稻秸秆覆盖对麦田细菌种群数量及小麦纹枯病发生的影响

采用稀释平板计数法分析了秸杆覆盖麦田和未秸杆覆盖麦田的细菌数量变化,并系统调查了小麦纹枯病的发生。结果表明,秸杆覆盖麦田总细菌及荧光假单胞菌数量比未秸秆覆盖麦田有明显的提高;稻秸杆覆盖有增加麦田总细菌和荧光假单胞菌的效应,前期高于后期;秸杆覆盖田块和未秸杆覆盖田块小麦根际拮抗菌所占比例无显著差异,90%以上的荧光假单胞菌对小麦纹枯病菌具拮抗能力;秸杆覆盖田小麦纹枯病发生比未秸杆覆盖田有明显降低。     

关于聚丙烯酰胺和秸秆覆盖控制水土流失的研究

为了确定聚丙烯酰胺 (PAM )和秸秆覆盖结合使用控制水土流失的效果 ,美国土壤学家R .D .Lentz等人做了此项对比试验。试验设 5个处理 ,每个处理进行 5次灌溉。与对照相比 ,5个处理在 5次灌溉中减少侵蚀程度均达 6 4 %～ 10 0 %。其结论为 :只需提高入渗率 ,而不考虑控制侵蚀时 ,可采取高秸杆覆盖量或较小的灌溉水入流量。若为了控制侵蚀 ,而不考虑入渗时 ,可采取低秸杆覆盖量。秸秆覆盖量 +PAM处理在增加入渗方面比秸杆覆盖处理作用显著。为减少灌溉费用 ,可在灌溉 1～ 2次后 ,停止施用PAM ,且取得同样控制侵蚀效果。在秸秆覆盖量 +PAM处理中 ,当秸秆覆盖量超过 10 g/m时 ,控制侵蚀的作用不显著。因此 ,秸秆覆盖量 +PAM方案中的秸秆覆盖量取秸秆覆盖处理的 1/ 3时 ,即能达到同样的减蚀目的。     

低温半干旱区不同覆盖物对地温和水分时空分布的影响

建立了不同覆盖物下春小麦生长期间土壤的地温、水分时空分布图。研究表明:保水、集水、增温、降水生产率效果排序:双重覆盖(秸秆+地膜)>地膜>秸秆>裸地。干旱年降水生产率分别较裸地提高83%、70.5%、37.7%。降水生产率较丰年分别提高53.39%、1.2%、12.8%,双重覆盖仍多蓄水31mm,半干旱区春小麦生长主要依赖土壤贮蓄水,双重覆盖和地膜覆盖使180 cm土层内水以汽态水凝聚在耕层,达到秋水春用。秸杆覆盖早春不但降低耕层地温,而且截留残留降水和部分有效降水不能入土而蒸发,降低土壤贮水量。应在秋季施碎秸秆后翻耕,接纳雨水,春播前膜侧种植,可起双重覆盖蓄水、保水、增产作用。覆膜对膜外横向30 cm处10 cm土层在全生育期都有增温作用。     

果园秸秆覆盖机弹齿式解捆防堵装置设计与试验

针对果园秸秆覆盖机解捆铺料装置易堵塞问题，该研究基于秸秆解捆过程力学分析，设计了一种弹齿式防堵装置。首先建立防堵装置-秸秆捆离散元模型，通过EDEM仿真比较了加装和未加装防堵装置情况下秸秆扰动情况和出料口秸秆密度变化，阐释了解捆铺料作业过程中秸秆堵塞的形成机制。与未加装防堵装置的仿真结果相比，在刀齿线速度2.3 m/s、秸秆捆前进速度0.05 m/s下，加装防堵装置后出料口内侧秸秆平均密度降低了46%，出料区单位质量流率下的解捆阻力矩降低了28.1%，表明防堵装置可有效降低刀齿扰动区域和出料口秸秆密度，避免秸秆在下料口滞留和高压区形成，进而降低解捆阻力矩。以解捆铺料装置阻力矩标准差为指标开展正交试验，得到最佳工作参数为解捆铺料装置主动辊转速225 r/min、刮板主动辊转速5.0 r/min、弹齿间距100 mm。验证试验表明，与未加装防堵装置相比，185、225和265 r/min三个解捆铺料装置主动辊转速下（刮板主动辊转速和弹齿间距不变），解捆铺料装置阻力矩标准差降低率分别为29.5%、34.0%和30.7%，同时平均阻力矩和峰值阻力矩降低率分别为16.1%和28.5%，所设计的防...     

