引量:2
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作者 冯小平 余磊 +4 位作者 韩自强 戴馨 董萧 董召荣 车钊 《云南农业大学学报(自然科学版)》 CAS CSCD 北大核心 2023年第1期9-17,共9页
[目的]探究氮素调控对江淮丘陵地区冬小麦—夏玉米一年两熟(麦玉两熟)N_(2)O排放及产量的影响,为该地区小麦和玉米稳产减排提供理论依据。[方法]以江淮丘陵地区麦玉两熟为研究对象,设置不施氮肥(CK)、常规施氮(CN)、生物炭与氮肥配施(SN... [目的]探究氮素调控对江淮丘陵地区冬小麦—夏玉米一年两熟(麦玉两熟)N_(2)O排放及产量的影响,为该地区小麦和玉米稳产减排提供理论依据。[方法]以江淮丘陵地区麦玉两熟为研究对象,设置不施氮肥(CK)、常规施氮(CN)、生物炭与氮肥配施(SN)、硝化抑制剂与氮肥配施(XN)和叶面喷肥(PN)5个处理,采用静态箱—气相色谱法,分析不同氮素调控措施下土壤N_(2)O排放和作物产量变化。[结果]土壤N_(2)O排放呈季节性变化,主要集中在施肥和降雨后的15 d内,玉米季是排放高峰期。与CN处理相比,小麦季XN和SN处理的N_(2)O累积排放量分别显著降低46.07%和25.10%,玉米季XN、SN和PN处理的N_(2)O累积排放量分别显著降低70.70%、64.01%和9.87%。从周年排放看,XN和SN处理的N_(2)O累积排放量比CN处理分别显著降低59.36%和46.21%,PN与CN处理间无显著差异。与CN处理相比,XN和SN处理的作物周年产量分别显著增加13.35%和11.27%,N_(2)O排放系数分别显著降低59.50%和46.28%。[结论]综合考虑N_(2)O排放和作物产量,硝化抑制剂与氮肥配施可作为江淮丘陵地区麦玉两熟稳产减排的最佳氮肥调控措施。 展开更多
关键词 麦玉两熟 氮素调控 生物炭 DMPP N_(2)O 产量
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华北平原秸秆覆盖冬小麦减产原因分析 被引量:53
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作者 陈素英 张喜英 +1 位作者 孙宏勇 邵立威 《中国生态农业学报》 CAS CSCD 北大核心 2013年第5期519-525,共7页
秸秆覆盖是减少农田棵间蒸发和提高水分利用效率的措施之一。冬小麦/夏玉米一年两作种植中,秸秆资源非常丰富,随着机械化作业的发展,小麦秸秆覆盖夏玉米技术在同类地区得到成功应用和推广。但夏玉米秸秆覆盖冬小麦后对冬小麦的生长发育... 秸秆覆盖是减少农田棵间蒸发和提高水分利用效率的措施之一。冬小麦/夏玉米一年两作种植中,秸秆资源非常丰富,随着机械化作业的发展,小麦秸秆覆盖夏玉米技术在同类地区得到成功应用和推广。但夏玉米秸秆覆盖冬小麦后对冬小麦的生长发育产生了一些不利影响,造成了冬小麦不增产或减产,限制了该项技术的推广。秸秆覆盖造成冬小麦穗数的降低是冬小麦产量降低的主要原因,其次是千粒重的降低。大部分研究表明秸秆覆盖小麦地表后,使根区土壤温度白天最高温度低于不覆盖处理,夜间的最低温度高于不覆盖处理,土壤温度的日较差减小。秸秆覆盖下根区温度的变化可能是引起小麦生长发育滞后和产量降低的主导因素。本文综述了华北平原秸秆覆盖冬小麦减产原因,为实现两熟区冬小麦秸秆覆盖提供理论依据。 展开更多
关键词 华北平原 冬小麦 夏玉米一年两作 秸秆覆盖 冬小麦 产量 土壤温度
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环渤海低平原农田多水源高效利用机理和技术研究 被引量:18
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作者 张喜英 刘小京 +3 位作者 陈素英 孙宏勇 邵立威 牛君仿 《中国生态农业学报》 CAS CSCD 北大核心 2016年第8期995-1004,共10页
