西南干热河谷区旱地玉米不同覆盖保水栽培措施的水分效应

在西南干热河谷地区进行旱地玉米覆盖保水栽培试验,研究其水分效应。结果表明,秸秆、地膜覆盖有明显增加和保蓄土壤水的作用,秸秆地膜二元覆盖的作用更为显著,根区成为作物耗水与土壤保蓄水的关键区域,农田水分变化沿土层可划分为3个层次,即:0~30 cm土层为土壤水分变化活跃层和土壤贮水增加显著层、30~80 cm土层为土壤水分变化次活跃层和土壤贮水增加明显层、80~100 cm土层为土壤水分变化相对稳定层和土壤贮水增加一般层,且覆盖栽培可促进作物耗水量由田间无效蒸发耗水向有效的田间作物蒸腾耗水转化,使农田水分的有效性显著提升。由此,研究本区旱地玉米不同覆盖保水栽培措施的水分效应,可为提高本区甚至西南高原季节性旱区旱作农田的水分利用效率和水分生产潜力服务。     

园艺地布微垄覆盖对渭北旱地矮化苹果根域土壤水分的影响

通过田间定位观测,设置(园艺地布微垄覆盖、秸秆覆盖和清耕)3个处理,分析不同降水年型下园艺地布微垄覆盖渭北旱地矮化苹果根域土壤贮水、果园耗水、果树产量及水分利用效率的变化。结果表明:降水欠水年、平水年园艺地布微垄覆盖果树生育期果园0～300 cm土层平均贮水量分别比清耕处理提高6.88%、8.02%,比秸秆覆盖处理提高1.64%、2.92%,显著提高了果树根系主要分布层土壤贮水量与供水能力,增强了对果园深层土壤贮水的调蓄作用,对深层土壤贮水的调蓄作用优于秸秆覆盖,其对果园土壤贮水平衡状况的影响与果树生长发育中后期降水量密切相关。园艺地布微垄覆盖增加了果园耗水量,改变了果园耗水结构,在欠水年、平水年与清耕相比显著减少了无效蒸发,减少量为26.94 mm、26.50 mm,同时与清耕相比显著提高了果树蒸腾耗水量,提高16.57%、12.09%,蒸发量和蒸腾量与秸秆相比皆无显著差异。园艺地布微垄覆盖具有显著的增产作用,欠水年、平水年水分利用效率分别比清耕提高9.32%、5.49%,但果树产量和水分利用效率与秸秆相比皆无显著差异。园艺地布微垄覆盖可作为渭北旱地矮化苹果栽培体系中的一种有效的蓄水保墒技术措施。     

秸秆覆盖对旱作麦田水分及产量的影响

秸秆覆盖对旱作麦田水分及产量影响的研究结果表明,春小麦播种后立即覆盖秸秆有明显的保墒、蓄水作用,秸秆覆盖后苗期、拔节期、收获后土壤0～40 cm耕层的水分含量分别比露地提高1.6～13.3、7.8～32.8、4.1～8.6 g/kg;折合产量比露地增产12.47%～29.63%,以覆盖秸秆6 000 kg/hm2的处理增产效果最好,折合产量2 459.04 kg/hm2,比对照增产29.63%.     

垄作覆盖下小麦、玉米产量、土壤碳素转化及水分研究

研究了旱地小麦、玉米一年两熟制下垄作覆盖对土壤溶解性有机碳和微生物量碳含量、水分及作物产量的影响。在洛阳市农林科学院内防渗精确水分池内,设置垄作覆盖、秸秆覆盖、传统耕作(对照)3个处理,结果表明,(1)垄作覆盖下作物增产显著,小麦较对照增产11.05%,玉米增产32.40%;小麦水分利用效率提高0.36 kg/(mm.hm2),玉米水分利用效率提高2.72kg/(mm.hm2)。(2)垄作覆盖提高了0～200cm土壤含水量,为小麦、玉米生长提供充足的水分。(3)垄作覆盖下0～5cm、5～10cm土层溶解性有机碳含量,小麦田分别较对照增加了39.7mg/kg、27.5mg/kg,玉米田分别较对照增加了52.1%、61.2%。(4)垄作覆盖下微生物量碳含量:小麦田0～5、5～10、10～20cm土层分别较对照增加了120.7mg/kg、158.6mg/kg和132.2mg/kg;耕层微生物量碳平均含量较对照高94.1%;玉米田0～5cm、5～10cm土层分别较对照高167.2mg/kg、78.2mg/kg,10～20cm与对照比差异不明显。垄作覆盖技术既可提高0～200cm土壤含水量和水分利用效率,又可显著提高0～5cm溶解性有机碳和微生物量碳含量,利于小麦、玉米高产稳产。     

