内蒙古杭锦旗北部盐碱田温湿盐动态与生产利用

为探析水-热-盐关系以及植被对盐碱田改良的意义,利用2008年8月2日-8月6日在内蒙古杭锦旗黄河灌区盐碱田进行的试验观测数据,主要通过方差分析与典型相关分析方法对3个样地(裸地、紫花苜蓿地和玉米地)土壤温度(0-30cm土层)、湿度(0-20cm土层)、盐度(0-100cm土层)的动态变化进行了分析。结果表明,3个样地的温(度)-湿(度)-盐(度)动态基本呈现裸地苜蓿地玉米地的格局;0-5cm地温与耕作层(0-20cm)的土壤水分具有显著相关关系,是0-30cm土层内地温驱动水盐动态的主要热力因子;植物能够减少土壤表层积盐,并可以降低碱化度;苜蓿地比玉米地具有更低的钠吸附比值。在盐碱地区选择耐盐碱牧草品种开展草田轮作,有益于盐碱土壤的改良与利用。     

黄土高原半干旱偏旱区苜蓿-粮食轮作土壤水分恢复效应

该文测定和分析了黄土高原半干旱偏旱区不同生长年限苜蓿草地以及轮作不同年限粮食作物后0～1000 cm深层土壤水分变化规律.结果表明:随着苜蓿生长年限的延长,苜蓿草地土壤干层厚度逐渐增加,3年生苜蓿草地土壤干层深度达到760 cm,6、7、10年生苜蓿草地土壤干层深度均超过1000 cm,6年生苜蓿地1000～1500 cm土层仍为干燥层,土壤平均湿度为9.68%;采用草粮轮作能明显减小苜蓿草地干层的厚度和范围,0～1000 cm土壤水分较10年生苜蓿草地都有不同程度的恢复,轮作2、6、8、12和18 a粮田平均土壤水分恢复速率25.2 mm/a,年均累积恢复土层厚度123.1 cm,0～300 cm土层水分恢复程度较高,且轮作年限愈长,土壤水分恢复效果越好,轮作18 a粮食作物后0～660 cm土层土壤水分恢复量达到了531.1 mm;苜蓿草地适宜翻耕年限为5～6 a,且6年生苜蓿草地0～1000 cm土壤水分恢复到当地土壤稳定湿度值需要23.8 a,该地区适宜的苜蓿-粮食轮作模式为"5～6年生苜蓿→24年粮食作物".     

黄土高原区多年生苜蓿地土壤干层恢复的适宜后茬筛选

采用大田试验方法研究换茬种植、休闲对9年生苜蓿地土壤水分的恢复作用及产量效应。结果表明:连续种植9年的苜蓿地0-300cm土层整体出现干燥化现象,随着苜蓿生长季的延长和土层加深,干燥化现象加剧,连续2个丰水年,降雨对连续生长11年苜蓿地30-50cm表现出恢复作用,对80-140cm表现出加剧作用,0-30cm和140-300cm缓解作用。在雨养条件下换茬种植玉米、谷子、休闲3种处理的水分恢复效果最好,马铃薯与春小麦次之,要使0-300cm土层土壤水分得到完全恢复,换茬种植玉米、谷子、马铃薯、春小麦分别需要净恢复土壤水分3.85,13.55,16.50,20.40mm,休闲需16.17mm;生长9年苜蓿地挖除苜蓿休闲1年后采用全膜双垄沟播技术种植玉米既能恢复土壤水分又能提高毫米水产能。从土壤水分恢复和提高生产力两方面综合分析,玉米是试验区多年生苜蓿地土壤水分恢复适宜后茬。     

黄土高原沟壑区苜蓿地土壤水分剖面特征研究

对黄土高原沟壑区不同种植年限苜蓿地土壤深层水分特征的分析表明,受降水影响0～2m土层水分变化较大,2m以下由于没有水分的补给,出现了干燥化现象。苜蓿在生长前期主要利用上层土壤水分,土壤水分恢复也是从上层开始,下层的干层则难予恢复。10、15、23年生苜蓿分别在9、10.8和11m处水分含量趋于稳定,达到土壤干层的下限。土壤水分的变异系数随土层深度的增加而减小,水分含量趋于稳定。在0～9m土层土壤水分亏缺较大,亏缺量大于年均降水量。     

