秸秆还田与旋耕对川中土壤物理性状及玉米机播质量的影响

为明确川中丘陵地区紫土小麦-玉米两熟种植模式下机播玉米生产适宜的秸秆还田方式与耕作方式,改善土壤的瘠薄、黏性过大等问题,提高耕层土壤的播种条件、播种质量,达到作物高产的目的,设置秸秆还田旋耕(RTS)、秸秆还田免耕(NTS)、秸秆不还田旋耕(RT)、秸秆不还田免耕(NT)4个处理,研究麦秸还田与旋耕对川中丘区紫色黏土物理性状及机播夏玉米播种质量的影响。结果表明:与秸秆不还田相比,麦秸还田显著增加了拔节期0~10 cm土层土壤毛管孔隙度和免耕处理0~10 cm全生育时期土壤含水量,显著降低出苗率、播种均匀度和幼苗整齐度等指标。与免耕相比,旋耕处理降低了0~10 cm土壤容重、含水量,增加了毛管孔隙度,出苗率提高9.9%,幼苗株高、茎粗、叶面积和干重显著提高。麦秸还田条件下,旋耕处理较免耕处理0~10cm土壤容重降低2.0%~12.1%,出苗率、播种均匀度、每穴苗数、幼苗整齐度显著提高,其中出苗率增加17.9%。玉米出苗率与0~10 cm土壤含水量呈显著正相关,播种均匀度与幼苗整齐度均与0~10 cm土壤容重呈显著负相关。可见,麦秸还田下旋耕处理改善了土壤结构,增加了土壤含水量,更有利于川中丘陵地区小麦-夏玉米种植模式机播玉米质量和幼苗素质的提高。     

华北灌溉区秸秆焚烧与直接还田生态效应研究

2年试验研究初步表明,华北灌溉地区夏季麦秸覆盖直接还田较焚烧处理可保持土壤水分,降低土壤温度,有利于玉米的生长发育,作物产量增加。秸秆焚烧初期的土壤速效养分含量(P、K)高于秸秆还田处理,尤其是速效磷含量远高于秸秆还田处理,但至收获时差异不大;秸秆焚烧比秸秆还田处理除草效果好,且可使部分病虫害减轻,但有的病虫害却因秸秆直接还田而加重。     

黄土旱塬长期秸秆还田对土壤养分、酶活性及玉米产量的影响

研究黄土旱塬区玉米生产中长期秸秆还田对土壤性质及玉米产量的影响,可为农田土壤可持续利用及质量提升提供科学依据。本研究基于连续24年(1992—2016年)秸秆还田长期定位试验,设置秸秆过腹还田、秸秆直接还田、秸秆覆盖还田以及不还田处理,研究长期不同秸秆还田方式对土壤化学性质、酶活性以及玉米产量的影响。研究表明,秸秆不还田处理累积玉米产量为1.695×105 kg·hm?2,覆盖还田、直接还田和过腹还田处理累积玉米产量分别为1.885×105 kg·hm?2、1.854×105 kg·hm?2、2.001×105 kg·hm?2,其增产率分别为10.1%、8.6%、15.3%。3种秸秆还田均可以显著提高0～20 cm土层土壤有机碳含量6%～14%,对20～40 cm土层土壤有机碳含量无显著影响。与秸秆不还田相比,长期过腹还田可显著增加土壤全氮、全磷、全钾、有效氮、有效磷和有效钾含量,秸秆直接还田可显著增加土壤全氮、全钾、有效氮和有效钾含量,长期覆盖还田仅提高土壤有效氮和有效钾含量。土壤蔗糖酶活性表现为过腹还田最高,直接还田和覆盖还田次之,不还田处理最低。秸秆直接还田0～20 cm纤维素酶活性最高,是不还田处理的2.2倍。过腹还田使土壤脲酶活性和碱性磷酸酶活性分别显著提高13.0%和20.5%,直接还田和秸秆覆盖对脲酶和碱性磷酸酶活性无显著影响。玉米生产中长期连续秸秆过腹还田和直接还田对土壤养分含量及酶活性产生了深远的影响,尤其是土壤蔗糖酶活性的提高与玉米产量稳定和提升有非常紧密联系。     

华北地区麦秸还田的适宜条件

本文对麦秸还田方式，秸秆数量，施氮量、粉碎程度，翻压深度，土壤水分条件和覆盖时间等进行了研究，提出了麦秸还田的适宜条件，研究还表明麦秸还田有良好的增产、改土培肥作用，麦秸覆盖有良好的保水，调温和抑制杂草作用。     

