稻草覆盖对红壤旱坡地水力性质及水分状况的影响

为探明红壤旱坡地应用稻草覆盖的雨季和旱季保水作用,在湖北省咸宁市第四纪红色黏土母质发育的红壤8°坡地上开展田间试验,以不覆盖为对照,研究稻草覆盖对红壤的持水性、水分有效性、供水性、导水性、含水量及储水量的影响。结果表明:稻草覆盖改善了土壤的持水性和水分有效性,覆盖当年土壤田间持水量、凋萎系数和有效水容量分别比对照提高6.0%、7.3%和4.4%;稻草覆盖显著减缓了雨季红壤表层饱和导水率的下降幅度,尤其是大雨期间保护地表饱和导水性的作用更明显,102.8 mm的降雨结束之后,稻草覆盖的土壤平均饱和导水率是对照的2.7倍;稻草覆盖对土壤的供水性及非饱和导水性的影响表现为低吸力段增强,高吸力段减弱;土壤储水量在集中降雨阶段的上升幅度和在降雨间歇期的下降幅度都表现为稻草覆盖对照。总体上,土壤储水量均表现为稻草覆盖对照;稻草覆盖增加雨季土壤储水量主要通过增加入渗,而增加旱季土壤储水量主要通过减少蒸散发;稻草覆盖增加雨季土壤储水量的作用有限,且保水作用雨季旱季。因此,稻草覆盖在红壤旱坡地上的雨季和旱季的保水途径、特点及作用大小都不同。     

稻草编织物覆盖对坡耕地红壤土壤侵蚀和养分流失的控制作用

采用田间小区试验,研究了稻草编织物覆盖在坡耕地红壤水土流失控制上的作用及其对玉米生长的影响。结果表明:在坡耕地红壤上,稻草编织物覆盖能有效抑制土壤侵蚀和养分流失,增加玉米产量。在种植玉米条件下,稻草编织物覆盖比无覆盖处理土壤的径流量和侵蚀量分别降低了38.40%和75.36%,比薄膜覆盖处理土壤的径流量和侵蚀量分别降低了15.41%和5.83%。稻草编织物覆盖侵蚀土壤流失的有机质、全氮、全磷和全钾分别占无覆盖处理流失量的12.04%,12.15%,12.11%和12.48%,薄膜覆盖处理则分别占无覆盖处理流失量的48.66%,52.55%,54.54%和53.37%。对坡耕地红壤地表径流、土壤侵蚀量和养分流失的控制作用效果为稻草编织物覆盖>薄膜覆盖>无覆盖。稻草编织物覆盖在降雨集中时期控制水土流失作用更为显著。稻草编织物覆盖和薄膜覆盖玉米产量分别比无覆盖处理增加8.05%和29.67%。     

培肥和耕作措施季节性干旱下对红壤剖面水分变化和产量的影响

为了探讨培肥和耕作措施下红壤旱地的土壤剖面水分变化和产量对季节性干旱的响应规律,本研究在大田试验条件下系统分析了稻草覆盖、有机肥和常免耕对土壤剖面含水量、表层土壤温度及作物产量变化趋势。结果表明,在猪粪施用、常耕和免耕处理的土壤含水率不存在显著差异。而在相同耕作和猪粪条件下,稻草覆盖与否对土壤含水量影响较大,在春玉米和秋玉米季中连续干旱条件下,稻草覆盖处理下0—5,5—10,10—20 cm土壤含水量均高于不覆盖处理,稻草覆盖处理下0—5,5—10,10—20 cm土壤含水量均高于不覆盖处理,春玉米季的增幅分别为27.93%,5.91%,1.41%,秋玉米季分别为15.74%,7.71%,2.59%。同时,稻草覆盖可以显著影响表层土壤的温度变化,在春玉米开花期,0—10 cm和10—20 cm的土壤温度覆盖比不覆盖分别降低了13.92%和2.26%。在秋玉米开花期0—10 cm和10—20 cm的土壤温度覆盖比不覆盖分别降低了0.30%和2.69%。在所有处理中,春玉米和秋玉米季均表现出稻草覆盖+施猪粪+常耕的秸秆和籽粒产量最高。     