淡水资源严重匮乏是影响环渤海低平原粮食生产可持续发展的重要限制因素。本文针对该区粮食生产中水分利用效率低、提升潜力巨大,同时该区浅层微咸水资源和降水资源较丰富的现状,以中国科学院南皮生态农业试验站最近3年试验研究结果为基... 淡水资源严重匮乏是影响环渤海低平原粮食生产可持续发展的重要限制因素。本文针对该区粮食生产中水分利用效率低、提升潜力巨大,同时该区浅层微咸水资源和降水资源较丰富的现状,以中国科学院南皮生态农业试验站最近3年试验研究结果为基础,综述了在挖掘咸水利用潜力、提高雨水和灌溉水利用效率方面研究工作进展。针对冬小麦夏玉米一年两作种植,研究结果显示品种间产量和水分利用效率(WUE)差异显著,最高和最低品种差异达20%左右,通过选用节水高产品种可显著提升产量和WUE;冬小麦通过拔节期灌溉关键水,在促进地上部生物量积累同时,显著促进地下根系生长,使冬小麦充分利用土壤储水,实现限水灌溉下稳产高效;夏玉米通过缩小行距增大株距的缩行匀播,可提升夏玉米苗期单株作物根系所占土壤体积空间,增加水分养分对作物的有效性,提高夏玉米成苗率和苗期所截获辐射量,比常规种植产量提高10%左右;冬小麦在拔节期利用含盐量不大于4 g×L^(-1)的浅层微咸水替代淡水灌溉,产量与淡水灌溉相同;浅层微咸水替代淡水灌溉并配套土壤有机质提升技术和利用夏季降水淋盐,可实现微咸水灌溉下周年土壤盐分平衡。通过上述措施实施,实现以咸补淡、以淡调盐、多水源互补高效利用,在不影响作物产量条件下可节约深层淡水资源,促进区域灌溉农业可持续发展。 展开更多
关键词 小麦-玉米一年两熟 淡水 微咸水 雨水 水分利用效率 产量
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微咸水灌溉对土壤盐分平衡与作物产量的影响 被引量:27
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作者 陈素英 邵立威 +2 位作者 孙宏勇 张喜英 李彦芬 《中国生态农业学报》 CAS CSCD 北大核心 2016年第8期1049-1058,共10页
河北低平原淡水资源短缺,微咸水资源丰富,合理开发利用微咸水已经成为缓解水资源供需矛盾的重要途径之一。本研究于2011—2015年在河北省沧州市中国科学院南皮生态农业试验站进行,以冬小麦和夏玉米一年两熟种植体系为研究对象,开展了河... 河北低平原淡水资源短缺,微咸水资源丰富,合理开发利用微咸水已经成为缓解水资源供需矛盾的重要途径之一。本研究于2011—2015年在河北省沧州市中国科学院南皮生态农业试验站进行,以冬小麦和夏玉米一年两熟种植体系为研究对象,开展了河北低平原区实施微咸水灌溉对冬小麦及下茬作物夏玉米产量及灌溉对土壤盐分周年平衡的影响。2013—2014年冬小麦灌溉处理设雨养旱作处理(CK)、拔节期淡水灌溉1水(F1)、拔节期用2 g·L^(-1)、3 g·L^(-1)、4 g·L^(-1)、5 g·L^(-1)的微咸水灌溉1次(B21、B31、B41、B51)、拔节期和灌浆期用淡水灌溉(F2)、拔节期用3 g·L^(-1)的微咸水+灌浆期用淡水灌溉(B31F1)、拔节期用淡水+灌浆期用3 g·L^(-1)微咸水灌溉(F1B31)、拔节期和灌浆期都用3 g·L^(-1)的微咸水灌溉(B32)、拔节期、抽穗期和灌浆期都用淡水灌溉(F3)。2014—2015年根据上年度的试验结果对试验处理进行了精简,冬小麦灌溉处理设CK、F1、B31、B41、B51、B42(拔节期和灌浆期都用4 g·L^(-1)的微咸水灌溉)。结果表明,一般年型下冬小麦生育期灌溉2水就能获得高产和稳产,平均产量为6 593.4 kg·hm^(-2)。利用小于5 g·L^(-1)的微咸水灌溉,与淡水灌溉相比,不会造成冬小麦产量降低,灌溉1次微咸水比雨养旱作处理增产10%~30%,可用微咸水替代1次淡水。微咸水灌溉条件下冬小麦收获时土壤盐分有所积累,表层土壤含盐量大于1 g·L^(-1),影响下茬玉米的出苗和生长,但夏玉米播种后用675~750 m3·hm-2淡水灌溉可满足耕层淋盐需求,达到玉米生长的安全阈值,与淡水灌溉处理的玉米产量相比不减产。利用夏季降雨,可使土壤盐分得到淋洗,当夏季降雨量大于300 mm时,冬小麦微咸水灌溉下土壤盐分达到周年平衡。沧州地区73%以上的年份,夏季降雨量大于300 mm,为土壤淋盐创造了条件,保证了微咸水替代一次淡水灌溉的安全性。 展开更多
关键词 微咸水灌溉 土壤 冬小麦-夏玉米种植体系 盐分平衡 作物产量 低平原
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北京都市农业种植制度的发展方向——春玉米一熟制 被引量:28
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作者 赵华甫 张凤荣 +1 位作者 李佳 唐衡 《中国生态农业学报》 CAS CSCD 2008年第2期469-474,共6页
