轮耕条件下土壤改良及春玉米增产增收效果研究

针对旱作区长期采用单一的土壤耕作方式造成的土壤结构变差及作物生长发育受限等问题,研究由免耕、深松及翻耕组成的不同轮作模式对干旱区春玉米土壤肥力及产量的影响具有重要生产意义。于2014—2016年在兰州市榆中县清水驿乡孟家山村玉米田开展连续免耕(NT)、连续深松(ST)、连续翻耕(PT)、深松、免耕及深松轮耕(ST/NT/ST)、免耕、免耕和深松轮耕(NT/NT/ST)、翻耕、免耕及翻耕轮耕(PT/NT/PT)、翻耕、免耕及深松轮耕(PT/NT/ST)和深松、翻耕及深松轮耕(ST/PT/ST) 8种耕作模式试验,测定8种耕作模式下的土壤孔隙度、土壤养分、干物质和玉米产量,并分析其经济效益。结果表明:在0～60 cm土层,随着土层的增加土壤孔隙度表现为先降后增,以20～40 cm土层的土壤孔隙度最低。5种轮耕措施较耕作前均能增加土壤孔隙度,以ST/PT/ST轮耕模式最优,其次为ST/NT/ST,较PT提高了1.24%、0.25%;土壤养分含量在0～20 cm土层均高于20～40 cm土层,其中,0～20 cm土层免耕与深松进行轮耕下土壤全氮、全磷含量较高,以ST/NT/ST全氮、磷含量最高,20～40 cm土层,对土壤全氮、全磷含量无显著影响,翻耕与深松轮作促进了速效氮、磷、钾的提高,以ST/PT/ST速效氮、磷、钾含量高,免耕土壤有机质含量较其它耕作方式低,其余土壤养分指标为表层富集,下层匮乏;轮耕模式较单一的耕作方式更能促进玉米干物质的累积,其中以ST/NT/ST与PT/NT/PT耕作下玉米干物质高,频繁的翻耕(PT)不利于玉米的生长; 3年产量相比,8种耕作模式中,ST/NT/ST处理下玉米产量显著高于其它处理(ST/NT/STNT/NT/STST/PT/STSTNTPT/NT/ST PT/NT/PT PT)。较单一耕作(NT、ST、PT),ST/NT/ST处理下玉米产量提高了5. 97%、3. 56%、15.75%;且以ST/NT/ST经济效益最高。结论:深松、免耕及深松轮耕有利于改善耕层结构和提高土壤养分,增产增效显著,为旱作区春玉米农田适宜的轮耕模式。     

耕作方式对豫西旱地麦-豆轮作田土壤理化特性和酶活性的影响

为探明耕作方式对豫西旱地麦-豆轮作田不同土层土壤理化特性和土壤酶活性的影响,设置免耕(NT)、旋耕(RT)和翻耕(PT)3种耕作方式,分析了定位试验9 a(2009—2019年)后小麦收获期的土壤容重、孔隙度和有机质、全氮、有效磷和速效钾含量,以及土壤脲酶、蛋白酶、转化酶和碱性磷酸酶活性,并运用相关分析和通径分析研究了土壤理化性质与土壤酶活性的关系。结果表明：不同耕作方式对土壤理化特性和酶活性具有显著的调控作用,其调控效应与其作业深度相关。RT较PT有利于降低0～15 cm土层但增加15～35 cm土层容重,NT较RT和PT显著降低了0～5、15～35、35～60 cm土层的土壤容重,土壤孔隙度变化规律与容重相反。各处理间土壤有机质、全氮、有效磷含量以及土壤脲酶、蛋白酶、转化酶和碱性磷酸酶活性在0～5 cm土层和15～35 cm土层规律一致,0～5 cm土层均以NT最优,分别较最低值处理(PT)显著提高16.7%、53.2%、15.9%、23.6%、18.0%、34.7%和29.0%;15～35 cm土层均以PT最优,分别较最低值处理(NT)显著提高18.3%、23.4%、53.4%、...     

