麦茬免耕对不同麦玉轮作方式土壤有机碳含量的影响

为探讨耕作及轮作方式对小麦、玉米田土壤有机碳的影响,设小麦/玉米→小麦/玉米→小麦/玉米（T1）、小麦-冬油菜→玉米→小麦（T2）、小麦→玉米→小麦（T3）三种轮作模式,以及小麦免耕留茬（N）和传统耕作（C）两种耕作方式,研究6种模式下西北荒漠绿洲区小麦（W）、玉米（M）农田土壤呼吸、土壤有机碳及有机碳组分变化。结果表明,2016-2018年度,在小麦、玉米关键生育时期,免耕处理（NT1-W、NT1-M、NT2、NT3）的土壤呼吸速率分别较相应传统耕作处理减少了5.51%~37.08%、1.26%~6.44%、5.37%~ 68.63%和 16.74%~71.92%,0~5 cm土层有机碳含量分别增加了-4.23%~12.75%、13.27%~23.92%、 6.78%~ 15.15%和-11.48%~23.74%。在2018年,5~20 cm土层的微生物量碳含量表现为NT1-M > NT2 > NT3 >CT3 >CT1-M > NT1-W > CT2 > CT1-W;NT1-W、NT1-M、NT2、NT3处理的土壤水溶性有机碳含量分别较相应传统耕作处理降低了22.97%、9.14%、13.57%和6.55%。小麦间作玉米免耕处理提高土壤重组有机碳的效果最优, 0~5 cm和5~20 cm土层的重组有机碳分别较CT2、CT3高出19.87%~34.60%、 18.33%~30.38%和16.15%~31.33%、14.63%~33.89%。总之,免耕轮作使土壤呼吸速率、有机碳含量降低,改善了土壤有机碳组分,但不同轮作模式间有差异;本试验条件下,小麦/玉米→小麦/玉米和小麦-冬油菜→玉米更有利于土壤固碳,可以考虑作为重要轮作模式在研究区域进行推广和应用。     

耕层优化双行匀播对麦田土壤理化特性的影响

为揭示耕层优化双行匀播技术的增产机理,在2012-2013年小麦生长季,于山东省农科院作物所试验基地,通过大田试验,以鲁原502为材料,比较了旋耕(RT)、深耕(DT)和耕层优化双行匀播(MT)3种耕作方式下麦田0~105cm内不同土层土壤容重、含水量、速效养分含量、微生物量碳氮含量、酶活性等理化特性的差异。结果表明,RT和DT易使土壤出现犁底层,而MT可有效改善土壤物理结构,显著降低25~45cm土层土壤容重,并在小麦不同生育时期均能维持土壤较高含水量,增强土壤蓄水能力。与RT和DT相比,MT可有效增加25~45cm土层土壤碱解氮、速效磷和速效钾含量,提高土壤微生物量碳氮含量及土壤酶活性。说明耕层优化技术能够加深耕层,同时可有效改善小麦根际土壤的理化特性。     

保护性耕作对土壤部分物理特性及大豆产量的影响

研究了免耕和少耕对松嫩平原地区农田土壤温度、土壤水分、土壤紧实性等物理特性和大豆产量的影响。结果表明:在春季大豆播种期,免耕处理(NT)土壤含水量高于少耕(RT)和传统耕作(CT)。在大豆生长前期,免耕条件下的土壤平均温度低于传统耕作和少耕,传统耕作和少耕接近,免耕模式的土壤温度日较差低于少耕和传统耕作。5~20 cm深度内,免耕条件下的土壤容重高于传统耕作,在10~20 cm深度内,免耕和少耕接近。不同模式间的土壤机械阻力表现出差异,在0~20 cm深度内,免耕高于少耕和传统耕作。不同耕作模式间的大豆产量差异不显著。短期保护性耕作试验结果表明:在当地气候和土壤条件下应用少免耕模式,能够减少春季播种期间土壤水分损失和沙尘暴侵袭造成的危害,同时对大豆产量并没有造成不利影响。     

不同耕作方式对松嫩平原半干旱区玉米土壤生物特性影响

为探究不同耕作方式对松嫩平原半干旱区玉米土壤环境的影响，设置旋耕垄作(CK)、旋耕垄作深松、免耕、免耕深松、旋耕平作和旋耕平作深松6种耕作方式，研究不同耕作方式对土壤细菌、土壤真菌、土壤放线菌、土壤动物和土壤动物群落组成的影响。结果表明，免耕和免耕深松处理能够显著提高土壤细菌、真菌和放线菌数量，提高幅度分别为18.57%～31.01%、27.99%～48.76和12.32%～21.95%。免耕和免耕深松处理显著提高了0～30 cm土壤微生物量碳和微生物量氮含量，提高幅度分别为8.33%～16.55%和9.70%～19.89%。平作深松处理土壤动物捕获量最高，免耕和免耕深松处理Shannon-wiener指数最高，表明免耕更有利于农田生态系统土壤生物的生存环境的维护。     

