深耕熟化土壤的初步研究

在各级党政的领导下,我们协助安达东风人民公社农义管理区进行深耕分层施肥生土熟化的研究,布置了小麦丰产试验地,分深耕100厘米、60厘米、30厘米、30厘米少肥四个处理,亩施基肥除30厘米少肥(只施肥33,300斤)的外,其他各个处理都施基肥133,200斤。     

冬水麦的水肥控制及其与深耕施肥的关系

为了总结农民深耕施肥的增产经验,1959年我们在北京农业大学实验站与农民一起设置了深耕施肥的试验。3月中、下旬深耕施肥。深度分别为30、45、60、100厘米。     

耕作方式对山地烟田土壤物理性状及烤烟根系空间分布的影响

为探讨不同耕作方式对山地烟田烤烟产量产值的影响,揭示山地烟田深耕深松增产增效机理,以烤烟‘K326’为研究材料,采用大田试验,设置旋耕20 cm(RT20,对照)、深耕30 cm(DT30)、深松30 cm(ST30)和深松40 cm(ST40)4个处理,研究不同耕作方式对烤烟生长发育、烟田土壤物理性状和烤烟根系空间分布特征的影响。结果表明:与对照RT20相比,深耕、深松措施显著提高烤烟产量、产值,其中DT30、ST30、ST40产量分别提高12.2%、12.3%和16.0%,产值分别提高10.5%、13.8%和21.8%。深耕、深松措施明显改善土壤亚表层(20～40 cm)物理结构,其中DT30、ST30、ST40土壤容重分别比对照低6.1%、5.3%和8.0%,毛管孔隙度分别比对照高11.3%、13.1%和21.6%;团棵期DT30、ST30和ST40土壤含水量分别比对照高4.9%、2.3%和5.7%,现蕾期分别比对照高4.5%、3.8%和5.6%。深耕、深松措施增加烤烟根系鲜重绝对量,促进烤烟根系纵向下扎生长,缓解上层根系的拥挤度。DT30、ST30和ST40处理根深指数分别比对照高5.32%、8.26%和16.20%。土壤亚表层(20～40cm)不同处理间烤烟根系鲜重差异最显著,其中深耕、深松措施20～30cm烤烟根系鲜重比对照高162.2%～469.0%, 30～40 cm比对照高56.5%～292.9%。研究发现:深耕、深松措施改善山地烟田土壤容重、孔隙度、土壤水分等土壤物理性状,优化植烟土壤环境,促进烤烟根系生长发育,优化根系空间分布构型,对增加烤烟干物质、提高烟叶产量产值有较好的现实生产意义。     

不同耕作深度对土壤物理性状及烤烟根系 空间分布特征的影响

为探讨不同耕作深度对烤烟产量产值的影响,揭示烟田深耕增产增效机理,以烤烟‘K326’品种为材料,基于田间定位试验,设置对照翻耕20 cm(GS20)、翻耕30 cm(GS30)和翻耕40 cm(GS40)3个处理,研究不同耕作深度对烟叶产量产值、烟田土壤物理性状和烤烟根系空间分布特征的影响。结果表明:深耕措施对改良土体结构、促进土壤蓄水、优化烤烟根系构型和增加烟叶产量产值有较好效果。深耕处理显著降低亚表层20~40 cm土壤容重,同时显著增加该土层土壤总孔隙度和土壤毛管孔隙度。其中,与GS20处理相比,GS30和GS40处理土壤容重分别降低8.4%和9.4%,总孔隙度分别提高15.6%和13.1%,毛管孔隙度分别提高25.8%和24.8%。与对照GS20相比,GS30和GS40处理显著增加团棵期表层0~20 cm土壤含水量,显著增加旺长期、成熟期亚表层20~40 cm土壤含水量。深耕处理不仅显著增加烤烟根系绝对量,还促进根系向深层土壤生长,提高烤烟根系根深指数。其中,GS30和GS40处理根系生物量鲜重分别比GS20高31.2%和89.2%,根深指数分别提高7.6%和4.5%。与对照GS20相比,GS30和GS40处理烟叶产量分别提高7.0%和27.3%,均价分别提高1.8%和6.2%,上等烟比例分别提高10.4%和24.4%,产值分别提高9.0%和35.1%,其中GS40与GS20存在显著性差异。研究发现,深耕措施首先作用于土壤容重、空隙等物理结构,然后影响烟田土壤蓄水储熵,促进烤烟早生快发,优化烤烟根系空间分布构型,进而作用于地上部形态建成,最终影响烟叶产量产值。     

