连续周年耕作对砂姜黑土农田蓄水保墒及作物产量的影响

【目的】筛选利于改善黄淮区砂姜黑土农田蓄水保墒效果及提高作物产量的夏玉米-冬小麦周年耕作方式。【方法】在秸秆全量还田条件下设置5个夏玉米季-冬小麦季周年耕作方式处理:免耕-旋耕(对照)、免耕-深耕、深松-旋耕、深松-免耕、免耕-免耕,通过多年定位试验研究周年耕作方式对砂姜黑土农田土壤容重、土壤水分及作物籽粒产量的影响。【结果】与对照处理相比,免耕-深耕处理显著降低夏玉米收获期15—25 cm土层土壤容重和冬小麦收获期20—35 cm土层土壤容重,深松-免耕和深松-旋耕处理显著降低夏玉米收获期15—40 cm土层土壤容重和冬小麦收获期20—25 cm土层土壤容重,而免耕-免耕处理显著增大夏玉米收获期0—10 cm土层土壤容重和冬小麦收获期5—20 cm土层土壤容重。免耕-深耕、深松-旋耕和深松-免耕处理显著增加夏玉米收获期0—40 cm土壤贮水量,而深松-旋耕和免耕-免耕处理却降低冬小麦收获期0—40 cm土壤贮水量。与对照免耕-旋耕处理相比,深松-免耕处理提高夏玉米-冬小麦整个周年内20—40 cm土层土壤含水量,免耕-免耕处理提高作物收获期40—160 cm土壤含水量,而深松-旋耕处理在冬小麦收获期则降低40—160 cm各土层土壤含水量。深松-旋耕和深松-免耕处理显著增加夏玉米-冬小麦周年籽粒产量,增幅分别为7.67%和10.21%,免耕-深耕处理冬小麦籽粒产量增加而夏玉米产量降低,最终周年籽粒产量降低0.44%,免耕-免耕处理夏玉米-冬小麦周年籽粒产量降低2.19%。【结论】深松-旋耕和深松-免耕处理能够降低土壤容重、提高作物籽粒产量,其中深松-免耕处理能够改善土壤蓄水保墒能力,产量及经济效益增加效果较优,可作为相对较适宜的黄淮区砂姜黑土农田夏玉米-冬小麦周年耕作方式。     

北京一年一熟区农田深松对土壤水分特性的影响

为了改善北京地区农田土壤结构,提高土壤蓄水保墒能力,提升农田生产能力,增加作物产量,项目自2009年开始在北京市延庆县保护性耕作试验田开展农田深松效果研究,对比分析了免耕和免耕+深松2种技术模式对土壤容重、含水量、水分入渗率及作物生长特性和产量的影响。结果表明,与免耕处理相比,免耕+深松技术模式0-30 cm土层内,土壤容重降低了约4.0%,平均质量含水量增加5.9%,稳定入渗率提高了62.5%,增产7.10%。     

黑龙江省黑土、草甸土耕地土壤与荒地土壤水分入渗试验研究

采用双环法对黑龙江省的黑土和草甸土两种土壤,分耕地和荒地两种利用类型进行试验研究。相关分析结果显示,土壤稳定入渗速率与非毛管孔隙度、土壤容重都表现出极显著的相关性,与初始含水量表现出显著相关性。稳定入渗速率与土壤容重呈负相关,与非毛管孔隙度和土壤初始含水量呈正相关。选择初始入渗速率、稳定入渗速率、达到稳定入渗所用时间和至稳渗的入渗量四项指标进行灰色关联评价。结果表明,两种土壤在0~20 cm层荒地的入渗性能明显优于耕地,而在20～40 cm层黑土耕地的相对入渗性能有所好转,但总体上看,荒地仍然优于耕地。40~60 cm层耕地和荒地间并无明显差异。由此可见长年耕作对耕层土壤的水分参数造成了不良影响。     

不同机械耕作方式对茶园土壤物理性状的影响

通过田间试验研究不同机械耕作方式对茶园土壤物理性状的影响。设置免耕(MG)、高地隙多功能茶园管理机械卧式旋耕(WX)、立式旋耕(LX)、深松铲耕(SS)和小型茶园翻耕机翻耕(FG)5种耕作方式,分析其对茶园0~45 cm土壤紧实度、容重和固、液、气三相比的影响。结果表明,与免耕对土壤物理性状的影响相比,深松铲耕处理对0~30 cm土壤紧实度的降低作用最好,卧式旋耕处理对30~45 cm土壤紧实度的降低作用最好;卧式旋耕、立式旋耕处理对0~15 cm土层土壤容重、孔隙度、三相比的改善作用最好,翻耕处理对15~30 cm土层土壤容重、孔隙度、三相比的改善作用最好。可见,高地隙多功能茶园管理机械的最佳耕作方式为卧式旋耕,在不适宜大型机械作业的茶园,选用小型茶园翻耕机亦可达到较好的耕作效果。     