选择合理的种植制度,可使北京市种植业既能克服水资源限制,又能更好地发挥农业抑制扬尘的生态服务功能,兼顾农民兼业增收的要求,从而满足北京市种植业发展的需要。本文采用文献研究、试验和调研相结合的方法,对北京市种植制度调整的必... 选择合理的种植制度,可使北京市种植业既能克服水资源限制,又能更好地发挥农业抑制扬尘的生态服务功能,兼顾农民兼业增收的要求,从而满足北京市种植业发展的需要。本文采用文献研究、试验和调研相结合的方法,对北京市种植制度调整的必要性和不同种植制度的效益进行探讨。对春玉米一熟制和冬小麦-夏玉米两熟制多种效益的比较表明,春玉米一熟制虽比冬小麦-夏玉米两熟制经济效益略低,但具有较好的环境效益、较低的水资源消耗,且有利于农民兼业增收,是更符合北京市都市农业发展要求的种植制度。 展开更多
关键词 冬小麦-夏玉米两熟制 春玉米-熟制 种植制度 效益分析 都市农业 北京
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华北平原农田温室气体排放与减排综述 被引量:41
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作者 王玉英 李晓欣 +3 位作者 董文旭 张玉铭 秦树平 胡春胜 《中国生态农业学报》 CSCD 北大核心 2018年第2期167-174,共8页
华北平原作为典型的冬小麦-夏玉米轮作高水肥精细管理农田,高水高肥管理下其碳排放量高于秸秆还田的固碳量,其生态系统正在以每年77 g(C)×m^(-2)·a^(-1)的速度损失碳。华北平原农田>400 kg(N)×hm^(-2)·a^(-1)的... 华北平原作为典型的冬小麦-夏玉米轮作高水肥精细管理农田,高水高肥管理下其碳排放量高于秸秆还田的固碳量,其生态系统正在以每年77 g(C)×m^(-2)·a^(-1)的速度损失碳。华北平原农田>400 kg(N)×hm^(-2)·a^(-1)的过高氮素投入是造成其碳排放增加的主要原因,其土壤N2O排放强度在氮肥施入量为136 kg(N)×hm^(-2)·a^(-1)时最低,且在施氮量为317 kg(N)×hm^(-2)·a^(-1)时可获得最高作物产量。华北平原土壤中温室气体的产生和消耗主要发生在0~90 cm土壤剖面内,>90 cm土层主要作为土壤包气带中的缓冲层而存在。当前降低华北平原农田温室气体排放除了合理施肥和灌溉,还需要改变固有的农作制度,实行减免耕等保护性措施,并将减排和固碳同步进行。对华北平原温室气体净排放研究,今后需在以下几个方面加强:1)在地-气之间加强冠层尺度温室气体的原位连续在线监测研究,并将稳定性同位素技术应用到此研究中以达到追踪其来源和比例构成的目的。2)在土壤包气带中,利用稳定性同位素技术探索土壤空气中温室气体的来源比例,探索剖面土壤温室气体产生和消耗对土壤-大气界面温室气体排放的响应机制。3)将模型研究应用于土壤-大气连续体温室气体排放研究。 展开更多
关键词 华北平原 农田生态系统 小麦-玉米轮作体系 温室气体 排放与减排 调控措施
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耕作方式对华北冬小麦?夏玉米周年产量和水分利用的影响 被引量:23
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作者 孔凡磊 张海林 +2 位作者 翟云龙 袁继超 陈阜 《中国生态农业学报》 CAS CSCD 北大核心 2014年第7期749-756,共8页
在冬小麦季设置秸秆不还田翻耕(CT)、秸秆还田翻耕(CTS)、秸秆还田旋耕(RTS)和免耕秸秆覆盖(NTS)4种处理,研究耕作方式对华北小麦一玉米两熟区作物周年产量和水分利用的影响。结果表明:耕作方式对当季冬小麦产量和水分利用影... 在冬小麦季设置秸秆不还田翻耕(CT)、秸秆还田翻耕(CTS)、秸秆还田旋耕(RTS)和免耕秸秆覆盖(NTS)4种处理,研究耕作方式对华北小麦一玉米两熟区作物周年产量和水分利用的影响。结果表明:耕作方式对当季冬小麦产量和水分利用影响显著,对夏玉米产量和水分利用影响不大,但秸秆还田提高了夏玉米产量。RTS、CTS、CT3个处理小麦季产量差异不显著,而NTS由于有效穗数不足,产量显著低于其他处理;与CT相比,NTS周年产量平均减产5.13%,RTS增产2.69%,CTS增产2.33%。耕作方式对当季小麦土壤水分含量影响大,而对后茬夏玉米土壤水分含量的影响较小。