耕作方式对灌区春小麦田土壤呼吸的影响

为了从土壤呼吸、水热特征探讨河西灌区耕作方式对春小麦的影响,以连续12年(2005-2016)的保护性耕作长期定位试验为基础,比较分析了垄作固定道(PRB)、平作固定道(ZT)、传统耕作(CT) 3种耕作方式下河西灌区春小麦田土壤水热物理特征、土壤呼吸强度及小麦产量的差异。结果表明,播前与收获后,在0～90 cm土层,PRB处理平均土壤含水量较CT处理分别增加15.06%和18.75%,ZT处理较CT处理平均土壤含水量分别增加7.26%和5.98%;不同耕作方式下,春小麦整个生育期的土壤温度总体表现为先增后降,土壤温度响应气温的变化趋势;秸秆覆盖(PRB与ZT)在春小麦苗期表现出降温效应,而在春小麦苗期至成熟期,PRB处理的0～30 cm土层平均土壤温度较ZT、CT处理分别提高0.56～4.39℃和0.05～2.6℃;小麦生育期土壤呼吸强度先增后降,且随土层深度增加而减弱,不同耕作方式下呼吸强度表现为CT>PRB>ZT;土壤呼吸强度与温度呈显著的指数关系,Q₁₀(温度每增加10℃土壤呼吸所增加的倍数)随土层深度的增加而逐渐增大,且不同耕作方式下表现为Z...     

全生物降解地膜对南疆花生产量及土壤理化性质的影响

为研究全生物降解地膜覆盖对南疆花生产量及土壤理化性质的影响,采用PBAT(聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯)型聚酯全生物降解地膜(简称:降解膜)覆盖为处理、普通聚乙烯PE地膜覆盖为对照(CK),分析降解膜覆盖对花生试验区土壤温度、水分、养分及产量等相关指标的影响.结果 显示:①降解膜的破损率随花生生育进程表现为6-8月较小(3%~14%),到10月收获期显著增大(29%).②降解膜处理的花生产量与CK无显著差异.③花生生育期内,降解膜覆盖0~30 cm平均土壤温度较CK高0.35℃,其中,膜下5cm、15cm和25cm分别较CK高0.38℃、0.39℃和0.27℃,但两处理间的平均土壤温度差异均不显著.降解膜覆盖0~30 cm平均土壤含水率较CK高2.08%,其中,膜下5 cm和25 cm分别较CK高3.39%和4.74%(p<0.05),而膜下15 cm的较CK低1.89%(p<0.05).④降解膜覆盖对花生不同生育时期(6月和10月)、不同土层(0~20 cm和20~40cm)的土壤速效氮磷钾养分、盐分、土壤容重以及土壤pH均无显著影响.因此,本研究认为,全生物降解地膜替代普通PE地膜应用于南疆花生栽培生产是可行的.     

不同耕作方式对土壤物理性状及玉米产量的影响

通过对土壤容重、土壤坚实度、土壤含水量、土壤田间持水量及玉米产量的测定和分析,研究深松、常规旋耕、免耕不同耕作方式对土壤物理性状及玉米产量的影响。结果表明,不同耕作方式对土壤容重和土壤坚实度的影响效果为深松>常规旋耕>免耕。深松耕作能够打破犁底层,降低深层土壤紧实度。深松耕作后,0~35 cm耕层土壤容重较常规旋耕和免耕分别下降6.5%和8.8%,土壤紧实度分别下降25.6%和32.3%。深松可显著增强接纳灌溉和降水能力,扩大土壤水库容。在21~40、41~60、61~80 cm土层,深松处理土壤含水量比常规旋耕分别提高3.4%、4.5%、2.4%,比免耕分别提高5.6%、4.8%、2.4%。土壤耕层0~35 cm田间持水量,深松和免耕比常规施耕分别提高7.4%和8.1%。不同耕作方式生物产量和经济产量均以深松最高,常规旋耕次之,免耕最小;深松耕作较常规旋耕和免耕分别增产4.3%和5.7%,与免耕处理间差异显著。     

基于典范对应分析PPC生物降解膜覆盖条件下土壤温度、相对含水量的综合分析

为探讨PPC黑色、白色全生物降解膜与普通黑、白地膜不同类型地膜覆盖对旱地花生田土壤水分和温度变化动态的影响,以露地栽培为对照,测定了不同类型地膜覆盖垄作花生各生育时期耕层土壤温度和土壤相对含水量(0~15 cm)变化情况.结果 表明:全监测期内,PPC白色全降解膜地表(0 cm土层)和5 cm土层平均温度分别比对照提高1.24℃和0.62℃,15 cm处地温差异较小.覆盖地膜对0 cm土层土壤温度日平均变幅影响最大,最大变幅达7℃.覆膜处理相同土层土壤相对含水量均比对照有所增加,土层越深,相对含水量越高.基于典范对应分析法对土壤温度和相对含水量进行综合评价,结果显示,不同处理在14:00点时对土壤温度和相对含水量的影响均较大.     