耕作方式对土壤理化性状及夏大豆产量的影响分析

为探讨不同耕作方式对土壤理化性状及夏大豆产量的影响,评价出最适宜伊犁河谷地区滴灌条件下复播大豆农田的耕作方式,2012—2014年开展了冬小麦收获后土壤翻耕覆膜(TP)、翻耕(T)、旋耕(RT)和免耕(NT)四种不同耕作方式的复播大豆田间试验。结果表明,各处理土壤容重、孔隙度、含水量、养分和产量均表现出差异性。0~60 cm的平均容重以NT处理最大,达1.4 g·cm-3,分别比RT、T、TP处理高出2.2%、4.5%、5.3%。0~30 cm土层的土壤总孔隙度均以TP处理的最高,其平均值分别比T、NT、RT高出1.4%、3.8%、5.7%。30 cm以下各处理的土壤总孔隙度虽有减少,但差异不显著。各处理各个生育时期土壤含水量基本均表现为TPTRTNT。SOC、全N、全P含量表现为在0~20 cm土层以NT处理最高,20~40 cm土层以TP最高,T处理次之。TP和T处理显著提高0~40 cm土层土壤速效N、速效P含量。大豆产量均表现为翻耕覆膜处理最高,分别比T、RT和NT处理高出15.2%、30.8%和31.9%。本试验条件下,虽然免耕能够增加土壤养分含量,但翻耕覆膜措施不仅有效改善了土壤物理环境,而且更有利于提高复播大豆产量。     

耕作方式对灌耕灰钙土耕层物理性质和玉米产量的影响

为探讨不同耕作措施对甘肃引黄灌区灰钙土土壤物理性状和玉米产量的影响,于2014—2017年在连续翻耕8 a的玉米田设置翻耕（CT）、旋耕（RT）、深松（ST）、免耕（NT）等4个单一耕作处理和翻耕-免耕（CT-NT）、深松-免耕（ST-NT）等2个轮耕处理。结果表明：RT处理0～10 cm和10～20 cm土层容重4个年度均是最低,与CT处理相比,第4年（2017）显著降低了8.70%和5.56%（P<0.05）;ST、NT、CT-NT、ST-NT处理20～30 cm和30～40 cm土层土壤容重随年份呈降低趋势,与CT处理相比,第4年（2017）显著下降了4.38%、3.16%、9.25%、7.54%和11.11%、5.56%、6.00%、11.11%;CT和RT处理显著降低了0～20 cm土层孔隙度,与CT相比,ST、CT-NT、ST-NT处理20～30 cm和30～40 cm土层土壤孔隙度在第4年（2017）显著增加了4.42%、9.60%、7.78%和14.18%、7.51%、14.18%;不同耕作处理均可降低0～45 cm土层土壤紧实度,与试验前（2014）相比,ST和...     

黄土高原春玉米保护性耕作农田土壤养分时空动态变化研究

试验以传统耕作(CT)为对照,连续3 a研究了保护性耕作(NT),传统耕作+秸秆还田(TS)处理下黄土高原春玉米田土壤养分含量的动态变化。结果表明,与传统耕作相比,保护性耕作处理各土层土壤有机质含量随春玉米生育期推进呈上升趋势,其中收获后耕作层土壤有机质含量增加明显;保护性耕作使得土壤碱解氮有向表面富集的趋势,保护性耕作下土壤速效磷略显增加趋势,其中在玉米收获后表现较明显,且较TS和CT处理差异显著;速效钾含量保护性耕作处理要显著低于其它处理,但有增加趋势。     