提高农田水分利用效率的调控机制

提高作物水分利用效率是解决农业淡水资源匮乏的重要途径。本文从水氮调控作物叶片和群体耗水过程、根系调控提高土壤水分的有效性和遗传改良提升作物水分利用效率3个方面论述了国内外研究进展,并提出华北粮食作物生产中通过上述3个方面提升农田水分利用效率存在的问题及对策,为提升华北严重缺水区主要作物农田水分利用效率提供参考。主要包括:1)通过调控有限灌溉农田水分的时空分布,优化地上、地下干物质形成、分配,提高单位农田耗水的生产效率,是充分发挥农田节水潜力的一个重要途径;2)在华北对于压实严重且影响作物生长的土壤上,研究深耕深松结合轮作制度改良上层和下层土壤压实,促进根系生长,对改善长期大型机械耕种可能对作物产生的不利影响有重要意义;3)华北主要作物冬小麦和夏玉米通过品种更新来实现水分利用效率提高的幅度在减小,急需通过高水效品种选育突破,降低品种的生理需水量,实现进一步增产节水目标。     

深耕对黑土水分特征及动态变化影响

水分特征曲线是反映土壤持水性、供水性和水分有效性的重要参数。为明确深耕对黑土土壤水分特征及有效性的影响,通过田间多点取样,比较研究了深耕与常规耕作对土壤水分特征曲线、孔隙组成及水分动态变化影响。研究结果显示:深耕提高土壤饱和含水量和田间持水量,土壤水分特征曲线符合Van Genuchten模型,相关显著;深耕提高土壤有效孔隙比例,有效孔隙增加5.48%~82.00%;深耕提高了0~40 cm土层有效水储量,其中速效储水量和迟效储水量分别比对照增加1.54和1.21倍;深耕改变了作物整个生育期间土壤水分动态变化,5 cm土层土壤受降雨影响波动性大,对照、深耕无差异,15 cm、25 cm土层对照水分高于深耕,60 cm土层土壤水分含量对照低于深耕;对照0~30 cm土层土壤耗水量高于深耕7.8 mm,30~60 cm土层低于深耕7.2 mm,深耕深层土壤水分利用率高,是对照的1.74倍。黑土深耕可提高土壤水分有效性和总储量。     

应用P32探討大豆根系的吸肥深度

合理的深耕是我国农民获得高額丰产的主要經驗之一。深翻土地为什么能显示出这样巨大的作用,一般认为土地經过了深翻,加深了耕作层,破坏了犁底层,使土壤疏松熟化,对保蓄水分,释放养分,扩大作物的营养吸收面积,促进根系的良好发育,改善植株地上部分的营养条件均有良好影响,因而表現根深叶茂,产量提高,但是在过去往往仅依据对根系剖面的观察和测定来推断作物对不同深度土层中养分吸收的情况,这显然是不够的,为了更直接的来判断作物的吸肥深度,国内虽曾在这方面作了一些研究^[1,2],但报导不多,特别是对一些主根发达的作物如豆科之类,报导更少。     

浙江凤阳山区地温分布规律的分析探讨

<正> 一般农作物的根系在0～20厘米范围内最为发达,地温的变化直接影响着根系的吸收和生长,所以该层次的地温也影响农作物的生育和产量。当遭受严重冻害时,地温的高低更能反映作物的冻害程度。因此,地温分布规律的分析,对指导农业生产有一定意义。特别在山区,各地海拔差异大,地形复     