不同中耕措施对土壤水分与大豆产量的影响

为揭示不同中耕措施对土壤水分与大豆产量的影响,综合考虑中耕的深松深度,深松与培土时间、深松和培土次数,设置提前培土、提前深松、常规深松和常规培土4种不同中耕措施处理,研究不同中耕措施对土壤状况、水分含量及大豆生长发育及产量的影响。结果表明:深松较培土降低了土壤容重,降幅为3.1%～6.4%。深松提高了水分入渗率,进而提高了土壤的含水量与贮水量,提前深松、常规深松处理均显著高于常规培土处理的含水量,在苗期0～5 cm土层中较常规培土处理分别显著提高10.8%和19.1%,结荚期与成熟期的土壤含水量依旧显著高于常规培土处理。提前深松和常规深松处理的土壤贮水量均显著高于常规培土处理,在结荚期差异最大,分别较常规培土处理显著提高21.5%和16.3%。提前中耕或者深松均提高了叶面积指数,结荚期的提前培土、提前深松和常规深松处理较常规培土处理分别显著提高了28.5%、32.2%和22.7%。大豆前中期的株高表现为提前深松较常规培土处理显著提高,而后期差异不大。提前深松通过降低土壤容重和提高土壤含水量与贮水量,促使大豆叶面积指数和株高的增加,使得各器官的干物质积累更高,进而提高了大豆产量,最终提前深松的产量较常规培土处理提高8.7%。研究结果表明提前深松有助于该地区大豆产量的提高。     

初期保护性耕作和秸秆还田对土壤物理特性及大豆玉米产量的影响

在黑龙江垦区852农场研究了初期保护性耕作和秸秆还田对土壤温度、土壤水分、土壤容重和机械阻力等土壤物理特性及对玉米、大豆产量的影响,为中长期保护性耕作和秸秆还田的应用提供理论依据.试验于2009年进行,轮作顺序为大豆-玉米-玉米;大豆试验圃(前茬为玉米)和玉米试验圃(前茬为玉米)处理为免耕、灭茬还田、旋耕还田和传统耕作;玉米试验圃(前茬为大豆)处理包括免耕、直播还田、旋耕还田和传统耕作.结果表明:大豆试验圃(前茬为玉米)免耕和灭茬还田处理生育前期的土壤温度分别比传统耕作低3.38℃和2.6℃,玉米圃(前茬为大豆)免耕和直播处理同期的土壤温度分别比传统耕作低1.93℃和1.39℃;春季播种期大豆试验圃(前茬为玉米)免耕和灭茬还田处理的土壤体积含水量分别高于传统耕作9.3 %和4.8%,玉米试验圃(前作为大豆)免耕和直播还田处理的土壤体积含水量分别高于传统耕作16.0 %和12.6 %;此外,免耕模式的5～20 cm深度的土壤容重和0～25 cm的土壤机械阻力均显著高于传统耕作模式,但是均未达到对作物根系生长产生抑制的阀值;免耕和灭茬/直播还田模式前期的耕层低温并未对产量构成不利影响,与传统耕作相比并未显著减产.     

不同功能地膜覆盖对旱地马铃薯土壤水热效应和产量的影响

为了研究旱地不同功能地膜覆盖栽培马铃薯的效果,在甘肃省定西市设置露地栽培(CK)、覆盖黑色膜、覆盖黑白双色膜、覆盖蓝色高光效膜和覆盖黑色液体降解地膜5个处理试验,研究不同地膜覆盖对土壤水热状况和产量的影响。结果表明,地膜覆盖可以提高马铃薯0～20 cm各土层的土壤温度1.0～6.0℃,覆盖黑白双色地膜和蓝色地膜的地温最高,其次为覆盖黑色地膜,液体可降解地膜的温度提高幅度最小,仅较露地栽培高1.0～2.0℃。覆盖黑白双色膜、蓝色膜和黑色膜3个处理0～100 cm土层的土壤含水量最高,其次为液体降解地膜,露地土壤含水量最低。各处理与露地(CK)相比,覆盖黑白双色地膜、黑色地膜和蓝色地膜处理水分利用效率分别较露地栽培提高32.00%、29.99%和25.22%,液体降解地膜较露地栽培高7.42%(不显著)。蓝色地膜、黑色地膜和黑白双色地膜块茎产量分别较露地栽培提高29.28%、28.73%和25.72%,液体降解地膜覆盖块茎产量较露地栽培高5.29%(不显著)。地膜覆盖能提高地温,有效提高土壤含水量、水分利用效率和马铃薯产量,蓝色高光效地膜、黑色地膜和黑白双色膜有极显著增产效果,宜在生产中推广。     