长期保护性耕作对黄土高原旱地土壤养分和作物产量的影响

通过长期定位试验,研究了黄土高原西部旱农区传统耕作措施(T)和5种保护性耕作措施免耕+秸秆覆盖(NTS)、免耕(NT)、传统耕作+秸秆还田(TS)、传统耕作+地膜覆盖(TP)和免耕+地膜覆盖(NTP)对土壤有机质、速效养分以及作物产量的影响。结果表明,经过6 a不同耕作措施后,各处理土壤有机C、NO3-N以及速效P含量均有所提高,其中有机C含量比试验初期提高了4.92%~18.05%,NO3-N含量提高了17.98%~31.08%,速效P含量提高143.04%~212.87%。各处理土壤速效钾含量均有所下降,其中以NTS和TS降幅较小,仅为2.75%和6.26%。6 a间小麦和豌豆平均产量均以NTS最高(分别为2 030 kg·hm-2和1 381 kg·hm-2),而NT最低(1 608 kg·hm-2和1 060 kg·hm-2)。传统耕作秸秆还田能促进土壤耕层肥力的提高,但产量效应不明显;地膜覆盖有些年份增产效应明显,但不利于土壤肥力的持续提高。因此,在黄土高原西部旱农区实施免耕秸秆覆盖既有利于作物产量的提高,也可以改善耕层土壤肥力。     

夏闲季不同耕作方式对豫西旱地小麦旗叶生理特性和产量的影响

2018—2022年度，在豫西典型旱作区洛宁县梅窑村，采用大区设计于夏闲季设置传统翻耕(CP)、一次深翻(DP)、免耕覆盖(NT)和改进深松覆盖(OST)4种耕作方式，分析了不同耕作方式对土壤蓄水量、小麦不同灌浆时期旗叶生理特性、籽粒产量及其构成因素的影响。结果表明，夏闲季不同耕作方式对旱地土壤水分及旗叶生理特性和产量均有显著影响，但对旗叶生理特性的影响效应因灌浆时期而异。与CP相比，DP、NT和OST播种～成熟期0～200 cm土层平均土壤蓄水量分别显著提高4.1%、6.2%和13.2%。OST的旗叶净光合速率(P_n)较CP、DP和NT增加6.3%～114.4%。OST的旗叶超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)活性较其他处理分别增加0.3%～39.8%,10.3%～66.7%和5.6%～46.2%,但旗叶可溶性糖(SS)和游离脯氨酸(Pro)含量分别显著降低4.1%～31.8%和3.5%～53.4%。与CP相比，DP、NT和OST的4年小麦平均产量分别显著增加18.5%、11.5%和35.3%,且OST利于提高穗数和千粒重，DP利...     

玉米秸秆深层还田技术对土壤肥力和玉米产量的影响研究

采用田间试验,利用玉米秸秆深层还田技术对0～40 cm土层土壤肥力和玉米产量的影响进行了研究。结果表明,玉米秸秆深层还田不仅能改善土壤理化性质,培肥土壤,还能增加玉米产量。秸秆深层还田3年后0～20 cm土层有机质含量提高了1.8%～8.38%,速效氮含量提高了5.47%～14.66%,速效磷含量提高1.33%～1.42%,速效钾含量提高了1.77%～5.31%,容重降低了0.75%～4.51%;20～40 cm土层有机质含量提高了11.94%～46.27%,速效氮含量提高了6.15%～30.82%,速效磷含量提高1.74%～2.98%,速效钾含量提高了4.3%～13.98%,容重降低了5.52%～13.79%;深层秸秆还田后玉米增产量有明显的增加趋势,增产量在4.7%～8.5%之间。     

保护性耕作对黄土高原春玉米田土壤理化特性的影响

为了探索黄土高原春玉米区保护性耕作农田土壤理化特性变化,测定分析了保护性耕作处理第二年春玉米生长不同时期农田土壤容重、水分和养分变化.结果表明,保护性耕作处理在玉米生长前期0～10 cm土壤容重呈下降趋势且小于传统耕作,但后期增加幅度较大;与传统耕作相比保护性耕作能显著增加玉米生长前期表层0～60 cm和后期100～200 cm土壤含水量 ,有较好保水、蓄水作用;保护性耕作下表层0～20 cm土壤养分指标除全磷外,均表现为稳定升高趋势,且能有效提高土壤全钾和速效钾含量;土壤有机质、全氮、速效氮、速效磷含量低于传统耕作,但变异系数较小.     