NTS提高了小麦季土壤水分含量,增加了土壤储水量,与CT相比,0~60cm土壤储水量2010年和2011年分别增加39.07mm和26.65mm。从耗水构成来看,土壤水在冬小麦耗水中所占比例最大,其次为灌水和降水;而夏玉米耗水以降水为主,且降水中有一部分转化为土壤水储存起来。NTS提高了冬小麦季土壤储水量,降低了土壤水分的消耗,冬小麦季耗水最少。与CT相比,NTS小麦季平均节水22.40mm,周年耗水量也以NTS最少;但NTS冬小麦产量降低导致其小麦季和周年水分利用效率均最低。从作物周年产量和水分利用的角度来看,如何提高免耕秸秆覆盖小麦季产量,进而提高周年产量,发挥其节水优势,是该耕作模式在华北地区冬小麦一夏玉米两熟区推广应用亟需解决的关键问题。 展开更多
关键词 小麦-玉米两熟区 耕作方式 周年产量 土壤水分含量 耗水特征 水分利用效率
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河北低平原区春玉米一熟替代麦玉两熟制的水生态与粮食安全分析 被引量:5
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作者 闫鹏 陈源泉 +3 位作者 张学鹏 陶志强 杨肖蕾 隋鹏 《中国生态农业学报》 CAS CSCD 北大核心 2016年第11期1491-1499,共9页
本研究针对河北低平原区水资源日益短缺的现状,于2011—2014年在河北省吴桥县开展田间试验,以小麦?玉米两熟制(WS)为对照,设置零灌溉春玉米一熟制(SMRF)和适水条件下春玉米一熟制(SMSW)2种种植模式,共3个处理,研究该区改传统高耗水的小... 本研究针对河北低平原区水资源日益短缺的现状,于2011—2014年在河北省吴桥县开展田间试验,以小麦?玉米两熟制(WS)为对照,设置零灌溉春玉米一熟制(SMRF)和适水条件下春玉米一熟制(SMSW)2种种植模式,共3个处理,研究该区改传统高耗水的小麦?玉米两熟制为春玉米一熟制的可行性。结果表明:周年耗水量SMSW、SMRF较WS分别降低48.4%和54.2%;冬小麦耗水主要来自灌溉水和土壤储水,试验年间降雨仅能满足冬小麦耗水总量的32.9%,春玉米生育期内耗水主要来自降雨,试验年间SMSW和SMRF生育期内有效降雨总量分别满足春玉米耗水总量的91.9%和94.9%。SMSW和SMRF周年产量平均较WS分别降低24.4%和45.8%。SMSW和SMRF水分利用效率较WS平均分别高24.8%和0.3%。SMSW和SMRF的经济效益较WS平均分别减少5.2%和36.8%。经济水分利用效率SMSW和SMRF较WS平均分别高56.7%和17.5%。当下WS较SMSW仍具有一定的产量和效益优势,但WS对地下水灌溉依赖严重;而SMSW的水分利用效率和经济水分利用效率显著高于WS,未来随着春玉米高产技术体系的成熟,春玉米产量的进一步提高,在我国粮食总产、库存、进口"三增"的"新常态"下,该区改小麦玉米两熟为春玉米一熟具有兼顾水生态和粮食安全的可行性。 展开更多
关键词 河北低平原 小麦-玉米两熟制 春玉米一熟制 耗水量 产量 水分利用效率 经济效益
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海河平原秸秆覆盖和春季灌水对小麦玉米产量和水分利用的影响 被引量:10
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作者 郑媛媛 王贵彦 张建恒 《干旱地区农业研究》 CSCD 北大核心 2018年第2期27-36,共10页
针对海河平原水资源短缺和小麦-玉米水分利用现状,通过2013—2015年大田试验,设置春季不灌水、春季不灌水+秸秆覆盖、春季1水、春季1水+秸秆覆盖四个处理,研究了春季灌水和秸秆覆盖对小麦-玉米两熟作物生长、产量和水分利用的影响。结... 针对海河平原水资源短缺和小麦-玉米水分利用现状,通过2013—2015年大田试验,设置春季不灌水、春季不灌水+秸秆覆盖、春季1水、春季1水+秸秆覆盖四个处理,研究了春季灌水和秸秆覆盖对小麦-玉米两熟作物生长、产量和水分利用的影响。结果表明:灌水和秸秆覆盖效应主要体现在小麦拔节到开花期。小麦拔节~开花期,由于灌溉和秸秆覆盖保温保墒作用,两个生长季中,春季1水秸秆覆盖LAI高于1水不覆盖处理,但开花期后这种效应逐渐消失,花后10天和20天覆盖LAI低于不覆盖处理,且差异显著;春季不灌水由于水分胁迫,无论秸秆覆盖与否,LAI差异不显著。