稻草覆盖对土壤理化性状和烤烟产量及品质的影响

在湖南永州对稻草翻压、稻草覆盖、地膜覆盖、不还田不覆盖进行了连续3年定位试验。结果表明，两种稻草还田方式均能改善土壤结构，稻草覆盖比稻草翻压的改土效果更为明显；稻草覆盖在烤烟生根期的保温作用不如地膜覆盖，烤烟进入旺长期以后，稻草覆盖土壤温、湿度变幅较小，能够维持相对适宜的温、湿度状况，而地膜覆盖及裸栽处理的烤烟整个生育期土壤温、湿度变幅较大，不利于烤烟生长。稻草覆盖比稻草翻压及地膜覆盖更有利于烤烟产量及品质的提高。     

麦田秸秆覆盖效应及增产作用

冬小麦田覆盖稻草能增加N、P,特别是有机质和速效钾含量,增加土壤孔隙度,降低土壤容重。稻草覆盖能保墒、调温和减缓土壤水分、温度波动,降低麦田杂草密度。由于麦田覆盖稻草的上述综合生态效应,使小麦籽粒产量增加13.5%～46.1%,公斤稻草增产小麦0.12～0.23kg。冬小麦稻草经济有效覆盖量为3000kg/hm²。     

稻草还田对土壤氮素矿化及烟叶品质的影响

探索调控土壤供氮的措施,是降低上部烟叶烟碱含量,提高我国烟叶整体质量的关键问题.以云南水旱轮作植烟土壤为研究对象,通过大田原位培养试验,研究了稻草覆盖还田和稻草翻埋还田对土壤氮素矿化及烟叶品质的影响.结果表明,稻草还田提高了土壤供氮能力,稻草还田方式不同对土壤氮素矿化的影响有所差异.在烤烟旺长期,稻草覆盖还田明显增加了土壤氮素矿化量;采收期,稻草翻埋还田处理的土壤氮素矿化量增加显著.在烟株整个生育期,稻草覆盖还田和稻草翻埋还田处理的土壤累积矿化量分别达到139 kg/hm2和129 kg/hm2,比对照处理分别增加了20.4%和12.2%.由此说明,稻草覆盖还田对土壤氮素矿化的促进作用更显著.尽管稻草还田促进了土壤氮素矿化,增加了土壤供氮量,但两种稻草还田方式均显著降低了上部烟叶总氮和烟碱浓度,提高了其总糖和还原糖浓度,改善了上部烟叶品质.其中,两种还田方式的影响差异不大,总氮含量和烟碱浓度约降低18%和17%,总糖和还原糖浓度约增加23%和19%.稻草还田对中部烟叶品质的影响不显著.     

双季稻田马铃薯不同覆盖栽培对土壤酶活性的影响

为探讨双季稻区春马铃薯不同覆盖模式下稻田土壤酶活性的变化情况, 在大田条件下, 以露地处理为对照, 设置稻草、无纺布、稻草+无纺布、黑膜、稻草+黑膜5 种覆盖处理。结果表明: 地表覆盖显著影响土壤酶活性。其中, 稻草覆盖显著(P<0.05)提高碱性磷酸酶、芳基硫酸酯酶和脱氢酶酶活性, 分别较对照提高17.55%、24.77%和87.2%; 稻草+无纺布覆盖显著(P<0.05)提高芳基酰胺酶和脱氢酶活性, 分别较对照提高8.03%和71.05%; 黑膜覆盖显著(P<0.05)提高β-葡萄糖苷酶、碱性磷酸酶、芳基硫酸酯酶和脱氢酶活性, 分别较对照提高23.44%、22.70%、37.43%和146.30%; 稻草+黑膜覆盖显著(P<0.05)提高β-葡萄糖苷酶、芳基酰胺酶、碱性磷酸酶、芳基硫酸酯酶和脱氢酶活性, 分别较对照提高34.76%、19.31%、19.03%、51.98%和125.62%。由此得出, 覆盖稻草并加盖黑膜可显著提高与土壤养分循环有关的主要土壤酶活性, 利于提高土壤质量。     

小麦-玉米轮作覆盖稻草对土壤肥力及产量的影响

研究了小麦－玉米轮作中用稻草覆盖的效果。结果表明，稻草覆盖对小麦－玉米轮作产量有显著的增产效果。碳铵分次施用与稻草覆盖相结合，可减少碳铵的挥发损失，显著提高肥料的增产效果。在微酸性土壤上，玉米对钾反应比较敏感，每亩覆盖的２００公斤稻草所带入的钾相当于７．５公斤氯化钾的肥效。稻草覆盖是增加土壤有机质、速效钾含量的重要措施。     

