免耕稻鸭复合系统生态学特性研究——I．土壤物理性状及养分动态变化

为了解免耕稻鸭复合系统生态学特性．对该系统的土壤理化性状进行了研究．结果表明．(1)免耕抛秧养鸭、免耕抛秧不养鸭、翻耕抛秧不养鸭处理对土壤物理性状有着不同的影响．经过一季免耕养鸭，稻田0～5cm土层的体积质量降低了0．013g／cm^3．免耕抛秧不养鸭，土壤体积质量增加了0．012g／cm^3．翻耕不养鸭处理土壤体积质量变化不大．土壤非毛管孔隙在免耕处理中有所增加，免耕抛秧养鸭和免耕抛秧不养鸭在0～5cm土层分别较翻耕抛秧不养鸭增加3．13％和2．75％，在5～15cm处分别增加1．05％和0．92％．在0～5cm土层处，免耕养鸭能显著降低土层体积质量，显著增加土壤非毛管孔隙度，其影响的程度均达到显著水平，但对土壤总孔隙度影响不显著．在5～15cm土层处，翻耕不养鸭处理中的非毛管孔隙度显著低于免耕养鸭和免耕不养鸭处理，它们之间的体积质量和总孔隙度差异不显著．(2)对免耕养鸭复合系统土壤的化学性质分析表明，免耕养鸭有利于土壤中有机碳、全氮、碱解氮的提高，但有效磷和速效钾有降低的趋势．     

双季抛栽条件下连续免耕对水稻产量和土壤肥力的影响

 【目的】研究连续免耕对双季水稻产量和土壤肥力的影响,为南方稻区土壤合理耕作和水稻免耕抛秧栽培技术的推广应用提供参考依据。【方法】2005—2009年在大田试验条件下,以翻耕抛栽为对照,探讨稻田连续免耕抛栽对水稻产量、土壤容重、总孔隙度、非毛管孔隙度、土壤保水性、土壤养分、土壤微生物和土壤酶活性的影响。【结果】稻田免耕1—2年(4季),早、晚稻产量较翻耕处理的产量分别增加了2.70%和1.87%,但与对照差异不显著。随着免耕时间的延长,早、晚稻产量均表现为下降,尤其是免耕5年水稻产量下降更为显著,下降幅度分别为9.16%和12.56%;稻田免耕1年(2季),有利于土壤物理性状的改善,随着免耕时间的延长,土壤物理性质变差,较翻耕相比,容重增幅为1.68%—8.01%,总孔隙度减少0.69%—4.48%,非毛管孔隙度下降15.42%—37.92%;免耕有利于土壤养分在表层土壤富集,但不利于土壤水分的保持;土壤中三大类微生物总量免耕处理小于翻耕处理,免耕土壤细菌的数量增加,而放线菌和真菌的数量减少;免耕土壤中脲酶活性增加;脲酶,过氧化氢酶和多酚氧化酶的活性均与土壤有机质、全氮含量呈极显著相关,而过氧化物酶活性则与土壤全氮和速效钾含量呈极显著相关。【结论】稻田免耕1—2年(4季)产量与翻耕无显著差异,免耕1年有利于土壤物理性状的改善,随着免耕时间的延长,土壤物理性质变差,早、晚稻产量均表现为下降。免耕有利于土壤养分在表层土壤富集,但不利于土壤水分的保持。免耕土壤细菌的数量增加,而放线菌和真菌的数量减少,免耕土壤中脲酶活性增加。     

