横坡垄作和秸秆覆盖对红壤坡耕地氮磷流失的影响

为研究南方红壤坡耕地油菜-玉米轮作模式氮磷养分地表径流损失对不同耕作方式的响应机制,本文采用田间定位试验的方法,研究坡耕地顺坡垄作（CK）、横坡垄作（T1）、横坡垄作+秸秆覆盖（T2）、顺坡垄作+秸秆覆盖（T3）4个处理模式连续2 a对坡耕地氮磷养分地表径流损失的影响。结果表明：不同处理地表径流总量与氮磷流失总量均呈现出CK>T3>T1>T2,横坡垄作和秸秆覆盖处理均能有效降低坡耕地地表径流量和径流液中氮磷养分含量,其中T2处理对控制地表径流及氮磷损失的效果最好,较其他处理分别降低地表径流量、氮和磷流失总量24.46%~74.90%、39.60%~86.37%和36.84%~79.66%;坡耕地氮素流失以硝态氮为主,不同处理下径流液中全氮浓度与硝态氮浓度呈显著正相关关系。横坡垄作+秸秆覆盖对减少坡耕地土壤氮、磷素损失效果最好,观测期内横坡垄作+秸秆覆盖处理土壤全氮和全磷含量分别增加了19.42%和21.98%。研究表明,在南方红壤坡耕地上推广横坡垄作+秸秆覆盖的保护性耕作措施有利于降低氮磷径流损失风险、提高红壤坡耕地可持续生产能力。     

不同耕作方式对紫色土侵蚀及磷素流失的影响

【目的】研究川中丘陵区紫色土零散坡耕地在玉米成熟期由降雨引发的水土流失及磷素流失特征,为该区坡耕地养分流失预测评价、防治以及协调区域土地管理,改善生态环境提供理论依据。【方法】采用人工模拟降雨和微小区试验相结合的方法,在玉米成熟期,对平作、顺坡垄作及横坡垄作3种耕作方式的地块进行人工降雨,降雨强度为1.7 mm•min-1,历时40 min。研究人工降雨对地表侵蚀、壤中流量及其磷素流失的影响。【结果】顺坡垄作地表侵蚀量及磷素流失量均最大,其壤中流及磷素流失最小;横坡垄作地表侵蚀量及磷素流失量最小,而壤中流损失较大。不同耕作方式下壤中流总量虽然较地表径流少,但是其磷素含量却很高,总磷浓度均达到了0.2 mg•L-1,约为地表径流的1.3倍。【结论】紫色土零散坡耕地不易采用顺坡垄作,横坡垄作能很好的控制土壤侵蚀,但在日常耕作管理中需注意对垄的修复保护。在整个侵蚀过程中3种耕作方式的径流损失及磷素流失均以地表损失为主,径流中磷素以可溶性磷流失为主。     

玉米种植下紫色坡耕地径流中磷素流失特征研究

采用人工模拟降雨装置,通过野外径流小区试验,研究了紫色土坡耕地玉米生长季磷素流失特征.结果表明:(1)地表径流占总径流的比例较大,其中平作地表径流占总径流量的80％～83％,地表径流磷素流失量占总流失量的64％～88％;顺坡垄作分别为84％～87％和79％～87％,横坡垄作分别为71％～87％和52％～88％.(2)各耕作措施下总径流量在拔节期和抽雄期较苗期和成熟期小,且径流中磷素流失以DTP(可溶性磷)流失为主.(3)在3种耕作措施中,平作地表径流量及磷素流失总量最少;横坡垄作壤中流损失最大,是平作和顺坡垄作的1.1倍,其磷素流失总量也最严重,是平作的2倍、顺坡垄作的1.9倍.对于零散坡耕地而言,合理的耕作措施对磷素流失的调控具有一定作用,但有别于其他类型坡耕地.     

