保持耕作麦田水分动态及水土流失的研究

通过对豫西夏休闲坡耕地不同耕作方式下冬小麦田水分变化规律及其生态效益的研究，结果表明：免耕、深松的土体内含水量、接纳降水能力均明显高于传统耕作，免耕与深松处理降水贮蓄率分别比传统高13.33%和5．84％，能促使降水在不同坡位中均匀分布，其中免耕优于深松。免耕条件下，提高了冬小麦出苗率，明显地促进生长发育，产量比传统耕作增产了19．3％，水分利用效率也提高了17．5％；深松也提高了冬小麦出苗率，但对冬小麦生长发育影响不明显，产量比传统耕作增产了9．4％，水分利用效率提高了8．5％。     

长期保护性耕作提高土壤大团聚体含量及团聚体有机碳的作用

【目的】团聚体形成被认为是土壤固碳的最重要机制。本文以河南豫西地区长期耕作试验为研究对象,研究了长期保护性耕作对土壤团聚体性质及土壤有机碳(SOC)含量的影响,为探讨土壤固碳机理,优化黄土高原坡耕地区农田耕作管理措施,实现土壤固碳减排、培肥土壤提供理论依据。【方法】长期耕作试验开始于1999年,试验处理有免耕覆盖(NT)、深松覆盖(SM)和翻耕(CT)。利用湿筛法筛分第3年(2002年)和第13年(2011年)0—10cm和10—20 cm土层中,2000、250~2000、53~250和53μm级别的水稳性团聚体,计算团聚体平均质量直径(MWD),并测定了各级别团聚体的有机碳(SOC)含量。【结果】1)连续13年免耕覆盖和深松覆盖显著提高了土壤表层0—10 cm的SOC含量,分别比翻耕增加了33.47%和44.48%。2011年免耕覆盖和深松覆盖SOC含量较2002年上升了1.92%和8.59%,翻耕下降了18.97%。2)与翻耕相比,免耕覆盖和深松覆盖2000μm团聚体含量显著提高了40.71%和106.75%;53~250μm团聚体含量显著降低了19.72%和22.53%;团聚体平均质量直径显著提高了20.55%和39.68%,显示了土壤结构的明显改善。3)免耕覆盖和深松覆盖显著提高了表层土壤所有团聚体有机碳的含量,尤其以2000μm团聚体提升最多。与翻耕相比,2000μm团聚体有机碳分别提高了40.0%和27.6%。4)免耕覆盖和深松覆盖下表层土壤大团聚体有机碳含量随耕作年限增加,微团聚体有机碳随耕作年限降低。2000μm的土壤团聚体有机碳含量2011年较2002年分别升高了23.93%和7.12%,53~250μm微团聚体有机碳含量分别下降了19.58%和13.27%。【结论】长期保护性耕作(包括免耕覆盖和深松覆盖)可显著提高表层土壤大团聚体含量,降低微团聚体含量,提高团聚体的水稳性,改善土壤结构。同时可增加土壤团聚体有机碳含量,提高土壤肥力。长期保护性耕作在河南豫西丘陵地区是一种较为合理的耕作方式。     

不同耕作方式对小麦旗叶光合特性和水分利用效率的影响

在豫西丘陵旱作条件下，对少耕、免耕覆盖、深松覆盖、一年两熟和传统耕作5种耕作处理的冬小麦旗叶光合、荧光特性和产量、水分利用效率进行了研究，结果表明：免耕覆盖和深松覆盖灌浆中后期小麦旗叶叶绿素和类胡萝卜素含量明显高于传统耕作，且有较高的叶绿素a和叶绿素b的比值和叶绿素和类胡萝卜素的比值；开花期免耕覆盖和深松覆盖光化学猝灭系数、非光化学猝灭系数和光化学效率值较传统耕作高，光抑制程度较传统耕作小；灌浆中期免耕覆盖和深松覆盖净光合速率略低于传统耕作，分别为传统耕作的96.4%和99.7%，但差异不显著。免耕覆盖和深松覆盖小麦生育期间耗水量较高，产量和水分利用效率显著提高，与传统耕作相比，产量增加19.3%和9.4%，水分利用效率提高17.5%和8.5%。     

干旱条件下氮、磷水平对土壤锌、铜、锰、铁有效性的影响

研究了干旱条件下不同N、P水平对微量元素Zn、Cu、Mn、Fe有效性的影响。结果表明 ,在中壤质土壤含水量 11%～ 14%的情况下 ,不同N、P配比明显增加了土壤剖面中速效P的含量 ,但随着土壤深度的增加 ,土壤速效P呈不断下降的趋势。大田和土壤培养试验表明 ,施P有增加土壤Zn、Cu、Mn有效性的趋势 ,但有效Fe则有下降的趋势。土壤速效P、Zn、Cu、Mn、Fe之间的相关分析表明 ,土壤速效P与有效Zn之间存在显著的正相关关系 (r =0.65) ,而与有效Fe之间则存在显著的负相关关系 (r =- 0.63)。     