不同秸秆还田方式对土壤酶活性和玉米产量的影响

为了给吉林省玉米田最适秸秆还田方式提供一定的科学依据,试验采用随机区组法,通过与传统耕作相比较,秸秆深翻还田和秸秆覆盖还田,研究在不同生育时期秸秆还田对土壤含水量、过氧化氢酶、蔗糖酶、脲酶和酸性磷酸酶活性及产量变化的影响。结果表明:随着玉米生长,秸秆深翻还田、秸秆覆盖还田、传统耕作在玉米生育期内土壤含水量和各土壤酶活性变化趋势相一致;在玉米抽雄期,深翻还田和覆盖还田较传统耕作土壤含水量分别增加33.57%、16.20%,过氧化氢酶活性分别增加14.91%、9.29%,蔗糖酶活性分别升高32.20%、20.26%,脲酶活性分别增加10.53%、5.84%,酸性磷酸酶活性分别升高19.79%、8.59%;产量分别增加5.59%和2.39%。因此秸秆深翻还田更有利于提高土壤酶活性和产量,可作为吉林省秸秆还田首选方式。     

耕作方式和秸秆还田对砂姜黑土碳库及玉米小麦产量的影响

长期秸秆还田免耕覆盖措施导致沿淮区域砂姜黑土耕层变浅、下表层(10～30 cm)容重增加、土壤养分不均衡等问题凸显,限制了小麦-玉米周年生产力的提高。耕作和秸秆还田措施合理的搭配组合是解决这一问题的有效方法。通过8年的小麦-玉米一年两熟田间试验,设置4个处理:1)玉米季免耕-小麦季免耕秸秆不还田(N);2)玉米季深耕-小麦季深耕秸秆不还田(D);3)玉米季秸秆免耕覆盖还田+小麦秸秆免耕覆盖还田(NS);4)玉米季秸秆免耕覆盖还田+小麦季秸秆深耕还田(DS)。通过分析作物收获后不同土壤深度(0～60 cm)总有机碳(TOC)、颗粒态碳(POC)、微生物生物量碳(MBC)、易氧化态碳(KMnO4-C)、可溶性有机碳(DOC)和土壤碳库管理指数(CPMI),并结合小麦-玉米的周年产量变化,以期获得培肥砂姜黑土的最佳模式。研究结果表明:1)相对于长期免耕措施(N),DS处理能够提高0～30 cm土层TOC、POC、MBC、KMnO4-C等组分含量和CPMI;而NS措施仅提高土壤表层(0～10 cm)TOC、活性有机碳组分含量和CPMI;2)DS处理显著提升了小麦-玉米的周年生产力,其麦玉的周年产量均值分别比N、D和NS处理高出14.7%、12.9%和8.5%;3)MBC和KMnO4-C对于耕作和秸秆还田措施都是较为敏感指示因子。总的来说,玉米季小麦秸秆覆盖还田+小麦季玉米秸秆深耕还田(DS)是改善沿淮地区砂姜黑土土壤碳库、提高小麦-玉米周年产量的一种有效农田管理模式。     

麦稻两熟地区不同埋深对还田秸秆腐解进程的影响

为探讨稻麦两熟地区还田秸秆的腐解进程,用尼龙网袋法研究了麦稻秸秆不同埋深(0、7、14.cm)对还田秸秆腐解及C/N比的影响。结果表明,在麦田,埋深14.cm的秸秆腐解速度最快,覆盖在表层较慢。稻田由于有水层的作用和高温高湿的环境,秸秆腐解比麦田快,覆盖在表层比埋入土中的略慢。麦季稻秸覆盖还田一季后秸秆残留率在60%左右,埋入土中的残留率在40%左右;稻季麦秸覆盖还田一季后秸秆残留率在25%左右,而埋在土中的残留率在20%左右。随着还田秸秆的腐解,秸秆含氮量逐渐增加,全碳含量下降,秸秆C/N比降低。麦季稻秸覆盖C/N比较高,而稻季麦秸覆盖的C/N比较低。一季后麦田稻秸的C/N比平均在30左右,稻田麦秸在15以上,比土壤腐殖质的C/N比高,说明种植一季作物后,还田的秸秆尚未完成腐殖化过程。     