不同耕作方式对土壤理化性状及玉米产量的影响

通过2010,2011年的大田试验,对常规耕作、免耕、深翻、深松4种处理的土壤含水量、容重和氮、磷、钾、有机质含量以及玉米产量进行分析。结果表明,各处理在玉米拔节期、大喇叭口期、灌浆期和成熟期的土壤含水量由高到低的顺序均为:深翻>深松>常规耕作>免耕;深翻和深松处理0～30 cm,土壤容重较常规耕作分别降低10.27%和2.10%,免耕较常规耕作增加4.1%;深翻和深松处理较常规耕作的土壤速效钾、有效磷、有机质含量增加;深翻和深松处理的玉米产量分别较常规耕作提高20.38%和3.74%,免耕处理较常规耕作减产15.11%。选择合理的耕作方式,能够有效改善土壤结构,提高土壤含水量、有机质含量和作物产量。     

不同耕作方式对土壤物理性状及玉米生长发育的影响

为研究深翻、旋耕和深松不同耕作方式处理对土壤耕层物理性状和玉米生长发育的影响,采用长期定位试验,以当地传统耕作方式秋季旋耕为对照,设置免耕、苗期隔行深松30 cm、秋季翻耕30 cm等3种耕作方式,对土壤容重、含水量,单株玉米根系、干物质及玉米产量进行测定和分析。结果表明,不同耕作方式对土壤容重和土壤含水量的影响效果为深松翻耕常规旋耕免耕;在玉米根长、根体积、根表面积,根冠比、籽粒产量方面表现为翻耕深松常规旋耕免耕,翻耕和深松显著大于常规旋耕,二者之间差异不明显。表明翻耕和深松能够有效改善土壤环境,促进玉米根系生长,提高产量,是较适宜的耕作方式。     

免耕、覆盖、深松配套技术及耕作模式的研究(之四)──试验结果与分析(对土壤物理性状、作物生长发育和产量的影响)

按照本研究之二确定的试验设计和研究方法,研究认为：试验结束前同试验初相比,0～10cm、10～20cm土层的容重,各处理均有不同程度的降低,孔隙度有不同程度的提高,说明试验条件下,现行的耕作措施、免耕覆盖措施及免耕覆盖深松措施对降低耕层客重、增加耕层的孔隙度均有效;深松30～45cm,对犁底层的容重和孔隙度的影响很大,容重明显降低,孔隙度明显增加;深松到哪一层,该层的容重便是降低趋势,孔隙度则是增加趋势;免耕有利于＞0．25mm水稳性团粒的形成。研究认为：该耕作模式能促进夏玉米增高、增重、早熟、增产,增产幅度一般为19．6％～36．6％。全部处理以免耕覆盖深松30cm的处理为好。     

秸秆还田条件下不同耕作方式对玉米田土壤物理性状的影响

【目的】研究旨在解决大兴安岭东麓地区黑土地耕地质量下降，秸秆资源过剩和秸秆焚烧造成的环境污染等突出问题。【方法】在内蒙古自治区呼伦贝尔市阿荣旗那吉镇农业技术推广中心试验田设立了秸秆还田条件下深翻+重耙（SDH）、深松+重耙（SSH）、深松浅翻+重耙（SSS）、重耙（SH）、旋耕（SRT）、免耕（SZT）和传统耕作（CK）7个耕作处理，其中秸秆不还田传统耕作（CK）为对照组，探究2年内秸秆还田条件下不同耕作方式对土壤物理性状的影响，以确定提升大兴安岭东麓地区黑土地地力和优化土壤结构的最佳耕作方式，为土地可持续利用提供理论依据和技术支撑。【结果】在秸秆还田条件下深松浅翻+重耙处理在0～60 cm土层均能够有效增加土壤大团粒结构。各处理土壤容重在0～60 cm土层呈现出逐年下降的趋势，孔隙度则呈现出增加的趋势。在40～60 cm土层，深翻+重耙、深松+重耙和深松浅翻+重耙处理较为显著的降低耕地容重，分别降低了11.00%、9.00%和5.00%，同时提高了土壤总孔隙度。两年内各处理土壤质量含水量随时间呈现出波动上升的趋势，并在灌浆期达到峰值。【结论】在设置的7个耕作处理中深松+重耙和深松浅翻...     

