豫西黄土坡耕地保护性耕作保水效果研究

采用田间模拟小区和田间自然小区试验相结合的方法,研究了不同处理条件下降雨入渗、休闲期降水的贮蓄率、不同土壤层次间接纳降水的增量、冬小麦产量及水分利用效率等因素。研究结果表明,保护性耕作有延缓径流,增加降雨入渗的作用,其稳定入渗率是保护性耕作的1.22～6.67倍,在降雨强度为68mm/h时其地表产生径流时间比传统耕作晚6～15min;免耕和深松处理土体内的含水量、接纳降水的能力明显高于传统耕作,休闲期两个处理降雨贮蓄率分别比对照高出6.5%和7.4%,冬小麦产量分别高17.78%和16.1%,水分利用效率分别高1.52kg/(mm·hm2)和1.00kg/(mm·hm2)。     

黄土区保护性耕作对春玉米产量和土壤肥力的影响

在黄土区春玉米地实施免耕和传统耕作的基础上,研究了秸秆覆盖、地膜覆盖、秸秆地膜双覆盖以及不覆盖下春玉米产量和土壤肥力的变化.结果表明:传统耕作下不覆盖的产量为6 212.75 kg/hm2,秸秆覆盖比不覆盖增产45.67%,地膜覆盖增产47.24%,秸秆地膜双覆盖增产幅度可达73.24%;免耕下秸秆覆盖比不覆盖仅增产了...     

保护性耕作对小麦生长和水分利用效率的影响

采用对比试验法研究了紫色土丘陵区保护性耕作对小麦光合特性、干物质积累和水分利用效率的影响。结果表明:秸秆覆盖和秸秆覆盖+施用腐熟剂均能提高小麦生育后期叶面积指数,净光合速率比传统耕作分别提高了2.90%和5.74%;两种处理能在一定程度上控制株高,并在小麦抽穗~成熟期促进干物质积累,使麦穗分配指数提高238.46%和242.31%;秸秆覆盖+腐熟剂使小麦增产8.07%,水分利用效率和降水利用效率也分别提高了5.80%和8.02%。     

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。     

干旱区保护性耕作对土壤水分的影响研究

为了研究保护性耕作对土壤水分的影响,选择翻耕地和免耕地两种土地耕作类型,分析不同耕作方式下土壤水分的时空变化规律。在保护性耕作实行的两年时间里,测定了土层不同深度土壤水分,结果表明:(1)在作物生长的整个生育期内土壤水分含量有随降雨量周期变化的趋势,无论是何种耕作方式,除生育期降雨外,播前底墒也是土壤供水的重要组成部分;(2)土壤贮水能力免耕地都是大于翻耕地的;0-80cm土壤水分的空间剖面自上而下分为两个层次:表层失水层(0-30cm)和中层贮水层(30-80cm)。(3)用SPSS统计软件进一步对土壤水分与土层深度的关系进行拟合,结果表明土壤水分与土层深度的关系具有极强的相关性,其关系方程为拟和三次抛物线相型。     

不同耕作方式对小杂粮产量及水分利用效率的影响

采用深松耕、免耕、传统耕3种耕作方式,研究了陕北小杂粮产区不同耕作方式对小豆、糜子产量和水分利用效率的影响。结果表明,免耕和深松耕有利于改善土壤物理结构,增加土壤的蓄水保墒能力,提高水分利用效率,节水、节本、增产增效明显,是比较理想的耕作方式。     

宁南山区保护性耕作对农田水分状况影响的研究

为研究保护性耕作对宁南山区农田水分状况的影响,在宁夏彭阳县对三种不同保护性耕作措施下玉米农田休耕期及生长期土壤水分、作物生长发育指标进行了实验研究。结果表明:(1)在休耕期,整秸秆覆盖处理的土壤水分贮存量(236.80mm)最高,半秸秆覆盖(224.10mm)次之,传统无覆盖(208.45mm)最低;(2)在生长期,采用秸秆覆盖方式可使春玉米的株高、穗长、生物产量及经济产量等指标得到显著提高,土壤的蓄水保墒性能增强,水分利用效率提高,增产增效明显;与传统方式相比,整秸秆覆盖可使春玉米的产量及水分利用效率分别提高3.5%及16.5%。研究认为,保护性耕作可有效改善玉米田土壤水分状况,促进玉米的生长发育。     

宁夏南部山区不同耕作方式对冬小麦产量及水分利用效率的影响

为探讨在宁南山区推广保护性耕作技术的可行性,2005～2006年在宁夏彭阳县就垄沟、传统、覆膜3种不同的耕作方式的适应性进行试验研究,对比分析了3种耕作方式下冬小麦的生长状况、产量及农田土壤含水量变化的关系。结果表明：覆膜耕作可增加土壤蓄水保墒性能,提高水分利用效率,增产增效明显。对三种耕作方式下作物产量进行分析,覆膜耕作比传统耕作增产46％;垄沟耕作比传统耕作减产71％。覆膜耕作水分利用效率比传统耕作提高了33％;垄沟耕作由于在越冬期垄上冬小麦大面积冻死,不适宜在宁南山区推广。     