秸秆覆盖及播量对旱地冬小麦耗水特性及产量的影响

为探讨秸秆带状覆盖下种植密度对旱地冬小麦耗水特性和籽粒产量的影响，以露地平作为对照，秸秆带状覆盖下分窄幅条播和宽幅条播2种种植模式，不同带幅下分别设播量处理3个（270 kg/hm²、324 kg/hm²、405 kg/hm²），结果表明， 秸秆带状覆盖处理均可显著增加0~200 cm土层的土壤贮水消耗量,较露地增加36.2个百分点。秸秆带状覆盖下，不同带幅种植下贮水消耗量均随播量增加而增加。与露地种植相比，秸秆覆盖处理均降低冬小麦返青前耗水比例，增加拔节至成熟阶段的耗水量，更加有利于冬小麦灌浆阶段对水分高效利用。秸秆带状覆盖下，拔节至开花阶段耗水量随播量增加逐渐增大，开花至成熟阶段耗水量随播量增加逐渐减少。秸秆覆盖处理冬小麦的产量均高于CK，差异达到显著水平，增幅达24.4个百分点。秸秆覆盖下，窄幅、宽幅种植均以270 kg/hm²播量处理最高，分别较其他播量处理增产2.9%~10.0%、23.5%~23.6%；窄幅较宽幅种植平均增产11.9%。秸秆覆盖窄幅、宽幅条播下，水分利用效率均以270 kg/hm²播量处理最高，分别比其他播量处理高4.1%~12.0%、25.0%~26.4%；窄幅较宽幅种植平均增加12.8%。     

少免耕及秸秆还田小麦间作玉米的碳排放与水分利用特征

【目的】利用间作和保护性耕作对土壤碳减排及水分高效利用的潜力,将二者集成于同一系统中以发挥各自的优势并催生彼此间的协同效应,从而建立减排与节水双赢的间作高效种植模式。【方法】以河西绿洲灌区长期规模化种植的小麦间作玉米为研究对象,集成应用保护性耕作的理论与技术,利用带状耕作和秸秆覆盖建立免耕立茬(NTSSI)、免耕秸秆覆盖(NTSI)、少耕秸秆翻压(TISI)和传统收割(CTI)4种处理,并以传统收割单作小麦(SW)和单作玉米(SM)作为对照,系统研究了不同处理土壤呼吸与作物耗水状况。应用土壤呼吸测定系统EGM-4(environmental gas monitor-4,UK,PP system)测定土壤呼吸速率,以此计算不同处理生育期内土壤碳排放总量。用产量与耗水和土壤碳排放量与耗水两种方法计算水分利用效率,客观评价间作系统的水分利用状况。【结果】不同种植模式中,单作玉米土壤呼吸速率最大(1.57μmol CO_2·m~(-2)·s~(-1)),间作次之(0.83μmol CO_2·m~(-2)·s~(-1)),单作小麦最小(0.72μmol CO_2·m~(-2)·s~(-1));4种秸秆还田方式中,NTSI处理土壤呼吸速率最低,2011与2012年分别较CTI降低了20.4%和11.9%,由此减少碳排放量12.4%。在间作中集成应用带状耕作和秸秆覆盖能有效降低系统耗水总量、增加产量、提高水分利用效率(WUEGY),与CTI处理相比,NTSI处理平均减少耗水量达4.1%,增产29.7%,水分利用效率提高15.6%。同时,间作系统的单位耗水碳排放平均降低了5.9%,碳排放效率提高了28.2%。【结论】小麦间作玉米与保护性耕作结合,并集成应用带状耕作及秸秆覆盖技术可使系统的产量、碳排放和耗水得到有效协调,能促进耗水更多转化为作物产量并降低在该转化过程中产生的碳排放,实现碳减排与水分高效利用的协同促进。     

