机械化深松改土对土壤物理特性及玉米产量的影响

为了打破犁底层,改善耕层结构,我们通过比较深松与当地常规耕作方式对土壤水分、容重、紧实度和产量的的影响,证明了深松操作能够降低土壤容重和紧实度,可调节水分状况,改善土壤物理性状并且增产效果显著。     

陕西省农田土壤紧实度空间变异及其影响因素

为探明陕西省农田土壤紧实度现状及区域差异,2013年在全省选取228个调查点,对1 100多块地的农田土壤紧实度进行调查。结果表明:陕西省农田耕层土壤紧实度为250.0~2 080.0kPa,平均为781.3kPa,变异性中等;全省各区犁底层紧实度为716.0~5 650.0kPa,平均为2 900.5kPa,中等变异。耕层土壤紧实度以关中东部和陕南东部较大,1 000kPa以上,陕北大部分县区耕层比较疏松;犁底层紧实度以关中地区及陕南东部较大,在3 000kPa以上,陕北地区犁底层紧实度普遍较低。耕层土壤紧实度主要受区域位置、农田利用类型、地形、作物类型、耕作方式及土壤类型影响(P0.05);犁底层紧实度受区域位置、作物类型、地形、耕作方式、熟制、机耕年限、灌溉情况、土壤类型以及土壤含水量等因素影响(P0.05)。     

犁底层容重对水稻生长的影响研究

对不同类型水稻土犁底层容重测定及盆栽培试验结果表明，犁底层容重一般在１．７８－２．１０ｇ／ｃｍ＾３之间，与耕层土物理性粘粒呈显著负相关，水稻土的生产力和犁底层容理有一定的负相关，高产水稻土犁底层容重平均为１．８１ｇ／ｃｍ＾３、中产水稻土平衡为１．９１ｇ／ｃｍ＾３、低产水稻土为２．０４ｇ／ｃｍ＾３；水稻土犁底层容重影响耕层水分的渗漏，从而影响耕层土壤中还原物质的含量及根系活力；容重过大，是水稻产量难     

黄淮海北部农田犁底层现状及其特征

【目的】研究黄淮海北部地区犁底层分布现状及特征。【方法】采用布点取样方法,根据黄淮海北部区土壤质地分布图结合第二次土壤普查点位选取山东陵县、河北吴桥县共108个点位,于2014年冬小麦拔节期进行剖面取样调查,测定0-45 cm不同层次土壤水分含量、土壤容重及穿透阻力。【结果】（1）黄淮海北部地区耕层平均厚度在14.74 cm,约有76%的被调研点存在明显的犁底层,犁底层主要分布在15-30 cm;（2）黄淮海北部区农田剖面各层次土壤容重及穿透阻力存在显著差异,犁底层容重最大,平均容重在1.54 g·cm^-3左右,显著大于耕层和心土层,在冬小麦拔节期犁底层穿透阻力为1 371.00-4 256.00 kPa,显著大于耕层及心土层穿透阻力;（3）冬小麦整个生育期犁底层穿透阻力均大于2 000 kPa,阻碍了小麦根系的深扎,造成小麦根系分布浅层化,这在冬小麦生长缺水的地区,易造成作物水分胁迫,同时不利于根系吸收深层养分;（4）土壤穿透阻力土壤与含水量及容重之间有着极显著相关关系,土壤穿透阻力有随着容重的增加而增加的趋势,二者之间回归方程为：y= 3 854.09x+3 891.99（y为穿透阻力,x为土壤容重,r =0.84）;当容重低于1.4 g·cm^-3时,土壤穿透阻力均低于 2 000 kPa,穿透阻力不会对作物根系生长产生障碍,而当土壤容重在1.4 g·cm^-3以上时,穿透阻力对作物的影响同时取决于土壤含水量,穿透阻力随着土壤水分的增加而降低,对应线性回归方程为：y = -75.93 x + 3 153.83（y为穿透阻力,x为土壤质量含水量,r=0.82）。 【结论】在现行以旋耕为主的传统耕作模式下,黄淮海北部地区农田犁底层是普遍存在的,不利于作物根系生长及作物对土壤养分的充分利用,需要适度打破犁底层,构建合理耕层结构。     

