有机物覆盖地面对土壤物理因素影响的研究(Ⅰ)——有机物覆盖层下土壤湿度的变化

利用有机废弃物覆盖地面是在自然种植条件下调节土壤水分以促进作物生长的农业技术措施。以田间实验为基础，分析了在不同有机物覆盖层厚度下不同位置处土壤湿度的变化。与对照处理相比，有机物覆盖使覆盖带中部土壤表层的湿度显著提高，同时覆盖带具有显著的边缘效应。覆盖对土壤湿度的作用效果随着土壤深度的增加而减小，在２０ｃｍ土壤深处覆盖层对土壤湿度无显著的影响     

有机物覆盖地面对土壤物理因素影响的研究（I）——有机物覆盖层下…

利用有机废弃物覆盖地面是在自然种植条件下调节土壤水分以促进作物生长的农业技术措施。以田间实验为基础，分析了不同有机物覆盖层厚度下不同位置处土壤湿度的变化。与对照处理相比，有机物覆盖使覆盖带中部土壤表层的湿度显著提高，同时覆盖带具有显著的边缘效应，覆盖对土壤湿度的作用效果随着土壤深度的增加而减小，在２０ｃｍ土壤深处覆盖层对土壤湿度无显著的影响。     

玉米立茬与粉碎秸秆覆盖对生长季土壤呼吸的影响

农田土壤呼吸(Rs)是全球CO_2循环的重要组成部分,生长季土壤呼吸对于作物的产量有巨大的影响,同时,作物残茬的覆盖模式会影响土壤呼吸。该文应用了粉碎秸秆覆盖地表(SH)和立茬覆盖地表(ST)是两种主流的作物残茬覆盖地表模式,自2000年起,玉米收获之后,在试验地块施用这2种作物残茬覆盖地表的模式。自2013年开始,在试验地块测量每年冬季的土壤结冻深度,积雪的厚度与CO_2通量,土壤温度与湿度。总土壤呼吸分为异养呼吸(HR)和根际呼吸(RR),该文使用放射性碳标记技术和数学方程计算异养呼吸和根际呼吸的CO_2通量。试验结果显示,与SH处理相比,ST处理地表平均积雪厚度可以增加44%,最大土壤冻深降低18%,并且冻土完全融化的时间将提前10到27 d。ST与SH的平均CO_2通量分别为16.55和14.02 mmol/m~2h。对于整个生长季,SH与ST的土壤呼吸差别在生长季开始和结束时期较小,在生长季的中期较大。ST的平均Rs比SH多3.3 mmol/m~2h,在ST中,HR是Rs的主要构成部分,而RR只约占总土壤呼吸10%。冗余分析结果显示,Rs和HR与土壤温度和积雪厚度呈正相关,与冻土深度呈负相关。该文的研究结果显示相比较于粉碎秸秆残茬覆盖,立茬覆盖地表有利于提高生长季的土壤呼吸,可为玉米的光合作用提供较多CO_2,这将有利于作物增产。     

玉米立茬与粉碎秸秆覆盖对生长季土壤呼吸的影响（英文）

农田土壤呼吸(Rs)是全球CO_2循环的重要组成部分,生长季土壤呼吸对于作物的产量有巨大的影响,同时,作物残茬的覆盖模式会影响土壤呼吸。该文应用了粉碎秸秆覆盖地表(SH)和立茬覆盖地表(ST)是两种主流的作物残茬覆盖地表模式,自2000年起,玉米收获之后,在试验地块施用这2种作物残茬覆盖地表的模式。自2013年开始,在试验地块测量每年冬季的土壤结冻深度,积雪的厚度与CO_2通量,土壤温度与湿度。总土壤呼吸分为异养呼吸(HR)和根际呼吸(RR),该文使用放射性碳标记技术和数学方程计算异养呼吸和根际呼吸的CO_2通量。试验结果显示,与SH处理相比,ST处理地表平均积雪厚度可以增加44%,最大土壤冻深降低18%,并且冻土完全融化的时间将提前10到27 d。ST与SH的平均CO_2通量分别为16.55和14.02 mmol/m~2h。对于整个生长季,SH与ST的土壤呼吸差别在生长季开始和结束时期较小,在生长季的中期较大。ST的平均Rs比SH多3.3 mmol/m~2h,在ST中,HR是Rs的主要构成部分,而RR只约占总土壤呼吸10%。冗余分析结果显示,Rs和HR与土壤温度和积雪厚度呈正相关,与冻土深度呈负相关。该文的研究结果显示相比较于粉碎秸秆残茬覆盖,立茬覆盖地表有利于提高生长季的土壤呼吸,可为玉米的光合作用提供较多CO_2,这将有利于作物增产。     

