不同耕作深度对红壤坡耕地耕层土壤特性的影响

红壤坡耕地不同耕作深度对耕层质量和作物产量具有重要影响。以江西红壤坡耕地示范区耕层为研究对象,从土壤属性角度,对红壤坡耕地不同耕作深度处理下垂直深度土壤水分、容重、孔隙度、土壤紧实度、土壤抗剪强度、土壤有机质、有效磷和速效钾等进行分析。结果表明:(1)不同耕作深度对土壤孔隙度、饱和含水量和田间持水量的影响为免耕翻耕20 cm翻耕10 cm常规耕作翻耕30 cm,对容重的影响为翻耕30 cm常规耕作翻耕10 cm免耕翻耕20 cm;与常规耕作比较,翻耕30 cm使土壤饱和含水量、田间持水量和土壤孔隙度分别提高了18.17%,12.67%,5.94%,土壤容重降低6.90%。(2)不同耕作深度下土壤紧实度表现为翻耕30 cm翻耕10 cm翻耕20 cm免耕常规耕作,土壤抗剪强度表现为翻耕30 cm常规耕作翻耕10 cm免耕翻耕20 cm;与常规耕作对照,翻耕30 cm使土壤紧实度和抗剪强度分别降低27.07%和24.82%。(3)土壤有机质含量以翻耕20 cm处理下最高(13.48 g/kg),免耕处理含量最低(9.39 g/kg),土壤速效养分主要集中分布在0-20 cm土层,但20-40 cm土层中翻耕处理较免耕处理有不同程度的增加,以翻耕20 cm和常规耕作表现显著。(4)主成分分析结果表明,翻耕30 cm处理对红壤坡耕地土壤的综合改善效果最好。研究结果可为红壤坡耕地耕层土壤改善和合理耕层构建提供技术参考。     

干湿交替下基于超声波速度的土壤含水率估算模型

为探究不同墒情需求的农田耕作层土壤含水率与超声波速度的变化关系,采用室外模拟降雨的方式,使土壤样本初始含水率分别为15%、20%、25%和30%,之后置于自然环境下干燥直到土壤含水率达到5%结束干燥,每种处理进行共4次干湿交替,利用超声波土壤含水率原位检测装置对土壤样本进行超声波速度测定。结果表明:土壤样本在各次干湿交替过程中随着土壤含水率的不断下降,土壤容重及超声波速度均呈非线性的增加。随着干湿交替次数的增加,土壤含水率变化对超声波速度的影响减弱,土壤样本初始含水率越高,干湿交替次数对超声波速度的影响越小。采用自适应加权数据融合算法将多次干湿交替过程中的土壤样本超声波速度加权融合,并利用非线性回归分析构建适用于经历多次干湿交替作用下的超声波速度-土壤含水率关系模型,预测误差在6%左右,表明该模型可用于描述不同墒情需求的农田耕作层土壤含水率与超声波速度的关系。研究结果可为利用超声波速度特性实现不同灌溉性质农田土壤含水率的持续监测及预测提供参考。     

干湿交替对黄土崩解速度的影响

耕作土壤在降雨、灌水之后,其由翻耕后的疏松状态逐渐变得较为紧实,土粒之间会重新结合,土壤结构得到重组。土壤抵抗侵蚀能力发生了一定变化。通过土盒模拟土壤干湿交替过程,研究耕作土壤干湿交替过程中土壤容重和静水崩解变化。采用Richards模型对土壤崩解过程进行了模拟,分析干湿交替对土壤崩解速度的影响,结果表明：随土壤干湿交替次数的增加,土壤容重增长缓慢,土壤的固结从快变慢。随干湿交替次数的增加,土壤的崩解速度逐渐降低。其崩解过程可划分为缓慢崩解阶段、指数崩解阶段和崩解完成阶段。随干湿交替次数的增加,缓慢崩解阶段延长,指数崩解阶段推迟出现。经3次干湿交替后,土壤崩解速度显著降低,土壤抗蚀性增强。     