不同保护性耕作措施对黄土高原旱作农田土壤物理结构的影响

选取黄土高原半干旱区连续4年进行保护性耕作的玉米样地,定位试验,研究了不同耕作方式对耕层土壤理化性质的影响。结果表明:免耕秸秆覆盖(NTS)可显著降低0~5 cm表层土壤容重,传统耕作秸秆粉粹还田(TS)和NTS处理可显著降低5~10 cm、10~30 cm土层的土壤容重;NTS处理可显著增大0~5 cm表层土壤孔隙度,TS和NTS处理可显著提高5~10 cm1、0~30 cm土层的土壤孔隙度;NTS处理可显著降低各层土壤的坚实度,其它处理对表层0~5 cm无显著影响,免耕无秸秆覆盖(NT)处理显著增加了5 cm以下的土壤坚实度;NTS处理0~5 cm表层土壤水分入渗率显著加强,而NT处理则显著减弱;土壤水稳性大团聚体含量均为:NTSNTTS传统耕作(T)。本试验中NT处理对土壤结构的改良效应不明显,NTS处理对于黄土高原土壤结构改良效果最佳。     

农田不同耕层构造对玉米生长发育及产量的影响

在公主岭市吉林省农科院长期定位试验田(1983年)4种耕层构造(上虚下实、全虚耕层、全实耕层和虚实并存)上,通过对玉米出苗率、株高、茎粗、叶片数、叶面积、根系及产量指标测定,探讨不同耕层构造对玉米生长发育及产量的影响。结果表明,虚实并存耕层玉米出苗率为94.90%,明显高于其他耕层,增加苗期玉米株高和茎粗,叶片数较全虚耕层和上虚下实耕层分别增加0.8和1.2片,但与全实耕层相比差异不明显。从玉米生育中后期来看,虚实并存耕层促进玉米生长发育,增加叶面积,改善根系性状,与上虚下实耕层比较,根条数增加16.80条,气生根和地下根干重分别增加4.60 g和20.50 g,且气生根层数增加0.80层。同时,虚实并存耕层玉米产量显著高于其他耕层,增产幅度为8.17%~15.02%,上虚下实耕层产量最低。可见,虚实并存耕层"既发小苗,又发老苗",稳产高产,是较为理想的耕层构造。     

绿洲灌区地膜秸秆交替覆盖玉米农田土壤水分利用特征

在甘肃河西绿洲灌区,通过田间试验研究了不同耕作(免耕、传统耕作)与覆盖方式(全膜覆盖、70%地膜覆盖+30%捆状玉米秸秆覆盖、70%地膜覆盖+30%不覆盖、50%地膜覆盖+50%捆状玉米秸秆覆盖、50%地膜覆盖+50%不覆盖)对土壤耗水特性、玉米产量及水分利用效率的影响。结果表明:免耕地膜秸秆交替覆盖(NTP7S3、NTP5S5)较传统耕作全膜覆盖(CTP)降低了玉米农田棵间蒸发量,降低比例分别为20.7%与19.1%,玉米秸秆捆状覆盖显著降低了棵间蒸发量,较不覆盖降低59.0%～60.8%,而相邻地膜覆盖较秸秆覆盖提高棵间蒸发量达到29.9%～32.3%,说明NTP7S3与NTP5S5降低棵间蒸发量主要源于秸秆覆盖带较好地抑制土壤水分蒸发的作用。免耕地膜秸秆交替覆盖减小了玉米营养生长期(拔节～开花期)的耗水量,增大了生殖生长期(开花～完熟期)的耗水量,有效协调玉米各生育阶段耗水互补、竞争关系,NTP7S3与NTP5S5较对照CTP降低全生育期总耗水量3.6%与11.6%,棵间蒸发量占总耗水量之比(E/ET)降低17.7%与8.6%,以NTP7S3处理水分高效利用的调控效应较好;NTP7S3处理玉米获得较高的籽粒产量与水分利用效率,较CTP增产4.6%,水分利用效率提高8.4%。西北绿洲灌区地膜秸秆交替覆盖结合免耕替代传统耕作全膜覆盖并没有导致玉米产量和水分利用效率的降低,反而具有增产增效的作用,是玉米生产中地膜减投增效的可行措施。     