耕作方式对稻田土壤微生物量碳氮的动态影响

为了探讨不同耕作方式对稻田土壤微生物量碳氮动态变化的影响,本研究就长期免耕和常规翻耕两种耕作方式,针对水稻不同生育期稻田0~20 cm土层土壤微生物量碳氮含量变化进行了分析。结果表明,免耕处理土壤有机质显著增加了13.09%。翻耕处理水稻各生育期土壤微生物量碳氮含量基本高于免耕处理。翻耕处理土壤微生物量碳含量在水稻种植前和收割后两个时期分别比免耕高20.58%和16.79%,差异显著,其他时期差异不明显;翻耕处理土壤微生物量氮含量在水稻分蘖后期、孕穗期、黄熟期、收割后四个时期分别比免耕高31.70%、38.42%、41.82%和98.96%,差异显著。免耕处理土壤微生物量碳氮比率基本高于翻耕处理。因此,免耕有利于土壤有机质的积累,而翻耕方式更有利于微生物活动,提高土壤微生物量碳、氮含量,并且翻耕处理有利于提高土壤氮素有效性。     

小麦季不同耕作方式对砂姜黑土玉米农田土壤微生物特性及酶活性的影响

在山东省砂姜黑土田小麦、玉米轮作双季秸秆还田下,以传统小麦季旋耕为对照(CK),开展定位耕作试验探讨小麦季不同耕作措施对夏玉米灌浆期土壤微生物量和酶活性的影响。结果表明,与CK相比,免耕模式下能显著增加0~20 cm土层真菌数量(+48.4%)、土壤微生物生物量碳SMBC(+84.3%)和SMBC/SMBN比值(+100%;土壤蔗糖酶活性显著降低(-43.1%)。深耕和深松模式下微生物生物量碳(SMBC)与CK差异均不显著,微生物生物量氮(SMBN)显著降低,分别比对照下降33.0%和37.9%。深松模式下SMBC/SMBN比对照增加138%,深耕和深松下土壤脲酶活性均显著高于其它模式。本区域砂姜黑土农田在小麦季传统旋耕基础上,可适当结合免耕和深松进行轮耕以促进玉米季土壤碳氮转化,提升土壤质量。     

耕作方式对灌区春小麦田土壤呼吸的影响

为了从土壤呼吸、水热特征探讨河西灌区耕作方式对春小麦的影响，以连续12年(2005-2016)的保护性耕作长期定位试验为基础，比较分析了垄作固定道(PRB)、平作固定道(ZT)、传统耕作(CT) 3种耕作方式下河西灌区春小麦田土壤水热物理特征、土壤呼吸强度及小麦产量的差异。结果表明，播前与收获后，在0～90 cm土层，PRB处理平均土壤含水量较CT处理分别增加15.06%和18.75%,ZT处理较CT处理平均土壤含水量分别增加7.26%和5.98%;不同耕作方式下，春小麦整个生育期的土壤温度总体表现为先增后降，土壤温度响应气温的变化趋势；秸秆覆盖(PRB与ZT)在春小麦苗期表现出降温效应，而在春小麦苗期至成熟期，PRB处理的0～30 cm土层平均土壤温度较ZT、CT处理分别提高0.56～4.39℃和0.05～2.6℃;小麦生育期土壤呼吸强度先增后降，且随土层深度增加而减弱，不同耕作方式下呼吸强度表现为CT>PRB>ZT;土壤呼吸强度与温度呈显著的指数关系，Q₁₀(温度每增加10℃土壤呼吸所增加的倍数)随土层深度的增加而逐渐增大，且不同耕作方式下表现为Z...     

