深松对棕壤农田土壤和玉米产量的影响

在辽宁省昌图县开展了深松对旱地玉米农田土壤容重、水分状况和作物产量影响的研究,结果表明深松使亚耕层土壤(20~40 cm)容重有降低趋势,但未达到显著水平。深松有效打破了犁底层,显著提高了水分输入初期(前2小时)水分入渗量,但对土壤田间持水量与玉米苗期和收获期1 m土层土壤水分含量没有显著影响。深松在干旱年份显著提高了玉米水分利用效率和籽实产量,但在降雨丰沛年份对玉米产量没有显著贡献。与正常深松相比,隔行深松同样利于籽实产量与水分利用效率的提高,二者间无显著差异,加之隔行深松具有节能、高效等优点,因此,可对隔行深松耕作模式加以推广。     

耕深对土壤物理性质及小麦-玉米产量的影响

为了解不同犁底层破除程度对黄淮海平原农田土壤蓄水保墒、穿透阻力动态变化及作物产量的影响,在山东德州试验基地以冬小麦-夏玉米轮作农田为研究对象,设置4个犁底层厚度处理,分别为犁底层不破除(RT15)、犁底层破除1/3(DL20)、犁底层破除2/3(DL25)和犁底层完全破除(DL40)。结果表明:1)完全或者部分破除犁底层均能够显著降低10~30 cm土层容重和穿透阻力,各处理降低幅度具体表现为DL40DL25DL20RT15。2)DL20、DL25和DL40处理有利于增加降水或灌溉后水分入渗,冬小麦苗期20~70 cm土壤平均含水率分别较RT15处理提高5.3%、15.9%和23.6%,且冬小麦季耗水量分别较RT15处理提高4.9%、10.2%和11.6%;DL20、DL25和DL40处理夏玉米苗期20~70 cm土壤平均含水率分别较RT15处理提高7.7%、14.2%和15.8%,但夏玉米季耗水量分别较RT15处理降低5.8%、7.6%和10.5%。3)冬小麦季0~15和15~30 cm土层穿透阻力均表现为双峰型,且2土层受冻融作用影响各处理在越冬期达到穿透阻力峰值1 489.2~2 128.1和1 925.4~4 423.7 kPa;30~45 cm土层各处理穿透阻力变化规律在两季作物生长后期差异较大,冬小麦生长后期表现为DL40DL25DL20RT155,而夏玉米后期表现为DL40DL25DL20RT15。4)相对完全打破犁底层,部分打破犁底层更有利于提高水分利用效率,显著增加作物产量,DL25处理冬小麦和夏玉米产量分别较DL40处理增加4.2%和2.4%。综合考虑,DL25是目前相对较好的犁底层改良方式,此时犁底层厚度适当,既可节省农机能耗,又可兼有透水、增产效能。     

秸秆还田配施氮肥对宁夏扬黄灌区滴灌玉米产量及土壤物理性状的影响

针对宁夏扬黄灌区土壤质地黏重、土壤水分匮乏等导致作物产量低下等问题,研究秸秆还田配施氮肥对土壤物理性状的改良效应。本试验设计在玉米秸秆全量粉碎还田(12 000 kg/hm²)的同时配施4种纯氮施用水平(0、150、300、450kg/hm²),以秸秆不还田常规施氮225kg/hm²为对照,研究秸秆还田配施不同量氮肥对玉米产量及土壤物理性状的影响。结果表明:与处理前相比,施用纯氮300 kg/hm²和450 kg/hm²可分别降低0²0 cm土层土壤容重1.25%和3.20%,土壤孔隙度2.69%和1.89%。与秸秆不还田处理相比,秸秆还田配施氮肥300 kg/hm²和450 kg/hm²可使0～20 cm土层2～5 mm、>5 mm机械稳定性团粒结构显著增加。秸秆还田配施氮肥可显著增加土壤含水量,尤其在作物生长前期,秸秆还田配施氮肥300kg/hm²较对照可显著增加土壤含水量13.6...     