玉米原茬地秸秆还田比例调节装置设计与试验

为解决免耕覆秸种植模式下秸秆全量覆盖还田导致的"低温效应"和"生化他感效应"，该研究提出一种基于2BMFJ系列免耕播种机的秸秆还田比例调节技术与配套装置，通过理论分析对秸秆还田比例调节装置相关结构参数进行设计，通过高速摄像技术对秸秆抛撒后空间分布规律进行探究，并应用四因素五水平二次回归正交中心组合试验方法，以清秸弹齿偏角、回收口面积、作业速度和田间秸秆覆盖量为试验因素，作业后秸秆还田比例为响应函数，得到各参数组合对秸秆还田比例的影响规律。分别以理想秸秆还田比例50%和70%为例，对试验指标的回归方程进行验证。当参数组合为清秸弹齿偏角21.0°、回收口面积1 120.0 cm2、作业速度5.0 km/h、田间秸秆覆盖量1.1 kg/m2时，秸秆还田比例为52.3%；当参数组合为清秸弹齿偏角21.0°、回收口面积890.0 cm2、作业速度8.0 km/h、田间秸秆覆盖量1.1 kg/m2时，秸秆还田比例为71.9%。该研究实现了秸秆还田比例的参数可调控，可为免耕覆秸种植模式在寒区的推广应用提供技术支撑。     

保护性措施对农田土壤风蚀影响的室内风洞模拟

为寻求合理的保护性耕作措施,试验设计了砾石覆盖、秸秆覆盖、覆盖与留茬组合的措施和4个风速等变量,研究风速、覆盖物和覆盖度与风蚀量、抗风蚀效率、风沙流结构的关系,比较多种措施之间的抗风蚀效果优劣.结果表明:1)4个设定风速下30％ ～ 90％覆盖度的秸秆覆盖的抗风蚀效率在54％ ～ 92％之间,砾石覆盖为26％～72％,30％的砾石覆盖或30％的秸秆覆盖与3种留茬高度的组合措施下,平均抗风蚀效率均在70％ ～ 78％之间;2)随着覆盖度的增加,砾石覆盖措施最小可抑制的有效风速值从8.0 m/s逐渐增大到12.5 m/s,秸秆覆盖措施从10.1m/s增加到了14.3 m/s;3)覆盖处理下0～62 cm高度内的输沙量大部分集中在0～26 cm;4)覆盖与留茬组合措施的输沙量多集中在60 cm以内.     

黑土坡耕地秸秆覆盖对表层土壤结构和导气性的影响

[目的]调查研究秸秆覆盖对黑土坡耕地表层土壤结构和导气性的影响,揭示秸秆覆盖措施对农田黑土土壤物理性状和功能的影响。[方法]利用黑土农田保护性耕作连续7a的坡耕地长期定位田间试验,系统观测秸秆覆盖免耕处理和传统耕作处理的表层0—10cm的土壤容重、孔隙度、饱和含水量、田间持水量和土壤导气率等指标,并加以分析。[结果](1)与秸秆移除传统耕作相比,秸秆覆盖免耕处理能够显著增加表层土壤容重、饱和含水量以及田间持水量,减少总孔隙度和非毛管孔隙度;(2)秸秆覆盖免耕处理使土壤水稳性团聚体显著增加,水稳性大团聚体(0.25mm)的含量、平均重量直径(MWD)和几何平均直径(GWD)分别提高了10.41%,45.28%和22.58%,且土壤表层导气性降低了30%。[结论]连续7a的秸秆覆盖免耕改善了表层土壤团粒结构,增加了保水能力,但导气性较差。     