不同施肥与耕作对紫色土坡耕地土壤侵蚀及氮素流失的影响

【目的】研究重庆紫色土坡耕地“冬小麦-夏玉米”种植模式在不同施肥制度和耕作模式下由降雨而引发的水土流失特征及氮素流失规律,可为该区农业生产及生态环境保护提供科学依据。【方法】设置4种施肥制度（顺坡耕作对照、顺坡耕作农家肥和化肥配合施用、顺坡耕作单施化肥、顺坡耕作单施化肥增量）和2种耕作模式（顺坡耕作单施化肥、横坡垄作单施化肥）,采用野外径流小区长期（2008—2012）定位监测,研究施肥与耕作对坡面土壤侵蚀及氮素流失的影响。【结果】不同施肥制度和不同耕作模式间产流量、产沙量、氮素流失量差异均显著,不施肥处理产流量、产沙量及氮素流失量均最大,施肥、横坡垄作均能有效降低坡面产流产沙及氮素流失量。与相同施肥水平的顺坡耕作相比,横坡耕作分别减少产流量、产沙量、全氮流失量25.9%、20.5%和33.4%,与相同耕作方式的对照相比,农家肥和化肥配合施用可分别减少产流量、产沙量和全氮流失量35.7%、40.5%和41.2%。紫色土区年降雨量与年产流产沙量均呈幂函数关系（y=ax^b,a＞0,b＞0）,氮素流失量与径流量呈线性关系（y=ax+b,a>0）,但与降雨量相关性不显著,旱坡地氮素流失以总可消化养分（total digestible nutrients,TDN）为主,占全氮的62.1%。农家肥和化肥配合施用可以降低总可消化养分（TDN）和铵态氮（NH₄⁺-N）占全氮的比例。【结论】紫色土区不宜采取顺坡耕作和不施用任何肥料的土地管理方式。农家肥和化肥配合施用、横坡垄作是防治重庆紫色坡面水土流失及径流氮素流失的有效途径,径流中氮素流失以总可消化养分为主。     

不同耕作方式和植被覆盖对土壤养分流失的影响研究

为研究天然降雨条件下不同耕作方式及植被覆盖条件下水土流失中养分流失的变化规律,根据当地不同的种植模式,在野外标准径流小区进行试验。结果表明:①在相同降雨条件下,顺垄耕作的坡面侵蚀产沙量大于横垄耕作。30°天然坡面次降雨过程平均侵蚀产沙量远小于三个坡面的径流小区。②次降雨过程中,玉米顺垄耕作土壤养分流失量大于横垄,30°天然坡面土壤养分流失量低于三个坡面的径流小区。     

不同耕作方式和雨强对紫色土养分流失的影响

 【目的】揭示紫色土地区坡耕地常用农耕措施在不同雨强条件下对土壤养分流失途径及流失量的影响规律，为紫色土坡耕地培肥及养分流失治理提供理论依据。【方法】本研究采用两因素、三水平、三重复随机区组试验，利用人工降雨装置模拟3种不同强度的降雨，采用模拟径流小区观测地表径流量、壤中流量、泥沙侵蚀量及取样分析养分流失量。【结果】在耕作方式相同时，雨强越大，地表径流量越大，地下径流量减少，总径流量增加，不利于土壤保蓄雨水和含水量的提高。在相同雨强条件下，平作的地表径流量最大，土壤侵蚀也最剧烈。横坡垄作在中小雨强条件下控制地表径流和侵蚀的效果非常明显，但在大雨强条件下，控制径流和泥沙的效果减弱; 横坡垄作有增加地下径流和氮流失量的趋势。在本试验条件下，约1%的化肥氮（速效氮）被雨水淋洗出土体并排放到环境中；而速效磷的流失量只占化肥磷的万分之三至万分之十，流失量很小。【结论】紫色土坡耕地磷素流失的载体是泥沙，流失量更易受雨强的影响，要控制磷的流失，首先应防止土壤侵蚀；横坡垄作能够有效控制土壤侵蚀，因此，也能较好控制磷流失。紫色土坡耕地氮流失载体在雨强较小时是径流，径流中又以地下径流为主，要控制氮流失，首先必须控制地下径流；传统的横坡垄作会加大地下径流量，也就加大了氮的流失。全面控制紫色土的氮、磷损失，必须采用控蚀耕作、增厚土层、提升土壤有机质等综合措施。     

坡耕地麦玉薯三熟保护性耕作水土保持效应的研究

采用控制性定位试验,研究坡耕地麦玉薯三熟保护性耕作的水土保持效应。研究表明,采用垄作免耕、秸秆覆盖能有效减少水土流失,其中采用横坡垄作的水土保持效果最好,但周年产量显著下降;采用中带顺坡垄作方式在稳定周年产量的基础上可有效减少水土流失,其生态与经济效益最佳。研究还发现,降雨量和最大24h降雨量与径流量、土壤流失量显著相关,降雨量对径流量的影响大于最大24h降雨量,土壤流失量是受降雨量和最大24h降雨量共同作用的结果。     

