不同耕作方式对黄土高原旱地麦田土壤物理性状的影响

通过冬小麦田间试验,研究了免耕、深松、翻耕三种不同耕作措施对土壤物理特性的影响.结果表明:冬小麦收获时,免耕与其它处理相比,增大了土壤容重、土壤硬度,其土壤干筛法＞0.25 mm团聚体含量比深松和翻耕每层平均增加3%和5%,但较冬小麦耕作处理前每层平均下降5%;免耕条件下,湿筛法＞0.25 mm团聚体含量比深松和翻耕每层平均增加11%和32%,较冬小麦耕作处理前每层平均下降42%;免耕可增加土壤蓄水量,收获期土壤蓄水量为373.1 mm,较深松和翻耕提高17%和8%;随着降水量的增加,冬小麦收获期水分入渗速率逐渐减少;且不同耕作方式水分入渗速率为免耕>深松>翻耕.     

耕作措施与秸秆还田对小麦-玉米轮作体系土壤质量的影响

通过在陕西关中平原地区连续7年的田间定位试验,运用多元方差分析及因子分析法比较评价了冬小麦-夏玉米轮作体系下4种耕作措施(深松、旋耕、免耕、传统耕作)及2种秸秆管理措施(玉米秸秆还田、不还田)对土壤质量的影响。结果表明:玉米收获后0~20 cm土壤容重免耕处理最大,旋耕、翻耕处理次之,深松处理最小;秸秆还田0~10 cm土壤容重较不还田处理降低2.33%,达显著水平。小麦、玉米收获后0~20 cm土壤养分组、有机质环境组及酶活性组指标变量受不同耕作措施的影响均大于受秸秆管理措施的影响。传统耕作两季土壤质量均最差。深松、旋耕有一定后效,且有机质养分因子得分较高,免耕则相反。综合土壤质量、作物产量及经济效益,玉米秸秆还田/深松/旋耕/播种小麦-小麦秸秆高留茬/免耕/播种玉米模式适宜在该区推广。     

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)。     

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。     

不同耕作措施对冬小麦农田土壤水分和温度的影响

在多年田间定位试验的基础上,研究了内陆河绿洲灌区不同耕作措施对冬小麦农田土壤水分和温度的影响.结果表明,冬小麦返青至成熟,0～150 cm土层深度范围内免耕秸秆覆盖处理土壤平均含水量较免耕和传统耕作处理高0.21%和0.23%,免耕对土壤含水量影响不明显;冬小麦收获后,0～150 cm土层深度范围内土壤含水量平均值的高低顺序为:免耕秸秆覆盖＞免耕＞传统耕作.冬小麦返青至成熟期间,无论晴天还是阴天,0～25 cm土层深度范围内免耕秸秆处理土壤温度均低于免耕和传统耕作处理,免耕秸秆覆盖和免耕处理土壤温度平均值较传统耕作分别低2.8℃和2.6℃,免耕秸秆覆盖处理可以稳定土壤温度.相关分析表明,土壤含水量与土壤温度存在显著负相关关系.     

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。     

豫西旱坡地长期定位保护性耕作研究——Ⅱ.连年免耕和深松覆盖对麦田土壤温度的影响

通过田间长期定位试验,采用温度记录仪全年连续观察0、5、10、30 cm深度土壤温度的系统数据,研究分析豫西旱作区坡耕地保护性耕作土壤温度效应。结果表明:与传统耕作比,(1)0~30 cm平均土壤温度周年的变化,深松覆盖和免耕覆盖具有稳定地温的效果。1~12月免耕覆盖和深松覆盖较高,6~9月份明显偏低。(2)深松覆盖和免耕覆盖土壤表层温度表现出"高温时降温,低温是增温"的效果。随着土层的加深,这种效果减弱。15cm土层,免耕覆盖和深松覆盖从冬小麦播种至拔节,表现低温效应;深松覆盖在夏休闲高温期呈现出增温现象。(3)免耕覆盖和深松覆盖对冬小麦生长发育前期有抑制作用,地上部表现为株高降低,分蘖和主茎叶龄减少,地下部表现为次生根数减少,耕层(0~20 cm)根重减轻,干物质积累速度缓慢。拔节后,两种保护性耕作处理下的冬小麦生长发育加快,至抽穗期除分蘖外,其余各项指标逐渐赶上并超过传统耕作。     

