不同水土保持模式下坡耕地的土壤水分特征

针对松嫩平原北部丘陵漫岗区坡耕地存在的干旱与水土流失并存的问题,选取了垄向区田、鼠道、鼠道+暗管、鼠道+垄向区田、鼠道+暗管+垄向区田、常规耕作等6种水土保持技术模式,研究了土壤水分变化特征。结果表明,从整体上看,不同水土保持技术模式0～100cm土层土壤储水量与时段降雨量变化趋势一致,土壤储水量大小的技术模式依次为,鼠道+暗管+垄向区田>鼠道+垄向区田>垄向区田>鼠道+暗管>鼠道>常规耕作。各水土保持技术模式的总蒸散量大小依次为:鼠道+暗管+垄向区田>鼠道+垄向区田>鼠道+暗管>鼠道>垄向区田>常规耕作。研究结果为松嫩平原北部丘陵漫岗区坡耕地水土保持技术模式的合理选择提供依据。     

不同水土保持措施及其组合对土壤团聚体及有机质的影响

团聚体稳定性及有机质含量是评价土壤质量常用的指标,为了探讨水土流失治理对土壤特性的影响,于2013年,在建于2008年的北安市红星农场径流小区内进行了试验观测,研究了“鼠道”（SD）、“鼠道+垄向区田”（SQ）、“鼠道+暗管”（SA）、“鼠道+暗管+垄向区田”（SAQ）四种不同水土保持措施及组合不同土层深度的团聚体稳定性和有机质含量的变化,并设常规（CK）处理为对照。结果发现,经过6年的水土流失治理,不同水土保持措施及组合的土壤有机质含量均高于未治理情况（常规处理）,其中最好的组合为水土流失防治效果较好的 “鼠道+暗管+垄向区田”组合。通过选用不同的土壤团聚体稳定性评价指标对比分析发现,不同的措施对土壤团聚体亦产生了影响,其稳定性由大到小依次为“鼠道+暗管+垄向区田”、“鼠道+垄向区田”、“鼠道+暗管”和“鼠道”措施处理。     

水土保持耕作对黑土玉米氮素利用与温室气体排放影响

为探明不同水土保持耕作技术对东北黑土坡耕地玉米氮素利用和温室气体排放的影响，以大田试验为基础，设置7个耕作处理：等高耕作(Transverse slope planting, TP)、垄向区田(Ridge to the district field, RF)、深松耕(Subsoiling tillage, SF)、等高耕作+深松耕(Transverse slope planting+subsoiling tillage, TP-S)、垄向区田+深松耕(Ridge to the district field+subsoiling tillage, RF-S)、等高耕作+垄向区田(Transverse slope planting+ridge to the district field, TP-R)、常规耕作(Down-slope cultivation, CK),探究水土保持耕作技术对东北黑土坡耕地土壤养分状况、温室气体排放、氮素吸收利用和产量的影响。结果表明：在玉米全生育期内，水土保持耕作处理显著提高了玉米产量、器官氮素转运率以及氮肥利用率，部分水土保持耕作措施也可以显著降低N     

黑土区坡耕地几种耕作措施水土保持效益研究

我国东北黑土区作为全国水土流失重点区域,其坡耕地的水土流失问题早已备受关注。【目的】采取保护性耕作措施可以大大降低坡耕地的水土流失强度,起到保水保肥的作用。【方法】在10°坡径流小区上,对比分析了黑土区不同耕作措施对坡耕地坡面产流、土壤侵蚀以及土壤养分的影响。【结果】竹节垄Ⅱ与横坡耕作相比,产流起始时间延长38 min,单次降雨径流量减少57.1%,产沙量减少51.9%;0～20 cm土层土壤有机质、碱解氮、速效磷、速效钾平均质量分数分别提高5.89%、11.48%、16.54%、21.75%。【结论】在相同降雨条件下,横坡耕作、竹节垄Ⅰ、竹节垄Ⅱ较顺坡耕作均有不同程度的减流减沙作用,竹节垄Ⅱ效果最为明显。     