干湿交替对黄土崩解速度的影响

耕作土壤在降雨、灌溉之后,其由翻耕后的疏松状态逐渐变得较为紧实,土粒之间会重新结合,土壤结构得到重组。土壤抗侵蚀能力发生了一定变化。通过土盒模拟土壤干湿交替过程,研究耕作土壤干湿交替过程中土壤容重和静水崩解变化。采用Richards模型对土壤崩解过程进行了模拟,分析干湿交替对土壤崩解速度的影响.结果表明:随土壤干湿交替次数的增加,土壤容重增长缓慢,土壤的固结从快变慢。随干湿交替次数的增加,土壤崩解速度逐渐降低。其崩解过程可划分为缓慢崩解阶段、指数崩解阶段和崩解完成阶段。随干湿交替次数的增加,缓慢崩解阶段延长,指数崩解阶段推迟出现。经3次干湿交替后,土壤崩解速度显著降低,土壤抗蚀性增强。     

不同土壤耕作方式对东北风沙土区玉米田土壤质量及产量的影响

[目的]研究黑龙江省西部不同土壤耕作方式对玉米产量及土壤性状的影响,为该地区农业生产提供参考。[方法]比较常规耕作、旋耕、翻耕、深翻和超深翻耕作对玉米产量和土壤物理特性的影响。[结果]翻耕和超深翻耕作增加了土壤含水量和田间持水量,降低了耕层土壤渗透速率、土壤容重和土壤紧实度,但是增加犁底层土壤渗透速率、土壤容重和土壤紧实度。翻耕、深翻和超深翻处理耕层土壤三相结构距离(STPSD)和土壤结构指数(GSSI)较好;翻耕、深翻和超深翻处理显著降低犁底层土壤的GSSI,增加STPSD;旋耕处理没有显著影响犁底层土壤GSSI和STPSD。与常规耕作处理相比,翻耕和超深翻分别增加玉米产量7.6%和6.0%。翻耕比超深翻玉米产量高10.9%。深翻处理玉米产量为5.58t/hm2,比常规耕作减产8.1%。[结论]在不完全打破犁底层情况下,在黑龙江西部地区翻耕是比较理想的耕作方式。     

不同耕作措施对红壤坡耕地耕层质量的影响

为探明不同耕作措施对云南红壤坡耕地耕层土壤抗侵蚀性能和生产性能的影响,以常规耕作为对照,设置免耕、翻耕20 cm、翻耕20 cm+压实、翻耕20 cm+深松30 cm四种耕作措施,采用土壤质量指数法对不同耕作措施下耕层质量变化特征进行分析评价。结果表明:(1)不同耕作措施对红壤坡耕地耕层土壤抗侵蚀性能影响显著。翻耕20 cm+深松30 cm处理下土壤饱和导水率最大(1.19mm·min~(-1));与常规耕作相比,翻耕20 cm+深松30 cm处理下水稳性团聚体平均质量直径增加28.13%;免耕处理下土壤抗剪强度最高(12.12kg·cm~(-2)),耕层土壤饱和导水率最大(1.27mm·min~(-1));翻耕20 cm处理下大于0.25 mm水稳性团聚体含量、水稳性团聚体平均质量直径、几何平均直径均显著高于其他措施,分别为69.64 g·kg~(-1)、1.74 mm、0.77 mm。(2)不同耕作措施对红壤坡耕地耕层生产性能影响具有差异性表现,免耕处理下土壤容重显著增大,土壤有机质、有效磷在表层富集;翻耕20 cm、翻耕20 cm+深松30 cm处理下,耕层增厚效果显著,土壤有机质、有效磷含量显著增加。(3)红壤坡耕地耕层土壤质量及诊断指标的适宜性对耕作措施响应有差异,翻耕20 cm+深松30 cm处理耕层土壤质量指数最大(0.58);翻耕20 cm、翻耕20 cm+深松30 cm处理的耕层厚度、容重及有效磷指标均在适宜性阈值范围。上述研究结论可为红壤坡耕地适宜耕作措施选择以及坡耕地合理耕层的构建与评价提供参考。     