耕作和灌水处理对冬小麦-夏玉米水分利用及产量的影响

为探索华北平原冬小麦-夏玉米复种连作合理耕层构建的技术途径和技术指标,于2015―2016年在河南新乡实施了深松(ST)、深松+秸秆还田(ST+RS)和常规旋耕(RT)3种耕作方式,在不同耕作方式中根据土壤湿润层有效含水量各设置3种灌水控制下限,高灌水控制下限为60%(H)、中灌水控制下限为50%(M)和低灌水控制下限为40%(L),通过对土壤和作物生长指标及产量的测定,分析各处理作物产量和水分利用效率的变化规律。结果表明,ST和ST+RS处理均能降低土壤容重,增加土壤孔隙度、田间持水量和饱和含水量,且以深松+秸秆还田处理效果最佳;与RT相比,ST和ST+RS处理0～40 cm平均土壤容重降低5.0%和6.0%,土壤孔隙度增加6.9%和8.0%,田间持水量增加6.2%和12.8%,饱和含水量增加6.2%和5.7%。耕作方式与灌水处理互作显著增加了冬小麦-夏玉米复种连作周年0～100 cm土层的储水量。ST和ST+RS处理0～100 cm土层储水量较RT分别增加11.0%和15.8%,高水分、中水分处理较低水分处理分别增加18.1%和11.1%。耕作方式对冬小麦、夏玉米产量和水分利用效率(WUE)影响显著,其中,ST和ST+RS处理周年产量较RT分别平均增加9.2%和15.5%,WUE平均提高11.2%和15.3%;灌水处理同样对冬小麦、夏玉米的产量和水分利用效率(WUE)影响显著,产量随灌水控制下限的增加而增加,即高水分中水分低水分,而WUE则以中水分处理最高。因此在该地区土壤和气候条件下,深松秸秆还田辅以适宜灌水控制下限是较为理想的栽培措施,有利于土壤耕层合理构建,并提高水分利用效率和作物产量。     

深松对玉米产量和养分吸收的影响

为了研究深松对我国玉米主产区产量、养分吸收利用以及土壤养分分布的影响,于2011—2014年在我国东北、华北以及西北地区的9个试验站进行深松改土与常规旋耕对比的联网试验。结果表明,相比于传统耕作,3个区域深松均表现出了增产趋势,产量增加的中值为5.8%,其中,东北和西北区域的增产幅度高于华北区域,而东北区域秋季深松增产的变异低于春季深松。相比于常规旋耕,深松对玉米植株地上部氮和磷的吸收有显著的促进作用,在东北、西北和华北区域深松处理的地上部吸氮量和吸磷量均有所增加,中值分别为24%,5%和10%以及17%,8%和19%。深松处理增加了东北和西北区域土壤表层(0—15cm)和亚表层(15—25cm)的有效磷含量,而在华北区域没有趋势性变化。     

小麦及玉米产量与土壤水分的关系

作者利用山东省气象局提供的52个气象站的气象资料,按有关公式计算出了山东省各地冬小麦及夏玉米的最高产量;还对作物各生育期水分短缺对产量的影响作出了估算。     

山东省褐土土壤容重对玉米生长发育及产量形成的影响

以郑单958为材料,采用盆栽试验,以原状土壤不打破犁底层为对照(CK),设置容重1.2、1.3、1.4、1.5、1.6 g/cm3共6个处理水平,探索了山东省褐土不同土壤容重条件下玉米生长发育和产量差异。结果表明:随着土壤容重增加,玉米株高、茎粗、单株叶面积、总根量、植株干物质累积和籽粒产量总体呈现减少趋势,且容重越大,降幅越显著。土壤容重1.5 g/cm3时,玉米生长发育受到明显抑制,土壤容重由1.2 g/cm3增加到1.6g/cm3,玉米株高、茎粗、单株叶面积分别降低15.7%、12.6%、28.7%,且玉米生长中后期叶片衰老速率加剧;玉米根条数、根长、根干重、根冠比、植株干重分别降低17.9%、47.0%、36.8%、20.1%、20.7%,容重增加对根系生长的影响明显高于地上部。与CK相比,容重1.2~1.6 g/cm3各处理的穗粒重分别增加11.1%、18.0%、4.6%、-4.5%、-14.6%。因此,适当降低有效耕层内土壤紧实度,可促进玉米根系生长和干物质积累,提高单株生产能力。     