黑土区坡耕地水土保持耕作措施对土壤理化性状的影响

为探寻黑土区坡耕地不同水土保持耕作措施对土壤理化性状的影响机理,开展了田间小区试验。设置横坡耕作（TP）、垄向区田（RF）、深松（SF）、横坡耕作+垄向区田（TP-R）、横坡耕作+深松（TP-S）、垄向区田+深松（RF-S）3种水土保持耕作措施及3种组合耕作措施,并以常规顺坡耕作（CK）为对照,分析了土壤孔隙度、土壤机械组成、水稳性土壤团聚体稳定性、土壤养分含量等指标,并采用TOPSIS模型对不同水土保持耕作措施进行了综合评价,筛选了土壤稳定性强且蓄水保肥效果良好的水土保持耕作措施。结果表明：在玉米的全生育期内,深松、垄向区田、横坡耕作均能提高土壤体积含水率。TP-S处理体积含水率最大,0~40cm土层平均体积含水率较CK处理增加29.47%;RF-S处理平均孔隙度最大,TP-S处理次之,平均孔隙度较CK处理分别增大10.68%、9.25%;TP-S处理能够显著提高土壤稳定性,其中平均质量直径（MWD）、几何平均直径（GMD）和大团聚体含量（R0.25）较CK处理分别增加12.30%、19.57%、13.97%;TP-S处理能够改善土壤机械组成,TP-S处理粗砂粒、粉粒、黏粒含量较CK处理增加15.40%、26.89%、1.90%,细砂粒含量较CK处理降低31.56%;TP-S处理IN（无机态氮）、AP（有效磷）、AK（速效钾）含量最高,较CK处理IN、AP、AK含量分别增加42.81%~55.32%、39.69%~40.68%、20.41%~25.45%。由TOPSIS模型综合评价结果可知,TP-S处理贴合度最高,土壤结构更稳定,且蓄水保肥效果更好,为适宜该地区的水土保持耕作措施。     

坡耕地玉米滴灌节水技术集成模式研究

通过对"大垄双行覆膜+膜下滴灌+垄向区田"和"行间覆膜+露地滴灌+垄向区田"两种集成模式条件下的玉米产量、经济效益以及水分利用效率的研究,结果表明:"大垄双行覆膜+膜下滴灌+垄向区田"集成模式从产量、经济效益和水分利用效率均好于"行间覆膜十露地滴灌+垄向区田"集成模式;利用RAGA-PIC模型对集成模式进行评价,各个指标的贡献率大小顺序依次为:产值,经济效益,水分利用率,玉米产量和投入费用,其中B2处理表现最好,为抗早节水提出了新的思路.     

不同耕作措施对南方壤粘土的侵蚀产流产沙影响

通过微径流场模拟降雨试验,研究了我国南方暴雨条件下不同旱地耕作措施的坡耕地产流产沙情况,并设置了秸秆覆盖、横坡起垄、免耕和纵坡起垄4种南方最为常见的旱地表土耕作方式。在320mm/h的稳定降雨强度下,观测到华南保护性耕作研究区域壤质粘土的产流量与降雨时间符合线次或二次函数关系。由各处理的径流含沙量可知:秸秆覆盖是最有效的防治土壤侵蚀的方式;免耕其次;横坡垄作在降雨初期有一定程度的防治效果,但暴雨依旧会造成土壤结构的破坏;顺坡起垄的水土流失程度最大。分析土壤质地可知:流失的土壤大多为粒径小的粉粒和黏粒,暴雨不仅造成水土流失,也造成表层土壤质地的改变。该研究可为华南地区受暴雨侵蚀的坡耕地提供耕作模式价值相关参考。     

耕作措施对大豆生理变化特征的影响

通过对不同水土保持耕作下大豆叶片净光合速率、蒸腾速率的测定,结果表明:不同水土保持耕作下的叶片在整个生育期内净光合速率的变化趋势基本一致,在结荚期净光合速率达到最大,其中振动深松+行间覆膜+垄向区田和免耕秸秆覆盖的净光合速率明显高于常规耕作的净光合速率,分别是常规耕作的1.63和1.36倍;大豆叶片的蒸腾速率在花期达到最大值,最大值为9.56 mmol/(m2.s),振动深松+行间覆膜+垄向区田叶片比常规耕作的叶片蒸腾速率高1.15倍。从苗期到花期,由于叶片的净光合速率和蒸腾速率都以相近的速度增长,因而水分利用效率变化不大。     