2013—2014年,和不覆盖相比,春季0水覆盖产量降低了1.46%,春季1水处理覆盖后降低了2.76%;2015年春季0水覆盖降低了2.78%,春季1水覆盖降低了1.11%。但春季灌溉1水后,与不灌水相比,2014年产量差异显著,2015年差异不显著。随着灌溉水量的增加,土壤耗水量减少,两年中小麦生长季土壤耗水量都表现为春季0水大于春季1水,且差异显著;相同水分条件下不覆盖大于覆盖处理,但差异不显著。不同处理小麦生长季土壤耗水量的差异及玉米生长期间的降水量共同影响了玉米土壤耗水量,覆盖处理的耗水量小于不覆盖处理。从水分利用效率看,小麦、玉米和周年土壤水分利用效率各处理间和年份间都没有显著差异。海河平原水分有限条件下,秸秆覆盖后在小麦需水敏感期限量灌水在保证产量基础上可降低耗水量,因此春季灌溉1水结合秸秆覆盖是实现本区域小麦-玉米种植制度节水的有效措施。 展开更多
关键词 秸秆覆盖 水分利用效率 小麦-玉米 作物产量
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华北平原缺水区保护性耕作技术 被引量:12
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作者 胡春胜 陈素英 董文旭 《中国生态农业学报》 CSCD 北大核心 2018年第10期1537-1545,共9页
针对华北平原缺水地区农田生产效益偏低和地下水严重超采导致的生态环境问题,以建立节水、高产、固碳的华北平原缺水区保护性耕作集成技术为目标,在国家科技支撑计划长期支持下,建立了华北平原历时最长的保护性耕作长期定位试验平台(200... 针对华北平原缺水地区农田生产效益偏低和地下水严重超采导致的生态环境问题,以建立节水、高产、固碳的华北平原缺水区保护性耕作集成技术为目标,在国家科技支撑计划长期支持下,建立了华北平原历时最长的保护性耕作长期定位试验平台(2001年—),开展了小麦/玉米两熟制保护性耕作理论和关键技术研究,集成了农机农艺结合的高产节水型保护性耕作技术体系,并在河北省进行广泛示范推广。主要结果:1)华北平原冬小麦/夏玉米一年两熟区保护性耕作具有固碳、减排、节水、提高土壤质量等生态效应。长期保护性耕作具有土壤养分分层表聚现象:0~5 cm土层的土壤C、N、P、K、有机质含量高于5~10 cm土层,旋耕(RT)和免耕(NT1:秸秆直立免耕;NT2:秸秆粉碎免耕;NT3:整秸秆覆盖免耕)处理土壤有机碳(SOC)的层化比率为1.74~2.04,显著高于翻耕处理(CK和CT)的1.37~1.45。保护性耕作的固碳效应与机制:保护性耕作实施9年后不同耕作方式年固碳量(0~30 cm)NT2处理为840 kg·hm^(-2)·a^(-1)、RT处理为780 kg·hm^(-2)·a^(-1)、CT处理为600kg·hm^(-2)·a^(-1),14年后土壤有机碳(0~30 cm)发生了变化,NT2处理为540 kg·hm^(-2)·a^(-1)、RT处理为720 kg·hm^(-2)·a^(-1)、CT处理为710 kg·hm^(-2)·a^(-1);长期免耕减少了土壤的扰动而降低了土壤碳的矿化率,土壤碳的累积主要固定在土壤大团聚体的颗粒有机碳中,固定态碳首先进入活性易分解有机碳库,然后缓慢转入稳定碳库。保护性耕作的减排效应:不同耕作系统全球增温潜力的计算结果表明,免耕是大气增温的碳汇,而其他耕作系统为碳源。NT处理每年农田生态系统净截留碳947~1 070 kg(C)·hm-2;CK、CT和RT每年向大气分别排放等当量碳3 364kg(C)·hm-2、989 kg(C)·hm-2和343 kg(C)·hm-2。保护性耕作的土壤微生物多样性机制:保护性耕作显著提高了土壤中真菌、细菌、氨氧化古菌和亚硝酸还原酶(nir K)基因的反硝化微生物的多样性,但对氨氧化细菌与含nir S基因的反硝化微生物的多样性影响不大。保护性耕作节水保墒的土壤结构与水力学机制:常规耕作对土壤有压实的作用,而保护性耕作改善了土壤结构,有效提高了储水孔隙、导水率、田间持水量和有效水含量,秸秆覆盖又能有效减少土壤蒸发,具有开源与节流双重节水机制。2)建立了趋零蒸发的麦田玉米整秸覆盖全免耕种植模式。在小麦/玉米一年两熟种植区,首次提出了玉米整秸秆覆盖小麦全免耕播种的种植模式,实现了小麦玉米全程全量秸秆机械化覆盖,形成土壤无效蒸发趋于零的保护性耕作体系与方法;研制了实现趋零蒸发的4JS-2型梳压机和2BMF-6型小麦全免耕播种机组,比目前推广的2BMFS-6/12小麦免耕播种机减少作业动力45.2%,降低作业费用33.3%。3)建立了3年一深松(翻)的少免耕-深松轮耕模式,集成了节水高产保护性耕作技术体系。制定了华北平原冬小麦/夏玉米一年两熟区保护性耕作技术体系等河北省地方标准,与农业、农机部门联合示范,推动了河北省保护性耕作技术的推广和应用。成果在河北平原冬小麦/夏玉米一年两熟区进行了示范推广,社会效益和生态效益显著,2013年获河北省科技进步一等奖。 展开更多