深翻对耕层土壤物理特性及超高产春玉米根系垂直分布的影响

针对内蒙古自治区由于长期使用小动力农机整地,造成的耕层浅、犁底层坚硬,限制了根系下扎及其对土壤深层水分和养分吸收困难等问题,试验采取条浅旋和深翻打破底层,研究浅旋和深翻对耕层土壤物理特性及超高产春玉米根系垂直分布的影响,为自治区玉米生产实践中采取浅旋和深翻措施,提高土壤质量提供理论依据。试验结果表明:深翻措施能降低土壤容重和紧实度,增加气相和液相的比例,改善土壤物理性质,并能优化根系的垂直分布,使根系下扎,增加30~60cm土层根系的根干重、根长、根表面积和根体积。     

四湖地区涝渍地土壤物理性质研究

对涝渍地土壤硬度、耕层厚度、结构性、容重、质地等物理性质进行了测定。结果表明 :涝渍地土壤深厚 ,有效土层均在 1 0m以上 ;质地以中壤为主 ,约占 83% ,过砂过粘的土壤较少 ;耕层土壤厚度过浅 ,机耕可有效增加耕层厚度 ;耕层土壤硬度 5～ 7kg·cm-2 ;犁底层硬度能满足大型机械作业 ,并无硬盘层出现 ;土壤障碍层次为浅位中、厚层夹砂或夹粘层 ;地下水位过高 ,小于 6 0cm的占 39% ,局部地区比重更大 ;结构性和渗透性不良 ;三相比例失调 ,水多气少 ,固相率偏高。多项物理指标需要改良     

改革耕整技术建立土壤水库

目前大多数地区一直沿用传统的翻耕技术，耕层一般为 15厘米～ 20厘米，由于机具的长期碾轧再加上降雨灌溉和土壤本身的沉积作用，耕层下面形成紧实坚硬的犁底层，犁底层的存在妨碍作物根系的发育，影响作物生长，而且使土壤肥力下降，尤其严重的是降低了土壤蓄水能力和耐旱耐涝能力，大雨时极易形成径流，浪费了宝贵的水资源，并造成洪涝灾害和水土流失。因此，耕层浅和紧实坚硬的犁底层已成为一项世界性的公害。　　从持续农业的发展和节省水资源的紧迫性出发，应尽快消灭犁底层，加深耕层，改革传统的耕作方法，推广新的耕作技术，提高土…     

宜宾烟区土壤耕作方式对土壤耕层物理性状的影响

为探明不同耕作方式对宜宾烟区耕层土壤物理性状影响,本文通过定点试验,以常规耕作(CK)为对照,分别设置免耕(T1)、压实+翻耕25cm(T2)、翻耕25cm(T3)三种耕作措施,测定项目包括土壤含水量、容重和紧实度。结果表明：(1)翻耕能显著提高0～20cm耕层土壤含水量;(2)翻耕处理有助于降低耕层土壤容重大小;(3)翻耕处理可以有效降低土壤紧实度。表明翻耕能有效改善宜宾烟区耕层土壤结构,使得深层土壤结构变疏松,提高了土壤含水量,降低了土壤容重和紧实度,从而有利于农作物的生长发育。     

玉米田耕层不同类型土壤孔隙及库容特征的研究

为研究旱地土壤亚表层板结的问题,提高旱地土壤耕作管理水平,以辽宁昌图地区棕壤、潮棕壤、黑土和风沙土为研究对象,考虑耕作层次研究其孔隙特征、土壤库容变化及二者关系,分析亚表层紧实在土壤孔隙和库容方面的限制作用。结果表明:风沙土的总孔隙度极显著低于其余各个土壤类型;耕层极显著高于犁底层和心土层。土壤耕层的大孔隙和次大孔隙均极显著高于犁底层和心土层。风沙土犁底层的的中孔隙比例最大,其余土壤犁底层的大、次大孔隙均显著降低,微孔隙比例增大。不同土壤类型总库容表现为犁底层最小,各层次间差异极显著(p0.01)。土壤犁底层的有效库容均显著低于耕层和心土层。除棕壤犁底层的有效库容与各当量孔隙回归关系不显著外,其余回归方程均达到显著差异(p0.05)。各类型土壤有效库容除黑土耕层,均与0.2~30μm中孔隙有显著正相关。     