华北典型区域土壤耕作方式对土壤特性和作物产量的影响

华北平原是我国重要的小麦玉米种植区,长期土壤旋耕免耕和秸秆全量还田带来耕层变浅、犁底层变厚和上移、土壤养分表聚等现象,通过耕作方式改变,解决上述问题对维持区域粮食生产有重要意义。试验以冬小麦-夏玉米轮作系统为研究对象,分别在代表华北平原高产区的栾城试验区和代表中低产区的南皮试验区进行,设置冬小麦播种前进行土壤深耕、深松、窄深松3种处理,以生产上常用的旋耕为对照。所有处理夏玉米季均采用土壤免耕播种,测定项目包括土壤容重、作物根系、作物产量和水分利用效率。结果表明,不同耕作方式对土壤特性和作物产量的影响具有区域差异。南皮试验区土壤深耕(松)显著地(P0.05)提高了作物产量,深耕、深松和窄深松处理的冬小麦产量比旋耕分别增加16.5%、19.3%和13.1%,夏玉米产量分别增加17.3%、16.2%和21.9%,周年产量分别增加16.9%、17.6%和17.8%;深耕、深松和窄深松处理间作物产量差异不显著。栾城试验区冬小麦、夏玉米产量和周年产量各处理之间差异不显著。土壤深耕、深松、窄深松和旋耕均能降低0～20 cm土层土壤紧实度和土壤容重。冬小麦播种后,与土壤耕作前比较,土壤深耕、深松和旋耕处理土壤紧实度南皮试验区分别平均降低71.6%和68.2%,栾城试验区分别降低88.8%和?7.7%,常用的旋耕模式在栾城试区没有降低土壤紧实度。小麦收获时不同耕作方式0～40cm土层的土壤容重均低于土壤耕作前的土壤容重,至夏玉米收获时不同耕作处理的土壤容重与耕作前基本一致,不同耕作处理对土壤容重的影响差异不显著。在南皮试验区, 3种耕作方式与旋耕相比,均显著提高了冬小麦和夏玉米水分利用效率;在栾城试验区,各处理冬小麦和夏玉米水分利用效率差异不显著。本研究结果显示在华北平原高产区连续实施土壤旋耕模式没有影响作物产量,而在中低产区实施土壤深耕或者深松模式更利于作物产量提高。     

坡面水土保持措施的减沙水代价分析

水土保持措施在减少土壤侵蚀的同时也会减少地表径流,减沙水代价可以直观说明不同措施同步影响径流和泥沙的差异。根据黄土高原沟壑区西峰、天水的农地径流场多年观测资料,统计分析不同耕作措施及生物措施的减沙水代价。结果表明:不同耕作措施和生物措施减沙水代价受最大30 min降雨强度(I30)和坡度影响较大,呈显著负相关;对于耕作措施和生物措施,当I30分别大于0.29和0.48 mm/min时,坡度与措施减沙水代价表现出较好的指数函数关系;耕作措施减沙水代价表现为防冲沟>浅耕>深耕,防冲沟较深耕高33.8%;各生物措施减沙水代价表现为低秆作物和高秆作物玉米/黄豆间作>单作低秆作物扁豆>中高秆作物冬小麦/荞麦轮作。     

基于核磁共振成像技术的作物根系无损检测

作物根系三维构型对于作物养分吸收具有十分重要的作用。该研究选用玉米、大豆和茄子3种常见作物根系作为研究对象,利用核磁共振成像(MRI)技术对其根系三维构型进行原位无损检测。试验研究和分析了生长介质、作物根系类型以及三维重建方法对作物根系成像的影响,并探讨了应用MRI技术快速无损进行作物根系研究的优势和不足。研究表明,应用MRI技术进行作物根系三维构型的研究是可行的。该研究为作物根系三维构型的定量描述和分析提供了一种新的途径。     