毛乌素沙地樟子松人工林土壤物理性质的时空变异规律

以毛乌素沙地榆林沙区樟子松人工林土壤为研究对象,分析不同林龄樟子松人工林土壤质量含水量、土壤体积质量、孔隙度时空变异规律。结果表明,土壤质量含水量在流沙地为丘间地>迎风坡>背风坡>丘顶,在樟子松人工林为丘间地>背风坡>迎风坡>丘顶,并随土层深度增加而增加,0～5cm土层质量含水量樟子松人工林高于流沙地,5～25cm和25～50cm土层低于流沙地。土壤体积质量在流沙地为丘顶>迎风坡>背风坡>丘间地,在樟子松人工林为丘顶>中部(迎风坡、背风坡)>丘间地,随土层深度增加而增加,且樟子松人工林对应各层土壤体积质量均小于流沙地。毛管孔隙度均为丘间地>中部(迎风坡、背风坡)>丘顶,土壤孔隙度(总孔隙度、毛管孔隙度、非毛管孔隙度)随土层深度增加而降低,樟子松人工林对应各层土壤孔隙度均大于流沙地。随樟子松林龄增加,质量含水量和孔隙度分别增加1.32%～21.82%、2.88%～12.00%,土壤体积质量降低1.16%～7.12%。统计分析表明,所测指标总体上存在显著差异。     

雷公山自然保护区森林土壤的持水性能及其海拔响应

以贵州雷公山国家级自然保护区不同海拔的森林土壤为研究对象,通过对不同海拔和土层森林土壤持水性能的测定分析,研究土壤持水性能的垂直地带性。结果表明,(1)在0～80 cm土层,不同海拔森林土壤的容重为0.489 0～1.242 0 g/cm~3,且随着土壤深度的增加而增大,土壤表层容重的变化幅度大于深层土壤;随着海拔的升高,土壤容重呈波状下降趋势。(2)在0～80 cm土层,不同海拔森林土壤的总孔隙度为52%～75%,毛管孔隙度为44%～65%,非毛管孔隙度为3.9%～13.1%,土壤总孔隙度、毛管孔隙度整体上随着土壤深度的增加而减小,非毛管孔隙度在不同土层的变化规律不明显;随着海拔的升高,土壤总孔隙度、毛管孔隙度和非毛管孔隙度呈波状上升的趋势。(3)在0～80 cm土层,不同海拔森林土壤的最大持水量为42%～154%,土壤毛管持水量为39%～126%,土壤最小持水量为35%～114%,土壤贮水能力为74.7～265.3 t/hm~2;土壤最大持水量、毛管持水量、最小持水量整体上随着土壤深度的增加而减小,土壤的贮水能力在不同土层的变化规律不明显;随着海拔升高,土壤的贮水能力、土壤最大持水量、毛管持水量及最小持水量呈波状上升趋势。     

元谋干热河谷不同土地利用对土壤孔性特征的影响

在元谋干热河谷对桉树林、银合欢林、灌丛、草地和裸地5种土地利用类型0~100 cm土壤剖面的容重、总孔隙度、毛管孔隙度和非毛管孔隙度进行分析研究。结果表明:元谋干热河谷桉树林、银合欢林、灌丛、草地和裸地5种不同土地利用类型土壤容重在0~100 cm土壤剖面变化规律为随着土层深度增加,土壤容重增大;土壤总孔隙度和非毛管孔隙度随着土层深度的增加而减小;土壤毛管孔隙度较高,主要由土壤质地决定。元谋干热河谷地区土地利用方式不同造成土壤容重、总孔隙度、毛管孔隙度和非毛管孔隙度在土壤剖面上的分布差异。     

免耕和稻草覆盖对红壤旱地土壤物理性质及玉米产量的影响

通过设置常规耕作(CT)、常规耕作+稻草覆盖、免耕、免耕+稻草覆盖4个处理,研究了免耕和稻草覆盖对红壤旱地土壤物理性及玉米产量的影响,并分析了玉米产量与土壤物理性质间的相关性。结果表明:与常规耕作相比,免耕增加了0～20 cm土层土壤容重和0～30 cm土层土壤紧实度,并降低了0～20 cm土层土壤饱和持水量和非毛管孔隙度;稻草覆盖对土壤容重、水分常数及孔隙状况有一定的改善作用,但影响较小;相比于常规耕作,免耕造成了玉米产量的下降,而稻草覆盖则提高了玉米产量;玉米产量与表层土壤物理性质的相关性较好,其受土壤容重、饱和持水量、非毛管孔隙度、总孔隙度的影响较大。     