用豆科作物覆盖和土壤保持耕作措施可经济有效地使作物稳产

豆科作物在土壤保持耕作中形成覆盖时,不仅可以减少地表径流和水分蒸发,增加土壤的有机物和土壤中的氮,而且还可以促使水分渗透,提高水的利用效率.在春季,种植豆科覆盖作物地块的土壤含水量比不种植的地块低3～5%,然而当用豆科作物秸秆覆盖2周后,土壤水分含量开始明显提高.豆科作物根瘤产生的氮虽然不能够充分满足玉米生长的需要,但是可多少降低农用化肥的施用量,同时保持作物稳产,施肥量同等的情况下,有没有豆科作物覆盖,作物的产量是大不一样的.这些效益显然是由于豆科覆盖作物增加了土壤中的有效水分.抑制了杂草的生长,提高了轮作的效果.在肯塔基州,有野豌豆作覆盖同时施肥100kg/ha相对于冬季休耕地施肥量100kg/ha的地块平均稳定增产500kg/(ha·年),高产进一步说明豆科作物覆盖是经济可行的,这种条播作物的农业形式是值得发展的.     

施用稻草对防治保护地土壤盐渍化的作用

保护地蔬菜生产是指在温室或塑料薄膜覆盖下的集约化的种植方式。它为蔬菜作物的生长创造了一个温湿度较高的环境。     

覆盖作物栽培对土壤质量的影响

研究选择3块地块,2002年以来一直在玉米或大豆轮作期间种植覆盖作物。自2012年初到2015年末持续取样,研究覆盖作物对土壤质量的影响。结果表明,覆盖作物有改变土壤化学特性的潜力,但多局限于土壤表层,可增加土壤表层的有机质含量。覆盖作物生长期间吸收土壤中的磷和硝态氮,防止流失,其残留物经过冬季分解,又为下一茬经济作物提供了氮和磷。种植覆盖作物可以作为一种土壤保护策略进行推广应用。     

覆盖作物的效益及其合理选择的研究进展

覆盖作物的种植是一种可实现农业可持续发展的保护性耕作措施，对维护农业生产的可持续性具有积极意义。目前，对覆盖作物的研究主要侧重于覆盖作物对土壤和后茬作物的影响评价，包括对土壤有机碳、氮的固存，对杂草和病虫害的抑制、对土壤理化性质的改良和对土壤微生物活性的影响等方面。然而，覆盖作物的效益因覆盖作物类型、地理位置和覆盖时间不同而存在差异。另外，覆盖作物的选择、设置方法、终止方法、经济效益等充满了不确定性，这限制了其在农田中的大面积推广。该研究基于当前国内外的研究进展简要介绍了覆盖作物的种植管理现状，总结了覆盖作物提供的多种生态系统服务功能，讨论了限制覆盖作物在农作物种植系统中广泛应用的关键因素，提出了覆盖作物合理选择的建议。同时，基于覆盖作物在农学、生态环境上的经济和生态效益，对覆盖作物的贡献以及面临的瓶颈进行了思考。发现良种培育、覆盖作物-土壤微生物-土壤养分-作物之间的协同机制仍是今后需要突破的重点课题，以期为覆盖作物的合理选择及大面积推广提供依据。     