辽西半干旱区整秸半覆盖技术及增产效应研究

秸秆覆盖能有效地集节天然降水、抑制蒸发 ,改善土壤物理性状 ,实现农业高产稳产。据在辽西低山丘陵半干旱区 5°～ 8°农坡地上进行的试验 ,玉米秸覆盖 90 0 0kg/hm2 ,土壤容重比对照下降 2 0 6%,最大毛管持水量增加 3 3 9%。坡地玉米最佳的玉米秸覆盖量为 15 0 0 0kg/hm2 、小麦秸覆盖量为 75 0 0kg/hm2 。在小麦秸最佳覆盖量条件下 ,玉米产量提高 2 9 4 5 %。秸秆覆盖量过大 ,不利于作物生长 ,产量易受到影响。     

麦秸覆盖对土壤理化性质及夏花生生长发育的影响

为研究麦秸覆盖与否对土壤理化性质、夏花生生长发育及产量的影响,采用随机区组试验,在花生夏直播平作模式下,调查麦秸覆盖与不覆盖处理的土壤物理性状、土壤酶活性、花生营养、生殖生长及产量、品质等指标的变化。结果表明,麦秸覆盖后,产量、饱果率、出仁率比未覆盖分别降低5.2%、9.8%、0.66%。麦秸覆盖显著影响了土壤理化性状,使得土壤温度、张力、容重、脲酶活性下降,土壤湿度、孔隙度和多酚氧化酶活性增加;同时,覆盖还影响了花生的营养生长,麦秸覆盖后显著降低了花生的主茎高、侧枝长、叶面积和叶片SPAD值;与不覆盖相比,麦秸覆盖降低了花生的开花量、果针数和结果数,最终导致产量降低。麦秸覆盖可改善土壤不良的理化性状,但覆盖后地温降低,延缓了花生的生育进程,不利于当季花生的生长发育及结实。研究结果为麦茬夏花生高产栽培技术的集成提供了理论依据。     

应用15N示踪研究麦秸还田中氮的去向

应用¹⁵N示踪技术研究了麦秸铺施和混施方式下,秸秆中氮在土壤中的去向。试验结果表明:1.麦秸铺盖土表还田的,夏谷地上部分和籽粒部分对秸秆氮的利用率分别为28.3%和15.2%,而麦秸与土壤混合施用还田的,其对秸秆氮的利用率则分别为20.6%和12.0%。前者明显优于后者。2.夏谷生长87天后,麦秸铺施还田的,秸秆氮有28.3%进入夏谷株体中;16.5%进入土壤腐殖质;0.5%和3.1%分别进入渗漏水和以气态等形式逸失;残留于土壤中的秸秆氮(包括夏谷根系)约有51.6%。而麦秸混施还田的,秸秆氮进入夏谷株体、土壤腐殖质、渗漏水和以气态逸失的量分别占施入秸秆氮总量的20.5%,14.8%,0.2%和11.5%,残留于土壤中的约占总量的53.0%。     

粉煤灰改土效应研究

六个省市多年试验研究证明燃煤电厂湿排法排出的粉煤灰改良粘质土壤增产效果明显，亩施粉煤灰１．５万到３万公斤时，小麦增产１２．７±５．８％，玉米增产１２．１±３．５％，水稻增产１３．５±７．０％，此外对谷子、棉花、蔬菜均有一定的增产效果。     

太湖地区黄泥土的粘闭对作物生长的影响

本试验是以太湖地区两种不同质地的黄泥土为对象,通过盆栽和田间小区试验,研究了粘闭土壤和团聚土壤对水稻生长的影响,并对粘闭土壤回旱后,如何减轻对旱作物生长的危害做了初步探索。其结果表明:土壤粘闭对水稻生长的影响与水位和渗漏等因素密切相关,在淹水不渗漏的盆钵条件下,粘闭土壤对水稻生长的效果优于团聚土壤,特别是对于粘质黄泥土更是如此。但是这种优势在田间自然条件下,由于渗漏以及其它因素的参与,又可能被模糊。粘闭土壤不利于旱作物生长的主要原因是粘闭土壤回旱后,适于作物生长的土壤湿度、通气以及机械强度难以协调。减轻粘闭土壤对旱作物生长的危害,首先考虑通过耕作来恢复土壤结构,但在较高的含水量(大于塑限)时,应以排水增加通气为主,而不能指望通过机械耕作来调节,因为机具的作用只能导致土壤的进一步粘闭。较为适中的措施是免耕结合排水。     