关键词 华北平原 水资源短缺 冬小麦/夏玉米一年两作 保护性耕作 秸秆覆盖 免耕
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烟台市二熟制粮食生产技术体系的研究 被引量:2
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作者 于凯 张曰秋 +2 位作者 韩守良 慕美财 单玉珊 《中国生态农业学报》 CAS CSCD 北大核心 2011年第4期848-853,共6页
为合理配置光、热、种等资源,确保资源高效利用,实现小麦-玉米二熟制周期粮食高产,在分析山东省烟台市龙口、莱州超高产试验基点气象资料的基础上,提出了在现有基础上将小麦播期适当推迟,尽量把≥16℃的有效温度让给玉米,充分挖掘生育... 为合理配置光、热、种等资源,确保资源高效利用,实现小麦-玉米二熟制周期粮食高产,在分析山东省烟台市龙口、莱州超高产试验基点气象资料的基础上,提出了在现有基础上将小麦播期适当推迟,尽量把≥16℃的有效温度让给玉米,充分挖掘生育期较长玉米品种的增产潜力,作为二熟制小麦-玉米超高产栽培的主攻方向的观点。并设计筛选出两套分别适用于麦田套种或两茬平播的二熟制技术体系,且经过试验把相应的适宜品种纳入体系。3年实施结果表明,龙口地区宜以10月10日→10月10日为周期的(迟中播小麦/套种中晚熟玉米)二熟制技术体系,莱州宜以10月15日→10月15日为周期的(晚播独秆小麦-直播中晚熟玉米)二熟制技术体系来进行高产小麦-玉米栽培。莱州、龙口两地试验田栽培表明,周年单产始终保持在21 000 kg.hm-2以上;最后一年达到≥22 500 kg.hm-2的预期产量;另有小面积(0.074 hm2)试验田周年单产高达24 792 kg.hm-2。实践证明,形成的二熟制技术体系,较好地配置了烟台地区的光、热、种资源,充分发挥了当地的潜在生产力。 展开更多
关键词 烟台市 小麦-玉米二熟制 粮食超高产 光热种资源 晚播
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年内轮耕对小麦—玉米两熟农田土壤水稳性团聚体碳、氮分布的影响 被引量:2
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作者 聂良鹏 李增嘉 +4 位作者 宁堂原 郭利伟 冯宇鹏 李娜 丁娜 《山东农业科学》 2014年第9期63-68,共6页
在华北平原小麦—玉米两熟区,设置6种年内轮耕模式,即小麦季免耕玉米季免耕(WZ-MZ)、小麦季免耕玉米季深松(WZ-MS)、小麦季深松玉米季免耕(WS-MZ)、小麦季深松玉米季深松(WS-MS)、小麦季翻耕玉米季免耕(WC-MZ)、小麦季翻耕玉... 在华北平原小麦—玉米两熟区,设置6种年内轮耕模式,即小麦季免耕玉米季免耕(WZ-MZ)、小麦季免耕玉米季深松(WZ-MS)、小麦季深松玉米季免耕(WS-MZ)、小麦季深松玉米季深松(WS-MS)、小麦季翻耕玉米季免耕(WC-MZ)、小麦季翻耕玉米季深松(WC-MS),探讨年内轮耕模式对土壤水稳性团聚体碳、氮分布的影响。结果表明,MS的年内轮耕模式比MZ有利于0~40 cm土层微团聚体聚成更大粒级的团聚体和保护大团聚体免受破坏;无论玉米季免耕还是深松条件下,与WZ、WC相比,WS能提高10~40cm土层〉0.25 mm粒级的大团聚体含量;WZ和WS比WC能显著提高土壤表层有机碳及全氮,使更多的碳、氮在土壤表层聚集;MS比MZ能降低0~10 cm和提高10~40 cm土层团聚体中有机碳及全氮含量;WZ能显著提高土壤0~10 cm土壤团聚体中C/N;无论小麦季采用哪种耕作方式,MS比MZ能降低0~10 cm和提高10~40 cm土层团聚体中C/N。 展开更多
关键词 年内轮耕 小麦-玉米两熟 土壤水稳性团聚体 碳、氮分布
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不同耕作方式与施氮量对麦玉两熟产量的影响 被引量:1