秸秆覆盖桃树地生态效应及桃树的生长状况

通过在种植两年的桃树地覆盖不同量的小麦秸秆，研究了秸秆覆盖后桃树的生长状况。结果表明，秸秆覆盖的土壤0~50 cm储水量均高于对照，土壤储水量和秸秆覆盖量呈现很好的二次相关性。秸秆覆盖处理的杂草数、干质量以及单株草质量均随着秸秆覆盖量的增加呈下降趋势且均与秸秆覆盖量呈负指数相关，相关系数高达0.95以上。秸秆覆盖150 d后，各处理的桃树茎粗和树冠直径均较对照有所提高，二者与秸秆覆盖量之间呈现极好的二次相关性，相关系数高于0.98。当秸秆覆盖量小于1.5 t/hm²时，桃树叶片光合作用速率、蒸腾速率、气孔导度基本上随着覆盖量的增加呈上升趋势，当秸秆覆盖量达到2.0 t/hm²时，各生理指标则有所下降但仍然高于对照，百叶片鲜质量和干质量也呈现出相同的规律性。     

玉米收获机断秸导流装置设计与试验

针对玉米收获机秸秆还田装置秸秆粉碎合格率低以及春季免耕播种时垄台秸秆壅堵等问题,该研究设计了一种能够使切断的秸秆顺利导入垄沟的断秸导流装置。作业时定刀与高速旋转的动刀对玉米秸秆进行横-纵向滑切,玉米断秸沿导流板导流至垄沟,提高秸秆粉碎合格率的同时减少垄台秸秆壅堵。建立玉米秸秆切割力学模型以及玉米断秸导流运动学模型,结合运动学及动力学分析,明确了影响断秸导流装置的主要因素为动-定刀间距、导流板偏角及导流板倾角。以秸秆粉碎合格率和秸秆导流率为试验指标进行装置结构参数优化试验,试验结果显示,断秸导流装置各参数最优组合为动-定刀间距48 mm、导流板偏角52°、导流板倾角45°。将最优参数组合下的断秸导流装置与甩刀式及锤爪式还田装置,在不同工况下进行对比试验,试验表明：断秸导流装置的平均秸秆粉碎合格率为94.40%,比甩刀式和锤爪式平均秸秆粉碎合格率提高3.53%、2.15%,秸秆粉碎性能优于其他还田装置;最优参数组合下的断秸导流装置平均秸秆导流率为93.8%,导流效果明显。该装置可以有效提高秸秆粉碎合格率,减少免耕播种时秸秆壅堵,研究结果为玉米收获机新型秸秆还田装置的设计提供参考。     

正反转动力式玉米切茬防堵装置设计与试验

针对西南地区免耕播种作业存在秸秆覆盖量大、秸秆整杆覆盖和地块较小的问题,该研究基于有支撑切割原理设计了一种正反转动力式切茬防堵装置.通过参数分析设计了仿生切茬圆盘刀,对防堵装置进行力学和运动学分析揭示其防堵机理.基于离散元法建立防堵装置的数值仿真模型,选取机具前进速度、刀盘间距、正转转速和反转转速为试验因素,以粘结键断...     

稻麦玉米秸秆残留还田量定量估算方法及应用

为了解秸秆残留还田是秸秆直接还田的基本形式。该文通过逐步推导,给出了秸秆残留还田量定量估算的系列公式,并将秸秆残留还田量定量估算建立在5个参数的基础上,即农作物平均株高、收割留茬高度、叶部生物量比例、枝叶脱落率和秸秆机械收集损失率;以实地调查为基础,结合对试验数据收集整理,给出了小麦、玉米、水稻三大农作物秸秆残留还田量定量估算的参数体系,并估算出了三大农作物的秸秆残留还田量,分别为7 106.92、4 543.48和6 392.95万t,合计为18 043.35万t,占三大农作物的秸秆总产量的31.13%;三大作物人工收获秸秆残留还田量为1724.47万t,机械收获秸秆残留还田量为16 318.88万t,后者是前者的9.46倍;进而以农作物面积为权重,推算出全国的秸秆残留还田量为25 330.08万t,计算出单位面积耕地的残留还田量为1.87 t/hm2,与基本还田量的最低需求3.0 t/hm2相比尚需增加60%以上,与基本还田量的一般需求4.5 t/hm2相比尚需增加1.41倍。论文最后指出了秸秆残留还田量定量估算需要继续深入开展的主要研究工作:一是开展更广泛的田间实测,进一步提高小麦、玉米、水稻三大农作物秸秆残留还田量定量估算参数的精准度,尤其是收割留茬高度和秸秆机械收集损失率这两大参数的精准度,以便更确切地估算三大农作物的秸秆残留还田量;二是针对棉花、大豆、油菜等主要经济作物进行秸秆残留还田量定量估算研究,建立全国主要粮经作物秸秆残留还田量定量估算的参数体系;三是建立区域性的秸秆残留还田量定量估算的参数体系,逐步实现各区域秸秆残留还田量的定量估算。     