不同耕作措施对红壤坡耕地耕层质量的影响

为探明不同耕作措施对云南红壤坡耕地耕层土壤抗侵蚀性能和生产性能的影响，以常规耕作为对照，设置免耕、翻耕20 cm、翻耕20 cm+压实、翻耕20 cm+深松30 cm四种耕作措施，采用土壤质量指数法对不同耕作措施下耕层质量变化特征进行分析评价。结果表明：（1）不同耕作措施对红壤坡耕地耕层土壤抗侵蚀性能影响显著。翻耕20 cm+深松30 cm处理下土壤饱和导水率最大（1.19 mm·min^-1）；与常规耕作相比，翻耕20 cm+深松30 cm处理下水稳性团聚体平均质量直径增加28.13%；免耕处理下土壤抗剪强度最高（12.12 kg·cm^-2），耕层土壤饱和导水率最大（1.27 mm·min^-1）；翻耕20 cm处理下大于0.25 mm水稳性团聚体含量、水稳性团聚体平均质量直径、几何平均直径均显著高于其他措施，分别为69.64 g·kg^-1、1.74 mm、0.77 mm。（2）不同耕作措施对红壤坡耕地耕层生产性能影响具有差异性表现，免耕处理下土壤容重显著增大，土壤有机质、有效磷在表层富集；翻耕20 cm、翻耕20 cm+深松30 cm处理下，耕层增厚效果显著，土壤有机质、有效磷含量显著增加。（3）红壤坡耕地耕层土壤质量及诊断指标的适宜性对耕作措施响应有差异，翻耕20 cm+深松30 cm处理耕层土壤质量指数最大（0.58）；翻耕20 cm、翻耕20 cm+深松30 cm处理的耕层厚度、容重及有效磷指标均在适宜性阈值范围。上述研究结论可为红壤坡耕地适宜耕作措施选择以及坡耕地合理耕层的构建与评价提供参考。     

耕作方式对冀西北栗钙土土壤物理性状及莜麦生长的影响

为了探索不同耕作方式对冀西北栗钙土农田土壤物理性状及莜麦生长的影响,以河北省张北县10 a栗钙土长期定位试验莜麦田为研究对象,研究了免耕、松耕和翻耕对莜麦田土壤容重、土壤含水率、土壤硬度及莜麦生长的影响。结果表明:松耕和翻耕可以显著降低莜麦播种期到拔节期土壤容重,播种期免耕土壤容重1.49 g/cm3,松耕和翻耕分别为1.31和1.30g/cm3;不同耕作方式对土壤含水率影响不大;免耕显著提高土壤硬度,拔节期免耕土壤硬度58.51kg/cm2,为松耕1.74倍(P0.05),为翻耕2.53倍(P0.01);栗钙土土壤硬度与土壤容重、土壤含水率关系模型表明高土壤容重条件下土壤硬度对土壤含水率更敏感,低土壤含水率条件下土壤硬度对土壤容重更敏感;免耕莜麦株高和叶面积生长受到抑制,穗数和穗粒数显著降低,经济产量413.79 kg/hm2,分别为松耕和翻耕的62.27%和51.64%。栗钙土莜麦田免耕与松耕、翻耕相比土壤容重大,土壤硬度高,莜麦产量显著降低;3种耕作方式中,松耕是兼顾生态与经济效益的耕作措施。     

耕作对健康耕层结构的影响及发展趋势

土壤耕作与土地生产力密切相关,土壤耕层中的养分影响作物养分的吸收与利用,良好的耕层结构有利于水、肥、气、热之间相互协调。耕层深度与耕作方式有关,构建良好的健康耕层结构,有利于协调作物生长和根系分布。本文结合有关传统翻耕耕作、免耕、旋耕、深耕等对土壤耕层的研究结果,从土壤容重、土壤孔隙度、土壤团聚体、土壤入渗、土壤重金属、土壤呼吸及根系特征等方面,探讨耕作模式对健康土壤耕层构建的影响,并就耕作体系、系统定位、耕作效率、适生作物方面指出目前土壤耕层研究不足,从因地制宜发展耕作方式、建立综合性耕作体系、加快耕作新型农机的研究应用、开展农田小气候环境系统研究方面展望了构建健康理想耕层结构的发展趋势,以期最大限度地提高耕地资源综合生产能力,缓解人地关系矛盾,为农业生产中最佳耕作模式提供理论基础和技术支撑。     