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作者 李洪杰 宁堂原 +4 位作者 邵国庆 王瑜 田慎重 李增嘉 曲学勇 《山东农业科学》 2009年第3期8-11,共4页
少耕免耕及秸秆覆盖在改善生态环境、培肥地力、提高作物产量和提高资源利用效率等方面有重要作用。试验设置4个耕作处理,分别为常规耕作、旋耕、耙耕和免耕;施氮量设置3个水平,分别为常规施氮量的100%、75%和50%,以研究耕作方式和施氮... 少耕免耕及秸秆覆盖在改善生态环境、培肥地力、提高作物产量和提高资源利用效率等方面有重要作用。试验设置4个耕作处理,分别为常规耕作、旋耕、耙耕和免耕;施氮量设置3个水平,分别为常规施氮量的100%、75%和50%,以研究耕作方式和施氮量对小麦、玉米产量及产值的影响。结果表明,随着施氮水平的递减小麦公顷穗数降低,小麦、玉米产量降低,总产量下降;旋耕、耙耕和免耕处理的小麦穗粒数随施氮水平的递减而降低,而千粒重随施氮水平的递减而有增加趋势,玉米的千粒重与施氮水平变化趋势基本一致;常100、耙100和免100处理的产量最高,旋100、常75和免75次之,而耙100和免100处理的净产值最高,高于常100。因此,耙100和免100的经济效益最高,具有较高的推广价值。 展开更多
关键词 少耕免耕 施氮量 麦玉两熟 产量
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华北典型区域农田耗水与节水灌溉研究 被引量:44
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作者 张喜英 《中国生态农业学报》 CSCD 北大核心 2018年第10期1454-1464,共11页
本文总结了中国科学院遗传与发育生物学研究所农业资源研究中心围绕华北典型地区冬小麦-夏玉米一年两熟开展的节水灌溉研究。在位于华北中北部的中国科学院栾城农业生态系统试验站的定点试验结果显示,从1980年到2017年,在充分灌溉条件... 本文总结了中国科学院遗传与发育生物学研究所农业资源研究中心围绕华北典型地区冬小麦-夏玉米一年两熟开展的节水灌溉研究。在位于华北中北部的中国科学院栾城农业生态系统试验站的定点试验结果显示,从1980年到2017年,在充分灌溉条件下冬小麦产量增加55.7%、夏玉米产量增加59.7%。冬小麦生育期耗水(ET)从400 mm增加到465 mm;玉米耗水年平均稳定在375 mm左右;年耗水量从777.0 mm增加到834.4 mm;满足冬小麦、夏玉米生育期耗水条件下,年灌溉需水量平均300 mm,必须减少灌溉用水和田间耗水,才能解决区域地下水超采问题。研究发现在限水灌溉条件下,冬小麦拔节期1次灌溉可显著促进作物营养生长和根系生长,利于后期土壤水分高效利用,在维持作物稳产基础上,比充分灌溉年节水165.2 mm。研究发现进一步利用小定额灌溉技术,通过增加灌水频率、缩减次灌水量,可增加有限水对作物的有效性,实现作物根系、土壤水分和养分在空间上的耦合,进一步提升有限灌溉对作物的增产作用。只考虑维持播种时良好土壤水分条件、生育期不进行灌溉的最小灌溉模式,与充分灌溉模式相比,产量减少28%,但可节约灌溉水69%,田间耗水减少43%,水分利用效率提高13%,年耗水量维持在560 mm左右。相对于减熟制节约灌溉水措施,冬小麦-夏玉米一年两季最小灌溉模式总产量高于两年3作5.5%~12.0%,年耗水量低于两年3作10%~13%,可显著消减减熟制带来的休闲期土壤蒸发损失。因此,实施冬小麦、夏玉米生育期节水灌溉,如最小灌溉、关键期灌溉,可大幅度降低灌水量和作物生育期耗水量,同时又能维持一定的生产能力,是华北实施地下水限采措施下应优先考虑的技术选择。 展开更多
关键词 节水灌溉 最小灌溉制度 关键期灌溉制度 休闲期蒸发 根系吸水 冬小麦-夏玉米一年两熟 华北平原
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黄淮海区域小麦、玉米双机收籽粒:实施措施及建议 被引量:23
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作者 郑天存 戴景瑞 +4 位作者 马志强 邱军 邓士政 谷登斌 王天宇 《农学学报》 2016年第8期1-3,28,共4页
