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%。     

城西湖农场土壤普查与规划

中国人民解放军城西湖"五·七"军垦农场是以生产三麦为主,兼种大豆、水稻等作物的大型机械化农场。     

采用碳水足迹评价中国与哈萨克斯坦大豆机械化生产模式

农业生产已进入机械化生产时代,定量评价作物机械化生产的环境影响、水资源消耗、生产效率等已成为迫切需要解决的问题。该研究以中国黑龙江垦区和哈萨克斯坦阿拉木图州的大豆机械化生产模式为例,从碳足迹、水足迹和产量3个方面对大豆的机械化进行分析与评价生产模式。研究结果表明:中国黑龙江垦区下属嫩江农场大豆机械化生产的碳足迹、水足迹和大豆产量分别为0.51 kg/kg、1.82 m3/hm2和2 875 kg/hm2,哈萨克斯坦阿拉木图州阿曼格迪农场分别为0.52 kg/kg、2.76 m3/hm2和2 000 kg/hm2。相较于嫩江农场,阿曼格迪农场大豆机械化生产的碳足迹高2.08%,水足迹高51.83%,大豆产量低30.43%。因此,阿曼格迪农场未来大豆机械化生产需以节水增产为重要发展目标。结合实际生产情况,更新与配套大豆机械化生产的各类农机具、推广节水灌溉技术、建立大豆机械化生产作业规范,有助于提升哈萨克斯坦大豆机械化生产水平。该研究可为多角度评价不同区域作物机械化生产模式提供案例参考。     

沙漠地区麦田土壤养分运动特征

研究了干旱沙漠地区新垦沙地和耕种20年左右的灌淤土可溶性养分运动特征.结果表明,在小麦1个生长周期内土壤养分发生较大的衰减,表层养分呈梯级下降趋势,其明显吻合于灌溉周期;以灌溉导致养分淋溶造成土壤养分下降为主,以作物吸收利用造成土壤养分下降为辅.土壤下层存在养分截留层,当总灌水量由649mm(59mm/次)增至1998mm(111mm/次)时作物吸收利用养分量分别降低42%(沙土)和50%(灌淤土),土壤养分总消耗量分别减少40%(沙土)和49%(灌淤土).当灌水量太大时,许多土壤养分被水运移至土壤深层,致使作物难以吸收到这些养分.     

利用~(15)N研究氮肥对土壤及植物内硝酸盐的影响

利用15N研究了肥料氮在土壤中的转化以及作物吸收的氮在体内的代谢、积累的变化。结果表明 :施氮量越大 ,土壤及植物体内的硝态氮量越高 ;但随着作物的生长 ,硝态氮的含量又逐渐减少 ;过量施氮肥会造成土壤残留的硝态氮过高 ,不但对土壤造成污染 ,而且还会通过淋溶作用对地下水造成污染。     

牡丹江管理局土壤磷素变化与八五五农场磷素丰缺状况分析

以黑龙江垦区牡丹江管理局八五五农场0-20cm表层土壤有效磷为研究对象,将历史数据与现有数据进行了对比,获取各类土壤磷素的变化状况。结果发现：这几个农场磷素水平在前期肥料使用中的利用率较高,而后期利用率降低,导致磷素在土壤中富集,增加了土壤有效磷的含量。在此基础上,通过项目农场近几年＂3414＂试验数据进行了分析,确定了农场土壤磷素对各作物的丰缺指标体系。指标体系的建立对于科学合理的施肥具有指导性的作用,为农场科学合理地施肥提供决策。     

在过量施氮农田中减氮和有机无机配施对土壤质量及作物产量的影响

针对云南省通海县过度施用氮肥、氮磷钾比例不协调、有机肥施用不足的现状,在田间布置了两季作物的有机无机配施及减氮试验,以研究不同施肥配比在烤烟-蔬菜轮作情况下对土壤质量指标及作物产量的影响.结果表明:在过量施氮的肥沃土壤上,施肥处理对土壤养分的动态变化趋势没有明显影响;在农户习惯施氮量的基础上减氮20%能够提高作物产量和品质;单施无机氮肥,会造成土壤pH、有机质明显下降,施用量越大,土壤酸化越严重,土壤阳离子交换量也有不同程度下降;单施有机肥,土壤质量改善明显,但对作物养分供应不及时,造成产量较低;减氮的同时配合有机肥的施用,在改善作物品质,提高作物产量方面均有较好表现,同时对土壤质量改善有明显效果.     