耕作模式对棕壤酶活性的影响研究

为研究翻耕、旋耕、免耕对作物根系生长影响的机理,以耕层棕壤(0-20cm)和犁底层棕壤(20-40cm)为试验材料,采用盆栽的方法模拟了不同耕作模式及容重,并研究了这些条件对土壤过氧化氢酶、多酚氧化酶、脲酶、磷酸酶、转化酶活性的影响。结果表明:中、下层不同土样及不同容重对土壤酶活性均有显著影响(P<0.01)。与1.2g/cm3容重相比,容重为1.4g/cm3和1.6g/cm3的土壤分别在不同程度上降低了土壤酶的活性,中、下层容重变化对表层酶活性影响相对较小,但中层受下层容重变化影响较大,容重由1.4g/cm3升到1.6g/cm3时酶活性下降尤为明显。多数情况下,模拟保护性耕作的土壤多酚氧化酶、脲酶、磷酸酶、转化酶活性在对应土层与生育期总比模拟翻耕的高,模拟翻耕土壤处理的中、下层土壤过氧化氢酶活性明显高于保护性耕作处理的酶活性。     

耕翻和秸秆还田深度对东北黑土物理性质的影响

为了明确耕翻和秸秆还田深度对土壤物理性质的影响,在东北黑土区中部进行了6 a的耕翻和秸秆还田定位试验,设置了免耕(D0)、浅耕翻(0～20 cm)(D20)、浅耕翻+秸秆(D20S)、深耕翻(0～35 cm)(D35)、深耕翻+秸秆(D35S)、超深耕翻(0～50 cm)(D50)和超深耕翻+秸秆(D50S)7个处理开展研究,秸秆还田处理将10 000 kg/hm2秸秆均匀地还入相应的耕翻土层。结果表明,耕翻和秸秆还田深度是影响土壤物理性质的重要农艺措施。与初始土壤相比,免耕显著增加了0～20cm土层土壤容重,减少了孔隙度、持水量、饱和导水率和0.25mm水稳性团聚体的含量(WAS0.25)(P0.05),而对20～50 cm土层没有显著影响(P0.05)。在0～20 cm土层,除了D50处理显著降低了WAS0.25含量以外,D20,D35和D50处理对各项土壤物理指标均没有显著影响;而D20S和D35S处理则显著改善了该层各项土壤物理指标。在20～35 cm土层,D35、D35S、D50和D50S处理显著改善了该土层各项土壤物理指标(除了2014年的容重)。在35～50cm土层,D50和D50S处理对各项土壤物理指标改善效果显著,特别是相应土层通气孔隙度和饱和导水率显著增加。研究结果表明耕翻配合秸秆对土壤物理指标的改善效果优于仅耕翻处理。综合评分结果也表明D35S和D50S处理分别对20～35 cm和35～50 cm土层土壤物理性质的改善效果最好,说明在质地黏重的黑土上深翻耕或者超深翻耕配合秸秆还田通过土层翻转秸秆全层混合施用能够显著改善全耕作层土壤的物理性质,增加耕层厚度,扩充土壤的水分库容,提高黑土的水分调节能力。     

Influence of soil tillage on net N-mineralization under sugar beet

The shift from conventional to reduced soil tillage may affect physical and chemical soil properties and thereby net N-mineralization. The aim of this study was to quantify the effect of soil tillage on net N-mineralization at different depths. For this purpose the mineralization rate in the 0–10, 10–20, and 20–30 cm soil layer of conventionally and reduced tilled, N unfertilized plots under sugar beet was estimated with a field incubation method in 1993 and 1994. This method was compared to a balance method which takes into account N uptake of the crop and mineral N in the soil (0–90 cm). The mineralization rate in 1993 and 1994 was determined by the increase of soil temperature in spring and the change of water content in summer. Although the amount of cumulated mineralized N did not differ. soil tillage affected the mineralization rate in the three soil layers depending on the distribution of organic matter. In the reduced tilled soil the mineralization rate in the upper soil layer (0–10 cm) was higher than in conventionally tilled soil, whereas in the layer 10–20 cm depth the mineralization rate of the conventional treatment exceeded that of the reduced tilled treatment. These differences in mineralization rate between conventional and reduced tillage were more distinct in 1994 than in 1993. Since the amount of N mineralized during the season and the period of highest N-mineralization rate in the arable soil layer did not differ due to soil tillage the necessity of an increased N-fertilization in reduced tillage systems cannot be concluded from these results. This is supported by results of the white sugar yield, which showed no interaction between tillage and N fertilization. Results of the field incubation method differed considerably from those of the balance method. This is primarily due to lacking parameters in the N balance.     

