陕北地区谷子双料沟垄组合覆盖增产机理

连续 3 a试验研究结果表明 ,陕北丘陵沟壑区旱梯田采取双料沟垄组合覆盖 ,可明显改善土壤水、气、热环境状况。通过减少裸露地表的无效蒸发 ,加快植株生育进程 ,缓解土壤温度的巨变 ,增加土壤有机质含量 ,从而提高降水利用率 ,为谷子的增产创造良好的土壤环境。试验谷子采取双料沟垄组合覆盖措施 ,较对照平均增产 67.9% ,比地膜覆盖增产 1 1 .8%。     

陕北地区谷子双料沟垄组合覆盖增产机理

连续3a试验研究结果表明，陕北丘陵沟壑区旱梯田采取双料沟垄组合覆盖，可明显改善土壤水、气、热环境状况。通过减少裸露地表的无效蒸发，加快植株生育进程，缓解土壤温度的巨变，增加土壤有机质含量，从而提高降水利用率，为谷子的增产创造良好的土壤环境。试验谷子采取双料沟垄组合覆盖措施，较对照平均增产67.9%，比地膜覆盖增产11.8%。     

北京市制定出土肥行业防治大气污染综合技术措施

<正>1)主要作物配方施肥技术全覆盖。研究表明,PM2.5颗粒物中,氨的成分越来越高。配方施肥技术可以把化肥用量控制在合理的范围之内,减少氨对环境的污染。2)在果树行间、山坡岗地等裸露土地种植三叶草等多年生植物;春玉米地区秋季种植二月兰等宿根植物,玉米播种前作为绿肥翻压。整个冬季覆盖率85%以上,春夏覆盖率90%!100%,改善农田景观,美化农田环境。3)推广适宜的农事活动方式。     

黄土高原不同农业技术措施的土壤水分效应评价

【目的】为了筛选黄土高原丘陵沟壑区保护性农业的最佳技术措施,提高土壤水分利用效率;探索土壤水分效应的评价方法。【方法】以位于黄土丘陵沟壑区的陕西省米脂县为代表,选择了免耕休闲、免耕秸秆覆盖、地膜覆盖、组合覆盖和传统耕作5种农业技术措施进行田间试验,对其土壤水分消耗规律、作物产量及水分利用效率等进行系统研究,采用TOPSIS法评价不同农业技术措施的综合水分效应。【结果】研究结果表明,黄土高原不同农业技术措施综合水分效应的优先顺序为:组合覆盖免耕秸秆覆盖地膜覆盖传统耕作休闲裸地。【结论】综合分析认为,黄土高原丘陵沟壑区最佳农业技术措施为组合覆盖,采取组合覆盖措施不仅明显提高了土壤水分的利用效率,而且保护土壤水环境,实现土壤水分的可持续利用。     

辽西半干旱区大豆垄膜沟种微集水技术效果研究

垄膜沟种微集水技术是提高农田降水资源利用率和水分满足率的有效途径,具有产流和较好的控制农田土壤水分蒸发的双重作用,可有效抑制农田水分的非目标性输出,促进大豆生长发育,对大豆增产显著,增产幅度达30.44%。     

覆盖免耕储水灌溉对豌豆的腾发量和土壤水分效应的影响

覆盖免耕可以降低春季豌豆(Pisum sativum)的土壤水分腾发量,且其腾发量比常规耕作和秸秆还田分别减小了29.32%和19.33%.全生育期覆盖免耕可以降低田间水分损耗,提高水分利用率.作物生长的后期,秸秆覆盖有抑制行间蒸发的作用,主要发生在土层0~30 cm,而在30~80 cm抑制蒸发的作用不明显.覆盖免耕对提高作物产量没有明显作用.覆盖免耕水分利用率比常规耕作和秸秆还田分别提高了11.21%和2.93%.覆盖免耕条件下冬季储水最佳定额为975 m3/hm2.     

