太湖地区水稻土的物理特性与少免耕法的关系

本文从土壤物理特性和作物生长的关系探讨了耕作的要求.土壤水分能量特性可被机械扰动改变,这是导致土壤粘闭的重要原因.水稻土的含水量和有效水均以表土高,而下层低,含水量和容重成线性负相关(n=62,r=-0.909^**).土壤扰动可提高持水量,长年免耕在干旱年份可能会出现水分不足问题.土壤含水量、气容量和机械强度三者的变化相互联系.由三个因素决定的小麦生长最佳范围是在水分吸力0.02-0.5巴内,而田间持水量大于塑性限,所以秋季耕作必然导致土壤粘闭.免耕土壤的容重一般在1-1.25g/cm₃之间,是稻麦生长的较佳环境,所以水稻土本身存在适合稻麦免耕生产的条件.根据水稻和三麦分别52和23组次对比试验,水稻免耕增产19斤/亩,三麦49斤/亩,均达到极显著水平(p=0.01).平田地区连续三年免耕土壤不恶化,囊水型土壤第二年开始有变差趋势,但产量不减低.免耕有保护土壤结构的作用,但不利于结构发展.     

太湖地区主要水稻土水力特征及其影响因素

通过田间和室内试验研究了太湖地区3种主要水稻土(白土、黄泥土和乌栅土)的水分特征以及影响因素,得出了各种土壤每一土层的容重、质地、有机质、土壤团聚度、土壤结构系数和土壤水分特征曲线,比较了3种主要水稻土类型的土壤基本物理性质和水分特征状况,并根据水分特征曲线得出了这3种土壤的田间持水量、有效水含量和萎蔫系数。结果表明:土壤田间持水量和有效水含量均与容重呈极显著的线性负相关,有效水与土壤粘粒含量也呈显著的线性负相关;而土壤的田间持水量和有效水含量与土壤有机质、结构系数、团聚度呈极显著的线性正相关,萎蔫系数与质地也呈显著的线性正相关。     

耕作和秸秆还田对土壤团聚体有机碳及其作物产量的影响

通过3年的田间定位试验,研究不同耕作方式、秸秆还田对土壤团聚体、有机碳含量和作物产量的影响。试验共设置6个处理:翻耕+化肥(T1)、翻耕+秸秆还田+化肥(T2)、旋耕+化肥(T3)、旋耕+秸秆还田+化肥(T4)、免耕+化肥(T5)、免耕+秸秆还田+化肥(T6)。结果表明:与翻耕相比,0—20cm土层免耕处理大团聚体(2mm)含量增加35.79%,中粒度团聚体(2~0.25mm)含量增加30.81%,微团聚体(0.25~0.106mm)含量增加25.80%。免耕+秸秆还田的T6处理土壤团聚体中有机碳含量最高,大团聚体(A1)、中粒度团聚体(A2)和微团聚体(M1)中分别比"翻耕+化肥"的T1处理高25.04%,28.55%,18.12%。传统耕作作物产量高于保护性耕作,"翻耕+化肥"的T1处理在2013,2014,2015年的水稻当量产量分别比"免耕+化肥"的T5处理高12.30%,13.22%,15.20%。免耕和秸秆还田等保护性耕作方式提高了土壤团聚体含量,增加了土壤固碳,但一定程度上影响了水稻和小麦幼苗生长,降低了作物产量。     