甘肃引黄灌区玉米茬耕层土壤状况调查

在甘肃引黄灌区选择60个典型玉米地,对其土壤耕层状况进行了调查分析。结果表明,甘肃引黄灌区玉米地平均耕层深度为22.5 cm,比我国土壤平均耕层(16.5 cm)高6.0 cm,犁底层平均厚度为9.1 cm。0～40 cm土层容重在1.36 g/cm~3左右,孔隙度在48.5%左右。0～45cm土壤紧实度200～2 450 kPa,靖会灌区显著高于其他灌区,景电、兴电、刘川灌区相差不大。土壤有机质含量为12.94～15.64 g/kg,全氮含量为0.84～1.24 g/kg,碱解氮含量为47.14～60.56 mg/kg,速效磷含量为14.28～33.57 mg/kg,速效钾含量为156.50～185.84 mg/kg,除速效磷和速效钾含量较高外,其它指标均属于中等偏下水平。     

江汉平原湖积型涝渍地土壤物理环境质量评价

对江汉平原湖积型涝渍地域土壤硬度、耕层厚度、结构性、容重、质地等物理环境质量进行了监测。结果表明：涝渍地土壤深厚,有效土层均在1．0m以上;质地以中壤为主,约占83％,过砂过粘的土壤较少;耕层土壤厚度过浅,机耕可有效增加耕层厚度;耕层土壤硬度5～7kg／cm^2;犁底层硬度能满足大型机械作业,1m以内无硬盘层出现;土壤障碍层次为浅位中、厚层夹砂或夹粘层;地下水位过高,小于60cm的占39％,局部地区比例更大;结构性和渗透性不良;三相比例失调,水多气少,固相率偏高。多项物理指标需要改良。     

深翻、有机无机肥配施对稻田水分渗漏和氮素淋溶的影响

【目的】针对我国长江中下游地区稻麦轮作区常年浅耕与不合理施肥导致的土壤犁底层增厚与土壤板结的问题,研究深耕（打破部分犁底层）与施肥方式对稻田土壤容重、土壤紧实度、土壤水分渗漏量、氮素淋溶量及氮素形态的影响,阐明稻田氮素淋溶量与耕作、施肥方式的响应机制,为稻田合理耕层构建提供理论依据。【方法】（1）基于2015年安徽省舒城县设置两种耕作方式（旋耕12 cm、深翻20 cm）、3种等氮量施肥方式（仅施化肥处理T1、秸秆还田配施化肥处理T2、有机与无机肥配施处理T3）的田间定位试验,2019—2020年监测土壤容重与紧实度以及稻季水分渗漏与氮素淋溶量。（2）通过原状土柱模拟试验,研究深翻30 cm（打破犁底层）对稻田水分渗漏量的影响。【结果】（1）田间试验结果表明,深翻20 cm较旋耕12 cm降低了耕层土壤容重与紧实度,但没有显著增加水稻生育期的水分渗漏量,仅在分蘖期增加7.4%,孕穗期之后无显著影响。（2）土柱试验结果显示,深翻30 cm（打破犁底层）水分渗漏量较旋耕12 cm和深翻20 cm显著增加,淹水时分别增加19.0%与11.0%,非淹水时分别增加23.0%与21.5%。（3）田间试验水分渗漏液中的氮素主要以硝态氮的形式存在,T3较T1和T2处理在水稻进入孕穗期后显著降低渗漏液中硝态氮的浓度;各施肥处理间铵态氮浓度差异不显著。（4）从整个水稻生育期看,两种耕作方式对氮素淋溶量影响不显著,而3种施肥方式下氮素淋溶量存在明显差异,T3处理降低了氮素淋溶量。深翻条件下T1、T2与T3处理氮素淋溶量分别为10.69、11.74和9.14 kg N·hm^-2,旋耕条件下分别为9.83、11.21和8.58 kg N·hm^-2。【结论】深翻20 cm可以改善土壤物理性状,但不会增加土壤水分渗漏及氮素淋溶;相同耕作方式下,有机与无机肥配施不会增加土壤水分渗漏与氮素淋溶。因此,在长江中下游黏质且犁底层厚（如红黄壤型）的水稻土区,部分打破犁底层,有机与无机肥配施,可构建深厚肥沃的耕作层,且不会增加水分渗漏和氮素的淋溶。     