深松深度对砂姜黑土耕层特性、作物产量和水分利用效率的影响

研究深松深度对砂姜黑土耕层特性、作物产量和水分利用效率的影响,可为构建砂姜黑土合理耕层的耕作深度指标提供依据。本研究基于多年定位大田试验,采用大区对比设计,设置4个深松深度(30 cm、40 cm、50 cm、60 cm)处理,以旋耕(RT,平均耕作深度为15 cm)作为对照,研究不同深松深度对土壤紧实度、土壤三相比(R)值、作物根系形态、作物产量和水分利用效率的影响。研究结果表明,深松深度增加能显著降低土壤紧实度,使土壤的三相比(R)更加合理,进而促进作物根系生长。不同深松深度中,深松60 cm处理的土壤紧实度和三相比(R)值与对照相比降幅最大,深松40 cm处理的冬小麦根系生物量最大,深松50 cm处理的夏玉米根系生物量最大。深松不仅增加作物产量,还提高作物水分利用效率。深松30 cm处理的周年作物产量最高,比对照增产12.2%,但与深松40 cm处理差异不显著。深松50 cm处理的周年水分利用效率最高,但与深松30 cm和深松40 cm处理差异不显著。深松30 cm、40 cm和50 cm的周年水分利用效率比对照分别增加9.1%、8.8%和12.7%。因此,砂姜黑土适宜的深松深度为30~40 cm。     

番茄辣椒微型根系形态原位采集系统设计与实现

为实时获取浅根系作物的根系生长形态,设计了一种可用于多点测量的微型根系形态实时原位采集系统。系统主要由微型摄像头和光学放大元件等组成(体积1.5cm3),采集的图像通过无线模块发送至终端。采用基于区域生长的根系图像分析方法,以腐蚀图像为出发点,膨胀图像为终止点,结合相似性准则进行区域生长、区域标记和区域保留,来滤除土壤孔隙和杂质等对图像产生的干扰,从而提取根系轮廓,并通过图像形态学计算得到根长密度、根系平均直径等形态参数。以此系统采集樱桃番茄、辣椒根系形态参数,试验结果表明,根系长度测定值的绝对误差不超过1.5 mm,相对误差不超过5.3%;根系平均直径绝对误差不超过0.09 mm,相对误差不超过6.7%。与土壤采样法测定值相比,在0～10、10～20、20～30和30～40 cm 4个土壤层内2种测定方法根系平均直径决定系数R20.87(P0.01),根长密度在30 cm深度以内的土壤层决定系数R20.81(P0.01)。证明本文设计的微型根系形态实时原位采集系统具有较高的准确性,可用于浅根系作物形态的多点观测。     

黑土稻田连续深耕改善土壤理化性质提高水稻产量大田试验

为了明确深耕对水田土壤理化性质及水稻产量影响,该文在黑土型水稻土上开展深耕研究,应用自主研发的水田深翻犁,开展深翻、浅翻与旋耕大区对比研究。结果表明:浅翻和深翻可以降低土壤固相比率和容重,与旋耕相比,土壤固相比率降低幅度分别为0.74%~4.80%和1.86%~3.90%;10~20 cm土层土壤容重分别下降0.09 g/cm~3和0.08 g/cm~3,20~30 cm土层深翻处理土壤容重比旋耕下降0.03 g/cm~3;10~20 cm土层土壤的通气系数和饱和透水系数浅翻处理比旋耕分别提高4.04倍和2.71倍,深翻提高4.42倍和2.14倍;20~30 cm深翻比旋耕提高1.86倍和2.87倍,2年趋势一致;深翻可使土壤养分指标在各层趋于平均化;深耕可促进水稻根系生长,根系的生长量与根长增加幅度为6.53%~16.33%和10.81%~21.62%,深翻好于浅翻;深耕提高水稻产量,2015年浅翻和深翻处理水稻实测产量分别比旋耕增产6.91%和9.81%,2016年增产6.59%和7.84%,2年增产趋势一致。     