北方农牧交错带干旱区保护性耕作对土壤水分的影响研究

为了揭示农牧交错地区不同农田耕作方式对其水分环境的影响过程及规律,选择翻耕地和免耕地两种土地耕作类型,分析不同耕作方式下土壤水分的时空变化情况。结果表明:①在作物生长的整个生育期内土壤水分含量有随降雨量周期变化的趋势,无论是何种耕作方式,除生育期降雨外,播前底墒也是土壤供水的重要组成部分;②土壤贮水能力免耕地大于翻耕地;0~80 cm土壤水分的空间剖面自上而下分为两个层次:表层失水层(0~30cm)和中层贮水层(30~80 cm)。③用SPSS统计软件进一步对土壤水分与土层深度的关系进行拟合,结果表明土壤水分与土层深度的关系具有极强的相关性,其关系方程为拟和三次抛物线型。     

四川丘陵区保护性耕作对土壤水分和油菜产量的影响

通过四川丘陵区3处理3重复的4年定位试验,研究了保护性耕作栽培与传统耕作栽培模式对土壤水分及油菜产量的影响。结果表明:覆盖处理对土壤有较好的保墒作用,在油菜整个生育期,覆盖处理土壤水分含量均高于翻耕不覆盖处理(CK),土壤水分增加幅度为4.9%~12.8%,达到极显著水平;油菜苔花期覆盖处理(翻耕覆盖、免耕覆盖)的土壤水分比翻耕不覆盖处理(CK)平均分别增加4.1%、7.6%,增加幅度为2.2%~12.2%。覆盖处理有利于增加油菜单株角果数,覆盖处理的油菜单株角果数比翻耕不覆盖(CK)增加2.5%~10.4%;保护性耕作对油菜增产作用明显,覆盖处理比翻耕不覆盖(CK)平均分别增产6.0%、10.5%,增产幅度为3.8~12.6%,均达到极显著水平,油菜单株角果数的增加对油菜增产有重要的作用。     

旱地保护性耕作土壤风蚀模型研究

在分析国外风蚀模型资料的基础上,建立了适用于保护性耕作的风蚀模型。该模型以小时为步长,根据气象数据、地表土壤水分、秸秆残茬覆盖率及地表粗糙度,模拟不同耕作体系下农田土壤风蚀流失量情况;针对保护性耕作的特点,考虑到残茬覆盖对土壤含水量和地表粗糙度的影响;通过田间风蚀测定数据的验证,证明所建立的保护性耕作风蚀模型的模拟值与实测值比较吻合。     

农牧交错带地区发展保护性耕作的意义与前景

在系统总结保护性耕作技术的内涵、技术内容和类型的基础上,阐述了保护性耕作保土、保水、提高土地生产力、增加农业效益的重要作用,并根据北方农牧交错带的实际情况,从气候、土壤、农作物和社会因素四个方面对技术的可行性进行了科学的分析,认为保护性耕作技术在农牧交错带地区应用前景广阔,但社会经济因素将是制约保护性耕作技术应用的重要因子。加强配套技术的研究、增加资金的投入以及加快农民观念的转变是农牧交错带地区深入开展保护性耕作技术推广与应用需要重点解决的问题。     

旱地保护性耕作地表径流和土壤水分平衡模型

在田间试验和对现有径流模型及土壤水分平衡模型改进的基础上，建立了适用于保护性耕作的地表径流和土壤水分平衡模型。该模型以日为步长，根据气象数据、土壤水分状况、作物生长发育及耕作管理措施，模拟不同耕作管理体系下地表径流和田间水分平衡的变化。针对保护性耕作的特点，主要对径流曲线数字(USDA—Curve Number)法进行了改进，在PERFECT模型的基础上增加了坡度和降雨强度两因素的影响，从而使模型较全面地考虑了残茬覆盖、耕作、坡度及降雨强度等多种因素对径流的影响；采用简单实用的Priestley—Taylor公式计算潜在蒸散量，并考虑作物覆盖与残茬覆盖对土壤蒸发与作物蒸腾的影响。通过田间径流试验和根层有效贮水量测定数据的验证，证明了地表径流和土壤水分的模拟值与实测值比较接近。     

降雨强度对农业耕作措施水土保持作用的影响

利用人工模拟降雨试验,研究不同降雨强度下,不同农业耕作措施坡地水土流失特征。试验设计的坡地坡度分别为5°和15°,降雨强度分别为60、90、120 mm·h^-1;耕作措施分别为等高耕作、人工掏挖和人工锄耕,以相同坡度的平整坡地作为对照。结果表明：（1）随着降雨强度的增大,各耕作措施坡地产流量显著增大1.51倍以上,最大增加幅度为等高耕作坡地的2.28倍。而坡地产沙量在降雨强度较小时增加不显著,当降雨强度增大到120 mm·h^-1时,坡地产沙量显著增大;（2）与平整坡地相比,等高耕作在3个降雨强度下都具有明显的减流效益,减流量均大于15%,而人工锄耕和人工掏挖却不明显;（3）在5°坡地上,等高耕作和人工掏挖在3个降雨强度的减沙效益均大于25%,而人工锄耕减沙效益不明显;在坡度为15°、降雨强度为60 mm·h^-1和90 mm·h^-1时,人工锄耕和人工掏挖减沙效益与降雨强度关系无明显规律,在降雨强度为120 mm·h^-1时,3个耕作措施都不能有效降低坡地产沙量。可见,水土保持农业耕作措施具有降低坡地产流量的作用,而对于坡地产沙的作用存在明显差异,在大坡度和大降雨强度下,不仅不能降低坡地产沙,反而加剧坡地土壤流失。     