砖窑沟流域糜子农田水分平衡及其调节

采用田间定位观测,探讨了砖窑沟流域土壤贮水供水基本性质、糜子耗水规律与水分供需平衡及其调节措施。结果表明,当地土壤具有较好的蓄水供水功能。糜子耗水量随产量提高而增加,亩产115kg 的耗水量为254mm,亩产233kg 的耗水量为301mm,其中苗期耗水约占10%,分蘖期约21%,拔节期35%,抽穗成熟期为34%左右。总降水能满足糜子耗水要求,土壤供水起到年度及阶段调节作用。增加肥料投入,合理耕作,适当调整播期与密度是合理调节利用土壤水分,提高作物产量与水分利用效率的有效措施。     

秸秆覆盖及播量对旱地冬小麦耗水特性及产量的影响

为探讨秸秆带状覆盖下种植密度对旱地冬小麦耗水特性和籽粒产量的影响,以露地平作为对照,秸秆带状覆盖下分窄幅条播和宽幅条播2种种植模式,不同带幅下分别设播量处理3个（270 kg/hm²、324 kg/hm²、405 kg/hm²）,结果表明, 秸秆带状覆盖处理均可显著增加0~200 cm土层的土壤贮水消耗量,较露地增加36.2个百分点。秸秆带状覆盖下,不同带幅种植下贮水消耗量均随播量增加而增加。与露地种植相比,秸秆覆盖处理均降低冬小麦返青前耗水比例,增加拔节至成熟阶段的耗水量,更加有利于冬小麦灌浆阶段对水分高效利用。秸秆带状覆盖下,拔节至开花阶段耗水量随播量增加逐渐增大,开花至成熟阶段耗水量随播量增加逐渐减少。秸秆覆盖处理冬小麦的产量均高于CK,差异达到显著水平,增幅达24.4个百分点。秸秆覆盖下,窄幅、宽幅种植均以270 kg/hm²播量处理最高,分别较其他播量处理增产2.9%~10.0%、23.5%~23.6%;窄幅较宽幅种植平均增产11.9%。秸秆覆盖窄幅、宽幅条播下,水分利用效率均以270 kg/hm²播量处理最高,分别比其他播量处理高4.1%~12.0%、25.0%~26.4%;窄幅较宽幅种植平均增加12.8%。     

秸秆深施对土壤蓄水能力的影响

对耕地进行秸秆深施,可提高土壤的入渗速率,增加土壤蓄水空间和能力,提高降水的利用率,是缓解干旱半干旱地区农田的水分匮乏的有效措施。将厚度为8cm的大豆秸秆、玉米秸秆和水稻秸秆分别深施于宽5cm、深28cm的沟中并回填土壤,研究其蓄水效果。结果表明,秸秆深施后,地表下0～20cm的土壤含水量比对照地提高了0.5%～2.0%,深度越接近秸秆深施处土壤含水量越大,反之越小,深施玉米秸秆和水稻秸秆的蓄水效果与对照地有显著差异(P0.05),而深施大豆秸秆的蓄水效果无显著差异(P0.25)。     