滴灌土壤湿润体与作物根系优化匹配研究

研究滴灌土壤湿润体与作物根系优化匹配结果表明 ,滴灌土壤湿润体是滴灌系统对作物根系的作用区域 ,滴灌土壤湿润体和作物根系合理匹配是滴灌系统优化的关键     

旱地红壤施用石灰对土壤供磷的影响

旱地红壤施用适量石灰能中和土壤酸度,改善作物根系生长,增大根系的吸收面积,增强作物根系对磷的吸收能力。     

稻草切碎全量还田抛秧栽培双季稻立苗和生长的影响因素

为实现机械化稻草切碎全量还田条件下抛栽水稻的快速立苗,在大田条件下研究了稻草还田(设稻草全量还田和稻草不还田)以及在稻草全量还田条件下秧龄(早稻设25、30 d,晚稻设20、25、30 d)、抛栽方式(设点抛和人工撒抛)、耕作方式(设机械深耕和机械旋耕)对早、晚稻抛栽立苗及水稻生长的影响。结果表明,相同条件下,稻草全量还田不利于晚稻立苗及根系生长,但对早稻影响较小;晚稻稻草全量还田的秧苗立苗时间比稻草不还田至少延长2 d;抛栽2 d后单株根质量大于稻草不还田;抛栽4 d后稻草全量还田处理水稻叶面积、黄叶比低于稻草不还田处理。相同耕作与抛栽方式下,秧龄越短水稻立苗和根系生长越快,早稻30 d秧龄秧苗立苗时间比25 d至少长2 d;晚稻30 d秧苗立苗时间比20 d秧苗至少长3 d,比25 d秧苗至少长1 d。相同耕作方式及秧龄条件下,早、晚稻点抛后的立苗角度、立苗比例均大于撒抛,且早稻点抛立苗时间比撒抛至少缩短2 d,晚稻至少缩短1 d。相同抛栽方式及秧龄条件下,晚稻深耕立苗时间比旋耕短、根系数量比旋耕多;早、晚稻深耕秧苗的叶面积指数大于旋耕。生产上,在稻草全量还田时,早稻秧龄宜为25 d,晚稻秧龄宜为20～25 d,采用点抛及深耕的方式有利于抛栽稻立苗及生长。     

作物对Cd的吸收与根系阳离子交换容量

在不同浓度Ｃｄ溶液中培养了１１种作物幼苗，测定了各种作物根系的阳离子交换容量（ＣＥＣ），探讨根系ＣＥＣ与Ｃｄ污染生态效应的关系，结果表明，作物根对Ｃｄ的吸收与根系ＣＥＣ呈显著正相关，根系ＣＥＣ大的豆科作物对Ｃｄ最敏感，而根系ＣＥＣ小的禾本科作物耐受Ｃｄ的能力较强。     

深耕对耕层构造和土壤持水能力的影响

近两年来,关于深耕对耕层性质和土壤持水能力影响的研究,各地进行了大量的工作。这些研究指出:深耕具有降低土壤容重,增加孔隙率,增强透水、透气性能,提高持水能力等良好的作用,从而改善了作物赖以生长的土壤环境,为作物生长创造了优越条件。     

耕作对健康耕层结构的影响及发展趋势

土壤耕作与土地生产力密切相关,土壤耕层中的养分影响作物养分的吸收与利用,良好的耕层结构有利于水、肥、气、热之间相互协调。耕层深度与耕作方式有关,构建良好的健康耕层结构,有利于协调作物生长和根系分布。本文结合有关传统翻耕耕作、免耕、旋耕、深耕等对土壤耕层的研究结果,从土壤容重、土壤孔隙度、土壤团聚体、土壤入渗、土壤重金属、土壤呼吸及根系特征等方面,探讨耕作模式对健康土壤耕层构建的影响,并就耕作体系、系统定位、耕作效率、适生作物方面指出目前土壤耕层研究不足,从因地制宜发展耕作方式、建立综合性耕作体系、加快耕作新型农机的研究应用、开展农田小气候环境系统研究方面展望了构建健康理想耕层结构的发展趋势,以期最大限度地提高耕地资源综合生产能力,缓解人地关系矛盾,为农业生产中最佳耕作模式提供理论基础和技术支撑。