EFFECT OF SOIL BUNDS ON RUNOFF,SOIL AND NUTRIENT LOSSES,AND CROP YIELD IN THE CENTRAL HIGHLANDS OF ETHIOPIA

The effects of soil bunds on runoff, losses of soil and nutrients, and crop yield are rarely documented in the Central Highlands of Ethiopia. A field experiment was set up consisting of three treatments: (i) barley‐cultivated land protected with graded soil bunds (Sb); (ii) fallow land (F); and (iii) barley‐cultivated land without soil bund (Bc). For 3 years (2007–2009), the effect of soil bunds on runoff, losses of soil and nutrients, and crop productivity was studied. Daily runoff and soil and nutrient losses were measured for each treatment using standard procedures while barley yield was recorded from the cultivated plots. The results showed that Sb brought about significant reduction in runoff and soil losses. Plots with Sb reduced the average annual runoff by 28 per cent and the average annual soil loss by 47 per cent. Consequently, Sb reduced losses of soil nutrients and organic carbon. However, the absolute losses were still high. This implies the need for supplementing Sb with biological and agronomic land management measures to further control soil erosion. Despite these positive impacts on soil quality, Sb do not increase crop yield. Calculated on a per‐hectare basis, Sb even reduce crop yield by about 7 per cent as compared with control plots, which is entirely explained by the reduction of the cultivable area by 8·6 per cent due to the soil bunds. Suitable measures are needed to compensate the yield losses caused by the construction of soil bunds, which would convince farmers to construct these land management measures that have long‐term beneficial effects on erosion control. Copyright © 2012 John Wiley & Sons, Ltd.     

基于CWSI和土壤水分修正系数的冬小麦田土壤含水量估算

2000年10月～2001年7月在西北农林科技大学灌溉实验站冬小麦田内,进行了利用作物冠层温度定量估算冬小麦田土壤含水量的试验研究。根据水分亏缺条件下作物蒸发蒸腾量计算公式及作物水分胁迫指标(CWSI)的定义,得到了基于CWSI和土壤水分修正系数Ks的不同生育阶段冬小麦田土壤含水量估算公式,其中Ks采用了康绍忠的幂函数形式(KM)及Dooreboos的线性公式(DM)。用该公式对冬小麦田土壤含水量在4个生育阶段进行了估算,并对估算值和实测值进行对比和误差分析。分析结果表明:在出苗越冬期和越冬返青期KM和DM模型对土壤水分的估算偏高,其原因是由于麦田土地裸露导致CWSI观测中出现了较大误差;在返青抽穗开花期和灌浆成熟期KM模型估算冬小麦根层土壤含水量较适宜,误差在15%以内,DM模型误差较大达到30%。     

旱作高产田产量波动性和土壤干燥化

根据旱地作物长期田间试验数据，论述了旱作农业生产中作物产量波动性是一个规律性现象，并用波动系数加以表述。研究结果表明旱作高产田与低产田相比，存在相似的产量波动性，区别是它在较高产量水平上波动，高产田作物耗水量较高，从而导致土壤相对干燥化。土壤干部是高产田产量产生波动性的直接原因，而低产田则因作物吸水能力低，土壤储水不能充分利用所致。     

长期施用有机肥对土壤及不同粒级中有机磷含量与分配的影响

通过在黄棕壤上开展的 14年田间定位试验研究稻 -麦水旱轮作下长期施用有机肥对土壤及不同粒级中有机磷的影响。结果表明 :与不施肥的对照和单施化肥相比 ,有机肥与化肥长期配合施用能显著增加土壤有机磷总量 ;就有机磷的形态而言 ,长期施肥主要增加中等活性有机磷的含量。土壤不同粒级中总有机磷的含量顺序为 :0～ 2 μm >2～ 10 μm >5 0～ 10 0 μm >10～ 5 0 μm。从分配系数上看 ,土壤有机磷各形态中以对植物有效性较高的中等活性有机磷占绝对优势 ,对植物有效性最高的活性有机磷仅占 3 %左右。长期施用有机肥后使分配在活性、中等活性组分中有机磷的比例增加 ,而稳定性有机磷中的比例下降。     