耕作方式对三江平原玉米生长发育及水分利用影响

2018～2019年三江平原云山农场设置旋耕（RT）、隔行深松（GS）、深松（ST）、浅翻（CT）、深翻（SF）5种耕作方式，以旋耕（RT）为对照，研究不同耕作处理对玉米各生育期土壤水分变化、耗水量及产量和水分利用率的影响。结果表明，各耕作处理较旋耕处理相比能够改善土壤水分条件，受降雨量影响各耕作处理表现不同，2018年（生育期降雨量505.3 mm），隔行深松、深松、浅翻和深翻4种耕作处理蓄水量分别提高3.67、2.87、2.23、2.68 mm；2019年（生育期降雨量833.6 mm），深松处理土壤含水量和蓄水量最低，表现为浅翻>深翻>旋耕>隔行深松>深松。玉米干物质积累量和叶面积指数（LAI）呈“S”型曲线，各处理表现为深松>隔行深松>深翻>浅翻>旋耕，在大喇叭口期至灌浆期干物质积累量最大，深松处理平均比旋耕提前5 d到达干物质最快积累时间。4种耕作方式与旋耕相比均能改善耕层土壤水分状况，增加玉米干物质积累量和LAI，显著提高产量和水分利用率。     

气候变化背景下深松播种对玉米农田土壤水热与呼吸特性的影响

2017～2018年夏玉米季,设夏玉米深松播种(ST)和常规免耕播种(NT)2个处理,研究不同播种方式对农田土壤水热动态、呼吸速率、硝态氮含量、产量及水分利用特征的影响。结果表明,玉米全生育期,ST处理地积温显著高于NT处理,2个种植季平均提高160.4℃·d,提高幅度为5.3%。全生育期ST处理平均土壤呼吸速率平均比NT处理高11.7%。采用深松播种,0～100 cm根系利用水分较为活跃土层含水量比免耕播种提高1.2个百分点,其中,21～100 cm提高2个百分点。0～20 cm深松播种土壤种硝态氮含量含低于免耕播种;41～60 cm相反。0～60 cm土层,不同处理苗期至穗期,深松播种处理土壤硝态氮含量稍高,但与免耕播种处理差异不显著。深松播种显著降低玉米农田耗水量,提高水分利用效率,肥料偏生产力也有显著提高。     

深松对控释肥养分释放及春玉米氮效率的影响

以深松耕作(SS)和浅旋耕作(RT)两种耕作方式为主区，以施用普通化肥(HY)、控释肥(CN)和不施氮肥3种施肥模式为副区，分析控释肥的养分释放率、控释肥和普通化肥氮素积累量及产量、氮效率的变化。结果表明，与浅旋耕作处理相比，深松处理提高0～15 cm土层土壤温度，苗期-吐丝期提高0.36℃～3.79℃，土壤含水量提高0.55%～5.74%;0～40 cm土层土壤容重降低0.69%～7.3%，提高控释肥养分释放率1.5%～13.8%，养分释放率与土壤温度显著相关(r=0.557,p<0.01)。深松处理下，施控释肥氮素积累量显著高于普通化肥，提高幅度为8.46%～125.43%，千粒重平均高6.17%，产量平均高11.96%，氮肥农学利用效率平均高122.76%。深松有利于土壤氮素供应与作物需氮的时空匹配，进而提高作物产量及氮效率。     

东北玉米带秸秆覆盖免耕对土壤性状的影响

研究玉米秸秆全覆盖免耕对土壤性质的影响及在东北春玉米种植区的应用。结果表明,在播种前后,免耕较常规垄作可增加30%～78%土壤含水量,显著降低耕层土壤温度,增加表层0～20 cm土壤容重;秸秆全覆盖免耕较常规垄作极显著增加单位面积土壤内蚯蚓的数量和重量;免耕5年后,土壤有机质变化主要集中在表层,在0～5 cm,秸秆全覆盖免耕土壤有机质含量5年间增加了29.1%。实施秸秆全覆盖免耕可以达到土壤可持续发展,积温较低区域采取此耕作方式可适当降低秸秆覆盖量。     

保护性耕作对黑土农田土壤水热及作物产量的影响

保护性耕作措施是干旱区农田提高作物产量的有效耕作技术,为研究其在冷凉区域的适用性,于2004～2009年,以中国科学院海伦农业生态试验站黑土农田为研究对象,开展了免耕秸秆覆盖、少耕和传统旋耕3种耕作措施长期定位对比研究.结果表明:在大豆玉米轮作制度下,实施免耕秸秆覆盖和少耕的保护性耕作方式,连续3 a免耕大豆产量均表现...     