水耕对寒地不同类型土壤理化性质的影响

为探究北方寒地不同类型土壤随水耕年限增加的理化性质变化规律，选择黑龙江省三江平原地区3种典型稻田土壤(草甸土、草甸黑土、潜育白浆土)为研究对象，以未进行水稻种植的旱耕土壤为对照，测定土壤耕层、犁底层和心土层的容重、腐殖质碳含量、氧化还原电位和活性还原物质总量。结果表明：转水耕初期，草甸土、潜育白浆土各土层容重增大1.87%～40.85%，草甸黑土各土层容重减小1.72%～11.84%；除草甸土、草甸黑土心土层腐殖质碳含量减少5.24%～14%外，其余各土层增大4.49%～21.12%；各土壤由耕层至心土层氧化还原电位均为负值并减小252.9～279.8 m V；各土壤除草甸土心土层活性还原物质总量减小0.59 cmol·kg^-1外，其余土壤各土层增加0.97～4.86 cmol·kg^-1。随水耕年限增长，浅育白浆土犁底层容重增加最多达40.41%，草甸黑土容重减少最多达12.94%；各土壤耕层和犁底层腐殖质碳含量均逐渐增大，其中潜育白浆土犁底层增大最多达57.76%；各土壤氧化还原电位均不断降低，其中草甸土耕层减小最多达383.8 m V；三...     

玉米高产田棕壤物理特征

对昌图、沈阳玉米田棕壤物理性质与产量关系的研究表明,高产玉米田土壤耕层厚度为19~24cm,平均为22cm,体积质量低于低产田,耕层土壤总孔隙度与通气孔隙度平均分别为52.5%、12.7%,田间持水量为26.4%~30.9%,水稳性团聚体含量与团聚体的水稳性系数分别在20%、25%以上。土壤主要物理指标对玉米产量影响表现为耕层土壤体积质量耕层厚度耕层土壤总孔隙度耕层土壤通气孔隙度犁底层厚度,玉米产量与上述各指标的相关系数分别为0.98、0.73、0.65、0.52、0.46。     

草甸土水田土壤物理性质的变化规律

[目的]阐明水田土壤物理性质的演变规律。[方法]以草甸土为研究对象,通过室内分析方法,研究水田随开垦年限的增加土壤物理性质的变化规律。[结果]草甸土水田随开垦年限增加,土壤物理性质变化规律不尽相同;在耕层,草甸土随开垦年限增加土壤容重均升高;在犁底层,土壤容重逐年上升;在心土层,草甸土土壤容重开垦为水田后显著降低。在耕层,草甸土固相比和液相比开垦为水田后均呈增加趋势,气相比在各层随开垦年限增加均呈下降趋势;在犁底层和心土层,草甸土开垦为水田后液相比均呈上升趋势,固相比在犁底层呈上升趋势,在心土层均呈下降趋势。随开垦年限增加,在耕层,草甸土粉粒开垦为水田后均呈上升趋势,黏粒表现为降低趋势;在犁底层,草甸土开垦为水田后黏粒下降;在心土层,草甸土黏粒和粉粒与旱田相比均表现为上升趋势,砂粒则下降;草甸土砂粒在耕层上升。[结论]随开垦年限增加,草甸土的物理性质已逐渐向水田演变。     

宜宾烟区土壤耕作方式对耕层土壤物理性状的影响

通过定点试验,研究不同耕作方式对宜宾烟区耕层土壤物理性状的影响。结果表明:翻耕能显著提高0～20 cm耕层土壤含水量,有助于降低耕层土壤容重大小,有效降低土壤紧实度,从而改善耕层土壤结构,有利于农作物的生长发育。     