果园自然生草覆盖对土壤理化性状及大桃产量和品质的影响

果园传统的清耕管理方式劳动强度大,土壤保水、保肥能力低,肥料投入高,而且造成冬春季节土壤裸露,易发生风沙扬尘。果园自然生草覆盖技术能够增加土壤有机质含量,改善土壤理化性质;减少土壤水分蒸发,提高果园蓄水保墒及抗旱能力;有利于天敌繁育,减少农药用量;提高大桃品质;省工、省力,降低成本,提高效益;具有良好的景观效应,减少环境污染,抑制大气扬尘。通过对北京平谷区桃园自然生草覆盖技术的调查,结果表明:果园自然生草覆盖后能够增加土壤有机质含量,增加幅度为10.40%～38.10%;能够提高大桃产量与品质,单果质量提高2.80%～5.40%,可溶性固形物增加6.80%～18.80%。     

不同方式周年覆盖对黄土高原玉米农田土壤水热的调控效应

【目的】探究黄土高原半干旱区不同覆盖方式调控土壤水、热与持续增产、增效的协同效应,为该区确立高效、环保覆盖方式提供理论依据。【方法】设置塑料地膜全膜覆盖(PM)、降解膜全膜覆盖(BM)、膜垄种植(RH)和秸秆覆盖(SM)4种不同周年覆盖(休闲期+生育期)方式,以裸地不覆盖为对照(CT),通过3年大田定位试验,研究不同覆盖方式对土壤水、热时空动态变化规律及其利用特征的影响。【结果】周年覆盖能有效抑制休闲期土壤水分无效蒸发,提高降水潜在利用效率,PM、BM、RH和SM处理休闲期分别较CT多储水53、51、32和36 mm,降水潜在利用效率分别提高了14%、12%、11%和10%。地膜覆盖增温显著,有效提高了玉米干物质累积速度,缩短了其生育进程,其中PM、BM和RH处理拔节期分别较CT提前了15、8和7 d,成熟期分别提前了17、7和7 d。与CT处理相比,PM、BM和RH处理产量增幅分别为52%、32%和27%,积温生产效率分别提高了57%、15%和58%,水分利用效率分别提高了31%、14%和26%,降水利用效率分别提高了53%、27%和29%,耗水系数则分别降低了33%、21%和22%。SM处理能有效增加玉米生育期土壤储水量,但土壤温度的降低导致其生长发育迟缓,其拔节期和成熟期分别较CT推迟了4 d和5 d,最终产量、水分生产效率和积温生产效率分别降低了21%、18%和9%。PM处理增加了农田耗水量,其季末供水能力分别较BM、RH和SM降低了19、56和86 mm。但PM处理土壤水分平衡受生育中后期降水量影响较大,2015年7—9月降水量较多年平均值减少71 mm,PM处理收获期100—200 cm土层土壤储水量较CT处理减少28 mm,并较土壤稳定度降低5.4 mm,造成深层土壤水分亏缺。【结论】塑料地膜全膜覆盖是黄土高原半干旱区协同提高土壤水、热资源利用效率,增加玉米产量的有效措施,然而在玉米生育中后期遭遇干旱容易引起深层土壤水分亏缺和产量波动;降解膜全膜覆盖和膜垄种植处理的增温和增产效果均弱于塑料地膜全膜覆盖,但更有利于维持土壤水分平衡;秸秆覆盖降温、减产效果明显,不推荐在气温较低的半干旱区应用。     

谷子提质增产增效栽培技术

谷子提质增产增效技术,改传统的裸地种植为全膜覆盖穴播(可降解地膜)、改传统的平覆膜为起垄覆膜(可降解地膜),结合测土配肥、绿色防控、药剂拌种、全程机械化作业等技术,最大限度地减少了土壤水分蒸发,使水资源利用率由40%提高到70%以上,实施了有限自然降水资源的高效利用,显著提高了科技抗旱水平,又提高了种植的机械化程度和田间管理效率,增加了产量,减少了投入,提高了品质。     