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。     

免耕和稻草覆盖对红壤旱地土壤物理性质及玉米产量的影响

通过设置常规耕作(CT)、常规耕作+稻草覆盖、免耕、免耕+稻草覆盖4个处理,研究了免耕和稻草覆盖对红壤旱地土壤物理性及玉米产量的影响,并分析了玉米产量与土壤物理性质间的相关性。结果表明:与常规耕作相比,免耕增加了0～20 cm土层土壤容重和0～30 cm土层土壤紧实度,并降低了0～20 cm土层土壤饱和持水量和非毛管孔隙度;稻草覆盖对土壤容重、水分常数及孔隙状况有一定的改善作用,但影响较小;相比于常规耕作,免耕造成了玉米产量的下降,而稻草覆盖则提高了玉米产量;玉米产量与表层土壤物理性质的相关性较好,其受土壤容重、饱和持水量、非毛管孔隙度、总孔隙度的影响较大。     

西藏尼洋河流域下游5种典型土地利用方式土壤物理性质差异分析

【目的】探明西藏尼洋河流域下游不同土地利用方式对土壤物理性质的影响,为该地区水土流失治理提供理论依据。【方法】在尼洋河下游河谷地带,采集天然林地、人工林地、河滩林地、农耕地、草地5种典型土地利用方式,选取每个样点0~15,15~30cm土层样品,测定土壤体积质量,孔隙度(总孔隙度、毛管孔隙度、非毛管孔隙度),含水率(饱和含水率、毛管含水率),田间持水率,渗透性(初始渗透速率、稳定渗透速率、平均渗透速率),并对各指标的相互关系进行了分析。【结果】不同土地利用方式土壤体积质量、孔隙度、持水性能有明显差异,土壤体积质量表现为0~15cm土层15~30cm土层,人工林地(1.51g/cm~3)农耕地(1.40g/cm~3)草地(1.16g/cm~3)河滩林地(1.12g/cm~3)天然林地(0.92g/cm~3)。天然林地土壤总孔隙度、毛管孔隙度、非毛管孔隙度均明显大于其他土地利用方式,且土壤体积质量与土壤总孔隙度呈显著负相关关系。天然林地饱和含水率、毛管含水率均极显著大于其余土地利用方式。除河滩林地外,其余土地利用方式下土壤饱和含水率、毛管含水率随土层深度增加呈减小趋势。土壤饱和含水率、毛管含水率、田间持水率与土壤体积质量呈显著性负相关关系,与总孔隙度呈显著正相关关系。各土地利用方式下土壤渗透性存在一定差异,但大多差异未达显著水平,具体表现为:天然林地河滩林地农耕地人工林地草地。除草地外,其余4种土地利用方式下渗透性均随土层深度增加而增强。【结论】不同土地利用方式对土壤物理性质影响有差异,其中天然林地土壤物理性质最优,人工林地较差,在进行土地利用时应减少人为干扰强度,避免对自然植被产生破坏。     

不同肥料对河西走廊日光温室土壤理化性质和番茄产量的影响

系统研究不同肥料对河西走廊灌漠土理化性质和保水性能的影响。结果表明,施用猪粪能明显改善土壤的理化性状,提高土壤的蓄水功能,与不施肥对照(CK)比较,0～20cm土层体积质量降低0.13g/cm3;总孔隙度、毛管孔隙度、非毛管隙孔度、>0.25mm团粒结构分别增加4.91%、1.48%、3.43%、6.14%;土壤有机质、碱解N、速效P、速效K、阳离子交换量(CEC)分别增加4.38g/kg、2.60mg/kg、5.60mg/kg、14.49mg/kg、5.92cmol/kg;土壤贮水量增加29.58m3/hm2;番茄单果质量、单株果质量、产量分别增加17.26g、0.36kg、11.79t/hm2。经LSR检验,处理间的差异达到显著和极显著水平。     