耕作方式与秸秆还田对冬小麦-夏玉米耗水特性和水分利用效率的影响

【目的】黄淮海地区是中国粮食主产区之一,但农业生产中旱涝频繁发生,同时还存在土壤紧实、耕层变浅和土壤蓄水保墒能力低等问题,严重影响了该区的粮食生产。耕作方式和秸秆还田作为农业生产中两项重要的技术措施,对改善土壤结构、提高土壤蓄水能力和水分利用效率有显著作用。本文旨在探索耕作方式、秸秆还田以及二者交互对冬小麦-夏玉米耗水特性和水分利用效率的影响,为优化黄淮海地区的土壤耕作方式提供依据。【方法】采用土壤耕作方式与秸秆还田相结合的方法,设置常规耕作＋秸秆还田、常规耕作＋无秸秆还田、深耕＋秸秆还田、深耕＋无秸秆还田、深松＋秸秆还田、深松＋无秸秆还田6个处理,研究耕作方式与秸秆还田对冬小麦-夏玉米一年两熟农田耗水量、耗水模系数、土壤贮水消耗量、株间蒸发量、籽粒产量和水分利用效率的影响,分析不同耕作方式、秸秆还田以及二者交互对冬小麦-夏玉米耗水特性和水分利用效率的影响。【结果】耕作方式、秸秆还田对土壤容重、农田耗水量、土壤贮水消耗量、株间蒸发量、籽粒产量和水分利用效率均存在显著或极显著影响。与常规耕作相比,深耕和深松主要降低了20—40 cm土层的土壤容重,增加了冬小麦、夏玉米和周年总农田耗水量,提高了0—100 cm土层的土壤贮水消耗量,同时降低了休闲期无效农田耗水量。此外,深耕和深松还降低了夏玉米的株间蒸发量,但深耕显著增加了冬小麦的株间蒸发量,深松则相反。秸秆还田也可以降低土壤容重,提高土壤贮水消耗量,增加冬小麦农田耗水量,降低夏玉米和休闲期农田耗水量,增加冬小麦的株间蒸发量,降低夏玉米的株间蒸发量。与常规耕作相比,深耕和深松处理的周年作物产量分别提高了10.7%和9.8%,周年水分利用效率分别提高了8.8%和6.3%。秸秆还田处理的周年作物产量和水分利用效率分别比秸秆不还田处理提高了6.3%和7.6%。耕作方式与秸秆还田对冬小麦-夏玉米的耗水特性、籽粒产量和水分利用效率存在显著交互作用。与常规耕作＋无秸秆还田处理相比,深耕＋秸秆还田和深松＋秸秆还田处理的周年农田耗水量分别提高3.3%和2.4%,冬小麦-夏玉米的农田耗水量分别提高了4.2%和3.3%,休闲期的农田耗水量分别降低了7.0%和9.9%,周年作物产量分别提高了18.0%和19.3%,水分利用效率分别提高了15.9%和15.1%。【结论】在几种耕作模式中,深耕＋秸秆还田、深松＋秸秆还田的周年作物产量和水分利用效率最高,且二者无显著性差异,表明深耕或深松结合秸秆还田有利于作物产量和水分利用效率的提高。因此,在本试验条件下,在秸秆还田的基础上深松或深耕是黄淮海地区适宜的耕作方式。     

滞后效应对冬小麦根系吸水的影响

根据一维土柱垂直入渗，再分布和根系吸水试验，用有限差分法进行了考虑和忽略滞后效应的数学模拟，分析了娄土再分过程中土壤含水量。水势的分布，在此基础上又借助于根区土壤水分运动方程计算了根系吸水速率的剖面分布。研究结果表明，考虑滞后效应的准确性较高。     

湘南丘陵红壤持水特征及水分状况的研究

 在湘南丘陵坡地第四纪红壤上连续定位测定土壤含水量，研究了湘南丘陵红壤的周年土壤水分状况。采用压力膜技术，测定了实验区红壤的土壤水分特征曲线，分析了红壤的持水和保水特征。结果表明：湘南丘陵第四纪红壤，质地粘重，水稳性微团聚体发育，持水性强，释水力差；湘南丘陵红壤区，降水丰富且季节性变化大，土壤含水量季节性变化明显。坡地红壤的土壤水分状况可划分为四个土壤水分时期：土壤潮湿期（冬-春季）、土壤水分耗损期（夏初）、土壤干旱期（夏季-秋初）和土壤水分补充恢复期（秋末）。湘南坡地红壤普遍存在季节性土壤干旱，多表现为夏秋连旱，对作物生产危害很大。文中还提出了旱地农业土壤水分调控原则。     

免耕技术研究进展

免耕是适合中国国情的实用技术,对中国农业可持续发展作用甚大。在此,阐述了免耕定义、原理、作用及免耕的历史与发展,归纳了免耕对土壤水分、温度、土壤物理、土壤化学、土壤生物学和作物生长发育及最终产量、经济效益方面等的影响:免耕由于减少了土壤蒸发,有利于提高水分利用效率,促进作物生长;但免耕降低土壤温度,特别是春季,不利于作物的生长,同时,免耕土壤结构、土壤微生物数量与活性相对稳定有利于提高养分利用效率和作物生长。在产量和效益方面,免耕有利于提高产量,更有利于提高效益。     