基于农艺措施的农业节水技术

介绍农业节水灌溉技术,包括调整种植品种结构,培育抗旱高产品种,提高作物水分利用率;农田覆盖技术,降低农田水分无效蒸发;增施有机肥,推广节水施肥技术,增大土壤涵蓄水分的能力,以减少蒸发;化学调控技术,深翻及中耕技术,推进节水灌溉制度等方面,以提高作物抗旱能力,减少农业用水。     

黄土高原半干旱区旱作农田土壤干燥化研究

为了揭示黄土高原半干旱区旱作农田土壤干燥化发生规律,为黄土高原旱作农田土壤水分可持续利用和当地粮食生产的可持续发展提供科学依据,在黄土高原半干旱区固原、定西和海原3个有代表性的区域实地观测了不同类型旱作农田的深层土壤湿度,分析了旱作农田的土壤干燥化发生规律和土壤干层分布特征。结果表明:(1)黄土高原半干旱区固原、定西和海原各类农田0～600cm土层土壤湿度平均值分别为11.46%、14.37%、9.27%,各类农田土壤湿度均明显低于其土壤稳定湿度值,均发生了不同程度的土壤干燥化现象;(2)固原高产麦田和高产马铃薯田土壤干层厚度分别比低产农田土壤干层厚120cm和260cm;海原高产麦田和高产马铃薯田比低产农田土壤干层厚度厚20cm和80cm。黄土高原半干旱区随着旱作粮田产量的提高,农田深层土壤湿度逐渐降低,土壤干层逐渐加深和加厚。     

Long Term Effects of Farming System on Soil Water Content and Dry Soil Layer in Deep Loess Profile of Loess Tableland in China

Soil water is strongly affected by land use/cover in the Loess Plateau in China. Water stored in thick loessal soils is one of the most important resources regulating vegetation growth. However, soil water in the deep loess profile, which is critical for maintaining the function of the “soil water pool” is rarely studied because deep profile soil samples are difficult to collect. In this study, four experimental plots were established in 2005 to represent different farming systems on the Changwu Tableland: fallow land, fertilized cropland, unfertilized cropland, and continuous alfalfa. The soil water content in the 15-m-deep loess profiles was monitored continuously from 2007 to 2012 with the neutron probe technique. The results showed that temporal variations in soil water profiles differed among the four farming systems. Under fallow land, the soil water content increased gradually over time, first in the surface layers and later in the deep soil layers. In contrast, the soil water content decreased gradually under continuous alfalfa. The distributions of soil water in deep soil layers under both fertilized and unfertilized cropland were relatively stable over time. Thus farming system significantly affected soil water content. Seven years after the start of the experiment, the soil water contents in the 15-m-deep profiles averaged 23.4% under fallow land, 20.3% under fertilized cropland, 21.6% under unfertilized cropland, and 16.0% under continuous alfalfa. Compared to measurements at the start of the experiment, both fallow land and unfertilized cropland increased soil water storage in the 15-m loess profiles. In contrast, continuous alfalfa reduced soil water storage. Fertilized cropland has no significant effect on soil water storage. These results suggest that deep soil water can be replenished under the fallow and unfertilized farming systems. Dry soil layers (i.e., those which have soil water content less than the stable field water capacity) in the subsoil of the Changwu Tableland region can be classified as either temporary dry soil layers or persistent dry soil layers. Temporary dry soil layers, which typically form under annual crops, often disappear during wet years. Persistent dry soil layers generally develop under perennial vegetation. Even after removing the vegetation, persistent dry soil layers remain for several decades. This study provides information useful for the conservation and utilization of soil water resources in the Loess Tableland.     