不同轮耕方式与生物炭用量对潮土区玉米产量及土壤理化性质的影响

针对常年小麦旋耕玉米免耕造成土壤容重增加、透气性变差、土壤团聚体稳定性降低、有机碳含量降低等土壤质量恶化的问题,探讨通过生物炭与轮耕方式改善土壤理化性状的可行性。采用田间定位试验,以小麦旋耕玉米免耕+不施生物炭(CK)为对照,设置3种生物炭用量(2.5(B1)、5.0(B2)、7.5 t/hm²(B3))与2种轮耕耕作方式(小麦旋耕玉米免耕(R)、小麦深翻耕玉米免耕(D))的交互处理,分析不同处理对土壤容重、孔隙度、团聚体稳定性、有机碳及作物产量的影响。结果表明,在0～20 cm土层,与对照相比,小麦旋耕玉米免耕处理土壤容重显著降低,并且随生物炭施用量的增加而降低,土壤孔隙度显著增加,并且随生物炭施用量的增加而增加;在20～40 cm土层,小麦深翻耕玉米免耕处理显著降低了土壤容重,增加了土壤孔隙度;不同处理均能显著提高>0.25 mm团聚体占比和土壤有机碳含量,并且2个指标均随生物炭施用量的增加而增加;在2020、2021年,不同处理玉米产量分别较对照显著增加5.07%～11.02%、6.53%～18.13%,其中,DB3处理产量最高,分别为8 946.83...     

耕作方式对双季机插水稻产量和土壤理化性质的影响

2011—2015年,分别以中嘉早17和五丰优T025为早、晚稻材料,在大田定位试验条件下,比较传统翻耕(CT)、机械旋耕(RT)对双季机插水稻产量、根系、土层分布和土壤容重、总孔隙度、非毛管孔隙度、田间持水量、土壤养分的影响。结果表明:处理CT和RT早、晚稻季产量、年均产量和年度间产量变异系数差异均不明显,处理CT早、晚稻根系的干质量显著高于处理RT,增幅分别为7.0%~22.8%和4.0%~15.1%(P0.05);早、晚稻处理CT土层0~10 cm、10~20 cm的根系干质量均大于处理RT;处理CT土层0~10 cm的土壤容重、总孔隙度和通气孔隙度与RT的差异均不显著,而处理CT土层10~20 cm的土壤容重显著低于处理RT的,降幅为6.5%~8.9%(P0.05);处理CT的总孔隙度和通气孔隙度显著高于处理RT的,增幅分别为6.7%~8.8%和6.2%~8.1%(P0.05);处理CT土层0~10 cm和10~20 cm的田间持水量显著高于处理RT,增幅分别为5.4%和13.4%(P0.05);2个处理土层0~10 cm土壤有机质、全氮含量差异不明显,但处理CT土层10~20 cm土壤有机质和全氮含量均显著高于处理RT,增幅分别为8.9%~9.2%和9.0%~15.2%(P0.05);土壤有效氮、磷、钾含量的变化趋势与有机质含量变化相似。     

不同耕作深度对茶园土壤理化性状的影响

[目的]探寻既能有效防止土壤结构发生恶化又能充分营造水、肥、气等茶树良好生长环境的合理耕作深度,为指导茶农科学耕作提供参考.[方法]采用田间试验,以免耕为对照(CK),设耕10 cm、耕20 cm和耕30 cm等3个处理,研究不同耕作深度对茶园土壤容重、水含量、孔隙度、土壤三相比和土壤养分含量的影响.[结果]与CK相比,耕作后0~30 cm土层土壤容重有不同程度下降,其中耕30 cm处理0~30 cm土层的土壤容重均显著降低(P<0.05,下同).耕作显著增加了土壤水含量,其中耕20 cm处理对0~10和10~20 cm土层土壤水含量的提升效果最佳,耕30 cm处理对20~30 cm土层土壤水含量的提升效果最佳.耕作可增加非毛管孔隙度,减少毛管孔隙度,但总孔隙度依然增加,其中,耕作对0~10 cm土层土壤孔隙状况影响显著,而在10~20 cm土层仅耕20 cm处理对土壤孔隙度状况影响显著,在20~30 cm土层仅耕30 cm处理对土壤非毛管孔隙度、总孔隙度影响显著.耕作后0~10 cm土层气相和液相比例显著增加,固相比例显著下降,其中以耕20 cm处理效果最佳,而在20~30 cm土层,对土壤三相比协调效果最佳为耕30 cm处理.耕作后0~10 cm土层有机质含量下降,20~30 cm土层有机质含量在耕20 cm和耕30 cm处理下显著升高;耕作后0~30 cm土层的速效养分含量有不同程度的增加.主成分分析结果表明,总孔隙度、固相比例是反映不同耕作深度对茶园土壤物理性质影响的关键因子,而有效磷则是养分肥力指标的关键因子.[结论]不同耕作深度均能降低茶园土壤容重,增加土壤水含量、改善土壤孔隙度状况和协调土壤三相比,其中以20 cm耕作深度对茶园土壤的综合改善效果最佳.     