不同施肥处理对水稻养分吸收和稻田土壤微生物生态特性的影响

在水稻长期定位肥料试验条件下研究了不同施肥处理对水稻养分吸收动态变化和土壤微生物生态特性的影响。该长期定位试验设有CK(不施肥对照)和PK、NK、NP、NPK五个肥料处理和常规稻、杂交稻品种对比处理。研究结果表明,水稻产量分别与水稻吸氮总量、吸磷总量和吸钾总量显著相关;在连续种植水稻条件下,水稻对所缺养分的吸收量呈逐年下降趋势,表明缺肥区土壤相应的有效养分库消耗很快。土壤微生物特性测定表明,不平衡施肥降低了土壤微生物量N,使微生物量C/N比增加。与缺肥区相比较,NPK配施处理促进了土壤微生物的功能多样性,同时增加了土壤微生物总量。可见,土壤中养分不足或供应不平衡,不仅影响水稻养分的吸收,而且对土壤微生物总量和群落多样性产生重要影响。     

黄土高原人工林对区域深层土壤水环境的影响

通过对典型黄土区 1 0m土层土壤水分的分析表明 :黄土高原土壤深层具有丰富的土壤水资源 ,3～ 1 0m土层内土壤水资源从南部的 1 0 86.8mm逐渐降低到北部的 5 2 4.1mm ,各地土壤水资源量约相当于当地多年平均降水量的 2倍。在 1 0m土壤水分剖面内 ,随土层深度的变化土壤含水量具有波动性和相对稳定性的特征。以荒坡地或低产农田为对照 ,通过对比分析发现 ,黄土高原目前主要的造林树种可利用 9～ 1 0m以下土层的土壤水资源。在黄土高原半干旱气候背景下 ,人工林植被的耗水主要使黄土区中北部地区 3～ 8m土层土壤含水量降低到长期接近或低于凋萎湿度 ,形成难以恢复的深厚土壤干层。人工林大量耗水形成的难以恢复的土壤干层是黄土高原特殊的生态水文现象 ,是目前区域人工植被生态系统不稳定性的体现。同时表明 ,黄土高原营造的人工林尚不能达到涵养水源之功能。     

SULFUR APPLICATION EFFECTS ON SOIL PROPERTIES IN A CALCAREOUS SOIL AND ON SUGARCANE GROWTH AND YIELD

High pH soils limit availability of pH sensitive nutrients including phosphorus (P), even though abundant levels are present. Application of such nutrients to the soil is ineffective because they quickly get tied up in unavailable forms. Elemental sulfur (S) application in a narrow band to lower root zone pH and increase nutrient availability to the crop is a possible economically feasible solution. A four year field study was conducted in which S was applied to sugarcane (Saccharum spp.) at rates up to 1120 kg S ha^?1 each of the 1st three years in a band using different application methods. Sulfur application effects on soil pH were gradual, causing only a slight reduction in the application zone after one year; but was long lasting, resulting in continuing substantial declines in soil pH in an adjacent zone four years after the first S application. Soil available P, sulfate (SO₄)-S, and salinity levels increased with increasing S applied. Sugarcane plant growth, as indicated by leaf area index during the grand growth period responded to moderate S application levels. Sugarcane yields increased linearly in the plant crop, but showed quadratic responses to S applications in the 1st through 3rd ratoon crops. Initial soil available P levels prior to the first treatment application were at the critical level considered adequate for crop requirements, yet growth and yield increases in response to S application suggest that the critical available soil P levels for sugarcane may be higher than previously established. Sulfur application at rates beyond those necessary to produce maximum yields resulted in salinity problems which probably reduced yields. The ‘stool splitter’ application method, which slices the plant stool using a coulter and places the fertilizer directly in the middle of the furrow caused crop damage and stand loss which persisted for the remainder of the sugarcane crops. Based on the results of this study, a single application of elemental S at up to 1120 kg S ha^?1 directly below the seed cane at planting is recommend for sugarcane on a calcareous soil, with no additional applications in later crops.     

不同培肥措施下黄潮土肥力变化定位研究

本试验是1977-1985年在华北地区的黄潮土上进行的定位培肥试验.试验结果表明:施用不同有机肥培肥,均比单施化肥,土壤中总碳增加量达到极显著水平,土壤腐殖质组分含量、土壤微形态特征、以及水稳性团粒结构的数量均有明显的变化.作物产量的效应,其差异显著性达到极显著水平.培肥9年的试验中,土壤肥力的变化明显地制约着作物产量的升降.