不同保护性耕作对渭北旱塬麦玉轮作田肥力和产量的影响

2007～2010年在渭北旱塬实施了冬小麦-春玉米轮作模式连续保护性耕作定位试验,研究了秸秆覆盖免耕、秸秆覆盖深松和秸秆还田翻耕等不同保护性耕作方式和平衡施肥、无肥(或低肥)和常规施肥处理组合对土壤养分、WUE和作物产量的影响.结果表明:随着保护性耕作年限延长,0～40 cm土层土壤养分含量显著增加;有机质含量由研究初...     

渭北旱塬不同耕作措施对土壤养分分布及作物产量的影响

基于8年(2007—2015)定位试验,在小麦-玉米轮作下研究了免耕-深松(NS)、深松-翻耕(SC)、翻耕-免耕(CN)和连年免耕(NN)、深松(SS)、翻耕(CC)等轮耕措施对土壤养分分布及作物产量的影响。结果表明:深松处理(连年深松、免耕-深松)使表层(0~10 cm)土壤与底层(10~20、20~35、35~50 cm)土壤有机质、全氮、全磷、速效磷、速效钾等养分含量差异更大,翻耕或免耕的相对差异较小;在0~50 cm的土层中,硝态氮含量在20~35 cm土层相对较高,且以翻耕(CC)处理的含量最高;铵态氮含量在10~20 cm土层相对较高,以免耕-深松(NS)处理的含量最高;连年深松(SS)处理使土壤全钾表层含量较高。免耕-深松(NS)措施在6种耕作措施中小麦和玉米产量均为最高,显著高于翻耕(CC)、免耕(NN)措施。     

半湿润偏旱区旱地麦田保护耕作技术研究

研究表明，在半湿润偏旱区，旱地麦田夏闲期采用免耕、深松结合秸秆覆盖能增加雨水的入渗，提高土壤贮水量。其中免耕秸秆覆盖夏闲期２ｍ土体比传统耕法多蓄水９．９￣１１．５ｍｍ，增产１２．１％；深松秸秆覆盖夏闲期比传统耕法多蓄水２５．８￣３４．９ｍｍ，增产１４．３％。在相应耕法夏闲的基础上麦播后再采用秸秆连续覆盖，则能降低土壤水的蒸发损失，提高产量和水分利用效率，与传统耕法比较，免耕和深松播后覆盖分别增产９     

渭北旱地小麦留茬深松膜侧沟播耕作技术体系研究

试验结果表明,留茬、深松、膜侧沟播是融“深松储水效应”、“残茬覆盖保水增肥效应”和“起垄覆膜沟播聚水、保水、增温、透光效应”于一体的旱地小麦机械化保护性耕作技术体系,具有极好的生态效益、社会效益和经济效益;夏闲期留茬覆盖、深松耕可把占小麦全生产年度50％的夏闲期降水最大限度地蓄积并保存于土壤之中,较传统翻耕法多蓄水76.2mm,蓄水率达50％以上;在夏闲期多蓄水的基础上,种麦时再应用起垄覆膜沟播技术,既可以把夏闲期蓄积到土壤中的水分最大限度地保住,又可把小麦生育期的降水量最大限度地蓄住,加之地膜覆盖的增温效应,从而使旱地小麦的水、热条件明显改善,达到既增产增收,又保水保土的效果。     