民勤绿洲灌区保护性耕作对土壤风蚀与土壤物理性质的影响

通过春小麦田间试验,以传统耕作为对照,设置免耕不覆盖、免耕秸秆覆盖、立茬和残茬压倒4种保护性耕作处理,研究河西绿洲灌区保护性耕作下土壤风蚀与土壤结构的关系,分析了田间输沙量与土壤团聚体、<0.01mm物理性粘粒、<0.01mm分散性粘粒、分散系数随年限增加的变化及其相关关系。结果表明：与传统耕作相比,保护性耕作能显著减少输沙量；>0.05mm各级团聚体随年限的增加基本无显著变化,但保护性耕作大团聚体(>0.25mm)有增大趋势,微团聚体(0.25-0.05mm)有减少趋势；保护性耕作实施2年后,<0.05mm土粒占比除立茬处理减少不显著外,其他保护性耕作处理均显著减少；试验第3年,传统耕作<0.01mm物理性粘粒较保护性耕作有减少趋势；免耕不覆盖、立茬和残茬茬倒处理<0.01mm分散性粘粒含量随年限的增加显著下降,免耕秸秆覆盖处理变化不显著；免耕不覆盖和残茬压倒处理土壤分散系数随年限的增加显著下降,免耕秸秆覆盖和立茬下降不显著；保护性耕作实施的第3年,各保护性耕作处理分散系数出现减小的趋势。输沙量与>1mm团聚体、<0.05mm土粒和<0.01mm分散性粘粒含量都有极显著的负相关关系,与0.25-0.05mm团聚体呈极显著正相关关系。综上所述,保护性耕作能促进土壤微结构的改善,土壤微结构的改善有利于土壤大团聚体的形成。     

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。     

两种水稻土氮初级矿化和硝化速率及其与氮肥利用率的关系

摘　要 　高氮肥施用量和低氮肥利用率是我国水稻生产可持续性发展面临的问题之一。氮肥损失途径与肥料进入土壤后的转化过程息息相关。了解水稻土中氮素转化过程并进行定量描述有助于提高人们对稻田氮素损失途径的认识水平。为此,本研究开展了连续2年的大田实验,测定了稻麦轮作条件下江苏淮安碱性水稻土（潮黄土,pH=8.3）和宜兴中性水稻土（黄泥土,pH=6.2）作物氮肥利用效率;同时采用15N同位素稀释方法,开展室内好氧培养实验,估算了两种土壤中的氮素初级矿化和硝化速率,以此解释田间试验中氮肥利用率差异的原因。田间试验结果表明,在获得相似的水稻或小麦产量的情况下,淮安潮黄土氮肥需用量高于宜兴中性水稻土,而氮肥利用率却低于宜兴黄泥土。15N室内培养实验结果表明,供试潮黄土氮素初级矿化和硝化速率均较黄泥土高,其较高的pH可能是主要原因。 潮黄土中相对较高的初级矿化和硝化速率可能会导致更多的NO3--N 在土壤中短暂累积,不能被作物及时吸收利用的NO3--N 便可通过各种途径损失掉。这可能是造成两种稻田土壤田间氮肥利用率差异的原因之一。     

耕作方式对土壤水动态变化及夏玉米产量的影响

一个连续２年的田间耕作试验在夏玉米生长期内完成,分析对比３种不同耕作方式对土壤水动态变化过程及对作物产量的影响。耕作扰动对土壤水动态变化的影响是明显的,夏玉米生长初期免耕下的表层土壤持有较高的水分,这归因于土壤非耕扰动、冬小麦残茬覆盖以及耕层土壤孔隙尺度分布的变化;另一方面,深松土壤受到耕作活动的强烈干扰,苗期耕层土壤蓄水明显小于传统耕作。耕作方式对土壤水差异的影响伴随着作物的生长发育过程显著减弱。深松耕作对作物根系生长发育状况及作物增产效果的作用是十分显见的。     