Response of soil structure and hydraulic conductivity to reduced tillage and animal manure in a temperate loamy soil

We studied the combined effects of reduced tillage and animal manure on soil structure and hydraulic conductivity (K) in the 2–10 and 12–20 cm layers in a loamy soil. The study was performed at the end of a 7‐yr field trial and included three tillage treatments (mouldboard ploughing until 25 cm depth: MP, shallow tillage until 12 cm depth: ST, no‐till: NT) and two fertilizer application treatments (mineral or poultry manure). Soil structure was assessed through bulk density (ρ_b), micromorphological and macropore‐space characteristics. K was measured in situ at ?0.6, ?0.2 and ?0.05 kPa. Untilled layers had a vermicular microstructure resulting from earthworm activity, whereas tilled layers displayed a mixture of crumb and channel microstructures. Untilled layers had the highest ρ_b and twice as much lower total macroporosity area (pores > 240 μm in equivalent diameter) than tilled layers, reflected by the smallest area of macropores 310–2000 μm in diameter and the smallest area of large complex macropores. K under untilled layers was 12–62% lower than that under tilled layers, but differences were statistically significant only at ?0.05 kPa in the 2–10 cm. No significant interaction between tillage and nutrient application treatments was detected for all properties. Compared with mineral fertilizer, poultry manure resulted in a similar ρ_b but 20% greater total macroporosity area and 30% higher K at ?0.2 kPa. Overall, the sensitivity of soil structure and K to poultry manure were relatively small compared with tillage. We suggest that cultivation practices other than animal manure application are needed to improve physical properties under reduced tillage.     

机械化生态沃土耕作模式提高土壤质量及作物产量

为了解决小麦玉米两作区连年翻耕造成的土壤养分、水分流失、土壤沙化以及长期不耕作不利于作物高产等问题,将翻耕、旋耕、深松等适当结合,建立一种械化生态沃土耕作模式,设置一定的周期,周期内对土壤进行适度的耕作,并与连年翻耕和连年免耕模式进行试验对比。试验结果表明:5 a周期内机械化生态沃土耕作模式可以显著提高各层土壤有机质含量,0~10 cm提高最大达0.2%;连年免耕在前3 a可以显著提高O~10 cm土壤有机质含量,后2 a有所减少;连年翻耕在前3a可以显著提高20~30 cm土壤有机质含量,后2a显著减少。土壤含水率表现为机械化生态沃土连年免耕连年翻耕,随着时间变化,差异越来越显著。0~10 cm土壤容重在5%水平上机械化生态沃土耕作模式和连年免耕显著低于连年翻耕。机械化生态沃土耕作模式下作物产量显著高于连年免耕和连年翻耕,2014年增产优势最明显.比连年翻耕小麦增产30.8%,玉米增产28.4%,比连年免耕小麦增产22.5%,玉米增产20.9%。     