不同耕作方式对土壤物理性状及玉米产量的影响

通过对土壤容重、土壤坚实度、土壤含水量、土壤田间持水量及玉米产量的测定和分析,研究深松、常规旋耕、免耕不同耕作方式对土壤物理性状及玉米产量的影响。结果表明,不同耕作方式对土壤容重和土壤坚实度的影响效果为深松>常规旋耕>免耕。深松耕作能够打破犁底层,降低深层土壤紧实度。深松耕作后,0~35 cm耕层土壤容重较常规旋耕和免耕分别下降6.5%和8.8%,土壤紧实度分别下降25.6%和32.3%。深松可显著增强接纳灌溉和降水能力,扩大土壤水库容。在21~40、41~60、61~80 cm土层,深松处理土壤含水量比常规旋耕分别提高3.4%、4.5%、2.4%,比免耕分别提高5.6%、4.8%、2.4%。土壤耕层0~35 cm田间持水量,深松和免耕比常规施耕分别提高7.4%和8.1%。不同耕作方式生物产量和经济产量均以深松最高,常规旋耕次之,免耕最小;深松耕作较常规旋耕和免耕分别增产4.3%和5.7%,与免耕处理间差异显著。     

耕作方式对玉米根系构型及抗根倒伏能力的影响

通过云南典型的红壤坡耕地对土壤实施深松+旋耕 15 cm（SRT）、深松+免耕（SNT）、深松+翻耕 20 cm（SP1）、深松+翻耕30 cm（SP2）、旋耕15 cm（RT）、免耕（NT）、翻耕20 cm（P1）和翻耕30 cm（P2）8种耕作方式,研究对玉米的根系根条数、根直径、入土角度、根幅、生物量及根系抗拔力等的影响。结果表明,深松+翻耕20 cm处理能增加玉米根条数、根系入土角度和10 cm土层处根系生长幅度,增大根系生物量,尤其是深层土壤（20～30 cm）根系生物量,同时对玉米产量也具有提高作用。深松+翻耕30 cm处理能增大根系的垂直抗拔力。因此,土壤通过深耕处理能改善玉米根系构型和分布,进而增强玉米根系抗倒伏能力。     

Microbial biomass under various soil- and crop-management systems in short- and long-term experiments in Brazil

Management and cropping systems varying in soil mobilization rates and plant-residue inputs may have profound effects on the biological properties of soil. Therefore, the objective of this study was to quantify soil microbial biomass carbon and nitrogen (MB-C and MB-N)—by means of the fumigation-extraction method—under varied soil-management and crop-rotation/succession systems in southern Brazil, correlating the results with yields of soybean and maize crops. The microbial biomass and grain yields were examined at the 0–10 cm layer in four short- to long-term field experiments. Experiment 1 was a 26-year trial consisting of four soil-management systems: (1) no-tillage (NT), (2) conventional tillage [(CT) with disc plough], (3) field cultivator (FC) or (4) heavy-disc harrow (DH), each with a crop succession (CS) of soybean (summer) and wheat (winter). Experiment 2 was a 21-year trial consisting of one CS, soybean/wheat every year) and seven crop rotations (CRs) comprising soybean, maize, wheat and green manures (lupine, radish and black oat), under the NT system. Experiment 3 comprised a 14-year CT trial, and 4-year and 14-year NT trials, with both one CS and two CRs. Experiment 4, a 10-year trial consisted of CT and NT and three CRs. Analyses were performed during the summer and winter croppings. Differences in microbial parameters, as a function of crop succession and rotation, were not easily detected as they varied as a function of a complex combination of plant species and time of implementation of the experiment. In contrast, MB-C and MB-N values were consistently higher—up to more than 100%—under NT in comparison to CT and were associated with higher grain yields. Our results—from this wide range of experiments—suggest that MB-C and, particularly, MB-N are sensitive indicators of the effects of soil- and crop-management regimens.     

耕作措施对燕麦田土壤水分、温度及出苗率的影响

为明确耕作措施对旱作燕麦田土壤水分、温度及出苗率的影响,以燕麦品种坝莜1号为材料,于2011-2013年在内蒙古清水河县进行耕作措施比较试验。结果表明,保护性耕作措施(免耕、春松和秋松)能明显减少农田冬闲期土壤水分散失,提高0~100cm土壤贮水量。在燕麦苗期,免耕、秋松、春松和秋翻处理的0~100cm各土层2年平均土壤含水量较春翻分别高出11.55%、9.66%、7.04%和1.22%。深松与免耕较翻耕在土壤温度较高时有一定的降温作用,在土壤温度较低时又具有一定的升温效应。燕麦出苗率表现为免耕春翻春松秋翻秋松。燕麦出苗率与苗期0~10cm土层土壤含水量呈极显著正相关,与其他土层土壤含水量和耕层土壤温度无明显相关性。综合考虑土壤水分、温度和出苗率,以免耕处理效果最佳。