采用非负矩阵分解方法的秸秆-土壤光谱解混及盐分估测

黄河三角洲地区发展节约型农业,大力推行秸秆还田技术以改善土壤生态环境,当利用遥感技术对部分秸秆覆盖地区进行土壤盐渍化监测时,混合像元制约土壤盐分遥感估测的精度。该研究设置10组不同秸秆覆盖度的盐渍化地表场景,多次光谱测量并取平均值作为其反射光谱。探究非负矩阵分解（Non-negative Matrix Factorization,NMF）方法分离农业秸秆和土壤光谱的有效性,并基于分离出的土壤光谱构建偏最小二乘法土壤盐分估测模型。结果表明：1）秸秆覆盖会使土壤光谱反射率增高,相比于纯土壤光谱在1 730 nm、2 090 nm附近出现吸收谷;2）通过NMF进行混合光谱解混之后,可以有效地将土壤光谱从秸秆覆盖光谱中分离出来,且土壤光谱保留了土壤盐分信息;3）对于不同秸杆覆盖水平下的土壤盐分估测模型而言,与原始混合光谱相比,利用土壤光谱NMF分离数据构建的模型精度普遍提高,建模集决定系数平均提高0.07,均方根误差降低1.21。验证集决定系数、相对分析误差分别平均提高0.07、0.25,均方根误差降低1.22。该研究可为黄河三角洲地区部分秸秆覆盖盐渍土地的近地面遥感估测精度的提高提供方法。     

小麦秸秆长度、覆盖量对坡面产流产沙的影响

为定量研究小麦秸秆覆盖对坡面产沙产流过程及减水减沙效益的影响,采用室内人工模拟降雨试验,研究在降雨强度为90 mm/h时,不同秸秆长度和秸秆覆盖量下的坡面产流产沙特征和产流产沙过程规律,结果表明:(1)在相同秸秆长度下,随秸秆覆盖量增加,产流量产沙量极显著减少(p0.01)。相同覆盖量水平下随秸秆长度增加,产流量显著增加(p0.05),在4.5 t/hm~2覆盖量下产沙量极显著增加(p0.01)。(2)秸秆覆盖坡面的初始产流时间较裸露坡面延迟6.23倍,产流量平均下降19.5%,产沙量下降31.6%。覆盖措施通过保护土壤的结构有效抑制了细沟侵蚀过程向切沟侵蚀发展。产流产沙过程受秸秆长度和覆盖量的交互作用影响,交互效应对产流过程的影响更突出。(3)随覆盖量增加,减水减沙效益极显著增加(p0.01);随长度增加,减水减沙效益分别减少为17.26%,27.97%。不同覆盖条件下的坡面产流量、产沙量和减水、减沙效益均与秸秆长度、秸秆覆盖量呈二元线性关系。(4)在当前试验条件下,当秸秆长度为3～5 cm,覆盖量为4.5 t/hm~2时达到最优减水减沙效益。     