农田土壤压实过程及模型研究进展

农田土壤受到农业机械田间作业的影响发生压实板结,造成土壤孔隙率降低,容重和紧实度增大,限制水分入渗和根系生长,影响作物产量。随着我国农业机械化水平不断提高,土壤压实对农业可持续发展的影响引起了广泛的关注。本文通过文献调研,总结了土壤压实过程的国内外研究进展,对土壤压缩行为、压缩曲线与预固结压力的计算方法进行了梳理,综述了土壤压实机理和压实模型的发展历程和未来动向,可为推进农田土壤压实研究提供参考。     

覆盖作物在美国玉米带的应用

2006年美国农学家J.W.Singer等采用通信方法调查美国玉米种植带的3 500户农户种植覆盖作物的情况,大约有18%农户播种覆盖作物,在过去5 a间有11%农户播种覆盖作物,2005年秋8%农户播种覆盖作物,平均每个农场覆盖作物播种面积占总面积6%。统计分析结果表明:作物种类是影响覆盖作物应用的主要因素。覆盖作物可以有效地防止水土流失,增加土壤有机质。如果成本分摊可行,56%农户愿意播种覆盖作物,覆盖作物成本为56.8 1美元/hm2。     

上海市规模经营农场的土壤养分与水稻产量空间变异特征

运用经典统计和地统计学结合的研究方法，探讨了规模化经营农场田块内的作物产量及土壤有效养分含量等空间变异特征。结果表明，土壤pH有较小变异和较强的空间结构性。作物产量变异较小而且是随机因素引起的没有明显空间结构性，和土壤养分含量及pH值等属性也没有明显的相关。有效磷、有效硫也表现为纯块金效应，全部变异由随机因素引起。其它观测项目均有不同程度的空间自相关，有效养分含量之间也有较为显著的相关性。     

基于DEM的废弃矿山小流域地形特征分析

以北京市某废弃采石场的小流域地形为研究对象,对分辨率为0.3～7 m的栅格DEM分别进行小流域参数和地形参数的提取和分析.结果发现,利用不同分辨率DEM提取的河网形态结构有显著差异,网格尺寸7,4和3m的河网结构与2,1,0.7,0.5,0.4和0.3m的河网结构有显著差异,二者主河道位置变化明显,但流域面积、河道长度及比降、平均坡度和高程参数相差不大,而河道总长度和河网密度参数相差较大.根据分析结果确定DEM的比较适宜的分辨率为0.5m,在此基础上利用主成分分析法得出高程和坡度为主成分.对研究区设置20°,25°,30°和35°的4个不同坡度的标准径流小区,观测日降雨量、坡度、径流量和土壤侵蚀量并分析和计算它们之间关系式,计算出整个流域在不同坡度分级及不同雨量级的平均径流量和土壤侵蚀量.研究成果对于废弃矿山修复和生态重建具有参考价值.     

华北平原大气降水对土壤淋洗脱盐的影响

华北平原属季节性干旱半湿润太平洋季风气候区,降水量500-600 mm,年际和年内降水分布不均,旱涝盐碱灾害并存,成为农业生产可持续发展的主要制约因素。降水量74%集中在雨季,对土壤发生淋洗脱盐作用。一般在雨季7-8月份降水量超过300 mm,土体表现为脱盐。次降水量超过25 mm,根层土壤发生淋洗脱盐。海河平原自1964年逐年开挖骨干排水河道,使海河五大河流水系都有了自己的入海尾闾, 在排洪排涝的同时也排走了大量的盐分。20世纪60年代末,开始大规模开发利用地下水,井灌的同时降低了地下水位,起到井排作用,减少了潜水蒸发,增大了降雨入渗,加强了降雨淋洗脱盐作用,并引河水回灌补源,淡化了地下水。华北平原控制了灌区土壤次生盐碱化,而且大面积盐碱地得到改良。     