稻草还田与冬种马铃薯稻草覆盖对培肥地力的效果

在不同土壤种类、不同土壤肥力的田块进行了多点多年定点试验，经过连续三年早造稻草还田和冬种马铃薯稻草覆盖，4个试验点土壤有机质含量平均提高了0.182%，早晚稻、马铃薯每公顷产量分别提高了1305、1275、3765kg，表明稻草还田培肥地力效果显著，但不同土质的田块其效果有所不同。稻草还田、冬种马铃薯稻草覆盖和合理轮作和平衡施肥相结合将取得更好的效果。稻草还田的土壤肥力越来越高、连年增产，因此，稻草还田是改造中低产田的有效措施，应大力推广。     

麦田秸秆覆盖效应及增产作用

冬小麦田覆盖稻草能增加Ｎ、Ｐ，特别是有机质和速效钾含量，增加土壤孔隙度，降低土壤容重。稻草覆盖能保墒、调温和减缓土壤水分、温度波动，降低麦田杂草密度。由于麦田覆盖稻草的上述综合生态效应，使小麦籽粒产量增加１３．５％￣４６．１％，公斤稻草增产小麦０．１２￣０．２３ｋｇ。冬小麦稻草经济有效覆盖量为３０００ｋｇ／ｈｍ＾２。     

Effects of 10 years of conservation tillage on soil properties and productivity in the farming–pastoral ecotone of Inner Mongolia, China

Soil degradation and subsequent yield decline are the main factors limiting further development of agriculture on the farming–pastoral transition zone of China. A 10-year field experiment was conducted in Inner Mongolia to compare the long-term effects of no-tillage with straw cover (NT), subsoiling with straw cover (ST), rototilling with straw cover (RT) and traditional tillage (TT) using ploughs on soil properties and productivity in a spring wheat–oat cropping system. Long-term conservation tillage increased soil organic matter in the top 20 cm by 21.4%, total N by 31.8% and Olsen's P by 34.5% in the 0–5 cm layer compared to traditional tillage. Mean percentage of macro-aggregates (>0.25 mm, +20%) and macroporosity (>60 μm, +52.1%) also improved significantly in the 0–30 cm soil layer ( P  <   0.05). The largest yield improvements coupled with greatest water use efficiency (WUE) were achieved by no-tillage with straw cover. Ten-year mean crop yields increased by 14.0% and WUE improved by 13.5% compared to traditional tillage due to greater soil moisture and improved soil physical and chemical status. These improvements in soil properties and productivity are of considerable importance for the seriously degraded soils in semiarid Inner Mongolia, as well as for food security, sustainable agriculture and carbon storage in the farming–pasture transition regions of China.     

地面覆盖对盐渍土水热盐运动及作物生长的影响

利用田间小区试验研究了山东省莱州半干旱海水入侵地区不同覆盖措施对土壤水盐热运动及作物生长的影响,试验结果表明,①塑膜覆盖对盐渍土有很好的保温增温效果和一定的保水抑盐作用;②秸秆覆盖能拦蓄雨水、减少地面径流和地表蒸发,对盐渍土有非常明显的保持土壤水分、抑制地表返盐、促进降雨淋盐的作用,且其作用随覆盖厚度的增加而增强,③秸秆覆盖的隔热性及其对土壤热容量的提高,缓和了土壤温度的日变化;④5cm厚秸秆覆盖的土壤含盐量变化幅度较小,说明秸秆覆盖提高了土壤对盐分的缓冲性;⑤随着油葵的生长,增加了地面的植被覆盖度,削弱了覆盖措施对土壤水盐热运动的影响;⑥5cm秸秆覆盖下的油葵生长状况及其产量均优于其他处理。由此可见,秸秆覆盖是改良利用盐渍土非常有效的一项措施。     