耕作方式对土壤水动态变化及夏玉米产量的影响

一个连续２年的田间耕作试验在夏玉米生长期内完成,分析对比３种不同耕作方式对土壤水动态变化过程及对作物产量的影响。耕作扰动对土壤水动态变化的影响是明显的,夏玉米生长初期免耕下的表层土壤持有较高的水分,这归因于土壤非耕扰动、冬小麦残茬覆盖以及耕层土壤孔隙尺度分布的变化;另一方面,深松土壤受到耕作活动的强烈干扰,苗期耕层土壤蓄水明显小于传统耕作。耕作方式对土壤水差异的影响伴随着作物的生长发育过程显著减弱。深松耕作对作物根系生长发育状况及作物增产效果的作用是十分显见的。     

耕作制度对土壤特性和玉米产量的影响

土壤和地形变异严重影响山区农业生态系统的农业生产力和粮食安全。了解土壤空间差异对于进行合理的土地利用规划和采取适宜的保护措施来确保山区农业生产力是非常重要的。研究通过实地调查和采样,评估了普遍耕作制度对试验区土壤特性和玉米产量的空间动态变化和影响。同时评估了3种耕作系统——综合耕作、牲畜耕作和机械耕作对土壤性质和玉米产量的影响。结果表明,不同的耕作制度对山区土壤特性及玉米产量影响具有显著差异。采取适当的土壤耕作制度能够提高土壤有机质含量和持水力,保护土壤结构,防止水土流失,同时也有利于山区粮食产量和生态安全。     

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。     

柠条秸秆和地膜覆盖对土壤水分和玉米产量的影响

为了探讨北方农牧交错带不同保墒措施下旱地玉米的土壤水分特征及其对产量的影响,以甘农118为试验材料,监测了单膜(SFP)、双膜(DFP)、柠条秸秆沟埋(CPDP)和裸地(CK)4种不同处理下0~100 cm土壤水分季节变化、垂直变化及年际变化,测定了玉米产量和水分利用效率。结果表明:SFP和DFP处理明显改善0~40 cm土层土壤体积含水率,较CK处理保墒效果提高35.65%~47.91%,但随着玉米生育期的推进,由于玉米生长耗水和土壤蒸发作用,建植后土壤体积含水率均接近或低于萎蔫系数(7.20%)。连续2 a种植玉米4种处理土壤贮水量均有不同程度的减少,CPDP和CK处理土壤贮水量分别减少了68.42和68.07 mm,其次为SFP(53.49 mm),DFP减少最小(48.98 mm),说明研究区内玉米生长需要消耗大量土壤水分。SFP和DFP能够增加玉米对降雨和土壤水的利用,不同年份产量水分利用效率较CK处理分别提高12.55%~35.71%和25.11%~54.70%。SFP和DFP耗水量、产量和水分利用效率均无显著差异(P0.05),因此建议在研究区种植玉米时可以采取SFP措施,而CPDP耗水量较高、产量和水分利用效率相对较低,不宜采取此种保墒措施。     

保护性耕作对土壤物理特性及玉米产量的影响

保护性耕作措施是干旱区农田提高作物产量的新型耕作技术。为了探讨其区域适应性,在2004～2007年期间,以毛乌素沙地南缘的靖边县北部风沙区农田为研究对象,选用了免耕、秸秆覆盖、覆膜和传统翻耕(CK)4种措施,采用完全随机试验设计进行了田间定位试验研究。结果表明,秸秆覆盖和免耕地的地温在春播初期略比传统翻耕低0.1℃,但随后迅速回升,覆膜在玉米生长期都高于其他措施。耕作措施对播种前土壤容重没有显著影响,而对收获后土壤容重影响显著,与传统翻耕相比,免耕降低了表层土壤容重1.65%,但次层20～40 cm容重增加了1.8%。3种保护性耕作措施均增加了土壤含水量,顺序依次为秸秆覆盖>覆膜>免耕>翻耕,且在作物需水关键期免耕和秸秆覆盖下的土壤含水量相对稳定,保证作物需水,提高水分利用率,分别为8%、22.0%和13.3%。使作物分别增产4.44%、13.14%和19.26%。因此,保护性耕作在风沙区有利于改善农田土壤物理条件,提高作物产量,适于在风沙区推广。     