不同橡胶林对土壤容重及田间持水量的影响研究

为了研究同一区域内不同橡胶林对土壤容重及田间持水量的影响程度,以云南河口抗逆高产、胶木兼优和RRIM600作为研究对象,对土壤容重及田间持水量进行3年调查,结果表明：(1)橡胶林土壤容重为1.09～1.37 g/cm3,相同深度土壤容重相差较小,但随着土壤深度增加,土壤容重逐渐升高,表层土0～20 cm土壤容重显著低于20～40 cm土层;(2)胶木兼优、抗逆高产和RRIM600田间持水量平均值分别为36.92%、35.19%和34.90%,表现为胶木兼优＞抗逆高产＞ RRIM600,但三者田间持水量均随土壤深度增加逐渐降低,0～20 cm土层高于20～40 cm土层;(3)同一橡胶林下不同深度土壤之间,其土壤容重、田间持水量均存在非显著正相关,而相同深度土壤容重与田间持水量之间存在极显著负相关。     

早期揭膜对棉花生育前期土壤水热微环境及其成铃的影响

探索早期揭膜对棉田耕作层土壤水热微环境变化及其对棉株成铃的影响,为实现棉花早期揭膜,减少地膜污染提供理论依据。田间自然条件下,以新陆中41号为研究对象,设早期揭膜（80%棉苗子叶出土展平后揭膜）和全生育期覆膜2个处理。测定不同处理棉田耕作层5 cm、10 cm、15 cm、20 cm、25 cm土层在10：00、13：00、20：00的温度、含水量以及棉株生育时期、成铃分布等指标;分析不同处理下棉田土壤水热微环境及棉株成铃变化。结果表明：早期揭膜处理较全生育期覆膜处理耕作层土壤温度略低,降幅2.0～2.5 ℃,且不受耕作层土壤深度层次影响;早期揭膜导致表层0～10 cm土壤的降温幅度不随时间推移而变化;与全生育期覆膜相比,早期揭膜主要导致表层0～15 cm土壤含水量降低,但这种差异随时间推移和土层深度增加而减小;早期揭膜对棉花出苗期至开花期的时长影响不大,但会降低棉株外围第2～3果节成铃率,其中上部和下部果枝尤为明显。综上所述,早期揭膜主要对棉田0～15 cm耕作层土壤水热微环境造成影响,表现为土壤温度及含水量长时间持续降低,但对15～25 cm土壤水热微环境影响较小;早期揭膜会明显降低棉株外围成铃率。     

表土处理对大豆田土壤团聚体特征及产量的影响

为揭示在常规耕作制度基础上大豆田表土处理对表层土壤物理性状及产量的影响,试验采用大区对比法,设置2个处理(T1:当地常规耕作措施;T2:当地常规耕作措施+表土破碎处理),研究表土处理对0~30 cm土壤温湿度、容重、孔隙度、水稳定性团聚体及大豆产量的影响。结果表明:T2处理显著降低0~10 cm土层容重,降幅6.0%~13.8%,显著提高0~10 cm土层孔隙度,增幅3.83%~8.40%,降低5~15 cm土层的温度,降幅0.2~1.3℃,提高5~15 cm土层的湿度,增幅0.1%~1.5%;显著增加大团聚体(R0.25 mm)数量,增幅9.02%~20.30%,增加土壤水稳定性团聚体的平均质量直径(MWD)与几何平均直径(GMD),其中MWD和GMD增幅分别为4.25%~6.58%和28.4%~30.3%,产量提高6.24%。结果表明,常规耕作措施结合表土破碎处理能够降低表层土壤容重,增加表层土壤孔隙度,增加土壤大团聚体数量,增加土壤水稳定性,可为作物的生长提供较良好的土壤环境。     