秸秆腐解物覆盖对园林土壤理化性质的影响

为了了解不同类型不同厚度的作物秸秆腐解物的覆盖在园林上的应用效果,采用玉米、小麦、棉花秸秆的腐解物为覆盖材料,覆盖3、6、9 cm,研究了不同秸秆腐解物及不同厚度覆盖对土壤理化性状的影响。结果表明,覆盖可以显著降低表层（0～10 cm）土壤体积质量,提高土壤渗透性,具有显著的保水作用,如覆盖1 a,各材料覆盖6 cm效果理想,如覆盖2 a,玉米秸秆和小麦秸秆覆盖最佳覆盖厚度为9 cm,棉花秸秆最佳覆盖厚度为6 cm;3种秸秆覆盖6 cm时,杂草减少96%以上,覆盖9 cm时,杂草抑制率达100%;覆盖1 a后土壤中有机质和养分含量显著增加;覆盖后地面径流浑浊度减少90%以上;覆盖还能减缓土壤温度变化幅度。农业废弃物园林覆盖省水、省肥、省工,符合节约型园林的要求,生态效益显著,值得推广应用。     

坡耕地苎麻水土保持机理研究

苎麻在坡耕地种植具有良好的水土保持效果,从形态特征、生长特性和栽培技术上剖析了苎麻的水土保持机理:苎麻根蔸发达,在土壤中盘根错节,固土能力强;植株生长速度快,根蔸新陈代谢迅速,且具有"换蔸"的生长特性,增加了土壤覆盖度和土壤孔隙率,能蓄留雨水,减少地表径流;苎麻保护性耕作模式即覆盖栽培(绿色覆盖和残茬覆盖)、少免耕栽培和休闲、轮作栽培的应用实现了抑蒸抗旱、保水保肥固土的功能。     

Influence of mulch C/N ratio and decomposition stage on plant N uptake and N availability in soil with or without wheat straw

Mulches can improve soil properties, but little is known about nutrient availability in mulched soil that contains plant residues and the effect of mulching with manures. The aim of this study was to determine the effects of mulching with high or low C/N organic materials, in which low C/N materials differed in decomposability, and the presence of wheat straw in the soil on plant growth and N uptake, soil N availability and microbial biomass N within about four months after mulching. Three organic materials were used: mature wheat straw (W, C/N 80), young faba bean shoots (FB, C/N 7), and sheep manure (SM, C/N 8). There were eight treatments differing in amendment methods (mulching or mixing with W or both) and mulching materials (W, FB or SM). Treatments that were only mulched with W, FB or SM are referred to as m‐treatments. In m/s‐treatments, after W was mixed into the soil, W, FB or SM were placed on the soil surface as mulch. Two other treatments included an unamended control and soil mixed with W. Wheat was planted 0, 35 or 70 days after mulching (referred to as 0, 35, and 70 DAM) and grown for 35 days. Faba bean mulch increased shoot dry weight, shoot N uptake and available N compared to wheat or sheep manure mulch, particularly in the m‐treatments. Shoot dry weight was higher in m‐treatments than corresponding m/s‐treatments with the same mulch type. Shoot N uptake was higher in 70 DAM than in 0 DAM in all treatments and 0.3 to three‐fold higher in m‐treatments than the corresponding m/s‐treatments. Microbial biomass N was higher in 0 DAM than in 35 and 70 DAM in most treatments and up to two‐fold higher in m/s‐treatments than the corresponding m‐treatments. Available N in m/s‐treatments was two to six‐fold higher than m‐treatments in 0 DAM, but differed little in older mulch ages of W and SM. It can be concluded that compared to soil with only mulch, mixing of wheat straw into soil reduced plant growth and N uptake, particularly in the early stages of mulching (0 and 35 DAM). However, the presence of wheat in mulched soil may provide a longer lasting source of N for plants and reduce the risk of N leaching from rapidly decomposing low C/N mulch due to greater microbial biomass N uptake than only soil with mulch.     