不同肥力红壤水稻土根际团聚体组成和碳氮分布动态

研究水稻种植期间表层土壤团聚体数量及其有机碳、全氮含量的变化,对揭示人为耕作的影响、认知土壤肥力的演变规律具有重要意义。选择两种不同肥力的红壤性水稻土进行田间根袋试验,分别于水稻插秧前、分蘖期、孕穗期和成熟期采样,分析了水稻生长过程中根际和非根际土壤团聚体组成、稳定性以及有机碳、全氮分布的动态变化。结果表明,低肥力土壤团聚体以0.25 mm大团聚体为主(56.2%~64.0%),0.25~1 mm粒级团聚体含量最高;除1~2 mm粒级外,水稻生育期内根际土壤各粒级团聚体含量均有显著变化;取样时期、根际作用与取样时期的交互效应对0.25~1 mm和0.053~0.25 mm粒级含量有显著影响。高肥力土壤中以0.25 mm微团聚体为主(59.8%~72.0%),0.053~0.25 mm粒级团聚体比例最高,取样时期显著影响0.25 mm大团聚体含量,根际作用与取样时期的交互效应对2 mm粒级含量有极显著影响。与非根际相比,根际土壤大团聚体的破坏率较低,平均重量直径(MWD)较高,种植水稻有助于提高根际土壤的稳定性。两种肥力土壤团聚体中有机碳和全氮含量均表现为1~2 mm粒级最高,0.053~0.25 mm粒级最低,大团聚体中显著高于微团聚体。根际土壤中,水稻成熟期各粒级团聚体有机碳含量与插秧前无显著差异,而分蘖期和孕穗期有明显波动;水稻的生长降低了大团聚体中的全氮含量,对高肥力土壤的影响更为显著。总体而言,低肥力土壤中,根际作用主要影响团聚体组成和稳定性,取样时期影响团聚体碳氮含量;高肥力土壤中,团聚体组成和碳氮分布受根际作用和取样时期的共同影响。     

节水灌溉控制排水条件下稻田水氮平衡试验与模拟

为了揭示我国南方灌区节水灌溉控制排水条件下稻田水平衡机制及其氮素迁移转化规律,以指导稻田水肥管理,该文以2007－2008年试验区域水稻生长期田间水氮监测数据为依据,基于一阶氮素动力反应方程,耦合田间水平衡及氮素渗漏和作物吸收过程,构建了田间水氮平衡模型,模拟计算了试验区稻田日渗漏水量与各氮素迁移转化过程中的日铵态氮和硝态氮量。结果表明,试验区田间水经渗漏和排水流失占降水和灌溉水总和的54.7%,气态氮素损失（挥发和反硝化）和渗漏是稻田氮素损失的主要途径,挥发和硝化损失量分别占铵态氮和硝态氮的30.6%和36.1%。渗漏流失中硝态氮明显高于铵态氮,排水中铵态氮高于硝态氮。通过渗漏流失的总氮素量亦较大,渗漏硝态氮和铵态氮分别占其相应氮素形态的9.8%和29.5%。因此,减少氮素气态损失有利于提高节水灌溉控制排水稻田氮肥利用率     

耕作措施对旱农区农田土壤质量与碳排放的影响

依托2001年布设在陇中旱农区的田间定位试验,于2018年研究了传统耕作(T)、免耕(NT)、传统耕作+秸秆还田(TS)和免耕+秸秆覆盖(NTS)对麦豆轮作体系下豌豆田土壤碳排放、土壤质量的影响.研究结果表明:1)NTS处理可以提高黄绵土土壤质量.NTS处理下土壤物理、化学和生物学质量均最高;2)NT、NTS可以减少黄...     

水稻土的软硬状况及其影响因素

过去的工作(陈家坊等,1961;程云生,1962)指出,高产水稻在其生长前期需要一个较烂、较软的土壤条件,而中期以后则需要土壤由烂软变为板硬。试验证明,土壤烂软时养分矿化速度快,有利于水稻分蘖期的生长;土壤板硬时则相反(程云生,1965)。土壤软硬状况的调节在水稻高产的栽培技术中占有显著的地位。烤田应该掌握“土烂苗旺”的原则(程云生等,1963),但不一定完全按照水稻的生育时期来进行,而应根据土壤的物理性状结合苗情制定合理的灌排措施。同时,调节土壤软硬状况也是调节其他因素的关键,土坡在植稻期间肥力水平较高的比较容易烂软。所以,在耕耙措施上可以逐年加深耕层,而不要耙渺得过烂,以便养分缓缓供应易于达到平稳;在追肥上也要掌握这类土壤养分供应能力稳而长的特点,在养分供应能力下降以后再追肥,以免造成植株徒长。肥力水平较4氏的土壤在植稻期间不易造成烂软,而易于沉实变硬。因此,在耕作上要浅耕细耙,使土壤充分分散,才有利于土壤养分的释放,供应水稻生长;在追肥上要根据这类土壤养分供应能力猛而短的特点,多次而少盆地追施化肥和增施有机肥料,以便土壤易于烂软,有利于水稻生长对养分的需要。     