不同耕作方式对夏大豆干物质生产及土壤水分的影响

为探究北疆伊犁河谷滴灌条件下不同耕作方式对复播大豆干物质生产及土壤水分的影响,于2013、2014年连续两年进行了复播大豆翻耕覆膜(TP)、翻耕(T)、旋耕(RT)和免耕(NT)4种不同耕作方式的田间试验。结果表明:不同耕作方式对复播大豆土壤含水量、叶面积指数(LAI)和各组织(茎、叶、叶柄、荚、粒)干物质积累量、产量均有显著影响,且两年各处理平均值基本表现为TPTRTNT。其中,TP处理土壤含水量均值达18.64%,比T、RT、NT处理高出5.39%、7.67%、12.31%;LAI及干物质积累量均随生育进程推进表现出先升后降的变化趋势,且TP处理两年的全生育期LAI与单株干物质积累量的均值分别高出NT处理55.68%和58.67%,均达显著差异水平(P0.05)。此外,TP处理单株荚数、单株粒数、百粒重两年平均值也分别高于NT处理的50.28%、48.10%、11.77%,其产量最高达2 082.69 kg·hm~(-2),比产量最低的NT处理增产20.82%。在滴灌条件下,与T、RT和NT处理相比,TP可增大复播大豆群体叶面积指数,促进植株光合产物的积累,提高各器官干物质积累量,进而增大单株干物质积累量,达到增产。因此,滴灌条件下翻耕覆膜方式是较为适宜北疆伊犁河谷复播大豆的高产耕作方式。     

耕作协同物料添加对苏打盐碱化耕地土壤理化性质的影响

为探究耕作协同物料添加对苏打盐碱化耕地土壤障碍消减及作物产量的影响,采用大田试验,设置9个处理：对照(CK),深松+脱硫石膏(SG),深松+腐植酸(SF),深松+复合调理剂(ST),深松+复合调理剂+腐植酸(STF),粉垄+脱硫石膏(FG),粉垄+腐植酸(FF),粉垄+复合调理剂(FT),粉垄+复合调理剂+腐植酸(FTF),脱硫石膏、复合调理剂和腐植酸施用量分别为15 000、22 500 kg·hm^-2和6 000 kg·hm^-2。试验结果表明：与CK相比,在0～40 cm土层,耕作协同物料添加处理的土壤容重降低2.7%～18.4%,土壤总孔隙度增加3.8%～25.3%,土壤三相比得到改善。与CK相比,耕作协同物料添加降低了0～40 cm土层土壤pH、钠吸附比(SAR)和总碱度,降低幅度分别为6.8%～21.3%、20.7%～78.3%和17.1%～47.7%;在0～40 cm土层,耕作协同物料添加处理增加了土壤有机质含量,增加幅度为2.5%～63.9%。玉米穗行数、行粒数和理论产量较CK分别提高4.8%～10.1%、8.9%～22.0%和...     

氮肥深施对旱作覆膜农田土壤养分含量及春玉米产量的影响

以春玉米为供试作物,于2021—2022年在甘肃省定西市进行不同深度施肥田间试验,以双垄沟覆膜种植为基础,设置3个氮肥施用深度：5 cm(D5)、15 cm(D15)和25 cm(D25),以不施氮(N0)处理为对照,共4个处理,分析不同氮肥施用深度对农田土壤养分含量、干物质积累、水分利用及玉米产量的影响,为优化施肥模式和进一步提升其节水增产效能提供理论依据。结果表明,随施肥深度的增加,农田0～40 cm土层土壤养分含量逐渐增大,D25处理较D15和D5处理的土壤有机碳、全氮、速效磷和速效钾含量分别平均提高8.67%、2.23%、22.11%和15.18%;氮肥深施可提高生育后期养分供给能力,玉米干物质积累量显著提高,D25处理播后105 d～收获期干物质积累量分别较D15和D5提高6.53%和25.30%;2个试验年份农田耗水量和水分利用效率均随着施肥深度的增加逐渐增大,D25处理分别较D15和D5平均提高10.09%和10.08%;D25处理玉米生物产量和经济产量较D5处理分别平均提高27.20%和34.93%。在西北旱作区,氮肥25 cm深施模式能为玉米提供更好的养分供给,是提高...     