免耕稻-鸭种养生态系统服务功能价值评估

运用直接市场评价法和间接市场评价法对免耕抛秧稻-鸭生态种养模式、免耕抛秧不养鸭种植模式、翻耕抛秧不养鸭种植模式生态系统物质生产功能、调节大气功能、节水功能、涵养水源功能、营养物质保持功能等价值进行了货币化定量评价.结果表明:免耕抛秧稻-鸭生态种养模式生态系统服务价值为22 080.28元/hm2,比免耕抛秧不养鸭高54.83%,比翻耕抛秧不养鸭高73.92%.免耕抛秧稻-鸭生态种养模式物质生产功能价值为10 198.70元/hm2,调节大气功能价值为9 521.92元/hm2,节水功能价值为871元/hm2,营养物质保持功能价值为847.33元/hm2,涵养水源功能价值为641.33元/hm2.     

不同更新方式林地土壤物理性状的研究

通过对福建省武平县天然阔叶林砍伐后火烧山土壤物理性质变化的研究表明：在0～20cm和20～40cm土层中，自然更新和人工更新比原始林，土壤容积质量增加；总孔隙度下降；而毛管孔隙度和非毛管孔隙度以及自然含水量变化比较复杂，有的增加，有的下降．而人工更新比自然更新其土壤物理性质变差．     

不同耕作措施对冬小麦农田耕层土壤物理性状的影响

在多年田间试验的基础上,研究了绿洲灌区不同耕作措施对冬小麦农田土壤耕层物理性状的影响。结果表明:就各处理耕层(0～30 cm)土壤容重而言,以NTS处理最高,显著高于TIS处理,其次是NT处理,TIS处理最小;0～30 cm土层深度范围内传统耕作(T)处理土壤毛管孔隙度显著高于免耕处理;0～25 cm土层深度范围内免耕不覆盖(NT)、免耕立茬(NTSS)和免耕秸秆覆盖(NTS)处理土壤坚实度明显高于传统耕作(T)和秸秆翻压(TIS)处理,而25 cm土层以下各处理坚实度变化趋势差异不明显。相关分析表明:土壤坚实度与土壤含水量存在显著负相关关系。     

不同土地利用方式下洞庭湖退田还湖区土壤物理特性

以钱粮湖垸为例,研究了洞庭湖退田还湖区林地(Ⅰ)、园地(Ⅱ)、旱地(Ⅲ)、水田(Ⅳ)、荒地(Ⅴ)等5种土地利用方式下的土壤密度、孔隙状况、水分状况、团聚体组成与分形特征等物理性质,并运用灰色关联分析对土壤物理特性进行了综合评价.研究表明:5种土地利用方式下0～50 cm土层土壤密度为1.02～1.65 g/cm3,毛管孔隙度为33.04%～61.70%,非毛管孔隙度为2.15%～25.35%,总孔隙度为38.40%～64.96%,自然含水量为17.07%～38.33%,毛管持水量为23.22%～64.00%,土壤团聚体平均直径、分形维数分别为1.76～5.09 mm、2.272 8～2.638 8;各土壤物理指标中,非毛管孔隙度变异系数最大(83.51%),土壤团聚体分形维数变异系数最小(3.61%);0～25 cm、25～50 cm土层荒地的土壤密度均最高,而土壤非毛管孔隙度、总孔隙度、自然含水量、毛管持水量均最低,毛管孔隙度仅高于园地;5种土地利用方式下土壤物理特性的关联度排序为Ⅱ(0.776 3)＞Ⅳ(0.762 1)＞Ⅰ(0.698 6)＞Ⅲ(0.659 2)＞Ⅴ(0.618 3),土壤物理性质以荒地类型最差.     

