水耕年限对麦季土壤水—氮动态与小麦产量的影响

为揭示水耕年限对小麦生产的影响，在江汉平原选取了3种水耕年限（2年、18年、>100年）稻—麦轮作农田，采集了小麦各生育期的土壤样品与成熟期的小麦植株样品，测定了土壤水分、硝态氮含量、铵态氮含量和小麦产量等指标，分析了土壤剖面水—氮动态分布与积累特征，及其对小麦产量的影响程度与机制。结果表明：（1）随水耕年限延长，土壤水分和氮素含量显著增加。水耕2年、18年和100年农田的0—100 cm深度剖面平均体积含水量分别为0.36，0.39，0.42 cm³/cm³。硝态氮和铵态氮在0—20 cm土层富集，水耕2年、18年和100年农田0—20 cm土层硝态氮含量分别为12.26，12.74，14.88 mg/kg，铵态氮含量分别为6.01，8.33，11.69 mg/kg。（2）小麦产量随着水耕年限的增加而降低，水耕2年、18年和100年农田小麦产量分别为4 068，3 080，2 469 kg/hm²，主要表现为降低小麦的有效穗数和单株穗粒数。（3）长年耕作稻田形成的犁底层造成耕作层土壤水分滞留，进而导致小麦产量降低，而氮素含量差异未显著影响小麦产量，需要通过改善农田排水状况以降低长水耕年限农田的小麦渍害风险。     

不同植稻年限土壤剖面基本性质与水-氮分布的关系

在江汉平原典型农业区选定不同水稻种植年限(2、18、100a)的稻田,采用野外调查与室内分析相结合的方法,量化不同稻田土壤剖面基本性质和水–氮分布特征,以揭示内在原因,探讨适宜不同水稻种植年限稻田的水–氮管理方式,为提高稻田水–氮利用率和减少稻田面源污染提供科学依据。结果表明:对于不同水稻种植年限农田,土壤剖面基本性质差异明显。耕作层和犁底层厚度随水稻种植年限的延长而增加;土壤有机质在耕作层富集,且随水稻种植年限的延长含量增加;耕作层土壤容重随水稻种植年限的延长而减小,犁底层土壤容重则增大;受耕作和淋溶条件的影响,犁底层和心土层的黏粒含量随水稻种植年限的延长而增加;饱和导水率(Ks)随水稻种植年限的延长而降低,犁底层Ks差异较大,2、18、100a稻田犁底层Ks分别为37.02、8.45、3.11cm/d。土壤剖面基本性质的差异影响水–氮的剖面分布特征。土壤水分和硝态氮含量随水稻种植年限的延长而增加,2、18、100 a稻田土壤剖面(0～100 cm)平均含水量分别为0.39、0.46、0.54cm3/cm3,硝态氮含量分别为3.75、6.27、9.85mg/kg。铵态氮储量远低于硝态氮储量,且受水稻种植年限影响较小;2、18、100 a稻田土壤剖面铵态氮与硝态氮储量比值分别为0.61、0.39和0.30。在灌溉和施肥方式上,水稻种植年限短的稻田适合少量多次的管理方式以减少渗漏损失;而年限长的稻田可适当提高单次灌溉量以减少灌溉次数,进而减少劳力消耗。