东北玉米带秸秆覆盖免耕对土壤性状的影响

研究玉米秸秆全覆盖免耕对土壤性质的影响及在东北春玉米种植区的应用。结果表明,在播种前后,免耕较常规垄作可增加30%～78%土壤含水量,显著降低耕层土壤温度,增加表层0～20 cm土壤容重;秸秆全覆盖免耕较常规垄作极显著增加单位面积土壤内蚯蚓的数量和重量;免耕5年后,土壤有机质变化主要集中在表层,在0～5 cm,秸秆全覆盖免耕土壤有机质含量5年间增加了29.1%。实施秸秆全覆盖免耕可以达到土壤可持续发展,积温较低区域采取此耕作方式可适当降低秸秆覆盖量。     

耕作措施对燕麦田土壤水分、温度及出苗率的影响

为明确耕作措施对旱作燕麦田土壤水分、温度及出苗率的影响,以燕麦品种坝莜1号为材料,于2011-2013年在内蒙古清水河县进行耕作措施比较试验。结果表明,保护性耕作措施(免耕、春松和秋松)能明显减少农田冬闲期土壤水分散失,提高0~100cm土壤贮水量。在燕麦苗期,免耕、秋松、春松和秋翻处理的0~100cm各土层2年平均土壤含水量较春翻分别高出11.55%、9.66%、7.04%和1.22%。深松与免耕较翻耕在土壤温度较高时有一定的降温作用,在土壤温度较低时又具有一定的升温效应。燕麦出苗率表现为免耕春翻春松秋翻秋松。燕麦出苗率与苗期0~10cm土层土壤含水量呈极显著正相关,与其他土层土壤含水量和耕层土壤温度无明显相关性。综合考虑土壤水分、温度和出苗率,以免耕处理效果最佳。     

自然降水条件下耕作方式对小麦生长、产量及土壤水分的影响

为探寻小麦高产节水耕作技术,在2011-2013小麦生长季,通过定位试验,以安徽大面积主推小麦品种济麦22为材料,比较分析了在自然降水条件下秸秆还田+深耕+播后镇压、深松+播后镇压、旋耕+播后镇压、旋耕和复式播种作业5种耕作方式下淮北地区小麦生长发育、产量及土壤水分的差异。结果表明,各耕作处理下小麦田间出苗率均在70%以上,基本可以满足小麦生产对田间出苗的要求。在5个处理中,旋耕+播后镇压处理出苗率最高,达83%;复式播种作业处理的单株次生根数最高,2年在生育后期分别达到24.2和28.9条;旋耕+播后镇压处理2年平均及各年度的籽粒产量均最高,分别为8 206.8、8 175.5和8 238.0kg·hm-2,复式播种作业次之,秸秆还田+深耕+播后镇压最低,处理间差异显著。深松和旋耕处理在小麦生育后期0~20cm土层土壤水分含量较低,而40~60cm土层土壤水分含量较高。本试验条件下,旋耕+播后镇压是小麦兼顾高产节水的最优耕作播种方式。     

不同耕作方式对西北地区春玉米土壤物理性状及产量的影响

通过对土壤容重、土壤紧实度、土壤田间持水量、土壤含水量及玉米产量的测定和分析,研究春季深松、条带深旋耕、常规表层旋耕3种耕作方式对西北地区春玉米土壤物理性状及玉米产量的影响。结果表明,春季深松、春季条带旋耕在各生育时期0～15 cm各指标均无显著差异,对16～25 cm、26～35 cm土壤容重降低效果显著,春季深松和春季条带旋耕均显著地降低了16～25 cm土壤紧实度,且显著提高了16～25 cm、26～35 cm土壤田间持水量,通过提高穗长、穗粒数和千粒重,春季深松较常规旋耕提高了经济产量。     

秸秆带状覆盖对旱地冬小麦土壤温度及产量的影响

为了解小麦秸秆带状覆盖栽培的效果,以冬小麦兰天26号为研究对象,分析了秸秆带状覆盖3行(SC1)、秸秆带状覆盖4行(SC2)、全膜覆土穴播(PC)和无覆盖露地(CK)下旱地冬小麦土壤温度及产量。结果表明,秸秆带状覆盖可显著提高冬小麦籽粒产量,穗数、穗粒数和产量较CK分别增加13.4%~20.2%、26.7%~33.3%和41.3%~69.1%,但秸秆带状覆盖与PC间产量差异不显著。秸秆带状覆盖显著降低了全生育期0~25cm土壤平均温度,土温较CK低1.4~2.0℃;随着生育进程的推进和土层的加深,秸秆带状覆盖表现出增温和降温的"双重效应",SC1在返青期5cm土层和拔节期5和10cm土层增温,SC2在越冬期5和10cm土层及拔节期5cm土层增温,其余各时期各土层秸秆带状覆盖均表现出降温效应,且总体上降温效应大于增温效应;秸秆带状覆盖较PC和CK减小全生育期土壤日变化幅度;SC1、SC2的全生育期有效积温较CK分别减少86.6和69.8℃,使得秸秆带状覆盖下冬小麦较CK晚熟15d。从环保和可持续发展等方面综合考虑,秸秆带状覆盖较全膜覆土穴播在西北旱作区更具优越性。     