玉米-小麦一年两熟保护性耕作体系试验研究

采用将夏玉米、冬小麦两季作物作为整体来研究适合华北一年两熟地区保护性耕作技术体系，确定了耕作和覆盖两个因素，包括免耕、深松、耙地、翻耕4种耕作方法，以及100%秸秆覆盖，50%秸秆覆盖和0覆盖3种秸秆覆盖水平。筛选设计了8种保护性耕作和2种传统翻耕共10种体系的试验方案。试验中测定了土壤含水量、容重、地温等参数和根系、产量等作物指标。试验结果表明，我国华北地区实施保护性耕作有利于节约用水，提高水分利用效率，增加作物产量。试验得出最适合的两种保护性耕作体系是：玉米-小麦全程免耕100%秸秆覆盖体系、玉米深松100%秸秆覆盖+小麦免耕100%秸秆覆盖体系。     

不同覆盖材料及旱作方式土壤团聚体和有机碳含量的变化

【目的】研究秸秆和地膜覆盖旱作冬小麦田土壤团聚体分布规律及与有机碳的关系,为探讨覆盖方式对土壤团聚作用的影响,优化黄土高原旱作农田耕作措施提供理论依据。【方法】冬小麦覆盖试验开始于2008年,试验设计4个处理:冬小麦种植期间无覆盖对照(CK)、全年覆盖秸秆9000 kg/hm~2(M1)、全年覆盖秸秆4500 kg/hm~2(M2)和全年地膜覆盖(PM)。利用干筛法和湿筛法筛分了2014年收获期0-10 cm和10 20 cm土层中5 mm、5~2 mm、2~1 mm、1~0.5 mm、0.5~0.25 mm和0.25 mm粒级的团聚体,计算团聚体平均重量直径(MWD)和几何平均直径(GMD),并分析了覆盖方式对土壤总有机碳的影响及其与土壤团聚体的关系。【结果】1)秸秆覆盖显著提高了0-10 cm土层0.25 mm土壤机械稳定性团聚体含量m1和M2处理较CK处理分别提高了5.1%和2.0%;秸秆和地膜覆盖均可提高10-20 cm土层0.25 mm机械稳定性团聚体含量,M1、M2和PM处理较CK处理分别提高了7.6%、4.3%和3.1%。2)秸秆覆盖有利于0-10 cm土层0.25 mm水稳性团聚体的形成M1和M2处理较CK处理分别提高了6.8%和5.0%PM处理与CK处理无显著差异;覆盖处理对10-20 cm土层水稳性团聚体影响不显著。3)秸秆和地膜覆盖均有利于0-10 cm土层土壤团聚体稳定性的提高,M1、M2和PM处理平均重量直径值较CK处理分别提高47.8%、24.7%和24.6%几何平均直径值分别提高了48.9%、34.8%和31.6%。4)秸秆覆盖有利于提高土壤有机碳含量在0-10 cm土层M1和M2处理较CK处理有机碳含量分别提高了11.9%和6.3%在10 20 cm土层分别提高4.2%和4.5%,地膜覆盖对土壤有机碳的积累无促进作用。在0-10 cm土层土壤有机碳含量与0.25 mm水稳性团聚体含量呈显著正相关。【结论】秸秆覆盖处理可提高土壤大团聚体含量提高团聚体的水稳性,改善土壤结构,同时可增加土壤有机碳含量提高土壤肥力,且覆盖量越大效果越明显。地膜覆盖对土壤结构的改良也有一定作用但,效果较秸秆覆盖处理差。覆盖秸秆9000 kg/hm~2处理优于其他处理,可以作为黄土高原旱作农田合理的耕作模式应用到农业生产中。     

秸秆腐解剂在秸秆还田中的效果研究初报

大大田、微区和盆栽条件下，研究了秸杆腐解剂对小麦、水稻生长及产量的影响，同时研究了秸杆腐解剂对小麦、水稻秸秆腐解速率及对土壤肥力的影响。结果表明，稻、麦秸秆还田时施用秸秆腐解剂对提高稻、麦产量具有明显的增产效果。增产的原因是穗数和粒数增加；稻、麦秸秆还田量不同时，还田量大且配施秸秆腐解剂的效果较还田量小好；麦秸秆还田方式不同时，麦秸以栽稻前耕翻还田且配施秸秆腐解剂的效果较好，上水沤制的效果较差；秸秆腐解剂能促进稻、麦秸秆较快腐解，减轻和防止多量秸秆还田给作物生长带来不利影响，并可稳定和提高土壤养分含量。     