长武旱塬草粮轮作田土壤水分可持续利用模式模拟

采用实地观测和计算机模拟相结合的方法,以长期定位试验数据为基础,通过对不同草粮轮作模式的模拟研究,分析了长武旱塬草粮轮作田的土壤水分恢复效应,以期探索出适合该地区的土壤水分可持续利用的草粮轮作模式。验证结果表明：草粮轮作田0～2 m土层土壤贮水量模拟值和观测值间的相关系数为0.97;0～5 m土层土壤湿度的模拟值和观测值间相关系数在苜蓿草地、冬小麦田和马铃薯田分别为0.94、0.93和0.87,均达到了极显著水平。模拟结果表明：苜蓿翻耕后,种植马铃薯和糜子均有利于土壤水分的恢复。在土壤干燥化程度较严重时,种植冬小麦或者春玉米能够在一定程度上缓解土壤干燥化;在无干燥化或者干燥化程度较轻时,种植冬小麦和春玉米会导致土壤含水率的下降。在长武旱塬,“马铃薯-糜子-春玉米-马铃薯-糜子-冬小麦”的粮食轮作模式有利于苜蓿地土壤水分恢复,持续种植9～12 a后可以再次种植苜蓿。     

宁南山区苜蓿地土壤水分和养分变异规律研究

以宁南半干旱黄土丘陵区3年生、7年生、11年生、19年生,以及7年生上坡、中坡、下坡苜蓿地为研究对象,分析了苜蓿地0—5m土壤干层及土壤养分的消长规律。研究结果表明:(1)坡位与种植年限均对土壤水分产生影响,上坡苜蓿地0—5m土壤平均含水量为6.34%,显著小于中坡和下坡;不同旱作年限苜蓿地0—5m土壤含水量排序为:3年生>7年生>19年生>11年生;土壤干燥化指数SDI排序为:上坡>中坡>下坡;3年生>7年生>19年生>11年生,土壤干燥化程度随着土层深度的增加而减弱。待苜蓿老化后土壤水分可以得到恢复,土壤干燥化程度降低,但这一过程需要较长的时间。(2)在土壤旱化过程中,随着坡位的下降,苜蓿地0—100cm层土壤平均有机质、全氮、速效氮、全磷、速效磷、速效钾含量增加;随着土层深度的增加,土壤有机质、全氮、速效氮、全磷、速效磷下降。随着苜蓿旱作时间的延长,土壤有机质、全氮、速效氮、速效磷、全磷、速效磷含量呈下降的趋势;待苜蓿老化严重时,土壤有机质、全氮开始逐渐积累,但仍然处于低水平状态。     

黑土区不同土地利用方式土壤水分动态变化特征研究

在中国科学院海伦农田生态系统国家野外科学观测研究站.应用田间定位试验研究了玉米地、休闲地、苜蓿地和裸地4种不同土地利用方式下农田黑土水分动态变化特征.结果表明:土壤剖面0-190 cm水分含量随深度的增加呈先增加后减小的趋势,不同土地利用方式下农田黑土表层0-30 cm的土壤含水量差异较明显,总体表现为裸地相对较高,其次为休闲地、苜蓿地和玉米地;研究时段内土壤水分的动态变化具有明显的季节性,一般可以划分为水分相对稳定期、水分消耗期和水分补给期3个时期;根据变异系数将土壤水分的垂直变化划分为活跃层、次活跃层和相对稳定层,变异系数随土层深度的增加而减小.     

荒漠绿洲边缘苜蓿草产业发展潜力与策略 — — 以甘肃省民勤沙漠绿洲为例

研究结果表明民勤荒漠绿洲边缘种植苜蓿年灌水 4次 ,年灌水量 30 0 0m3 /hm2 ,水效益 5 .0 87kg/m3 ,耗水系数由 0 .6 2 2m3 /kgDM (春小麦 )降为0 .197m3 /kgDM ,比小麦、玉米节水 330 0～ 6 30 0m3 /hm2 ,水经济效益由 1.0 2元/m3 (玉米 )、1.0 6元/m3 (春小麦 )提高到 8.34元/m3 ,灌水成本比春小麦降低 2 35元/hm2 ,光能利用效率由 0 .873%(春小麦 )和 1.0 4 0 % (玉米 )提高到 1.4 4 % ,比小麦、玉米分别提高 6 4 .95 %和 38.4 6 %。种植 5年、7年苜蓿地 0～30cm土层土壤有机质增加了 2 6 .36 %和 33.17%。     