黄土高原休闲期深松后覆盖播种对旱地小麦产量的影响

为明确旱地麦田休闲期深松、生育期覆盖对土壤水分的影响及其与产量构成因素的关系，探索旱地小麦增产增效的最佳蓄水保墒土壤管理技术，于2014-2016年在山西省闻喜县旱地麦田进行大田裂区试验，以休闲期深松和当地传统耕作（对照）为主区，以全膜覆土穴播、膜际条播、常规条播三种播种方式为副区，研究休闲期深松、生育期覆盖播种对土壤水分和产量及其构成因素的影响。结果表明：两试验年度休闲期深松耕作显著提高了播种期土壤蓄水量，0~300 cm土层较传统耕作多蓄水达24~33 mm；越冬-成熟期土壤蓄水量提高了12%~16%，休闲期土壤蓄水效率显著提高了18%~24%，降水生产效率提高了6%~11%，水分利用效率显著提高了15%~23%。2 a休闲期深松较对照小麦产量分别提高了12%~16%、18%~24%。休闲期深松条件下两种覆盖播种模式较常规条播产量显著提高了9%~13%、8%~21%；对照条件下，产量分别提高了6%~13%、12%~19%。2 a膜际条播较全膜覆土穴播产量分别提高了3%~7%、6%~12%，降水生产利用效率和水分利用效率均以膜际条播最高。年份对产量和穗数有极显著影响，休闲期深松效果大于播种方式效果。此外，本试验条件下，穗数的形成与越冬期上层土壤水分、拔节期中层土壤水分、孕穗期深层土壤水分相关性极显著。产量的形成与越冬期上层、拔节期上层和中层、孕穗期和开花期深层水分相关性极显著。休闲期深松可实现蓄水增产，土壤蓄墒每增加1 mm，2 a休闲期增墒增产量分别达26 kg·hm^-2、46 kg·hm^-2，且结合膜际条播蓄水对产量的贡献最高。总之，休闲期采用深松、生育期采用覆盖，均有利于提高花前土壤水分，增产主要通过提高穗数来实现，且降水少的年份增产效果明显。因此，休闲期深松结合生育期膜际条播处理是兼顾高产蓄水高效的耕作栽培方式。     

Suppression of weeds and weed seeds in the soil by stubbles and no-tillage in an arid maize-winter wheat-common vetch rotation on the Loess Plateau of China

Reduced tillage provides ecological and economic benefits to arable land on the Loess Plateau of China, where soil erosion has long been a serious problem and soil water availability is largely restricted. However, high abundances of weeds in reduced tillage systems cause significant yield losses. In this study, we explored the effects of no-tillage and stubble retention on the number and density of weeds and weed seeds in a 12-year maize-winter wheat-common vetch rotation on the Loess Plateau. Four treatments including conventional tillage, no-tillage, conventional tillage+stubble retention and no-tillage+stubble retention were designed and applied. We found that no-tillage increased the number of weed species and weed density in most of the crops, while stubble retention decreased weed density in maize and tended to suppress weeds in both no-tillage treatments(no-tillage and no-tillage+stubble retention). No-tillage led to an increase in the number of weed species in the weed seedbank and tended to increase seed density during the spring growth of winter wheat, but it decreased seed density during post-vetch fallow. Stubble retention tended to reduce seed density during the spring growth of winter wheat and post-vetch fallow. We concluded that no-tillage can promote weeds in the experimental crop rotation, while stubble retention suppresses weeds in untilled fields. The combined effects of stubble retention and no-tillage on weed suppression varied among the three crops. Based on these results, we recommend stubble retention in untilled legume-crop rotations on the Loess Plateau to improve the control of weeds.     

陕西关中一年两熟地区保护性耕作关键技术综合效应研究——Ⅱ. 对两季作物生长发育及产量产值的影响

针对陕西关中一年两熟地区应用保护性耕作技术存在的问题,以冬小麦传统翻耕技术为对照,研究了5种类型10种耕作关键技术对作物生长发育及产量、产值的影响。结果表明：（1）在裸地深松间隔年限三技术中,两季作物均以隔年深松的生长发育状况最好,产量、产值最高,居11项处理第3位;（2）在裸地与秸秆覆盖旋耕两技术中,两季作物均以秸秆覆盖旋耕的生长发育状况最好,产量、产值最高,居11项处理第6位;（3）在秸秆覆盖深松深度两技术中,两季作物均以秸秆覆盖深松的生长发育状况最好,产量、产值最高,居11项处理第1位;（4）在裸地与秸秆覆盖免耕两技术中,两季作物均以裸地免耕的生长发育状况最好,产量、产值最高,居11项处理第7位;（5）在翻耕两技术中,两季作物均以秸秆还田翻耕的生长发育状况最好,产量、产值最高,居11项处理第2位。     