不同材料覆盖对城市裸露土壤理化性质的影响

[目的]研究不同材料覆盖城市裸露土壤的效果,为城市裸露土壤处理及生态美化提供理论指导和依据。[方法]以裸露土壤为对照,设置木片、园林废弃物、鹅卵石、陶粒、有机覆盖垫、分层覆盖(上层园林废弃物,下层园林废弃物堆肥)处理。[结果]不同材料覆盖均能影响土壤性质,但随着时间增长,效果减弱,0—10cm土层较10—20cm土层易受覆盖影响;鹅卵石、陶粒处理显著提高土壤含水量;木片、分层覆盖显著降低土壤容重,提高土壤孔隙度;分层覆盖和园林废弃物覆盖显著降低土壤pH值。有机材料覆盖均能提高土壤有机质和速效养分:其中分层覆盖和园林废弃物覆盖效果较明显,分别可提高土壤碱解氮、速效磷、速效钾含量56.63%,85.73%,85.52%和48.66%,63.11%,25%,而养分供应持续性是分层覆盖和有机覆盖垫覆盖更好。[总结]分层覆盖效果最佳,在海绵城市与绿色化城市建设中具有现实推广意义。     

地面覆盖材料的光谱透射率及其对土壤温度的影响

从理论上分析了地面覆盖材料对土壤温度进行调节作用的机制及地面覆盖材料光谱透射率对土壤温度影响的机理，通过试验确定了农业生产上常用的地面覆盖材料透明聚乙烯薄膜，黑色聚乙烯薄膜和黑色地面覆盖纸在３００至８００ｎｍ波长范围内的光谱透射率。在田间试验的基础上，确定了三种地面覆盖材料对土壤表层温度影响的定量值     

有机物覆盖地面对土壤物理因素影响的研究(Ⅱ)——有机物覆盖对土壤孔隙度的影响

土壤孔隙度表明土壤中空隙的体积，与含水量一起共同决定土壤中空气的含量，进而影响土壤中各种变化的进程和作物的生长。利用有机物覆盖地面可影响土壤孔隙度的变化并改善土壤的特性。通过田间实验，确定了在不同厚度有机物覆盖层下土壤孔隙度的变化。与无覆盖对照处理相比，有机物覆盖使０至５ｃｍ土壤表层的孔隙度降低，却使５至２０ｃｍ土壤层的孔隙度增加。     

地面覆盖应用与研究的现状及发展方向

本文对各种地面覆盖材料在作物栽培中应用与研究的历史和现状进行了回顾、讨论和分析,得出了以下结论:覆盖材料对作物效应的研究,关键在于弄清不同覆盖材料及不同覆盖工艺对光及土壤水、热、盐运移的影响规律。在此基础上,针对当地主要矛盾,开发提温节水防盐保土、有利于作物生长发育、抑制地面杂草和病虫害、改进土壤结构、促进有机质积累或分解的覆盖技术及相应的工程措施,包括新的可再生、可降解、无污染的覆盖材料的开发。     

旱地雨养农业覆膜体系及其土壤生态环境效应

覆膜技术作为一项有效提高粮食产量的重要手段,在中国西北地区雨养农业中得到广泛的推广应用。本文综述了地膜覆盖体系关于作物产量、土壤水分、土壤温度、土壤养分转化和迁移以及微生物数量和活性等方面的研究进展,以期为旱地雨养农业发展和完善覆膜技术体系提供理论支撑。研究表明:玉米、小麦和马铃薯覆膜处理增产显著,其平均增产率分别为26.2%、37.1%和29.8%;同时,增产受到覆膜方式影响,全覆膜处理增产效果最好,其玉米、小麦和马铃薯平均产量分别比半覆膜处理高30.0%、5.1%和26.4%。覆膜下玉米、小麦与马铃薯的水分利用效率分别比不覆膜处理高42.8%、10.9%和92.8%。覆膜处理影响硝酸盐在土体的空间分布,硝酸盐在膜下出现表聚现象;同时覆膜能够提高氮肥利用效率,减少氮素淋溶损失,降低氨挥发。但关于覆膜下反硝化过程的研究结论不一,还需进一步深入的探讨。覆膜对有机碳的影响与气候、土壤、作物、覆膜年限等有关,其研究结论尚有争议。另外,覆膜增加了农田土壤微生物量,改变土壤物理性状。尽管覆膜显著提高作物产量,其对生态环境却可能存在一定的影响,比如"奢侈耗水"现象,温室气体排放增加,土壤有机质耗竭,农膜残留等问题。因此,进一步系统研究覆膜对土壤生态环境的影响机理,完善覆膜技术体系与应用,全面评估覆膜体系的生态环境影响,对其在中国干旱地区农业生产的可持续发展具有重要意义。     