不同地表条件下黑土区坡耕地侵蚀过程中土壤团聚体迁移

土壤侵蚀过程中,土壤团聚体的迁移反映了团聚体的破碎程度及径流的搬运能力,直接影响着侵蚀强度.以东北典型薄层黑土区耕层土壤为研究对象,采用模拟降雨试验方法,研究裸露休闲、纱网覆盖与秸秆覆盖3种地表条件下不同粒级(>5 mm,2～5 mm,1～2 mm,0.5～1 mm,0.25～0.5 mm和<0.25mm)土壤团聚体的迁移特征.结果表明:(1)纱网覆盖与秸秆覆盖具有削减径流和抑制侵蚀的作用,其中抑制产沙作用更明显,减沙率分别为75%和99%以上;(2)3种地表条件下,<0.25 mm团聚体是主要的流失粒级,其占到团聚体流失总量的50%以上;各粒级流失量均表现为:裸露休闲>纱网覆盖>秸秆覆盖;(3)纱网覆盖和秸秆覆盖下的团聚体粒级分布与裸露休闲的相比,差异较为明显的均是<0.25 mm粒级,该粒级流失量较裸露休闲的分别减少74.62%和99%;秸秆覆盖与纱网覆盖之间差异明显的是<0.25 mm与1～5 mm粒级,流失量较纱网疆盖的分别减少97.81%和86.03%;(4)秸秆覆盖下团聚体平均重量直径表现为最大;分形维数和平均重量比表面积均表现为:裸露休闲>纱网覆盖>秸秆覆盖.     

秸秆覆盖对黑土区侵蚀沟植被恢复和固土的作用

[目的]评估东北黑土区秸秆覆盖技术对侵蚀沟的防护作用,旨在为该区侵蚀沟植被恢复、水土流失防治提供数据支撑。[方法]通过野外试验,观测了秸秆覆盖和无秸秆覆盖条件下侵蚀沟不同坡向土壤水热状况、苜蓿生长状况和水土流失状况的变化。[结果]①秸秆覆盖能够显著改善侵蚀沟土壤水热状况,即提高土壤水分含量,降低14:00土壤温度,阴坡秸秆覆盖提高土壤含水量1.8%～6.8%,阳坡秸秆覆盖提高土壤含水量1.1%～4.0%,阴坡秸秆覆盖降低14:00土温0.6～3.1℃,阳坡降低14:00土温0.9～3.6℃;②秸秆覆盖显著改善了侵蚀沟不同坡向苜蓿的生长及生物量积累状况,有利于侵蚀沟岸植被恢复;③秸秆覆盖可有效拦蓄径流、减少泥沙侵蚀量,全年平均保水率为57.34%,全年平均保沙率为67.60%。[结论]秸秆覆盖是一种有效的侵蚀沟治理措施,该技术的推广将有助于减缓黑土区水土流失,保障国家粮食全。     

模拟降雨条件下秸秆编织地表覆盖物对土壤侵蚀和小麦产量的影响

通过自制土壤冲蚀槽,并进行人工模拟降雨试验,研究了稻秆编织地表覆盖物对坡地土壤侵蚀和小麦产量的影响。结果表明:在坡度为27°,每次降雨强度为0.5~0.8mm/m in,小麦整个生育期降雨量为672mm条件下,与无覆盖等高种植和顺坡种植相比,应用秸秆编织地表覆盖物分别减少地表径流量28.36%~44.49%和25.26%~36.74%;分别减少土壤侵蚀55.66%~85.44%和12.13%~47.43%;增加小麦产量36.08%和27.95%。     

不同覆盖措施对陡坡控制侵蚀与建立植被的影响

建筑工地及其周边地区的水土流失和泥沙污染是在施工过程中由于土地扰动而导致未受保护的土壤面积增加的结果。以5个建筑工地为例,比较单一秸秆或秸秆+聚丙稀酰胺(PAM)在陡坡地上施用,评估不同类型的有机覆盖物在防治土壤侵蚀和植草方面的效果,在降雨后收集并计算径流、浑浊度、侵蚀泥沙和养分浓度等数据,同时评估陡坡上草的生长情况和覆盖度。