深旋松耕改善耕层结构促进马铃薯增产

为了探究深旋松耕提升马铃薯产量与质量的可行性。在山东省胶河地区以常规旋耕为对照,研究深旋松耕对土壤物理性质、马铃薯根系及产量形成的影响。结果表明:与常规旋耕相比,深旋松耕能打破犁底层,显著降低20~40 cm土层的容重和穿透阻力,提高0~50 cm土层的贮水量25.67%,促进作物生长,其中马铃薯根系生物量显著提高26.61%,中、下层叶片净光合速率分别增加20.82%、37.13%,进而提高花后光合产物积累量,促进花后干物质向块茎的转运,使得单块薯重量提高29.82%,马铃薯增产38.68%。     

黄土高原区果园生草覆盖对土壤物理性状、水分及产量的影响

通过试验证明果园生草制是黄土高原地区果园土壤管理的一个行之有效的模式。果园生草覆盖区与对照相比土壤物理性状、水分及产量均有明显提高 ,直径 1 .0mm以上的土壤团粒增加了 1 0 .2 %～ 1 2 .2 % ,提高 60 .4%～ 72 .2 % ;土壤容重下降 0 .0 5～ 0 .1 3g/cm3,降低 4.2 %～1 0 .0 % ;土壤孔隙度增加 2 .5 %～ 5 .5 % ,提高 4.6%～ 1 0 .9% ;有机质增加 0 .1 9%～ 0 .5 7% ,提高 2 4.4%～ 73 .1 % ;0～ 2 0cm土壤水分增加 1 .7%～ 3 .0 % ,提高 1 6.7%～ 2 9.4% ;苹果产量和经济效益 ,提高幅度分别为 1 2 .73 %～ 3 1 .5 7%和 1 5 .1 7%～ 3 6.2 2 %。     

轮耕对渭北旱塬玉米连作系统土壤水分和作物产量的影响

陕西渭北旱塬属于暖温带半湿润易旱气候区,干旱对旱地农作物生产威胁严重,该地区制约春玉米生长发育和产量低而不稳的主要因素为降水少且季节性差异较大。该研究力求探索渭北旱塬春玉米连作田在不同保护性耕作措施下土壤蓄水保墒效果和作物增产增收效应。于2007-2013年在陕西合阳实施了渭北旱塬春玉米连作田保护性耕作长期定位试验,设置了连续免耕、免耕/深松和连续翻耕等3种不同轮耕处理措施下的田间定位试验,测定春玉米休闲期和生育期土壤水分,分析各耕作处理下春玉米产量及水分利用效率的变化规律。结果表明:1相对于连续翻耕处理,冬闲期免耕/深松和连续免耕处理0~200 cm土层土壤蓄水效率6 a平均值分别提高64.6%(P0.05)和46.1%(P0.05)。平水年免耕/深松较连续免耕处理土壤蓄水效率有提高的趋势,但枯水年差异不显著。2相对于连续翻耕处理,玉米生育期免耕/深松和连续免耕处理0~200 cm土层土壤蓄水量6 a平均分别增加了9.7和2.1 mm,休闲期蓄水效率分别增加了0.7和0.5个百分点(P0.05)。3相对于连续翻耕处理,免耕/深松和连续免耕处理6 a平均玉米籽粒产量分别提高7.6%、0.3%,收获指数分别提高3.6和2.3个百分点,水分利用效率分别提高18.6%、5.8%(P0.05)。在3种耕作处理中,冬闲期和生育期深松/翻耕和连续免耕模式下土壤蓄水量、玉米籽粒产量、收获指数和水分利用效率均优于传统连续翻耕,且免耕/深松处理模式对于提高土壤蓄水保墒能力和作物增产效果最好,可作为渭北旱塬区春玉米连作田较适宜的休闲保护性轮耕模式。     