越冬期不同覆盖对土壤水分变化及黄花菜生长和产量的影响

越冬覆盖可减少冬季土壤水分的损耗,在地膜和秸秆覆盖中,以地膜覆盖保墒最好;覆盖物的不同,春季地温回升快慢不同,各处理间黄花菜生育期以地膜覆盖出现较早,秸秆覆盖出现较迟;同一时期测定的黄花菜叶长和叶宽,以地膜覆盖长势较好,秸秆覆盖长势最差。同时地膜覆盖抽薹数和落蕾数比对照多,秸秆覆盖抽薹数比对照多,而落蕾数比对照少,从而使秸秆覆盖产量比对照增产27.3%～165.9%;地膜覆盖产量因受干旱和冰雹灾害的影响不同,产量与对照比有增有减,在试验地两年里,2004年因干旱影响严重,产量比对照减产4.9%,2005年虽有干旱影响,但在春苗期,主要是受5月30日冰雹的影响,使产量比对照仅增产7.9%。黄花菜日鲜重与采摘天数呈现二次型曲线变化。     

小麦/玉米免耕处理对产量及土壤水分和风蚀的影响

通过3年田间定位试验,研究在小麦、玉米间作条件下,免耕高留茬、免耕秸秆覆盖、免耕秸秆覆盖+播前耙地、传统耕作4种耕作处理对小麦/玉米产量、土壤含水率、土壤风蚀的影响.结果表明:1)免耕处理小麦玉米间作混合产量比传统耕作产量增产2.6％～6.6％,其中玉米产量比传统耕作处理增产8.6％ ～ 13.2％,小麦产量比传统耕作降低5.2％～8.8％;2)免耕处理可增加耕作层土壤蓄水量13.4％～15.9％,降低土壤风蚀量55.6％～100.0％.说明小麦秸秆高茬收割覆盖、玉米秸秆立地过冬的间作免耕技术可在甘肃河西、沿黄地区及国内同类型的小麦玉米间作地区进行示范推广.     

耕作方式对豫南雨养区土壤微环境及冬小麦产量的影响

针对豫南雨养农业区降水基本满足作物生长需求但年内和年际间分配不均、土壤耕性差的生态实际,为解决小麦播种期和冬春干旱以及改善耕层水、肥、气、热等因子提供理论依据。于2007—2015年,在豫南雨养农业区进行了连续9a的大田定位试验,研究了不同耕作模式对小麦生长季土壤水分、容重、温度及冬小麦产量的影响。试验共设置6个处理:T1(传统翻耕)、T2(不覆盖/不深松+覆盖/免耕)、T3(覆盖/不深松+不覆盖/免耕)、T4(不覆盖/深松+不覆盖/免耕)、T5(覆盖/深松+覆盖/免耕)以及T6(不覆盖/不深松+还田/旋耕)。结果表明,(覆盖/深松+覆盖/免耕)T5可以有效提高小麦播种期0~40cm土层的含水量,为麦播提供较好的水分基础,不同耕作方式处理对冬小麦越冬期和返青期土壤日平均温度影响较小,不足以对冬小麦发育进程产生影响。(覆盖/深松+覆盖/免耕)T5能够有效降低耕层0~20cm和0~40cm的土壤容重。覆盖/深松+覆盖/免耕处理的前3a,冬小麦产量较对照有所降低,从第4年开始较对照增产,2011—2015年增产幅度分别为2.02%、2.83%、10.93%、5.88%、1.97%。以上结果表明,通过T5(覆盖/深松+覆盖/免耕)的简耕覆盖技术可以有效利用降水资源、培肥地力,提高产量,具有节本增效的作用。     

秸秆覆盖对三峡库区坡面侵蚀的影响

[目的]分析农作物秸秆不同覆盖处理对坡面产流、产沙影响,为三峡库区坡耕地水土保持措施优化提供技术支持。[方法]利用人工模拟降雨技术,分析了5种不同雨强下不同秸秆覆盖处理的径流、泥沙过程。[结果]坡面覆盖秸秆能推迟坡面初始产流。在小雨强时,秸秆覆盖推迟初始产流显著,但随着雨强的增加,推迟初始产流的作用降低。在坡面下坡段覆盖秸秆推迟初始产流效果优于在坡面上坡段覆盖秸秆。对于产流产沙而言,在坡面上坡段覆盖秸秆与无覆盖差异不显著,但在坡面下坡段覆盖秸秆时径流模数和侵蚀模数为无覆盖的61.57%~69.1%和14.54%~18.31%,且减少地表径流和泥沙流失效果优于在坡面上坡段覆盖。秸秆覆盖后土壤流失比(SLR)介于0.022~0.611之间,且随着覆盖率的增加而降低,在坡面下坡段覆盖秸秆SLR值在上坡段的1/4。[结论]合理选择农作物秸秆在坡面覆盖的坡位及覆盖度,能有效降低坡面产流与侵蚀产沙,产生较好的水土保持效应。     