不同耕作措施对土壤质构和玉米产量的影响

通过4年定位试验,研究不同耕作措施对黑钙土区耕地土壤结构和质量以及玉米产量的影响。结果表明,播种前,和常规旋耕(CK)相比,深松旋耕(DP)、秸秆覆盖还田+深松(DSM)和秸秆深翻还田(PS)使土壤容重降低5.22%～11.19%,孔隙度增加5.09%～11.45%;DP、DSM处理土壤含水率分别提高14.99%和18.58%;DSM处理下>5 mm的团粒量与CK差异不显著,DP和PS处理使>5 mm的团粒比例降低,2～1 mm、1～0.5 mm和0.5～0.25 mm团粒比例升高。收获期,DSM、PS和DP处理的有机质含量较CK分别增加3.92、3.03和2.47 g/kg,DSM、PS和DP处理均能提高各时期土壤全量和速效养分含量,最终使玉米增产3.2%、6.8%和1.3%。从综合效应来看,秸秆覆盖还田+深松是黑钙土区更为适宜的耕作措施。     

耕作方式对玉米秸秆腐解影响的研究

利用长期定位试验对翻耕、旋耕、免耕3种不同耕作方式下玉米秸秆腐解特征进行研究,综合评价不同耕作措施对玉米秸秆腐解的影响。结果表明,华北地区至小麦收获为止,玉米秸秆在翻耕、旋耕、免耕方式下的腐解率分别为42.28%、43.56%、33.78%。3种耕作方式下玉米秸秆腐解与相应层次的土壤水分含量具有显著的正相关性,与温度不具有显著的相关性。玉米秸秆腐解率与腐解天数之间具有较高的相关性,回归分析表明二者之间符合三次模型。由于耕作方式改变了农田土壤的水分状况,进而对麦田秸秆腐解具有显著影响,冬小麦生育期间玉米秸秆腐解率依次为翻耕处理>旋耕处理>免耕处理。     

苗带重镇压对土壤环境、玉米生长及产量的影响

采用自主研制的1ZY-6六行可折叠式苗带重镇压器，单体幅宽20cm，滚动压力650g/cm²，对秸秆深翻还田平播和秸秆覆盖还田免耕播种两种耕作方式播后苗带进行重镇压处理，分析玉米播种后苗带重镇压对土壤温湿环境、土壤紧实度、出苗率和产量等影响。结果表明，秸秆深翻还田平播后苗带重镇压与未重镇压作业相比较，土壤含水率、土壤紧实度和玉米产量显著提高(P<0.05)，土壤含水率增加11.42%，土壤紧实度提高127.90%，玉米产量提高4.31%。秸秆覆盖还田免耕播种后苗带重镇压与未重镇压作业相比较，土壤含水率、土壤紧实度和玉米产量显著提高(P<0.05)，土壤含水率增加23.59%，土壤紧实度提高58.88%，玉米产量提高3.39%。苗带重镇压明显提高土壤紧实度、土壤含水率，为玉米生长创造有利的土壤环境，保墒增产作用显著。     

耕作模式对夏玉米产量及灌浆特性的影响

以玉米品种郑单958为试验材料,通过4年(2009～2012年)的定位试验,比较研究了深松40 cm+秸秆还田(SSS)、连续深耕+秸秆不还田(CT)、连续深耕(30～35 cm)+秸秆还田(CTS)、常规耕作(旋耕)+秸秆还田(CK) 4种处理对玉米产量及农艺性状的影响。结果表明:(1)与CK相比,SSS处理平均增产幅度达到16. 9%;与CT处理相比,CTS处理平均增产11. 6%;(2) SSS处理有利于提高玉米散粉中后期灌浆速率,增加平均灌浆速率和最大灌浆速率,最终增加千粒重;而与CTS处理比较,CT处理的中后期灌浆速率、平均灌浆速率和最大灌浆速率均较低,最大灌浆速率出现日较早,灌浆总天数较少,最终千粒重较低;(3)SSS处理能改善土壤物理状况,降低土壤R值,有利于玉米根系下扎;而CT处理则较CTS增加了0～10 cm和20～30 cm土层容重,不利于玉米根系生长。因此深松和覆盖有利于玉米后期生长和土壤物理性状的改良,改善籽粒灌浆特性,从而提高夏玉米产量。