西北黄土区主要作物茬口对土壤理化性质和冬油菜农艺性状的影响

为了探讨不同茬口对土壤肥力及后茬油菜产量的影响,以休闲田为对照,研究了西北黄土区冬油菜、马铃薯、玉米、冬小麦、春小麦、蚕豆等6种主要农作物茬口土壤耕作层肥力效应及其对后茬白菜型冬油菜产量和农艺性状的影响,结果表明：（1）不同作物茬口土壤养分含量总体表现为越冬作物>休闲田>春播作物,除固氮作物蚕豆茬口碱解氮含量较高外,冬油菜茬口土壤营养各项指标、土壤微生物种群结构及土壤物理性状均显著优于其它作物茬口,其有机质、全氮、全磷、全钾、碱解氮、速效磷、速效钾含量分别比休闲田增加32.6%、12.1%,5.9%、7.2%、11.6%、99.8%、44.2%,其次为蚕豆、冬小麦茬口和休闲田,玉米和春小麦茬口肥力状况较差;与休闲田相比,冬油菜、冬小麦和蚕豆茬口耕层（0~20 cm）土壤容重分别降低10.14%、5.80%和5.80%,而冬油菜茬口土壤总孔隙度、毛管孔隙度和田间持水量分别提高7.33%、4.12%和5.65%,马铃薯、玉米、春小麦茬口均有不同程度下降,冬小麦与蚕豆茬口无明显差异;（2）前茬对白菜型冬油菜农艺性状的影响主要表现在株高、根量、全株角果数、角果粒数及千粒重等指标,其中蚕豆茬口白菜型冬油菜比休闲田增产4.50%,冬小麦茬口与休闲田相当,而马铃薯、玉米、春小麦、冬油菜茬口分别较休闲田减产11.05%、15.04%、16.27%、21.14%。白菜型冬油菜的最佳前茬是豆类作物,休闲田和冬小麦茬口次之,但白菜型冬油菜连作可能会产生自毒作用或病害加重,从而造成显著减产。     

不同耕作方式对黑土农田土壤水分及 利用效率的影响

在土壤耕作长期定位试验的基础上,研究了免耕秸秆覆盖(NT)和少耕(RT)对东北黑土区农田土壤水分及利用效率、玉米产量及特性的影响。结果表明:在作物生长季3种耕作措施土壤剖面含水量整体上呈先降低后增加的变化趋势,各时期20～40 cm土层含水量均较低。免耕可显著提高0～90 cm土层土壤含水量,90 cm土层以下三种措施土壤含水量差异逐渐降低,到190 cm土层差异不明显。土体储水量主要受降雨及不同耕作措施的影响,在干旱的春季以及降水量较少的秋季土体储水量较低,表现为:免耕>传统>少耕,而在降水量较大时土体储水量相应增加,表现为:少耕>免耕>传统。3种耕作措施下玉米叶面积指数变化趋势一致,总体表现为:传统>少耕>免耕,其中传统和少耕最高分别比免耕高0.22和0.26。在生长季少耕蒸散量最高。传统耕作玉米籽粒产量和水分利用效率分别较免耕和少耕高30%和17%,29%和11%,籽粒产量均存在显著性差异(P<0.05),表现为:传统>少耕>免耕,所以对于玉米而言,在该区不适宜实施免耕秸秆覆盖和少耕这两种保护性耕作体系。