退耕还林（草）和降雨变化对延河流域土壤侵蚀的影响

 【目的】通过定量评估退耕还林（草）和降雨变化对延河流域土壤侵蚀的影响,为延河流域水土保持效益评价、流失治理和环境建设提供决策参考。【方法】利用延河流域日降雨、数字高程模型、土壤类型图、土地利用图和植被覆盖图,运用RUSLE模型,在ArcGIS平台的支持下计算流域1997年和2000年土壤侵蚀量,并分别模拟了退耕还林（草）和气候变化对土壤侵蚀的影响。【结果】由于降雨的变化,研究区年降雨侵蚀力均值由1997年的775.32 MJ?mm?hm-2?h-1?a-1增加到了2000年的1292.07 MJ?mm?hm-2?h-1?a-1,降雨大大加剧了流域土壤侵蚀;由于退耕还林（草）政策的实施,坡耕地面积大大减少,林草面积增加,植被覆盖和管理因子值显著减少,由退耕还林（草）前的0.1714下降到了退耕还林（草）后0.1592,减小了流域土壤侵蚀;由于退耕还林（草）的实施、气候变化以及水土保持工程措施和耕作措施变化共同影响,单位面积平均土壤侵蚀量由退耕还林（草）前的3 012 t?km-2?a-1增加到了退耕还林（草）后4 671 t?km-2?a-1,年土壤侵蚀总量2314×104 t增加到了3589×104 t。【结论】降雨变化使得研究区土壤侵蚀量增加了71.28%,退耕还林（草）约减少研究区土壤侵蚀量7.84%,二者共同作用使得研究区土壤侵蚀量增加了59.26%,退耕还林（草）政策的实施对减少区域土壤侵蚀的作用是显著的。     

黄土高原沟壑区梁坡地土壤有机碳质量分数与土地利用方式的响应

通过对比分析陕西省王东沟流域梁坡地上农地、果园、人工林地、草地和苜蓿Medicago sativa地土壤有机碳质量分数及其在土壤剖面上分布差异,研究土地利用方式对土壤有机碳的影响.结果表明:果园土壤有机碳质量分数比农地低2.2%,人工林地、草地和苜蓿地分别比农地高25.3%,17.1%和11.6%;土壤有机碳质量分数在土壤剖面上随着土层的加深而降低,不同土地利用方式下土壤有机碳在剖面上的分布特征不同.不同土地利用方式下,土壤全氮与土壤有机碳存在极显著相关关系.图1表3参16     

黄土高原半湿润区苜蓿草地土壤干燥化与草粮轮作水分恢复效应

【目的】揭示黄土高原半湿润区苜蓿草地土壤干燥化发生规律与草粮轮作对干燥化苜蓿草地土壤水分恢复效应。【方法】在甘肃镇原试验站实地测定了不同生长年限苜蓿草地与不同类型草粮轮作粮田深层土壤湿度,分析了苜蓿草地土壤干层分布特征与草粮轮作对土壤干层水分恢复效应。【结果】15—28年生苜蓿草地0—1000cm土层土壤湿度平均值为10.20%,土壤干燥化速率为34.2mm·a-1,土壤干层最大分布深度超过了1400cm;苜蓿草地翻耕并轮作3—25年粮食作物后土壤干层湿度能够逐步恢复,土壤干层恢复厚度为583cm,土壤湿度恢复速率为77.3mm·a-1,土壤湿度恢复度达到83.3%。通过草粮轮作方式使15年生苜蓿草地土壤湿度恢复到当地土壤稳定湿度值需要8年以上。【结论】有利于土壤水分恢复的适宜草粮轮作模式是"10年生苜蓿→8年以上轮作粮食作物"。     