百喜草及其应用研究

介绍百喜草的生物学及生理生态学特性,总结百喜草的相关栽培技术管理方法,并阐述百喜草在保持水土、改良土壤、改善环境及绿、美化等方面的作用。     

土壤含水量和pH对酸化土壤中百菌清残留的影响

[目的]探究不同土壤pH和不同土壤含水量条件下酸化土壤中百菌清的残留规律。[方法]通过模拟试验研究了不同pH和土壤含水量对酸化土壤中百菌清残留的影响。[结果]分别对于不同的pH和不同的含水量,土壤中的百菌清残留量均随着时间的增加而呈现逐渐减少趋势,其中,试验在开始的前3 d土壤中的百菌清残留量减少速度都很快,在3~7 d百菌清残留量减少速度稍有减缓,7 d之后百菌清残留量进入一个平稳缓慢的减少过程。[结论]为土壤环境的修复以及维持耕种系统的健康提供了借鉴。     

不同耕作方法对耕层土壤水分时空分布的影响

本文报导了不同耕作方法对土壤耕层水分时空分布的影响。在实验研究中,采用TDR导线测定仪监测非搅动土壤中水分的变化,并引进土壤干燥系数和雨后水分收入的概念加以讨论。在玉米整个生育期内,通过对9000个数据的分析,发现传统耕法的土壤平均含水量<一年免耕的含水量<长期免耕的含水量,又以春季最为明显。在干燥过程中,根际土壤的含水量<远根区的含水量,在湿润过程中则相反。用传统方法耕作的土壤,干燥系数高于其他耕法,根际土壤的干燥系数高于其他空间位置。各处理耕层土壤的雨后水分收入状况不同,同一耕法不同空间位置的土壤水分收入也存在差异,耕层水分的空间和时间分布状况明显受耕作处理的影响,同时与地表覆盖和作物发育阶段有关。     

土壤水资源高效利用的若干生理生态问题

研究土壤水资源的特征和作物耗水与土壤水的相互关系,可以有效地指导在农业用水中增加土壤水的用水量、减少灌溉水量、提高水分利用效率,从而达到农业节水的目的。介绍了土壤水资源量的计算、土壤水分的动态规律、土壤水分的有效性和作物的需水耗水规律等农业节水中涉及的利用土壤水资源研究的若干生理生态方面内容。     

关于我国水土保持事业发展的思考

从我国水土保持现状出发,分析了新时期水土保持工作的指导思想及特点,探讨我国水土保持事业发展过程中面临的主要问题,并提出相应对策,以期为我国新时期的水土保持工作提供理论指导。     

陕西省杨陵区水土流失治理研究——以大寨镇官村流域为例

以陕西省杨凌区大寨镇官村流域为例,对该流域水土治理进行了研究。从自然条件、社会经济、水土流失与水土保持方面,综述了研究区概况,通过对项目区的气候、土壤、地形等因素进行综合分析,提出了水土流失治理措施设计,包括水土保持林设计和经果林设计。     

不同灌水量对设施番茄土壤养分和水分在土壤剖面中迁移的影响

为解决设施蔬菜合理灌水问题,以农户常规灌水量作为对照处理A,设计了增加1/3灌水量处理B、减少1/3处理C和减少1/2处理D共四个处理,采用田间试验方法研究了不同灌水量对土壤养分和水分在土壤剖面中迁移的影响。结果表明,与常规灌水处理A的产量相比,处理B和处理D的产量比处理A减少了9%,处理C差异不明显。土壤剖面中各土层含水量随灌水量的增加而升高,水分向土壤深层迁移量相应增加,导致水分利用率降低。与常规灌水处理A相比,处理B土壤剖面中的碱解氮、有效磷、速效钾向深层运移量明显增加,处理C和处理D 两个处理各养分向深层的迁移量均明显降低;综合各项分析,农户常规灌水量明显偏高,在常规灌水量的基础上减少1/3灌水量,即灌水量为1.89×10 m/hm时能有效提高灌水利用率,降低养分的淋失,减少环境污染。