深松35 cm可改善潮棕壤理化性质并提高小麦和玉米产量

【目的】我国传统耕作深度一般为20 cm,长期不变的翻耕深度降低耕层厚度,增加了犁底层厚度,影响作物的生长。研究小麦—玉米一年两季的种植模式下深松耕作的效果,为大田耕作管理提供技术支持。【方法】田间试验在山东烟台潮棕壤上进行。设计4个耕作处理,分别为常规翻耕20 cm (CK)、深松30 cm、深松35 cm、深松40 cm。小麦播种前进行耕作处理,所有处理均结合耕作一次性基施腐殖酸复合肥 (N–P₂O₅–K₂O=18–10–12) 1125 kg/hm2。玉米免耕,在拔节期追施一次化肥。于小麦、玉米收获期取0—10 cm、10—20 cm、20—30 cm及30—40 cm土层土壤样品,测定土壤速效养分含量与土壤容重,计算三相比,并调查小麦、玉米产量。【结果】与CK相比,深松30 cm、35 cm、40 cm小麦季分别增产10.9%、15.3%和15.5%,玉米季分别增产12.0%、14.9%和9.4%(P < 0.05);10—40 cm土层土壤容重降低了0.03～0.18 g/cm3。其中,小麦季0—10 cm土层中CK处理土壤容重显著低于各深松处理,深松35 cm处理0—10 cm与10—20 cm土层土壤容重显著高于其他各处理;玉米季0—10 cm与10—20 cm土层土壤容重最低的处理为深松35 cm,且显著低于其他处理。小麦季深松30 cm处理各土层土壤三相比 (R值) 在13.2～15.9之间,总体最小,玉米季则以深松40 cm三相比值总体最小,在6.03～8.81之间。深松处理增加了20—40 cm土层有效养分含量,其中深松35 cm处理的20—40 cm土层有效磷和速效氮含量增加最为明显,分别为0.56～37.4 mg/kg与31.9～77.8 mg/kg;速效钾各土层的增加则以深松30 cm最为显著,为24.3～100 mg/kg;有机质含量以深松40 cm增加量最大,为0.95～0.69 g/kg。【结论】深松耕作可显著降低当季土壤容重,增加当季与下一季作物产量,提高土壤耕层以下20—40 cm土层的养分有效性,综合各机械能耗与耕作效果,以深松35 cm最佳。     

免耕和秸秆还田对东北黑土区土壤团聚体组成及有机碳含量的影响

为解决东北黑土区因不合理耕作导致的土壤结构性状变差及有机碳含量下降的问题，该研究于2015年开始，在黑龙江省哈尔滨市东北农业大学向阳试验基地开展。设置免耕+秸秆还田（NTS）、免耕（NT）、翻耕+秸秆还田（CTS）、翻耕（CT）4种处理，于2018、2019年采集土样，研究免耕措施及秸秆还田对东北薄层黑土区0～10、>10～20 cm土壤团聚体稳定性、土壤有机碳含量、各粒径团聚体内有机碳含量影响。结果表明：2018和2019年0～10、>10～20 cm土层NTS处理>5 mm水稳性团聚体百分比含量及平均重量直径（MWD）显著高于其他3种处理，NTS及NT处理土壤有机碳含量显著高于CTS及CT处理（P?<0.05），4种处理各粒径水稳性团聚体有机碳含量峰值总体出现在1～2 mm处，NTS及NT处理>5、2～5、1～2 mm有机碳贡献率整体高于CTS及CT处理。研究表明，免耕与秸秆还田有利于薄层黑土坡耕地耕层土壤团聚体稳定性的提高和各粒级下团聚体有机碳的积累，与其他3种处理相比，免耕+秸秆还田效果更佳。     

Measurement and calculation of hydraulic conductivity in horizons of tilled and untilled loess-derived soil,Germany

A new rapid and simple method was employed to determine unsaturated hydraulic conductivity functions within A-, B- and C-horizons of tilled and untilled loess-derived soil. The results obtained by the laboratory method compared well with results obtained by a lysimeter technique. Tillage as well as structural and textural differences affected the conductivity functions, and the differences, in diffusivities proved to be significant. Conductivity at low tensions was drastically reduced within the 20–30 cm layer of tilled soil, which had a low porosity caused by the compressing action of the plough. Also in the non-compressed 10–20 cm layer of tilled soil, conductivity at low tensions was lower than that in the 10–20 and 20–30 cm layer of an adjoining field which was left untilled for the previous 6 years. In a few layers, where the laboratory procedure failed, conductivity functions were obtained by a calculation method based on the soil-moisture characteristic. The data gained by the laboratory procedure were then used for matching the calculated conductivity functions. The new method is recommended for soil physics and tillage research.     