不同农艺措施对洱海坡耕地水土流失的影响

2009年6~10月,在大理市洱源县邓川镇中和村坡耕地上,开展6种种植模式(顺坡种植、横坡种植、横坡种植+盖膜、横坡种植+秸秆覆盖、横坡种植+生物覆盖、格网垄作,依次表示为DT、CT、CT+PF、CT+S、CT+IS、RT)水土保持试验。结果表明:在相同施肥及管理条件下,DT水土流失严重,径流、泥沙、氮、磷的总流失量均为最大,分别为447.7 m3/hm2、39 802.9 kg/hm2、123.2 kg/hm2、21.3 kg/hm2,CT、CT+PF、CT+S、CT+IS、RT与DT相比具有明显的水土保持作用,可以减少径流16.25%~35.2%,减少泥沙流失84.4%~88.34%,减少水土流失总量21.95%~42.42%,总氮流失减少17.69%~44.07%,总磷流失减少26.29%~59.62%;其中CT+IS模式水土保持效果最优,CT、CT+PE、CT+S、CT+IS、RT几种模式与DT相比,玉米产量有1.7%~18.6%的增产,增产最大的为CT+S,增产最少的为CT。     

紫色土坡耕地不同施肥水平下泥沙中氮、磷流失特征

以紫色土坡耕地"冬小麦—夏玉米"种植模式为研究对象,通过设置对照处理、复合施用农家肥和化肥、单施化肥、单施化肥增加施肥量、单施化肥横坡垄作5种施肥水平,采用径流小区定点监测的方法,研究了紫色土坡耕地不同施肥水平下泥沙中氮、磷流失特征.结果表明:各施肥水平下土壤表层养分质量百分比有一定程度增加,泥沙养分均发生富集现象,横坡垄作养分富集比小于顺坡耕作,复合施用农家肥化肥有效养分富集比大于全量养分,单一施用化肥全量养分富集比明显大于有效养分,且养分富集比随施肥量增加而增大;各施肥水平下,泥沙流失仅占0.34～6.21%;磷素流失中泥沙流失占78.80～84.83%,磷素流失以泥沙为主.从相对流失系数来看:氮的流失系数由高到低依次为单施化肥、横坡垄作、单施化肥增加施肥量、复合施用农家肥和化肥;磷的流失系数从高到低依次为单施化肥增加施肥量、横坡垄作、单施化肥、复合施用农家肥和化肥.     

丹江口库区坡耕地玉米间作模式经济与环境效益分析

2013—2015年连续3年采用田间小区试验,研究了自然降雨条件下玉米(Zea mays L.)单作、玉米间作白芷(Angelica dahurica)、玉米间作甘薯[Dioscorea esculenta(Lour.)Burkill]对丹江口库区坡耕地地表氮、磷养分流失的影响,并进行了经济效益分析。结果表明,玉米间作模式对坡耕地地表氮、磷有显著的阻控作用,并可有效降低水土流失。与玉米单作相比,玉米间作白芷和玉米间作甘薯的径流总氮年均流失量分别减少了32.09%和20.37%,径流总磷年均流失量分别减少了32.08%和18.40%,泥沙流失量分别减少了9.18%和11.05%。玉米间作白芷经济效益最高,其次是玉米间作甘薯,分别是玉米单作的4.24和2.73倍。从农田氮、磷面源污染控制和经济效益综合分析,玉米间作白芷模式是丹江口库区较合理的生态种植模式,可进一步推广应用。     

坡耕地马铃薯套玉米等高聚垄配置地埂植物种植研究

[目的]筛选适宜坡耕地的耕作技术措施。[方法]以马铃薯威芋3号,玉米毕单15号,地埂植物路春花为供试材料,设顺坡聚垄、等高聚垄和等高聚垄+种植路春花3个处理进行坡耕地马铃薯套玉米等高聚垄配置地埂植物种植试验。[结果]与对照顺坡聚垄处理相比,等高聚垄+种植路春花处理的马铃薯产量14392.05 kg/hm2、玉米产量5417.25 kg/hm2、马铃薯与玉米复合产量19809.30 kg/hm2、复合经济效益12223.65元/hm2,分别增加了17.04%、11.22%、15.39%、13.61%;土壤容重降低0.04 g/cm3;土壤含水量和全氮分别增加1.77个百分点和0.009个百分点;土壤有机质、速效氮、速效磷和速效钾分别增加0.05%和4、1、3 mg/kg。[结论]等高聚垄+种植路春花种植法能提高坡耕地产出率和经济效益,保水、保肥效果好,是坡耕地理想的耕作方式。     