耕作与施肥模式对渭北旱塬春玉米田蓄水保墒与玉米产量的影响

为揭示渭北旱塬春玉米田休闲期不同保护性耕作模式的蓄水保墒与增产增收效应,寻找适合渭北旱塬春玉米田水肥高效利用的耕作方式和施肥水平,于2013—2014年度在陕西省合阳县甘井镇春玉米田分别设置传统农户模式(翻耕+低肥,S1)、现有高效模式(免耕+高肥,S2)、创新高效模式(深松+平衡施肥,S3)等模式处理,研究各类耕作与施肥相结合保护性耕作模式下春玉米水分利用率、产量和经济效益差异。结果表明,创新模式S3和现有模式S2较农户模式S1播前增加了土壤贮水量;创新模式S3和现有模式S2处理在玉米主要生育期0~200 cm土层平均土壤贮水量分别比农户模式S1增加23.3 mm和18.1 mm,水分利用效率分别提高12.3%和10%,产量增加11.1%、9.2%。创新模式和现有模式均较农户模式能够增加土壤贮水量,提高水分利用效率,增加产量和经济效益,但创新模式蓄水保墒,增产增收优势明显,是适合渭北旱塬地区春玉米生产的水肥管理模式。     

不同深松方式对玉米产量和水分利用效率的影响

由于我国北方地区长期采用小型机具进行耕作，导致农田耕层变浅、犁底层向上移动，土壤蓄水能力下降。为了明确不同深松方法对作物产量和水分利用效率的影响，提高作物抗旱能力和生产能力,本研究通过3 a定位试验，以春季旋耕为对照（CK），研究了秋季全方位深松（BS）、秋季连年垄台深松（RS）、初夏连年垄沟中耕深松（FS）和秋夏年际交替间隔深松（AS）4种深松耕作方式的蓄水和增产效应。试验研究结果表明，可以将不同耕作处理土壤容重特征表述为：CK为上虚下实型、BS为均匀疏松型、RS为垄虚沟实型、FS为垄实沟虚型(相对RS)、AS为年际疏松交替型。BS、AS、FS和RS不同年份土壤平均贮水量较CK增幅的变化范围分别是10.9～23.2 mm、10.9～17.2 mm、9.0～15.7 mm和6.0～8.2 mm，尽管AS的容重在年际间存在更替变化，但对年际间土壤平均贮水量影响较小。总体上BS和AS土壤贮水量高于CK和RS，提高10.9～23.2 mm，能够为不同降水年型下玉米稳产提供保障。尤其相对于其他3种深松方式，AS处理3 a研究数据玉米持续保持着高生产能力和水分利用效率，较CK产量提高17.22%～28.65%，水分利用效率提高0.27～0.73 kg·m^-3； 2013年较BS的产量和水分利用效率差异不显著，其他两年分别提高1.00%～5.92%，0.06～0.20 kg·m^-3；较FS产量提高5.59%～13.50%，2014年水分利用效率差异不显著，其他两年提高0.20～0.43 kg·m^-3，因此AS是较为适宜的深松方式。     

陕西关中一年两熟地区保护性耕作关键技术综合效应研究——Ⅰ.对农田土壤环境理化性状的影响

针对陕西关中一年两熟地区应用保护性耕作技术存在的问题,以冬小麦传统翻耕技术为对照,研究了裸地深松间隔年限,裸地与覆盖旋耕,覆盖深松深度,裸地与覆盖免耕,传统与秸秆还田翻耕5种类型10种耕作关键技术对农田土壤环境理化性状的影响。结果表明：两季作物的农田土壤环境理化性状,在裸地深松间隔年限三技术中,均以隔年深松各方面表现较好;在裸地与秸秆覆盖旋耕两技术中,均以秸秆覆盖旋耕各方面表现较好;在秸秆覆盖深松深度两技术中,均以秸秆覆盖深松各方面表现较好;在裸地与秸秆覆盖免耕两技术中,均以秸秆覆盖免耕各方面表现较好;而在翻耕两技术中,均以秸秆还田翻耕各方面表现较好。     

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。     

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。     

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。