针对黄淮海区域冬小麦、夏玉米一年两熟的耕作制度,为整体提高该地区粮食生产效率,降低人力成本,实现小麦玉米双机收籽粒,提出了通过晚播小麦10~15天,为玉米机收让出籽粒脱水时间,同时提出配套使用适宜机收籽粒的早熟、脱水快玉米新品... 针对黄淮海区域冬小麦、夏玉米一年两熟的耕作制度,为整体提高该地区粮食生产效率,降低人力成本,实现小麦玉米双机收籽粒,提出了通过晚播小麦10~15天,为玉米机收让出籽粒脱水时间,同时提出配套使用适宜机收籽粒的早熟、脱水快玉米新品种及栽培管理措施。通过制定小麦、玉米全程机械化技术体系,开展全方位协作攻关,进行小麦、玉米双机收品种筛选和培育,改进籽粒收获配套机械,开发配套烘干籽粒设备,并通过政府的农业扶持项目帮助产业升级,促进该地区粮食生产的全面提升。 展开更多
关键词 早熟玉米 晚播小麦 黄淮海区域 籽粒机收 一年两熟制
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秸秆和有机肥配合替代部分化肥提高作物水分利用率减少土壤硝态氮残留 被引量:14
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作者 赵凯男 吴金芝 +9 位作者 李俊红 田文仲 张洁 李芳 侯园泉 张振旺 姚宇卿 吕军杰 黄明 李友军 《植物营养与肥料学报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第10期1770-1781,共12页
【目的】研究长期秸秆和有机肥配合替代部分化肥对小麦玉米一年两熟种植制度下农田生产力及氮肥残留的影响,为改善旱地土壤肥力,提高作物产量,降低环境风险提供科学依据。【方法】依托中国农业科学院洛阳旱农试验基地始于2007年的长期... 【目的】研究长期秸秆和有机肥配合替代部分化肥对小麦玉米一年两熟种植制度下农田生产力及氮肥残留的影响,为改善旱地土壤肥力,提高作物产量,降低环境风险提供科学依据。【方法】依托中国农业科学院洛阳旱农试验基地始于2007年的长期定位培肥试验,选取不施肥对照(CK)、常规氮磷钾化肥(NPK)、秸秆和有机肥配合替代1/3的氮磷钾养分(SOR)3个处理。调查了2015—2020年度夏玉米、冬小麦及周年产量、生育期耗水量、水分利用效率;分析了2020年冬小麦收获期0—60 cm土层土壤养分含量,以及硝态氮在0—380 cm土层剖面的分布积累量。【结果】与2007年试验开始时相比,2020年CK处理0—20 cm土层土壤养分(除速效钾外)含量显著下降,而NPK和SOR处理不同程度地提高了土壤养分含量。与NPK处理相比,SOR处理0—60 cm土层土壤有机质含量显著提高了10.4%~16.4%,0—40 cm土层全氮含量显著提高了16.7%~20.0%,0—20 cm土层土壤速效磷和速效钾含量分别显著提高了12.9%和15.4%。与NPK处理相比,SOR处理夏玉米产量在干旱年(2015和2017年)及5年平均分别显著提高了35.3%和10.1%,水分利用效率在干旱年、平水年(2016年)及5年均值分别显著提高了42.7%、12.3%和18.5%,周年产量和水分利用效率在干旱年分别显著提高了20.5%和23.5%;冬小麦产量在不同降水年型下均未显著降低,但水分利用效率在平水年(2015—2016、2016—2017、2019—2020)及5年均值较NPK处理分别显著降低了9.8%和7.9%。NPK处理的硝态氮总累积量为732 kg/hm^(2),其中68.2%积累在100—230 cm土层;SOR处理的硝态氮总累积量为833 kg/hm^(2),其中74.8%积累在80—200 cm土层。与NPK处理相比,SOR处理显著降低了200—380 cm土层土壤硝态氮积累量,在200—230、260—290、320—350和350—380 cm土层分别显著降低了54.9%、21.1%、25.0%、57.9%。【结论】无论降雨多寡,秸秆和有机肥配合替代1/3氮磷钾肥均未降低冬小麦产量,但显著提高了干旱年夏玉米及周年产量及水分利用效率,并提高了0—60 cm土层土壤有机质和全氮含量,提高了0—20 cm土层土壤速效磷和速效钾含量,同时较常规氮磷钾处理显著降低了200—380 cm土层土壤硝态氮积累量,是旱作麦玉两熟区兼顾产量、效率和环境的施肥模式。 展开更多
关键词 小麦-玉米两熟制 秸秆还田配合施用有机肥 化肥减施 产量 水分利用效率 土壤养分 硝态氮残留量
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