保护性耕作对风沙区农田土壤物理性状及玉米产量的影响

在科尔沁沙地东南部风沙区采用完全随机区组试验设计,在2013—2014年比较研究了4种保护性耕作措施(深松、留茬、免耕、秸秆覆盖)和传统翻耕(CK)平作种植玉米的土壤物理性状及产量。结果表明,与传统耕作相比,连续2 a保护性耕作以深松、留茬处理显著降低0~40 cm土层土壤容重(P0.05),降幅0.72%~7.12%。0~40 cm土层0.25 mm土壤团聚体含量各土层均以深松处理含量最高,2014年土壤团聚体含量较2013年增加4.11%,其中秸秆覆盖对0~10 cm团聚体含量影响较大,2014年较2013年提高5.54%。4种保护性耕作措施均提高了收获后0~100 cm土壤贮水量,表现为留茬秸秆覆盖深松免耕,较传统耕作提高12.22%~26.91%。进行保护性耕作的处理玉米子粒产量和水分利用率均比传统耕作高,其中以深松处理增产幅度最大,子粒产量平均较传统耕作提高14.57%,水分利用效率提高25.81%。由2 a数据显示,深松、留茬和秸秆覆盖等保护性耕作措施改善了风沙土耕层土壤结构,具有较好的保水性和增产效果。     

保护性耕作下黑土水热动态研究

通过连续监测东北典型黑土耕作长期定位试验下的土壤含水量和温度,研究了保护性耕作措施下农田黑土水热动态规律。结果表明:免耕秸秆覆盖(NTS)可显著提高0~50 cm土层水分含量,其中免耕在0~20 cm土层平均土壤体积含水量最高值分别比少耕(RT)和传统(CT)高3%~10%,尤其是可提高作物播种期表层土壤含水量。0~10 cm土层深度范围内RT土壤温度均高于NTS和CT,其中5 cm土层土壤温度日平均最高值较NTS和CT分别高3.04℃和5.27℃。三种耕作措施下的水热动态表明,少耕是我国东北旱作黑土区最佳的保护性耕作措施。     

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。     

半干旱区夏闲期不同耕作方式对土壤水分及小麦水分利用效率的影响

在宁南旱平地进行了夏闲期深松、免耕及传统翻耕(对照)对土壤水分及后作冬小麦水分利用效率影响的研究结果表明,夏闲期深松和传统翻耕能有效地蓄雨保墒,提高旱平地冬小麦播前的土壤贮水量,深松和翻耕土壤蓄墒率极显著高于免耕处理,深松处理较翻耕高0.79%;夏闲期末深松处理0～200 cm土壤贮水量(310.78 mm)分别较免耕、传统翻耕高8.23 mm、1.61 mm.深松和免耕较传统翻耕显著改善了冬小麦苗期的土壤水分状况,对越冬期0～60 cm耕层土壤水分状况的改善有利于冬小麦的越冬.苗期0～200 cm土壤贮水量深松、免耕分别较传统翻耕(351.05 mm)高35.9 mm、28.8mm,不同的耕作处理对后作冬小麦苗期的土壤水分影响差异主要在80 cm以上土层.冬小麦返青期降雨主要使0～80 cm土层土壤贮水量有所增加,处理间的差异减小.夏闲期深松处理能有效地增加对降雨的蓄保能力,提高旱地冬小麦播前及整个生长阶段0～200 cm的土壤贮水量.不同耕作方式的冬小麦产量以夏闲期翻耕处理最高(3 475.9 kg/hm2),与深松处理(3 322.0 kg/hm2)无显著差异,免耕显著低于其它2种耕作处理;水分利用效率以翻耕最高[14.12 kg/(hm2·mm)],深松次之[13.62 kg/(hm2·mm)],免耕处理显著低于前二者[10.64 kg/(hm2·mm)].     

保护性耕作对黄土高原旱地表土容重和水分入渗的影响

通过在陇中黄土高原半干旱区进行保护性耕作的定位研究,探讨了保护性耕作对土壤容重以及渗透性能的影响。结果表明:与传统耕作(T)、免耕无覆盖(NT)、传统耕作结合秸秆还田(TS)相比,试验的前2～3a免耕覆盖(NTS)使得土壤容重增大,而后保持稳定状态不再持续增加。通过对渗吸率、宏观毛管长度、有效孔径以及饱和导水率等指标的比较发现,免耕覆盖(NTS)对土壤的渗透性能有显著的改善作用。