田间管理措施减少玉米黄曲霉侵染的效果研究

[目的]减少黄曲霉侵染作物的几率。[方法]结合辽宁地区玉米生产状况,选择耕作措施、灌溉状况、施氮水平、作物品种、种植密度为影响因子,研究田间管理措施减少玉米田间黄曲霉种群侵染的效果。[结果]耕作措施能明显减少土壤中黄曲霉种群数量,与连作相比,轮作能降低土壤中黄曲霉数量。灌溉状况、施氮水平、作物品种和种植密度对土壤中黄曲霉数量没有影响。连作田间的黄曲霉平均菌落数大于轮作田间。灌溉状况对减少玉米黄曲霉侵染的效应优于其他因素。检测到黄曲霉的土壤含水量在5%~13%,当田间土壤含水量低于13%时,应及时灌溉。[结论]在田间管理中实施合理轮作和适时灌溉,可预防黄曲霉侵染。     

应用DNDC模型模拟沟垄集雨种植对陕西省玉米产量的影响

利用DNDC模型分析沟垄集雨种植模式下农田水分和玉米产量的时空变化特征,为确定沟垄集雨种植技术的适宜区域以及该技术在陕西省农业生产中的进一步应用推广提供科学依据。利用陕西省2001-2010年19个气象站点观测资料,采用DNDC模型模拟沟垄集雨(PF)和传统平作(CK)种植下陕西省玉米田土壤水分和玉米产量。2001-2010年陕西省年均降雨量为609.2mm,且南至北呈现出逐渐递减的趋势,陕西南部地区的降雨量最高,其次是关中地区,陕西北部地区的降雨量最低。沟垄集雨种植模式下,土壤蒸发量从北至南呈现逐渐增加的趋势,土壤蒸发量在170mm以下的地区分布在陕西省北部,土壤蒸发量在190mm以上的地区分布在陕西南部。和平作种植模式相比,沟垄集雨种植模式下,陕西北部富县、黄陵、洛川、黄龙和宜川5个县土壤储水量提高到145mm以上,陕西中部宝鸡、凤翔、岐山、扶风4个县(市)土壤储水量提高到126mm以上,陕西北部6个县和中部14个县玉米生长水分胁迫减弱;与平作相比,沟垄集雨模式下,陕西省大部分区域产量变异数降低,说明沟垄集雨技术能降低年际间降雨量变化对产量的影响,具有较强的稳产效应。沟垄集雨和平作种植模式下陕西10a玉米总产量分别为1 320万t和1 140万t,沟垄集雨较平作模式增产180万t,提高16%。沟垄集雨种植玉米的增产效应从北至南呈现出逐渐降低的趋势,与年均降雨量的空间分布规律相反,陕西北部年均降雨量低于500mm的地区增产效果最高,陕西南部年均降雨量高于800mm的地区,沟垄集雨种植模式对产量的提高具有负效应。     

高寒地区紫花苜蓿对土壤养分的影响

[目的]探讨种植紫花苜蓿对高寒地区土壤养分的影响。[方法]通过田间试验,研究在高寒地区种植紫花苜蓿后其土壤中有机质、氮素、磷素、钾素等养分的变化情况。[结果]高寒地区种植紫花苜蓿可明显提高土壤中有机质、全氮和碱解氮含量,而土壤全磷含量的变化相对较弱。在青海高寒地区种植紫花苜蓿2年后,土壤耕作层中有机质、全氮、碱解氮的含量分别增加17.70%1、4.45%、13.53%,而全钾、速效磷和速效钾的含量则分别下降1.63%、9.03%和12.67%。[结论]在高寒地区种植紫花苜蓿可以改善土壤氮素水平,在种植过程中应增施磷钾肥以充分发挥其培肥地力、改良土壤、防治水土流失的作用。     