激光平地对河套灌区土壤水分入渗及秋浇质量的影响

为促进激光平地的推广应用和提高秋浇质量,以内蒙古河套灌区普通农田为对照,测定激光平地对农田土壤容重、土壤孔隙度、土壤水分入渗速率和秋浇质量等的影响。结果表明：激光平地主要影响0～10 cm土层土壤容重、土壤总孔隙度和毛管孔隙度,显著降低0～30 cm土层土壤非毛管孔隙度,但对10～30 cm土层土壤容重、土壤总孔隙度和毛管孔隙度则无显著影响;激光平地显著降低了土壤水分稳定入渗速率,秋浇水量可减少25.93%;激光平地后,农田的灌溉水流速率较快且较一致,田面储水深度较浅且均一,水流消退速率较低且较均匀。综上,建议河套灌区应积极开展激光平地,以节约灌水量并提高秋浇质量。     

耕作方式对春玉米田间杂草·土壤容重和含水率的影响

研究秋季深松、春季深松、传统翻耕和免耕4种耕作方式对春玉米田土壤容重、土壤含水率、杂草发生情况、产量及水分利用效率的影响。结果显示,深松处理能够有效降低16～35 cm土层的土壤容重;秋季深松能在整个生育期提高20～60 cm土层的土壤含水率;春季深松能够提高拔节期—成熟期20～60 cm土层的土壤含水率;不同处理田间杂草发生状况从重到轻依次为免耕处理、秋季深松处理、春季深松处理、传统翻耕处理;产量从高到低依次为秋季深松处理、传统翻耕处理、春季深松处理、免耕处理;秋季深松处理能提高玉米水分利用效率。     

深松少耕技术对土壤物理性状及玉米产量的影响

通过对土壤容重、土壤含水量、土壤田间持水量及产量的测定和分析,研究了深松少耕技术对土壤物理性状、水分利用率、土壤蓄水能力及玉米产量的影响。结果表明：深松少耕后,土壤容重在土壤耕层10-40 cm的范围内比对照降低22.1个百分点;土壤含水量在土壤耕层10-30 cm范围内高于对照,差异达显著水平,并在15-25 cm达极显著水平;土壤耕层0-50 cm范围内田间持水量均高于对照,差异达到显著或极显著水平;同时,深松少耕后玉米田增产1 602 kg.hm-2,差异达到显著水平。     

不同耕作方式对土壤水分、干物质积累 及玉米产量的影响

针对广西玉米主产区土壤耕层变浅、犁底层坚硬的问题,以当地习惯的耕作方式旋耕为对照,设置深松35 cm+免耕、深松35 cm+旋耕、深松25 cm+免耕、深松25 cm+旋耕和免耕6种不同耕作方式,分析不同处理对土壤水分、干物质积累及玉米生长发育的影响.结果表明:深松处理均能提高土壤含水量,其中以深35 cm+旋耕和35cm+免耕的保墒效果最佳;深松处理均增加了叶面积、根冠比;而深松处理的产量构成因素均较对照有不同程度的改善.在研究设定的6种耕作措施中,以深松35 cm+旋耕为最优组合.     

两年免耕后深松对土壤水分的影响

 【目的】研究两年免耕后深松对土壤水分的影响,提高保护性耕作条件下对土壤水分的利用效率。【方法】土壤免耕第3年的基础上深松40 cm,2005～2006年连续两年通过田间试验观测深松对土壤水分的影响,分析深松保墒增产的机理。【结果】莜麦作物生育期0～100 cm土壤贮水量,深松显著高于对照。在0～100 cm的土层剖面上,50～100 cm土壤水分含量深松显著高于对照,干旱少雨时,土壤水分含量随土层深度增加而增加;降雨集中时,随土层深度增加而减少。与对照相比,深松减少了0～50 cm的作物耗水量,促进根系对50～100 cm土层土壤水分的消耗。土壤深松处理比对照两年平均增产18.29％,水分利用效率增加9.68％。保墒增产效果受降水量的影响,分布均匀的降雨有利于增产并提高水分利用效率。另一方面,深松降低了表层土层容重,增加接纳雨水的能力,增强作物对水分的利用效率。【结论】在免耕的基础上深松,是北方农牧交错带有效增加水分利用效率的保护性轮耕措施。     