陇东黄土高原土壤干旱特征分析

通过对黄土高原典型残塬"董志塬"麦田不同时期土壤各层次水分含量的分析,揭示了陇东黄土高原塬区土壤干旱特征,逐月分析了干旱的季节分布以及不同季节水分在土壤各层次的分布特征。分析认为2m土层干旱概率明显高于0.5m土层,但0.5m土层重旱出现概率明显偏高,各层次干旱出现频率均未超过45%。干旱的季节分布特征表现为:3月～6月土壤水分持续减少,干旱持续发展,6月上中旬是陇东麦田最干旱的时期。小麦收获后,7月分土壤水分开始回升,7月～9月为土壤水分恢复平衡阶段,10月为土壤水分恢复平衡后相对稳定阶段。收墒期降水可以使2m土层土壤水分基本恢复到适宜状态,土壤储水主要分布在2m土层,即2m为土壤水库下限深度。8月开始,麦田中下层土壤水分运动方向发生逆转,由前期的向上运动转变为向下运动。麦田涝渍现象出现在秋季,主要出现在土壤中下层。早春和晚秋麦田重旱发生概率较低,秋季是陇东麦田土壤水分含量最高的时期,晚秋2m土层平均含水量超过早春,土壤水分于秋季恢复平衡,晚秋-早春,即越冬期降水量小于土壤蒸散量,土壤水分有一定损耗。     

渭北旱塬苹果基地土壤水分空间变异性研究

用地统计学的理论和方法, 分析了渭北旱塬区3种主要土地利用类型农地、苹果地和苜蓿地3个土层深度(0～20、60～80、280～300 cm)的土壤水分空间变化趋势.变异函数分析结果表明,3种土地利用类型的土壤水分具有明显的空间变异特性.在0～20 cm土层,空间变异性尺度为9～16 m,60～80 cm土层为5～12 m,280～300 cm土层为5～10 m,空间变异性程度随尺度变化.自相关尺度为1～17 m,自相关部分的空间变异性在0～20、60～80和280～300 cm分别占总空间变异性的89.95%～94.15%、83.75%～97.64%和85.16%～93.85%,明显大于随机部分的空间变异性.从苜蓿地、苹果地到农地,空间自相关的尺度逐渐增大.各向异性分析表明,农地和苜蓿地在表层(0～20 cm)具有明显的各向异性,而苹果地的土壤水分含量接近各向同性.     

半干旱区草粮轮作田土壤水分恢复效应

采用野外实地观测和作物模型模拟相结合的方法,研究了不同轮作模式黄土高原半干旱区长期种植苜蓿地农田土壤水分恢复状况。结果表明：长期连作苜蓿地土壤干燥化进程与不同轮作模式下土壤湿度恢复的进程均表现为前期快后期慢;8～10 m深层土壤湿度恢复困难,6～8年生苜蓿草地翻耕后适宜采用PPW轮作模式（马铃薯→马铃薯→春小麦）以恢复土壤水分,种植16～20 a粮食作物后可以再次种植苜蓿。该研究结果可为黄土高原半干旱区苜蓿草地的土壤水分利用和恢复提供参考。     

黄土高原区草粮（油）翻耕轮作的土壤水分及作物产量效应

为了评价苜蓿翻耕后进行不同轮作模式的水分适应性和经济效益,提出黄土高原区生态效益和经济效应较好的草田轮作模式。该文测定了6a生苜蓿草地翻耕后轮作农田和休闲地的土壤水分及作物产量,并进行经济效益分析。结果表明,不同草田轮作模式的土壤水分恢复作用存在差异。苜蓿地轮作第2年收获后,以苜蓿-休闲-休闲模式土壤水分状况最好,0～300cm土层土壤水分已接近连作农田水平,且100～340cm土层土壤水分较耕前出现了恢复现象;而苜蓿-冬小麦-冬小麦模式最差,土壤水分恢复层出现在120～320cm土层;6a生苜蓿地翻耕后经过2a轮作,0～500cm土层土壤水分仍未达到连作农田水平。轮作2a冬油菜平均籽粒产量和平均籽粒水分利用效率较连作冬油菜分别增加了34.9%、44.4%(P<0.05),轮作2a冬小麦平均籽粒产量和平均籽粒水分利用效率较连作冬小麦分别提高了45.0%、42.9%(P<0.05);效益分析表明,轮作2a冬小麦的平均产投比是连作2a冬小麦的近1.5倍,是轮作2a冬油菜的2.5倍,是连作2a冬油菜的3.4倍,6a生苜蓿地翻耕后轮作冬小麦比轮作冬油菜具有更高经济效益。该研究结果为黄土高原苜蓿草地可持续利用,建立稳定的旱地农业生态系统提供了理论依据。     