不同覆盖模式对旱作马铃薯生育期及土壤含水量的影响

[目的]探讨旱作马铃薯最佳栽培模式。[方法]以陇薯6号为材料,研究了不同覆盖处理[A.露地(CK);B.全膜双垄垄侧栽培;C.半膜垄作;D.垄作覆草]对马铃薯生长和土壤含水量的影响。[结果]处理B的马铃薯生长最快,而露地对照的生长最慢。开花期处理B、C、D株高较露地对照高6.9、3.9、8.3 cm,基部分枝数多0.6、0.1、0.6个。3种覆盖模式单株结薯(6.1~6.3个)高于露地对照(4.5个)。处理B单株薯重最重,达1.73 kg;处理D商品率最高,达到了82.89%,露地对照的商品率最低为72.08%。各处理单位产量表现为B>D>C>A。不同时期的0~20 cm土壤含水量均以处理B最高。[结论]处理B(全膜双垄垄侧栽培)是旱作马铃薯的最优栽培模式。     

玉米平作膜上精播技术研究

为了提高半干旱区玉米产量,以玉米品种先玉335为试验材料,采用大区对比的方法,对平作膜上精播技术进行研究。结果表明:平作膜上精播处理比常规垄作处理地温提高2~3℃,储水量增加13.13%,产量增加13.87%,水分利用率增加20.40%。平作膜上精播技术能够提高耕层土壤温度,与常规垄作覆膜相比具有良好的集雨保墒效果,能促进玉米生长发育,显著提高玉米产量和水分利用率。     

干旱胁迫下不同玉米杂交组合水分利用的研究

[目的]筛选低耗水量、高水分利用率的玉米品种组合。[方法]在抗旱防雨棚内的盆栽试验中,设置正常供水和中度干旱胁迫两种水分处理,对10个玉米杂交组合的生物产量、耗水量、水分利用率3项指标进行研究。[结果]在两种土壤水分处理下,10个玉米杂交组合在3项指标上存在显著或极显著的差异,449×交51和交51×18599的生物产量较高;449×交51和S11×411的耗水量较高,18599×S11、411×449、S11×交51的耗水量较低;交51×18599的生物产量的水分利用率最高,其次为411×449和交51×411。综合3项指标,交51×18599表现最好,在两种土壤水分处理下生物产量分别为204.45、191.90 g/株,耗水量分别为22.57、19.88 kg/株,水分利用率分别为9.04、9.29 g/kg。[结论]交51×18599是高产、耗水量中等、水分利用率高的杂交组合。     

Comparison of nitrogen losses by runoff from two different cultivating patterns in sloping farmland with yellow soil during maize growth in Southwest China

The loss of N in farmland is an important cause of agricultural non-point source pollution, which seriously impacts the aquatic environment. A two-year (2017–2018) experiment was conducted to investigate the characteristics of runoff and N losses under different tillage practices. Taking downslope ridge planting and cross ridge planting as the experimental treatments, the characteristics of surface runoff, interflow, and N losses in sloping farmlands with yellow soil were studied throughout the maize growth period. As the rainfall increased, the surface runoff and interflow also increased. The surface runoff and N losses in the surface runoff of downslope ridge planting were significantly higher than those of cross ridge planting. The interflow volumes and N losses in the 0–20 and 20–40 cm soil layers of the cross ridge planting were significantly higher than those of the downslope ridge planting. The total N (TN) losses from surface runoff accounted for 54.95–81.25% of the N losses from all pathways. Therefore, we inferred that surface runoff is the main pathway of N losses. Dissolved total N (DTN) was the main form of N loss under different tillage measures, as it accounted for 55.82–94.41% of the TN losses, and dissolved organic N accounted for 52.81–87.06% of the DTN losses. Thus, we inferred that dissolved N is the main form of N loss. Future research must focus on the prevention and control of the N losses during the maize seedling stage to reduce the environmental pollution caused by ammonium N through runoff.     

不同垄作覆盖栽培对土壤理化性状耗水特性和玉米产量的影响

在麦-肥-玉种植模式下,通过改变土壤微地形和覆盖种植,设置了不同垄作方式,覆盖地膜和小麦秸秆处理。研究表明:垄作和覆盖栽培处理的产量比平作露地栽培的高,增产幅度和垄作、覆盖的方式有关,以绿肥垄作覆盖地膜的产量最高,绿肥垄作覆盖秸秆的产量次之。增产幅度为587.15~1322.15 kg/hm2,增产14.2%~58.1%。在玉米栽培时垄作和覆盖能明显提高土壤水分含量。垄作和垄作覆盖处理的土壤容重比平作减少0.05~0.08 g/m3,孔隙度增加2%~4%,土壤全氮、有机质略有下降,碱解氮、速效磷、速效钾有所上升,以覆盖垄作地膜处理的变化较大,在垄作覆盖下,作物产量明显增加,耗水量减少,水分利用率提高。