Traffic-induced soil compaction during manure spreading in spring in South-East Norway

The objective of this study was to evaluate long-term effects of two tillage regimes (ploughing and minimum tillage) on the bearing capacity of a clay rich soil, by using two different slurry tankers (4.1 and 6.6 Mg wheel load) and contrasting wheeling frequencies (1 and 10 passes). The soil strength was assessed by laboratory measurements of the precompression stress (Pc) at ?6 kPa in topsoil (20 cm) and subsoil (40 and 60 cm) samples. Stress propagation, elastic and plastic deformation during wheeling were measured in the field with combined stress-state-transducer and displacement transducer system. Results presented in this study show that minimum tilled soil had 74% higher Pc than ploughed soil in the upper soil layer, whilst differences were less distinct in subsoil. Wheeling increased Pc at all soil depths. Compared to ploughing, higher strength in the upper layer of minimum tilled soil led on average to 60% and 48% reductions in the major principal stress with the use of the light and heavy slurry tanker, respectively. The extent of the major principal stress was dependent on the ground pressure in the topsoil. The first pass of a wheel caused the greatest damage in some cases, but all wheelings led to accumulative plastic deformation in both vertical and horizontal directions. Wheeling with high intensity would have exceeded Pc in all cases when soil was at a matric potential of ?6 kPa. The results show that soil water content is an important factor influencing bearing capacity. Drier soil (?100 kPa), in combination with minimum tillage, limited the occurrence of stresses exceeding Pc in the upper soil layer.     

耕作方式及秸秆还田对华北平原土壤全氮及其组分的影响

为明确耕作方式对农田土壤全氮及其组分的影响,该文于中国农业大学吴桥实验站展开研究。田间试验布置于2008年,设置翻耕秸秆不还田(PT),翻耕秸秆还田(PTS),免耕秸秆还田(NTS)和旋耕秸秆还田(RTS)4个处理。于2015年冬小麦收获后取样,测定分析了土壤全氮、颗粒氮、矿物结合态氮含量以及土壤全氮储量。研究结果表明,0~5和5~10 cm土层的土壤全氮含量NTS和RTS显著高于PTS,但10~20和20~30 cm土层显著降低(P0.05)。0~50 cm土层的土壤全氮储量秸秆还田各处理间差异不显著,但NTS和PTS较PT分别提高了7.78%和11.09%(P0.05)。在土壤全氮及其组分中,土壤颗粒氮对耕作方式表现出最高的敏感性。0~5 cm土层的土壤颗粒氮含量及其在土壤全氮中的占比NTS和RTS均高于PTS,但在20~30 cm土层均低于PTS(P0.05)。与PT相比,PTS仅提高了0~20 cm土层的土壤全氮和颗粒氮含量,而土壤矿物结合态氮含量没有显著差异,NTS和RTS则同步提高了0~10 cm土层的土壤全氮、颗粒氮及矿物结合态氮含量(P0.05)。综上所述,免耕和旋耕提高了土壤全氮及其组分在表层土壤中的分布,翻耕则在较深土层更具优势,但翻耕阻碍了耕层土壤矿物结合态氮的积累,增加了氮素损失风险。     

耕作方式对土壤水分入渗、有机碳含量及土壤结构的影响

为探明不同耕作方式对土壤剖面结构、水分入渗过程等的作用机理,采集田间长期定位耕作措施(常规耕作、免耕、深松)试验中的原状土柱(0~100 cm)及0~10 cm、10~20 cm、…、90~100 cm环刀样、原状土及混合土样,通过室内模拟试验进行了0~100 cm土层土壤入渗过程和饱和导水率的测定,分析了不同土层的土壤有机碳含量、土壤结构特征及相互关系。结果表明:从土柱顶部开始供水(恒定水头)到水分全部入渗到土柱底部的时间为:常规耕作免耕深松;土柱土壤入渗速率和累积入渗量为:深松免耕常规耕作;土柱累积蒸发量为:常规耕作免耕深松。土壤的饱和导水率表现为:0~10 cm和50~60 cm土层,免耕深松常规耕作;20~50 cm和60~100 cm土层,深松免耕常规耕作。随土层的加深,0.25 mm水稳性团聚体含量和土壤有机碳含量均表现为先增加(10~20 cm)再降低的趋势。在0~40 cm土层和80~100 cm土层,均以深松处理0.25 mm水稳性团聚体含量最高。在60 cm以上土层,土壤有机碳含量表现为:免耕深松常规耕作,而60 cm土层以下土壤有机碳显著降低,均低于4 g·kg?1,且在70 cm以下土层,常规耕作免耕深松。综上,耕作措施能够改变土壤有机碳含量,改善土壤结构,促进土壤蓄水保墒;深松更利于水分就地入渗,而免耕则更利于有机碳的提升和水分的储存,其作用深度在0~60 cm土层。