THE WATER BALANCE OF AN AGRICULTURAL CATCHMENT III THE WATER BALANCE

The catchment of the Kingston Brook has an area of 57 km², mainly under pasture (56%) and arable crops (36%). Changes of soil water content, measured with a neutron probe from April 1969 to March 1973, were analysed to determine evaporation (summer only) and drainage. From measurements of rainfall and runoff, supplemented by Penman estimates of evaporation (in winter), water storage is estimated month by month. Annual mean values (mm) were: rainfall (559), evaporation (398), runoff (157). During the summer, the measured decrease in soil water storage contributed ca 100 mm to evaporation and drainage and there is evidence of delayed recharge (about 30 mm) during the winter. A linear relation between annual rainfall and annual runoff is interpreted in terms of (i) a fixed catchment storage (125 mm); (ii) a small and nearly constant winter evaporation (ca 49mm); (iii) summer evaporation of 125 mm from storage plus a constant fraction (0.57) of contemporary precipitation. Summer evaporation was restricted by the supply of rain in every year from 1969 to 1976. By estimation, 500 mm of summer rain is needed to maintain potential evaporation, and the deficit at which actual evaporation falls below the potential rate was about 40 mm. Replacing the pasture by cereals would increase runoff by about 10% because of the shorter growing season.     

Two models for the leaching of a non-reactive solute to a mole drain

Two models of solute leaching to a mole-pipe drainage system are described. The first model is research-oriented. It simplifies two-dimensional water and solute flow to a mole drain by dividing the soil between the mid-mole plane and the mole into notional compartments. Solute movement between compartments is assumed to occur by convection and mechanical dispersion. Within each compartment a mobile and immobile solute phase is defined, with diffusion occurring between them. Rainfall intensity (over approximately hourly intervals) and basic soil hydraulic data are needed as inputs. An explicit finite-difference solution to the water and solute mass-balance and flux equations is used. The second simpler model is management-oriented. It uses daily time steps, and assumes the soil solution behaves as if it were well-mixed system. It requires only daily rainfall and evaporation data, the drainage coefficient of the mole-pipe system, and the soil macroporosity as inputs. In both models a source/sink term accounts for additions of solute in rainfall and fertilizer, and extraction by plant uptake. The models were used to simulate leaching losses of chloride to a mole-pipe drainage system in a silt loam under pasture, following the application of potassium chloride to the soil surface. The first model simulated leaching better immediately after ertilizer application, and during bypass flow induced by heavy rain. However, both models were able to simulate the measured losses over a 2-year period equally well.     

上海郊区土壤的排水问题

上海郊区水田土壤,可以古岗为界分成东西两部分:浦东的沙泥、夹沙泥、黄泥头以及岗身的沟干泥是由长江沉积物发育起来的草甸土,地势较高(吴淞0.4米以上),地下水位较低(地面1米以下),质地偏中(轻壤-重壤),土壤通气孔隙较多,渗透性较好,因此土壤比较爽水,生产性能好,产量较高;浦西的青紫泥是由古太湖和其他许多湖荡港叉葑淤成陆的沼泽土,地势低洼(地面高程在吴淞零上2.2-3.5米),地下水位高(地面以下0.3-0.8米),质地偏粘(中壤-重壤),土壤通气孔隙少,毛管孔隙多,吸持力强,土壤透水性差,易于囊水,根系环境不良.     

Mole drainage as an alternative to sand slitting in natural turf sports surfaces on clays

The drainage of sports surfaces of natural turf is essential for increasing access to sports facilities and to increase participation. Commonly, these surfaces are situated on soils of low hydraulic conductivity, which require the installation of remedial drainage to bypass the flow of water from the surface to an outfall. This is usually achieved with sand slit drainage, which is costly. A number of these soils are suitable for mole drainage at a much lower cost. Using an actual football pitch in a field‐scale experiment on a smectitic, calcareous clay, this study determined that mole drainage was effective in reducing soil moisture content at 100‐mm depth, but the reduction was not as great as sand slit drainage in the first year after installation. Despite peak soil moisture deficits of 101 and 157 mm in 2005 and 2006, mole leg‐slots did not re‐open in the 2 years following installation. There was significant slumping of the sand slits, however, because of soil shrinkage. This prevented play on the sand slit area to safeguard players.     