红壤坡地深松耕对土层特性和玉米产量的影响

【目的】研究深松耕对红壤坡地土层特性和玉米产量的影响,筛选适宜云南红壤坡地土壤深松耕的深度和耕作措施,为红壤坡地合理耕层构建提供依据。【方法】实验设置常规旋耕20 cm(CK),免耕耕深0 cm(S0),深松耕30 cm(S30)和深松耕40 cm(S40)等4个不同的耕深处理,种植方式为直播玉米,冬季休闲,田间管理和施肥方式一致。【结果】实验结果表明,处理S0、处理S30和处理S40第1年对玉米产量无显著影响,生物学产量均显著增加,增产率分别为11.66%、14.69%和5.07%;第2年玉米产量增产率分别为3.22%、22.03%和14.14%,生物学产量增产率为-1.81%、15.61%和5.27%;第3年玉米产量增产率分别为28.71%、22.00%和5.69%,生物学产量增产率为16.86%、14.86%和3.76%。0～20 cm土层处理,S0土壤容重3年平均降幅2.83%,土壤紧实度增加33.20%,土壤含水量降低5.73%;处理S30降低土壤容重和土壤紧实度,降幅分别为3.88%和3.95%,土壤含水量增加5.44%;处理S40土壤容重降低0.52%,土壤紧实度增加7.70%。20～40 cm土层,处理S0土壤容重降低3.41%,土壤紧实度增加7.54%,土壤含水量增加6.21%;处理S30土壤容重降低9.23%,土壤紧实度降低20.27%,土壤含水量增加13.80%;处理S40土壤容重降低8.79%,土壤紧实度降低15.38%,土壤含水量增加7.99%。40～60 cm土层,处理S0土壤容重降低3.17%,土壤紧实度增加35.53%,土壤含水量增加2.86%;处理S30土壤容重降低1.48%,土壤紧实度增加21.93%,土壤含水量增加3.00%;处理S40土壤容重降低4.86%,土壤紧实度降低2.84%,土壤含水量增加7.84%。【结论】深松耕30 cm对山原红壤坡地玉米的产量有促进作用,为较适宜的耕作措施。     

基于南方红壤耕地气压深松铲的设计与深松仿真分析

针对现有深松机在红壤耕地犁底层土壤深松阻力大、幅宽小、效率低等问题,设计一种基于气压劈裂的气压深松铲。采用CFD软件建立南方耕地红壤犁底层土壤的模型进行深松气压范围标定,并针对相同气压2 MPa下不同容重犁底层土壤的扩散特性进行研究。结果表明:红壤犁底层容重1.8g/cm~3土壤的有效起劈气压范围为1.6～2.4MPa;容重1.6g/cm~3、1.8g/cm~3的犁底层土壤裂隙主要沿水平方向扩散,容重1.4g/cm~3的犁底层土壤裂隙则同时沿竖直方向与水平方向扩散;容重越大的犁底层土壤,深松效果越好。     

耕层厚度对冬小麦农艺性状及产量的影响

黄淮海平原由于连年旋耕导致犁底层加厚上移、耕层变浅、耕层生产能力下降,针对该问题,本试验于山东省德州市黄河涯村设置耕层厚度15 cm(RT15)、耕层厚度20 cm(DL20)、耕层厚度25 cm(DL25)、耕层厚度40 cm(DL40)4个处理,研究大田条件下耕层厚度对冬小麦农艺性状及产量的影响。结果表明:适当破除犁底层增加耕层厚度,小麦基本苗、单位面积穗数、株高、净光合速率、产量均随耕层厚度的增加而呈增加趋势;DL25处理各指标达到最大,其小麦产量较DL40、DL20、RT15分别提高16.3%、10.1%、22.5%;但将耕层厚度增加到40 cm,即完全破除犁底层后,并不利于产量等指标的进一步提升,甚至有小幅降低。因此,在目前黄淮海平原农田耕作方式、耕层结构条件下,耕层变浅、犁底层加厚上移阻碍小麦生长,将犁底层破除10cm、使耕层厚度增至25 cm,更有利于小麦产量的提高。     

广东省4地高产水田土壤物理特征研究

为更好地服务于广东省垦造水田建设需要，对采集于广东省内水田占比较大的博罗县、惠东县、仁化县以及英德市4地高产水田的耕作层、犁底层样品，进行土壤物理指标检测和方差分析、MATLAB拟合VG模型参数，探究其土壤物理特征。结果表明，4处样地耕作层、犁底层的饱和含水量、容重和总孔隙度均值分别为40.50%、25.17%,1.24 g/cm³、1.57 g/cm³和51.79%、39.04%。耕作层容重与砂粒含量呈极显著正相关，与粉粒、黏粒含量显著负相关，犁底层则与砂粒含量正相关但不显著，而与粉粒含量呈显著负相关。VG模型参数n值、黏粒含量均值为犁底层(1.333、9.01%)>耕作层(1.274、5.14%),n值随黏粒含量的增加而变大。