耕作对旱区坡耕地土壤碳素转化及冬小麦产量的影响

利用长期定位试验(1999开始保护性耕作,2004年采样测定),在豫西旱区坡耕地上进行了不同耕作对土壤有机碳、微生物态碳及水分利用效率的影响研究。结果表明:深松覆盖和免耕覆盖处理的耕层有机碳增加较明显,以深松覆盖有机碳含量最高为6.79gkg-1,比传统耕作高13.82%,其次是免耕,较传统高11.58%,而少耕却较传统降低了1.38%,随着土层的加深,土壤有机碳含量降低,0～60cm有机碳平均值,深松和免耕较传统分别增加了14.08%、5.41%,少耕较传统减少1.12%。土壤微生物碳对耕作敏感,其含量免耕>深松>传统>少耕,分别为206.87mgkg-1、138.43mgkg-1、115.42mgkg-1和112.57mgkg-1,较传统增加79.3%、19.9%和-2.5%。土壤有机碳和土壤微生物态碳都有坡下富集现象。少耕、免耕、深松和传统的SMBC/SOC的值分别为1.91%、3.11%、2.04%和1.93%,免耕和深松对培肥地力、改善环境有好的应用前景;同时免耕覆盖与深松覆盖可提高产量,增产分别达10.22%与9.26%;可提高水分利用效率。     

秸秆和有机肥配合替代部分化肥提高作物水分利用率减少土壤硝态氮残留

  【目的】  研究长期秸秆和有机肥配合替代部分化肥对小麦玉米一年两熟种植制度下农田生产力及氮肥残留的影响,为改善旱地土壤肥力,提高作物产量,降低环境风险提供科学依据。  【方法】  依托中国农业科学院洛阳旱农试验基地始于2007年的长期定位培肥试验,选取不施肥对照 (CK)、常规氮磷钾化肥 (NPK)、秸秆和有机肥配合替代1/3的氮磷钾养分 (SOR) 3个处理。调查了2015—2020年度夏玉米、冬小麦及周年产量、生育期耗水量、水分利用效率;分析了2020年冬小麦收获期0—60 cm土层土壤养分含量,以及硝态氮在0—380 cm土层剖面的分布积累量。  【结果】  与2007年试验开始时相比,2020年CK处理0—20 cm土层土壤养分(除速效钾外)含量显著下降,而NPK和SOR处理不同程度地提高了土壤养分含量。与NPK处理相比,SOR处理0—60 cm土层土壤有机质含量显著提高了10.4%～16.4%,0—40 cm土层全氮含量显著提高了16.7%～20.0%,0—20 cm土层土壤速效磷和速效钾含量分别显著提高了12.9%和15.4%。与NPK处理相比,SOR处理夏玉米产量在干旱年 (2015和2017年) 及5年平均分别显著提高了35.3%和10.1%,水分利用效率在干旱年、平水年 (2016年) 及5年均值分别显著提高了42.7%、12.3%和18.5%,周年产量和水分利用效率在干旱年分别显著提高了20.5%和23.5%;冬小麦产量在不同降水年型下均未显著降低,但水分利用效率在平水年 (2015—2016、2016—2017、2019—2020) 及5年均值较NPK处理分别显著降低了9.8%和7.9%。NPK处理的硝态氮总累积量为732 kg/hm2,其中68.2%积累在100—230 cm土层;SOR处理的硝态氮总累积量为833 kg/hm2,其中74.8%积累在80—200 cm土层。与NPK处理相比,SOR处理显著降低了200—380 cm土层土壤硝态氮积累量,在200—230、260—290、320—350和350—380 cm土层分别显著降低了54.9%、21.1%、25.0%、57.9%。  【结论】  无论降雨多寡,秸秆和有机肥配合替代1/3氮磷钾肥均未降低冬小麦产量,但显著提高了干旱年夏玉米及周年产量及水分利用效率,并提高了0—60 cm土层土壤有机质和全氮含量,提高了0—20 cm土层土壤速效磷和速效钾含量,同时较常规氮磷钾处理显著降低了200—380 cm土层土壤硝态氮积累量,是旱作麦玉两熟区兼顾产量、效率和环境的施肥模式。     

液态地膜应用技术研究

介绍了液态地膜及其发展情况,以及液态地膜在农业上的应用效果,总结了液态地膜的应用操作规程。     

坡耕旱地土壤养分分布规律初探

对坡耕旱地不同坡位与不同深度土壤养分含量的测定结果表明 :土壤有机质、全氮及全磷的分布均呈现为顺坡下降方向逐渐增加 ,这种变化随土层加深而变缓 ;同一坡位 ,各养分含量随着土壤深度的增加而降低 ,耕层 ( 0～ 30cm)养分含量明显高于下层 ,以表层最高     

不同耕作方式对旱作区冬小麦生产和产量的影响

为了筛选出适宜旱作区推广的耕作技术,在旱作大田条件下,设置一次深翻、免耕覆盖、深松覆盖、传统耕作四种耕作方式,研究了不同耕作方式下花后土壤水分和养分状况、小麦旗叶叶绿素含量、小麦旗叶净光合速率和小麦籽粒灌浆速率及产量。结果表明,免耕覆盖、深松覆盖开花期和灌浆期0～40 cm土层土壤水分含量分别比传统耕作提高了4.13%、6.23%和5.50%、9.27%,0～40 cm土层土壤碱解氮、速效磷和速效钾含量均显著高于传统耕作,为小麦开花后生长发育提供了良好的环境,从而提高了小麦灌浆中后期旗叶叶绿素含量和净光合速率,促进花后干物质积累及干物质向籽粒转运,进而提高了籽粒灌浆速率,使得籽粒产量显著提高。     

不同供水情况对旱稻生长发育的影响

在控水与大田生长两种情况下研究了不同供水情况对旱稻生长发育的影响 ,结果表明 ,旱稻在播种时以浅播结合浇蒙头水有益于出苗 ,平均出苗率达 75 .4% ;拔节期与灌浆期受到水分胁迫对旱稻生长发育影响明显 ,水分胁迫主要影响旱稻的成穗率、每穗实粒数、千粒重与结实率 ,产量平均降低 64.79%。