冷浸田类型与改良研究

冷浸田是因长期浸水、土层糊烂与还原作用强烈而造成的一种低产田。采取“深沟”排水,降低地下水位,以改善土壤环境,同时防治水稻因缺钾而引起的赤枯病,可收到显著改良效果。     

红壤结构性的田间观察及初步分析

红壤结构性问题的研究中存在着两种不同的观点。多数文献中,认为红壤的结构往往是不良的(中国农业科学院土肥所,1962;中国科学院南京土壤研究所,1976;加尔库沙И.Ф.,1951;朱祖祥等,1956;柯夫达B.A.,1959;梭颇,1936)。然而也有文献指出,红壤的结构性较好(威林斯基Д.Г.1950;刘和,1935)。     

A SIMPLE MODEL FOR PREDICTING THE EFFECTS OF LEACHING OF FERTILIZER NITRATE DURING THE GROWING SEASON ON THE NITROGEN FERTILIZER NEED OF CROPS

The model is based on the concept that there is an effective rooting depth above which all the inorganic N in the soil is equally available and below which all N is totally unavailable. The extent to which nitrate is leached below this depth is calculated from the excess rainfall over evapotranspiration and the water holding capacity of the soil. The model was tested against the results of N fertilizer experiments with lettuce, French beans and overwintered onions which had been carried out in at least 2 years (and often more) on adjacent sites of the same field. The yields from all of the experiments with each crop were plotted against the level of fertilizer applied and against the difference between that applied and that lost by leaching. Comparison of these graphs showed that correcting for leaching in this way greatly reduced the variability between the response curves. The model was also tested against the results of similar experiments with Brussels sprouts grown on different sites with different combinations of base and top dressing. The results showed that the poor response to top dressing could be explained by the relatively small amounts of N in the base dressing which were leached from the rooting zone of this crop. It appears that the model will enable worthwhile adjustments in N fertilizer dressings to be made for differences in rainfall, provided that leaching occurs during the early stages of crop growth when uptake is small.     

孔隙结构对水稻土温室气体排放的影响

土壤结构影响水分和气体的运动和土壤生物活动,进而影响稻田温室气体排放。为探明土壤结构对水稻生长过程中温室气体排放的影响,选取江苏宜兴的湖白土和江西进贤的红壤性水稻土进行盆栽试验。设置不搅动(NP)、搅动(PD)和搅动后掰土回填(RP)3个处理。应用X射线CT成像技术分析不同处理土壤孔隙结构,通过静态箱法测定水稻生长过程中的温室气体排放。结果显示,PD处理降低了土壤大孔隙度和孔隙连通性,而NP及RP处理的大孔隙较多且连通度高。湖白土PD处理的CH₄排放量分别是NP处理的2.5倍和RP处理的14.6倍,相关分析表明湖白土CH₄的排放与大孔隙度呈显著负相关,表明大孔隙度升高会降低CH₄排放。红壤性水稻土NP处理的CH₄排放最高,可能是由于NP处理≤30μm的孔隙度最低,促进了CH₄的排放;PD处理提高了N₂O排放,相关分析表明N₂O排放总量和直径30~1000μm孔隙呈显著负相关。两种土壤RP处理全球增温潜势(GWP)强度以及CH₄总排放量均显著低于NP和PD处理。研究结果表明土壤孔隙结构的改变影响稻田温室气体的排放,通过改变耕作方式调节土壤结构可能是稻田CH₄和N₂O减排的途径之一。     