陕北丘陵区陡坡柠条林地与荒坡土壤水分变化研究

通过定点土壤水分测定与对比分析，研究了陕北丘陵区陡坡柠条林地与荒坡的土壤水分亏缺状况，年际年内动态变化规律，干燥化特征及其自然降水的补偿能力。结果表明，柠条林地与荒坡0-10m土层贮水量仅相当于田间持水量的26．2％～41．2％。荒坡地0-10m土层贮水量相当于田间持水量的39．8％～41．2％。土壤贮水量的分布是阳坡〈半阳坡〈阴坡，上坡位〈下坡位。年际间土壤水分的变异程度随土壤深度的增加而减弱，土壤贮水量的变化主要发生在2m以上土层内。土壤贮水量具有明显的季节变化特征，但滞后于降雨量变化。生长季内，柠条地与荒坡的土壤平均贮水量之间差异显著，土壤越深，其含水量变化程度越小。两种利用方式的土壤剖面都产生了不同程度的干化层。相比而言，柠条林地深层土壤干燥化强度明显大于荒坡地。丰水年柠条林雨水补偿深度仅为1．0m，荒坡也仅为1．2m。柠条林丰水年的雨水补偿深度比干旱年可增加60cm以上，5m土层贮水增量增加3倍以上。     

不同草粮轮作方式对退化苜蓿草地水分恢复的影响

2003－2005年在黄土高原宁南旱区10年生退化苜蓿草地上进行了连续3 a不同作物组合方式的轮作试验,轮作作物为春小麦、马铃薯和谷子,为研究比较不同轮作方式对退化苜蓿土壤水分的恢复状况和作物产量效益,优化出较为合理的草粮轮作模式。试验结果表明,轮作地0～60 cm土层土壤易受降水和地面蒸发影响,60～120 cm土层土壤水分主要被轮作作物利用,而120～200 cm土层土壤水分相对较为稳定,受降水和地面蒸发影响很小,并随轮作年限的增加,基本上表现出不断恢复趋势。通过草粮轮作可以增加苜蓿地120～200 cm土层土壤水分,且显著高于撂荒地和对照苜蓿地,同时可获得一定作物产量。相对于其他轮作方式而言,马铃薯-马铃薯-春小麦（PPW）轮作处理能够充分利用有限的降水资源,对土壤水分具有较好的恢复作用,其作物总产量和水分利用效率均较高,分别为5214.5 kg/hm2和9.38 kg/(hm2·mm-1),与轮作前苜蓿地相比,120～200 cm土层土壤水分净恢复量为24.73 mm。     

Effects of trefoil cover crop and earthworm inoculation on maize crop and soil organisms in Reunion Island

 Traditional tree fallows have been abandoned on the western coast of the Reunion Island because of the increasing need for cultivated land. Soil fertility is no longer restored and crop yields have decreased drastically. The leguminous plant, Lotus uliginosus (trefoil), used as a cover crop, has made possible the control of erosion, the restoration of soil macrofauna, especially earthworms, and the increase in crop yields. When trefoil was associated with earthworms (Amynthas corticis), the densities of maize, the yields of maize stalk and dry matter, the yield of trefoil fodder dry matter, and the biomass and respiratory activity of soil microflora were considerably increased. The combined effects of their association led to a significant decrease in populations of the plant-parasitic nematode, Pratylenchus vulnus, in maize roots, and in the population of borers. Some soil chemical features were modified. Received: 10 September 1997     

玉米二元覆盖农田水分动态及水分利用效率研究

旱地玉米采用垄面覆膜、垄沟覆不同用量麦草的二元覆盖试验结果表明:随麦草覆盖量的增加土壤保墒效果明显;其中0~100cm土层土壤玉米全生育期累积贮水量5250kg/hm2和9750kg/hm2的麦草覆盖处理比垄面覆膜垄沟未覆麦草处理平均增加146.2mm,水分利用效率提高16.67%~28.65%,降水利用率提高12.39%~18.29%,玉米增产12.10%~18.15%。     

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。