不同地表覆盖方式对松花菜土壤温度、产量和水分利用的影响

为探索不同地表覆盖方式下半干旱地区露地高原夏菜的栽培效果,以松花菜(Brassica oleracea var. botrytis L.)为研究对象,设露地无覆盖(CK1)、地膜覆盖(CK2)、地膜+秸秆行间覆盖(T1)、秸秆行间覆盖(T2)和秸秆全覆盖(T3)5个处理,研究不同地表覆盖方式对松花菜土壤温度、产量和水分利用效率的影响。结果表明,地膜+秸秆行间覆盖与露地无覆盖相比,显著促进了松花菜株高、茎粗和叶面积的增加,但总体与地膜覆盖无显著差异;秸秆行间覆盖和秸秆全覆盖处理抑制了松花菜植株的营养生长。与露地无覆盖相比,地膜+秸秆行间覆盖具有明显的增温效果,且最大增温幅度出现在春茬试验莲座期10 cm土层和秋茬试验苗期5 cm土层,秸秆行间覆盖和秸秆全覆盖处理都不同程度地存在增温和降温双重效应。与地膜覆盖相比,地膜+秸秆行间覆盖处理对土壤温度的调控均能达到地膜覆盖的效果,且在秋茬试验中,地膜+秸秆行间覆盖处理在苗期5 cm和10 cm土层温度分别升高2.5℃和1.8℃,更有利于松花菜幼苗的生长发育,秸秆行间覆盖和秸秆全覆盖处理在两茬试验各生育期、各土层均表现为降温效应,且秸秆全覆盖处理降温效果最明显。与露地无覆盖、地膜覆盖相比,春茬试验,地膜+秸秆行间覆盖处理生物产量分别提高32.3%、2.7%,经济产量分别提高68.9%、4.7%,分别节水29.0%、7.3%,水分利用效率分别提高137.8%、13.1%;秋茬试验,生物产量分别提高4.7%、2.4%,经济产量分别提高27.6%、8.4%,分别节水23.8%、11.1%,水分利用效率分别提高67.2%、21.9%。综上,地膜+秸秆行间覆盖处理具有良好的调温保墒作用,增产增效显著,较地膜覆盖种植在榆中地区更具优越性。     

人工降雨条件下秸秆覆盖减少水土流失的效应研究

采用人工模拟降雨试验,研究秸秆不同用量对径流、入渗和土壤侵蚀的影响.结果表明:秸秆覆盖有增加入渗和减少水土流失的作用;覆盖率大于40%条件下能有效地控制水土流失,但当覆盖度低于40%时对控制水土流失的作用不明显.在土壤含水量10%,降雨强度120 mm/h的雨强条件下,秸秆覆盖能推迟起流时间1～15min,增加累积人渗量37%～113%,减少径流总量3%～40%,减少土壤侵蚀10%～80%.     

少免耕与秸秆还田对极端土壤水分及冬小麦产量的影响

为了高效利用天然降雨,缓和农业水资源短缺,该试验在小麦、玉米一年两熟条件下,设置耕作措施和秸秆2个因素,其中耕作措施分为常规耕作、深松耕、耙耕、旋耕、免耕5种,秸秆因素分为玉米秸秆全量还田与不还田,共10个处理,研究了耕作措施与秸秆因素对极端土壤水分和冬小麦产量的效应。结果表明,无论秸秆还田与否,相对于常规耕作,深松耕能提高土壤水分充足期的土壤含水率,增加冬小麦产量,尤其是深松耕秸秆还田,比常规耕作无秸秆还田分别高25.74%和11.45%。秸秆因素在土壤水分充足时影响土壤含水率方面占主导地位,秸秆因素与耕作措施在土壤水分亏缺时影响土壤含水率和冬小麦产量方面均起着重要的作用。免耕、深松耕、耙耕与秸秆还田的交互效应能够增加集雨,提高冬小麦产量。研究结果还表明,冬小麦产量与土壤水分亏缺时土壤含水率相关不显著,而与土壤水分充足期土壤含水率相关显著。