1QD型垄向区田筑垱机的原理与应用

我国坡耕地占耕地总面积的1/3,且水土流失严重。垄向区田技术是目前唯一能落实于农业生产中的水土保持技术。介绍了1QD型垄向区田筑垱机的工作原理及应用1QD型垄向区田筑垱机的关键参数,分析机械化筑垱作业的优势,以便为推广垄向区田技术提供配套的农机具。     

1QD型垄向区田筑垱机的原理与应用

我国坡耕地占耕地总面积的1/3,且水土流失严重。垄向区田技术是目前唯一能落实于农业生产中的水土保持技术。介绍了1QD型垄向区田筑垱机的工作原理及应用1QD型垄向区田筑垱机的关键参数,分析机械化筑垱作业的优势,以便为推广垄向区田技术提供配套的农机具。     

保护性耕作对土壤水分和玉米产量的影响

针对东北半干旱区保护性耕作措施的节水和增产效应进行试验研究,试验区位于黑龙江省杜蒙县,保护性耕作措施包括行间覆膜、行间覆膜与垄向区田的集成,垄向区田、秸秆覆盖,以常规耕作处理作为对照,分析各节水方案对土壤水分及产量的影响,目的在于找到提高水分利用率的有效方法,提高黑龙江大庆地区的玉米产量.研究结果表明4种保护性耕作措施均可提高土壤含水率,且对地表以下0～40 cm的土壤含水率影响较明显,产量与对照相比除秸秆覆盖处理外均有增产效果.其中行间覆膜与垄向区田的集成措施可使土壤水分利用效率较对照提高24.88%,产量提高26.38%,其节水增产效果最好.     

节水抗旱集成技术对土壤水分及大豆产量的影响

2005年在黑龙江省甘南县进行了节水集成技术(振动深松技术+机械化暗式坐水种技术+苗期补灌技术+坡耕地垄向区田技术)对土壤含水量及其大豆产量影响的试验研究,在全生育期对土壤水分指标及大豆产量进行了观测,对观测数据进行了统计分析。并采用基于熵权的灰色关联法对不同的试验处理进行了综合评价。结果表明:节水集成技术可有效地提高土壤含水量,具有较好的节水作用,同时大豆产量以及水分利用效率增加显著;振动深松和垄向区田情况下的处理6(坐水量83.07 m3/hm2,补水量120 m3/hm2)为最优。     

半干旱区坡耕地大豆抗旱保水技术集成模式对产量的影响

根据黑龙江省西部半干旱区的资源、环境及灾害特点,选取了坐水播种和苗期补灌2种抗旱节水技术和垄向区田保水技术,在甘南县国家863试验基地研究了该3项技术集成的增产效应,从增产角度提出了适合于黑龙江省西部半干旱区坡耕地的抗旱保水技术集成模式。     

栖龙湾径流场土壤侵蚀分析

土壤侵蚀直接导致土层变薄,养分流失,土地资源遭到破坏,加剧粮食问题危机。坡度作为一个重要的地貌因子影响着土壤侵蚀量,同时不同的土地开垦方式、植被类型等下垫面因素也对土地的保沙效益有一定影响。以山东省栖龙湾径流场25个径流小区为研究区域,分别研究坡度、降雨量、土壤开垦方式、植被类型对土壤侵蚀量的影响。结果表明:1侵蚀性降雨量和坡度确实对土壤侵蚀量有显著影响,坡度为10°和30°情况下侵蚀量最小。2梯田、坡耕地、裸地,三种不同土壤开垦方式对比,梯田具有最好的保沙效益,坡耕地最差。3刺槐、黄荆、狗牙根草三种植被水土保持能力没有明显差异,不同植被组合方式中,黄荆+狗牙根草这种灌木与草组合的方式具有更好的保沙效果。其中土壤开垦方式影响最大,所研究植被的影响最小。     

玉米苜蓿间作对黄土坡耕地降雨产流产沙的影响

通过观测天然降雨时不同带宽玉米苜蓿间作下黄土坡耕地降雨产流产沙特征,研究了降雨条件一定时不同耕作模式对黄土坡耕地产流产沙量的影响和坡度变化对坡耕地产流产沙的影响。结果表明：在5°、10°、15°坡试验径流小区上①玉米单作年均产流总量分别比裸地降低了29.2%、15.8%和12.2%;苜蓿单作年均产流总量分别比裸地降低了...     