污水灌溉对稻田土壤氮磷淋失动态变化的影响

通过模拟稻田灌溉大型淋洗柱试验,在污染河水灌溉条件下对太湖地区水稻生长季两种主要类型的稻田土壤--黄泥土和乌珊土的氮磷淋洗特征进行了研究.结果表明,在灌溉淹水初期,不同形态氮素的淋失量均比较高,并达到峰值,以后淋失量逐渐降低,说明淹水初期淋失的氮素不是来源于灌溉河水,而是主要来自土壤氮.到淹水后期,NO3--N和NH4 -N淋失量接近零值,但仍能观测到可溶性有机氮淋失现象,这表明可溶性有机氮是污水灌溉稻田土壤主要的氮素淋失形态.而磷素的淋失动态与氮素的淋失动态截然相反,在灌溉淹水后很长一段时间内均观测不到土壤磷素淋失,但在淹水灌溉的淹水后期,发现土壤磷素有淋溶损失现象,这可能是利用富营养化的河水长期淹水后,土壤对磷的吸持已达到饱和状态,土壤不能继续固持多余的磷素所致.     

南方水田少(免)耕法研究报告

三年来,在黄粘土、砂壤土实行少(免)耕法栽培水稻,均有普遍的增产趋势.少(免)耕不翻乱土层,保持了土体的原状稳态结构,增强了抗逆外来的不良环境,稳定和协调了土壤肥力,这对促进水稻早发,稳长具有重要意义.水田渍水耖耙是造成土壤结构破坏、粘闭,影响根系活力和作物产量的主要原因.因此水田必要的耕作应尽可能采取干耕干耙,以不翻乱土层为原则,同时必须以种植制度为主体,采取不同耕法的有机配合,以建立良性生态循环、用养结合、低耗高效的土壤耕作新体系.     

长期施用化肥对我国南方水田表土有机碳含量的影响

利用meta分析研究水田土地利用方式下化肥对土壤有机碳含量的影响。结果显示:长期施用化肥处理的表层水稻土土壤有机碳含量较不施肥处理显著提高1.00±0.23 g kg-1,是不施肥处理的1.06倍±1.01倍。分析认为施肥处理下,较高的根系生物量导致较高的碳输入水平,另外相对充足的养分供应提高土壤固碳效率,这是施肥处理下土壤具有较高有机碳含量的两个原因。但不同轮作制度下,化肥对有机碳含量提升作用有差异:稻-稻-旱轮作制下化肥的作用不显著,而稻-旱轮作与稻-稻轮作制度下化肥对有机碳含量的提升作用显著。方差分析发现相同施肥措施下,稻-稻-旱轮作体系下土壤有机碳含量在三种轮作制度中最高,而稻-旱轮作与稻-稻轮作没有显著差异。尽管施用化肥能增加土壤有机碳含量,但评价施用化肥对温室效应的影响还需要综合考虑化肥生产、运输与施用过程中的温室气体排放三要素。     

Nitrate leaching as influenced by soil tillage and catch crop

Because of public and political concern for the quality of surface and ground water, leaching of nitrate is of special concern in many countries. To evaluate the effects of tillage and growth of a catch crop on nitrate leaching, two field trials were conducted in spring barley (Hordeum vulgare L.) under temperate coastal climate conditions. On a coarse sand (1987–1992), ploughing in autumn or in spring in combination with perennial ryegrass (Lolium perenne L.) as a catch crop was evaluated. Furthermore, rotovating and direct drilling were included. The experiment was conducted on a 19-year-old field trial with continuous production of spring barley. On a sandy loam (1988–1992), ploughing in autumn or in spring in combination with stubble cultivation and perennial ryegrass, in addition to minimum tillage, was evaluated in a newly established field trial. For calculation of nitrate leaching, soil water isolates from depths of 0.8 or 1.0 m were taken using ceramic cups. No significant effect of tillage was found on the coarse sand; however, a significant effect of tillage was found on the sandy loam, where leaching from autumn ploughed plots without stubble cultivation was 16 kg N ha⁻¹ year⁻¹ higher than leaching from spring ploughed plots. Leaching was significantly less when stubble cultivation in autumn was omitted. Leaching on both soil types was significantly reduced by the growth of a catch crop which was ploughed under in autumn or in spring. It was concluded that soil cultivation increased leaching on the sandy loam but not on the coarse sand, and that the growth of perennial ryegrass as a catch crop reduced leaching on both soil types, particularly when ryegrass was ploughed under in spring.