Evaporation from a Clay Soil Covered with a Surface Mulch - Three Lysimeter Studies

Cultivation systems with mulching have been successfully tested in spring cereals for several years in Sweden. The water conserving effect of the mulch was considered to be important in these field experiments. Three experiments with lysimeters were conducted in this study to investigate the effect on evaporation of a) different amounts of mulch, b) different types of mulch and c) different frequencies of rain in combination with mulching. The lysimeters contained undisturbed soil cores from a heavy clay soil. The protection against evaporation was largest at the beginning of soil drying. It increased with increasing amounts of mulch, but there were no differences in protection between the various kinds of mulch tested. Accumulated evaporation was 12, 14 and 30% lower in the mulched compared to bare soil after 28 days with no rain, infrequent rain and frequent rain respectively. The implications for designing a cultivation system with mulching are discussed as well as its potential in different weathers.     

深松条件下不同地表覆盖对马铃薯产量及水分利用效率的影响

水分不足是限制旱区作物生长的主要因素,覆盖耕作能够改善土壤的微环境,从而显著提高作物的产量和水分利用效率。为探讨深松结合地表覆盖对土壤物理性状、马铃薯生长、产量及水分利用效率的影响,2013-2015年在宁南旱区采用深松覆盖秸秆、深松覆盖地膜、深松不覆盖3种覆盖耕作模式,以传统耕作不覆盖为对照,对土壤体积质量、团聚体、水分、马铃薯产量和水分利用效率等方面的影响进行了研究。结果表明,与传统耕作相比,深松结合地表覆盖可有效降低耕层土壤体积质量,改善土壤孔隙状况,以深松覆盖秸秆处理效果最佳,深松覆盖秸秆处理0~40 cm平均土壤体积质量较传统耕作降低17.1%。与传统耕作相比,深松覆盖地膜和深松覆盖秸秆处理可使0~40 cm土层0.25 mm机械稳定性团聚体数量显著增加30.7%和17.4%。深松结合不同覆盖方式能有效改善马铃薯生育期0~200 cm土层土壤水分状况,深松覆盖地膜对作物生育前期土壤水分保蓄效果较好,深松覆盖秸秆对生育中后期土壤水分状况的改善效果最佳。深松结合不同覆盖方式下马铃薯植株株高、茎粗及地上部生物量均显著高于传统耕作。作物生育前期以深松覆盖地膜处理效果最佳,中后期以深松覆盖秸秆处理促进作用明显。深松结合地表覆盖能明显提高马铃薯的产量和水分利用效率,深松覆秸秆处理的马铃薯产量、商品薯率和水分利用效率分别较传统耕作处理平均提高37.3%、93.3%和41.2%。通过两年试验研究,在宁南旱区采用深松结合地表覆盖措施具有良好的蓄水保墒效果,对马铃薯生长有利,以深松覆盖秸秆处理的增产和提高水分利用效率效果最为显著。     

Effect of colored plastic mulch on growth,yield and nutrient status in cucumber under shade house and open field conditions

The aim of this study was to realize whether soil mulching, with different plastic mulch colors, is a suitable practice under shade house (SH) conditions for the culture of cucumber. To do so, cucumber was cultured mulched or not with black, blue, red or white-on-black plastic films under SH, and contrasted against mulched cucumber in open field (OF). Red mulch produced the highest shoot dry weight per plant and bare soil the lowest. However, it was the white mulch which produced the highest commercial yield per plant. Contrastingly, bare soil plants produced the lowest commercial yield. SH plants two folded photosynthetic rates compared to OF plants. Mulch color mainly impacted leaf phosphorus (P) and magnesium (Mg) content while the SH affected nitrogen (K), calcium (Ca) and magnesium (Mg). Our results confirm that soil mulching, and shading positively impact the cucumber yield and quality but also show that soil mulching under SH enhances cucumber crop.