江苏沿海垦区暗管排水对冬小麦产量的影响模拟

江苏沿海垦区农田地下水位埋深较浅,冬小麦生长易受到渍害的影响;为探究不同暗管排水条件影响下冬小麦产量的变化,该研究根据在江苏东台试验站实测的气象、土壤、地下水埋深等数据,联合运用田间水文模型DRAINMOD和作物模型AquaCrop模拟不同暗管排水条件对冬小麦产量的影响.结果显示:DRAINMOD模型可准确模拟研究区地...     

沟塘组合除涝工程设计方法与应用

鉴于极端降雨事件增加和流域下垫面改变抬高排涝模数对传统沟道除涝工程形成挑战,该文结合塘堰滞涝功能提出了沟塘组合除涝工程技术及其设计方法。基于水文资料缺乏小流域的涝水形成规律,离散设计暴雨历时并假设离散时段内流量过程线符合三角形分布下,采用改进SCS模型和小流域汇流方程推求涝水流量过程线;采用水位-容积关系和堰流公式进行质量平衡演算设计塘堰工程规格。在淮北平原低洼区的农沟和斗沟尺度上组合堰宽分别为0.6和2 m的塘堰工程发现,3、5和10年一遇24 h设计暴雨下涝水流量峰值减少了25%以上,延迟了0.5~1 h,3或5年一遇设计暴雨除涝能力排水沟的除涝标准可分别提高到5或10年一遇。沟塘组合除涝工程为缓解排区和下游区域洪涝压力提供可选方案。     

雨强和坡度对黄土陡坡地浅沟形态特征影响的定量研究

浅沟形态特征是建立陡坡地坡面浅沟侵蚀预报模型的基础。为了定量研究黄土陡坡地浅沟形态特征,在长8 m、宽2 m、深0.6 cm的试验土槽上制作了雏形浅沟,设计了2个降雨强度(50、100 mm/h)和3个浅沟发生的典型坡度(15°、20°、25°),利用模拟降雨和径流冲刷(10 L/min)相结合的试验方法定量分析了黄土陡坡地的浅沟形态特征。结果表明:降雨强度和坡度的增加均加快了坡面浅沟侵蚀过程并使浅沟沟槽宽度和深度不断增加,25°和100 mm/h降雨强度下的浅沟沟槽平均宽度和深度比15°和50 mm/h降雨强度下的分别增加1.40和0.61倍。根据测针板法得到的3 cm×10 cm精度的地表高程值数据,在Surfer软件中生成不同试验处理下的地面数字高程模型(DEM,digital elevation model)及水流流路图等,发现坡度的增加使两侧坡面细沟汇入浅沟沟槽的坡长增大,而降雨强度的增加则导致浅沟沟槽两侧坡面细沟汇入浅沟沟槽的坡长缩短,同时,沟道密度、地面割裂度和浅沟复杂度均随着降雨强度和坡度的增加而呈现增大的趋势,三者分别变化于0.74~1.48 m/m2、0.13~0.29和1.64~2.84之间,而不同降雨强度和坡度条件下浅沟沟槽宽深比变化于0.65~1.27之间。基于不同试验处理下的DEM,根据相邻格网关系在水平方向上计算方向导数后发现,方向导数格网等值线图可以有效地反映坡面浅沟和细沟的长度、表面积及侵蚀最严重的浅沟沟底位置。     

Potential role of soil density and clay mineralogy in assessing the suitability of soils for mole drainage

The failure mechanisms causing mole channel deterioration or collapse, which are controlled mainly by the shear, swell/shrink and apparent viscosity properties of soils, are shown to be sensitive to the influence of soil density and clay mineralogy. These two properties have, therefore, a clear potential role in helping to assess the suitability of soils for mole drainage and in helping to define the particular failure mechanisms which are most likely to be active in given situations.