Effects of Subsoiling on Soil Moisture Under No-Tillage for Two Years

In order to improve the water use efficiency under conservation tillage, the effects of subsoiling on soil moisture under notillage were studied. An experiment of 40 cm subsoiling in a field kept under no-tillage for 2 years was operated from 2005 to 2006. Based on the data of the soil moisture and crop yield, the physical basis of subsoiling for water conservation and yield increase was analyzed. The results showed that the soil water storage under subsoiling, from the soil surface to a depth of 100 cm was more than that under no-tillage for the growth season. In the 0-100 cm soil depth, the soil moisture in 50-100 cm depth under subsoiling was more compared with no-tillage, which increased when it＇s drought and decreased when it＇s rainy with the increase in soil depth. Compared with no-tillage, subsoiling could reduce the water consumption of oats in the 0-50 cm depth and increase the water consumption in the 50-100 cm depth. Also, subsoiling increased the yield by 18.29% and the water use efficiency by 16.8% in a two-year average. The effects of subsoiling on water conservation and yield increase were affected by precipitation, and a well-proportioned rainfall was better to increase yield and water use efficiency. Meanwhile, subsoiling decreased bulk density, which increased with the available precipitation. Subsoiling under no-tillage is the effective rotation tillage to contain more soil moisture and improve water use efficiency in ecotone of North China.     

不同开垦年限黑土耕地土壤导气率及其影响因素

为探讨开垦对典型黑土土壤导气率的影响,以未经开垦天然次生林(0 a)和开垦年限为17、30、40 a耕地土壤为研究对象,采用PL-300型土壤导气率测定仪测定耕作区0~20 cm土层水平、垂直2个方向的土壤导气率,并计算其各向异性。结果表明:土壤水平、垂直导气率均随开垦年限的增加而显著减少(p0.05);与未开垦天然次生林相比,土壤垂直导气率下降22.44%~95.44%,土壤水平导气率下降40.45%~92.50%;不同开垦年限土壤水平、垂直导气率均呈现出随土层的加深而降低的一致规律。不同开垦年限土壤导气率各向异性表现出随着开垦年限增加逐渐增大的趋势,并在30、40 a表现出显著性(p0.05)。土壤导气率与密度呈极显著负相关,与孔隙度、非毛管空隙度、有机质均呈极显著正相关。黑土土壤的气体传输能力随开垦年限逐渐降低,密度、孔隙度、非毛管空隙度、有机质均显著影响黑土土壤导气率。     

不同降水年型黄土旱塬冬小麦免耕与深松轮耕蓄墒增收效应

目的 为旱区不同降水年型冬小麦蓄墒增产耕作方式的选择提供科学依据。方法 于2007—2018年在陕西黄土旱塬实施免耕与深松轮耕长期定位试验,设置免耕/免耕/深松（NNS）、免耕/深松（NS）和连续免耕（N）3种耕作处理,分析不同降水年型轮耕模式下冬小麦休闲期和生育期蓄墒效果及ET、WUE、产量和经济效益。结果 降水年型对冬小麦休闲期及生育期土壤蓄墒、ET、WUE、产量和经济效益影响显著。丰水年型较干旱和平水年型分别提高冬小麦休闲期（23.9%和31.9%）和生育期（6.5%和16.6%）0—200 cm土层土壤蓄墒量,并在冬小麦水分急剧消耗的拔节期至灌浆期,分别增加耗水量1倍和3倍以上,且较干旱和平水年型WUE分别提高21.1%和16.3%,增产70.0%和25.8%,增效2倍和1/2倍以上。干旱、丰水和平水年型分别以免耕/深松（NS）（106.1 mm）、连续免耕（N）（192.0 mm）和连续免耕（N）（91.5 mm）处理休闲期0—200 cm土壤蓄墒量最高;生育期0—100 cm土壤蓄墒效果受降雨和冬小麦生长发育影响波动较大,但120—200 cm深层土壤蓄水量基本呈“先增后减”的稳定变化趋势,并以免耕和深松轮耕措施蓄墒效果较好;免耕/免耕/深松（NNS）处理在干旱和丰水年型WUE及增产增效优势显著,在平水年型,连续免耕（N）处理产量和经济效益最高,分别为4 297 kg·hm ^-2和4 773元/hm ²。受深松作业及其频次影响,免耕/免耕/深松（NNS）和免耕/深松（NS）轮耕处理分别增加生产成本172和227元/hm ²,但生产投入的高低并非是影响经济效益的关键因素。较免耕/深松（NS）处理,免耕/免耕/深松（NNS）能以较少的深松频次节省生产成本,以较高的籽粒产量实现经济效益的最大化,具有减耗节水、提高冬小麦WUE和节本增效的优势,并在多数试验年份下保持节水减耗、经济高效的生产正效应,更具生产普适性。结论 从可持续农业生产及绿色低耗高效的发展目标综合分析,推荐免耕/免耕/深松（NNS）轮耕措施为黄土旱区冬小麦蓄墒增产增收的最适耕作方式。