不同覆膜方式对旱作冬小麦耗水特性及籽粒产量的影响

【目的】研究黄土高原雨养条件下,不同地膜覆盖方式对冬小麦耗水特性、产量和休闲期土壤水分补给的影响,为促进增产和提高水分利用效率提供理论依据。【方法】2008-2009和2009-2010年小麦生长季,设置全膜覆土穴播（A）、全膜覆盖穴播（B）、垄膜沟播（C）和露地条播（CK）4种不同栽培模式,测量不同处理的土壤贮水量、耗水量、产量和水分利用效率。【结果】全膜穴播可使冬小麦增产64.4%-79.1%,水分利用效率提高22.1%-24.0%,达到11.9-16.6 kg·hm^-2·mm^-1;全膜覆土穴播可增产43.4%-44.4%,水分利用效率提高8.8%-14.6%,达到11.0-14.8 kg·hm^-2·mm^-1;垄膜沟播可增产37.0%-39.3%,水分利用效率提高4.2%-4.4%,达到10.0-14.2 kg·hm^-2·mm^-1。主要原因是,地膜覆盖可增加冬小麦拔节前0-200 cm土层贮水量,提高拔节至成熟阶段的耗水量及其占总耗水量的比例,促进生育期对土壤贮水的利用,同时干旱年份可促进冬小麦利用深层土壤水分,最终提高冬小麦成熟期的生物量和籽粒产量;虽然生育期耗水增加,但水分利用效率也提高。冬小麦产量与生育期耗水量呈显著正相关（r=0.96*）。覆膜的高产建立在高耗水基础上,但通过休闲期水分补充,地膜茬0-200 cm土层水分在冬小麦秋播前可恢复到露地水平。覆膜处理间的耗水差异远小于覆膜与露地间的差异。综合考虑产量、经济效益和田间操作难易程度,全膜覆土穴播一次覆膜可多茬使用,节省地膜成本,田间操作简单,经济效益高,是本试验条件下的最优栽培方式。【结论】全膜覆土穴播是西北黄土高原旱地小麦兼顾高产高效的栽培模式。     

黄土高原地区农田土壤的硝态氮残留及其生态效应

根据文献资料，分析了黄土高原地区农田土壤残留氮素的形态、数量、分布、影响因素及其生态效应，提出了调控土壤氮素残留需进一步研究解决的问题。     

黄土丘陵区典型农耕地土壤临界剪切力季节变化

【目的】研究黄土丘陵区典型农作物玉米和谷子生育期内土壤临界剪切力的季节变化特征及其影响因素,以期为该区的粮食安全生产和土壤侵蚀过程模型建立提供参考依据。【方法】以黄土丘陵区玉米地和谷子地为研究对象,在6组不同的水流剪切力条件下(τ=5.71—17.18 Pa),借助坡面径流冲刷试验测定土壤的分离能力,结合土壤侵蚀过程WEPP模型,利用线性回归方法推求土壤临界剪切力(τ_c),分析了玉米和谷子生育期内土壤临界剪切力的季节变化规律。【结果】黄土丘陵区玉米和谷子生育期内土壤临界剪切力具有明显的季节变化规律(P0.05),整体呈上升趋势。玉米地τ_c表现为先降低后升高再降低又升高的季节变化模式,变化范围为1.51—4.89Pa,平均值为3.0 Pa,最小值(1.51 Pa)出现在五叶期,最大值(4.89 Pa)出现在收获期;谷子地τ_c表现为先降低后升高的季节变化模式,变化范围为1.06—6.53 Pa,平均值为2.93 Pa,最小值(1.06 Pa)出现在幼苗期,最大值(6.53 Pa)出现在成熟期。玉米地和谷子地土壤临界剪切力的季节变化由土壤黏结力、初始含水量等土壤属性的季节变化和作物根系生长所致。两种作物地的土壤临界剪切力与土壤黏结力、初始含水量和作物根重密度间呈正相关关系。在玉米和谷子生育期内,利用土壤黏结力、初始含水量和作物根重密度可以较好地模拟两种作物地土壤临界剪切力的季节变化(R~20.74,NSE0.72)。【结论】作物根系、土壤黏结力和初始含水量等的季节变化是影响玉米地和谷子地土壤临界剪切力季节变化的主要因素。土壤临界剪切力与根重密度、土壤黏结力和初始含水量间呈正相关关系。用根重密度、土壤黏结力和初始含水量等参数能够较好地模拟玉米地和谷子地土壤临界剪切力的季节变化。