不同栽培方式对马铃薯田间土壤温湿度及产量的影响

为了研究地膜覆盖和绿肥对提高我国西南高寒山区春播马铃薯田间耕层土壤温度和水分的影响,通过2009－2010年设置地膜覆盖和绿肥的不同处理,研究其对马铃薯田间土壤耕层温度、水分及产量的影响。结果表明：与传统栽培方式相比,播种后至封行前,地膜覆盖且施绿肥栽培方式和地膜覆盖栽培方式耕层土壤（0～20?cm）日平均温度提高3.6℃和2.9℃。地膜覆盖且施绿肥栽培方式、施绿肥栽培方式和地膜覆盖栽培方式田间土壤（0～21?cm）平均含水率提高了12.93%、6.3%和10.88%;封行后,地膜覆盖且施绿肥栽培方式和地膜覆盖栽培方式田间土壤平均含水率低6.35%和6.4%。地膜覆盖且施绿肥栽培方式和施绿肥栽培方式马铃薯的块茎产量增加25.6%和2.3%。因此,地膜覆盖且施绿肥栽培方式能显著地提高苗期耕层土壤温度、含水率和马铃薯的块茎产量。     

Effects of deficit irrigation and transplanting methods of irrigated rice on soil physical properties and rice yield

This study evaluated how deficit irrigation and method of transplanting irrigated rice affected soil physical properties in the short term and rice yields under cultivation that did not involve wet levelling (puddling). Field experiments were conducted in 2009 and 2010 at Sakha Agric. Res. Sta., Egypt. Planting methods were as follows: traditional transplanting into flat flooded soil (M₁), transplanting into furrows (M₂) and into beds (M₃). The deficit irrigation treatments were as follows: irrigation every 6 days between transplanting and 2 weeks before harvesting, reference method (I₁), irrigation as in I₁ but with a continuous period of 12 days without irrigation (i.e. one irrigation event missed) at heading (I₂), irrigation as in I₁ but with an event missed at the beginning of tillering and at the start of head development (I₃) and irrigation as in I₁ but with 3 missed events, one each at the beginning of tillering, the start of the head development and panicle initiation (I₄). Results showed that relative to soil conditions before planting, both rice transplanting methods and deficit irrigation decreased soil bulk density, water holding pores percentage, fine capillary pores percentage and soil shear strength, whereas drainable porosity percentage increased. Soil cracked more under the reference treatment than under the other treatments. Rice transplanting into beds and maintaining irrigation every 6 days without any irrigation skip, treatment (I₁ × M₃), appeared appropriate for growing rice. This combination resulted in soil physical properties favourable for plant growth, producing the largest grain and straw yields of all the treatments.     

Impact of short‐rotation coppice with poplar and willow on soil physical properties

As the land area of short‐rotation coppice (SRC) increases, their soil physical impacts have to be evaluated. The objective of this study was to detect the effects of long‐term SRC with poplar and willow on the vertical distribution of soil physical properties (bulk density, water retention, penetration resistance) and on solute transport patterns. An 18‐year‐old SRC located in northeastern Germany was compared to an adjacent continuous arable cropping system by means of soil sampling, penetrologger measurements and dye tracer experiments. The topsoil's bulk density was significantly lower under SRC than under cropland. This effect was especially pronounced in the uppermost 10 cm, where also the air capacity and the plant‐available water content were higher under SRC. The penetration resistance in 25–50 cm depth was reduced under SRC compared to the cropland, indicating a loosening of the plough pan. Dye tracer experiments showed that the importance of preferential flow was higher under SRC due to tree root channels and an increasing colonisation with invertebrates. SRC has ecologically advantageous effects on soil physical properties of the topsoil, however, combined with an enhanced risk of preferential solute transport upon application of agrochemicals.