免耕稻鸭复合系统生态学特性研究Ⅱ.土壤生物学特性

在利用稻鸭互利共生的关系的基础上，将免耕技术引入稻田生态系统，形成稻田免耕养鸭技术新体系．从土壤生物学特性方面对免耕稻鸭复合系统生态学特性进行了研究，旨在为评价该系统的生态学功能提供科学依据．结果表明：1)各处理土壤中三大类微生物数量在剖面中有明显的上高下低的分布趋势，特别是0-5cm土层，NCD(免耕养鸭处理)量高于同层次的NCND(免耕不养鸭处理)和CCND(翻耕不养鸭处理)．NCD的剖面分布也是呈现上高下低的格局，但5～15cm土层中各微生物数量和总数均大于NCND和CCND处理中同层次的微生物数．上下两层土壤中，NCD与CCND和NCND的差异均达到极显著水平．2)土壤微生物量生物量碳依土壤层次的深浅呈现从上到下渐减的趋势，与微生物的数量分布趋势相一致，各处理中微生物生物量碳从大到小的顺序依次为：NCD，NCND，CCND．由此可见，免耕养鸭有利于和土壤微生物数量和微生物生物量碳的增加，这与该处理较高的土壤肥力和水稻生产过程中实现农药、除草剂的“零输入”有关．     

天山云杉林下土壤物理性质空间异质性研究

天山云杉(Picea schrenkiana var.tianschanica)是整个天山植被群落的优势树种和建群种,在新疆天山中段天山云杉分布海拔范围(1 960～2 700 m)内,按海拔梯度每隔100 m取样,研究不同海拔高度天山云杉林下.土壤物理性质的变化规律.结果表明:(1)土壤容重随土层深度的增加而增加,土壤总孔隙度、毛管孔隙度、非毛管孔隙度、土壤含水量、土壤饱和持水量、毛管持水量和田间持水量随土层加深而减小;(2)0～60 cm土层中,在海拔1 960～2 300 m之间,随着高度的增加,土壤容重逐渐减小,在2 300-2 700 m之间则相反;(3)在海拔1 960～2 300m范围内,土壤总孔隙度、土壤毛管孔隙度、毛管持水量、饱和持水量和田间持水量随海拔升高逐渐增大,在海拔2 300 m以上.随高度增加而逐渐变小;非毛管孔隙随着海拔高度的变化不大.(4)海拔2 500 nl处的土壤自然含水量最高.     

水稻免耕抛秧栽培时间对中壤土理化性状的影响

对连续免耕抛秧的中壤土稻田分层跟踪测定土壤容重、总孔隙度和非毛管孔隙度以及有机质、全氮、速效氮、速效磷、速效钾养分含量的变化，结果表明：免耕1年后理化性状改善，有利于稻株和稻根的发育；免耕2年后总体性状与常耕接近，对稻株和稻根发育不全造成太大影响，这两年的管理可按常规方法；但免耕3年后大部分指标变差，如果仍采用常规管理方法，对禾苗的生长和产量将造成影响，因此，免耕3年后抛秧栽培则施肥水平相应提高、水分管理要求更精细。中壤土免耕2年后翻耕处理，其理化性状明显改善，有利于水稻生长和产量的提高，不失为改良中壤土的措施之一。为此，有条件翻耕的稻田应采用这一方法，即连续免耕2年后翻耕1次，再继续免耕。