玉米膜下滴灌不同补水处理对其产量的影响

黑龙江省西部风沙土区是我国玉米的主产区之一,但由于该区降水量少,蒸发量大,春旱及水土流失十分严重,已成为制约着当地农业发展的主要因素。针对该区的自然资源和灾害特点,在膜下滴灌和垄向区田条件下,分析不同时期不同补水量对玉米产量的影响,以期为实施高效灌溉提供科学依据。研究表明:各生育期补水对风沙土区玉米产量作用大小顺序为拔节期苗后期三叶期,从玉米高产角度考虑,提出最优组合模式为:垄向区田+三叶期补水量(171.4 m3/hm2)+苗后期补水量(225 m3/hm2)+拔节期补水量(225 m3/hm2)。     

1QD型垄向区田筑垱机控制机构的研究

水土流失是世界性的难题,垄向区田技术解决了强降雨和土壤渗透慢的矛盾。1QD型垄向区田筑垱机是推广垄向区田技术的农机具,而控制机构是该机具的核心部件。为此,着重对1QD型垄向区田筑垱机的控制机构进行了分析和研究,并对几种类型的控制机构进行了比较。     

上方汇水对紫色土坡耕地侵蚀及养分流失的影响

通过模拟坡面上方汇水与人工降雨相结合的装置,研究了不同上方汇水量(400、600、800和1 000mL/min)下紫色土坡地产流、产沙和养分流失的特性。结果表明,上方汇水量增大,径流量显著增加,而壤中流产流变化与坡面水流均匀度有关;上方汇水量较小时,坡面均匀度较高,产流量增加显著,而上方汇水量较大时易形成股沟流,壤中流产流反而减少;随着上方汇水量的增加,坡面土壤侵蚀方式演变加快,土壤侵蚀加剧;上方汇水对坡面养分流失有促进和抑制双重作用,汇水量较小时,减弱了雨滴滴溅效应,抑制了养分的流失,在降雨前中期表现明显,但汇水量增大后,养分流失因坡面冲刷加剧而显著增加。此外,坡面氮、磷养分流失因其迁移特性不同有所差别,径流中氮素流失量占流失总量的23.7%~92.1%,壤中流占7.3%~43.3%。而磷主要通过径流流失(占流失总量的91.7%~98.7%)。     

广西喀斯特地区耕作对土壤水分及降雨响应机制的影响

为揭示耕作方式对土壤特性及土壤水分的降雨响应过程的影响,以广西喀斯特地区粉垄耕作和免耕甘蔗种植地为研究对象,利用田间定位监测系统对0～10、10～30、30～50 cm土壤含水量及降雨量进行连续观测,并对土壤的基本理化性质进行测定.结果表明:①粉垄耕作的土壤总孔隙度增加,容重降低.在0～10、10～30、30～50 cm土壤有机质含量分别增加35.4％、69.7％、46.2％,差异显著(P<0.05).②两种处理土壤水分对降雨的响应程度均呈现随土壤深度增加而降低的趋势.在中雨事件下,免耕仅在0～10 cm层土壤水分对降雨有较为明显的响应.在大雨和暴雨下,免耕10～30 cm层对降雨的响应时间分别滞后于粉垄耕作9 h和3 h,30～50 cm层分别为2 h和5 h.粉垄耕作的土壤含水量与降雨表现出明显的同步性,对降雨有着极为显著的响应过程.③土壤含水量变异系数整体上呈现随土壤深度先变大,后减小的趋势.在中雨、大雨和暴雨事件发生前,粉垄耕作30～50 cm的土壤平均含水量均低于免耕,而降雨发生后30～50 cm层土壤含水量及变异系数均大于免耕,表明在降雨发生后粉垄耕作的深层土壤水分能够得到及时有效的补充.综上,粉垄耕作改善了土壤环境,显著提升表层土壤的含水量及各层次土壤水分对降雨的响应程度,从而使各层次土壤水分在降雨发生时得以快速有效补充.     

1QD型垄向区田筑挡机工作机组的受力分析

分析了垄向区田筑挡机在工作时的受力情况以及铲板入土的最佳角度,为该机具的参数设计提供了理论依据,证明了筑挡机的可行性,推动了垄向区田技术的发展。