耕作措施对黑土农田耕层水分的影响

通过田间长期定位试验,探讨了耕作措施对农田黑土耕层水分的影响.结果表明:平翻和旋松耕作的垄台容重最小,但其持水能力较低;免耕土壤容重最高,饱和含水量较低,易造成土壤积水,不利于机械作业,但可提高4～6月垄沟的土壤含水量2到4个百分点,是抵御春旱的有效耕作措施;少耕夏季垄沟容重较低,持水能力高,可提高土壤有效水含量,进入雨季后,可显著地多蓄纳雨水,提高垄沟土壤含水量,最高可提高4个百分点,为东北雨养农业区高效水分调控措施.     

砂姜黑土水分动态变化田间观测结果初报

从１９９１年开始对砂姜黑土水分动态变化进行了连续的田间观测。本文仅以１９９３年夏玉米全生育期间的土壤水分动态变化资料，讨论说明其与降雨、气温等气候条件，作物不同生育阶段，土壤的一些基本水分物理特性之间的关系，以及早作物适宜灌溉时机的选择。     

玉米秸秆生物炭添加对典型黑土保水性能的影响

为促进退化黑土的改良,采用室内模拟和盆栽试验的方式,设置5个处理,土壤中添加生物炭量分别为0,50,100,200,300 g·kg~(-1),每个处理设置3组重复,探究不同量生物炭添加条件下,土壤田间持水量、饱和持水量、容重、比重、孔隙度的变化。结果表明:在不同量生物炭的添加条件下,土壤的饱和持水量、田间持水量、孔隙度与生物炭用量呈现出显著正相关,土壤的容重、比重与生物炭用量呈现出显著负相关。     

沙地水分性质及其对造林的影响

从沙地水分的来源、性质、分布特征等方面进行研究和论述。提出了沙地水分在营造林上的意义,从而论证了水分条件是所有作物生长发育的先决条件和决定因子。由于沙地的水分相对匮乏,因此,在营造林时应首先考虑水分状况,在营造林时间选择、密度大小、株行距和混交林营造等方面综合措施下促进造林的成活和保存。     

耕作方式对耕层黑土有机碳库储量的短期影响

【目的】探索不同耕作方式对耕层黑土有机碳含量的影响。【方法】以2001年秋在吉林省德惠市中层黑土上进行了3年的田间定位试验小区土壤为研究对象，对免耕、垄作和秋翻3种耕作处理下耕层土壤有机碳的动态变化进行了分析，并采用等深度和等质量土壤碳库储量计算方法，比较了不同耕作处理对耕层土壤有机碳库储量的影响。【结果】不同耕作处理对黑土耕层有机碳的影响无显著性差异，而且免耕处理在短期内没有引起耕层土壤有机碳含量的明显增加，反而有所降低。与2001年试验开始时相比，3年免耕管理使表层0～5 cm土壤有机碳含量仅增加了0.18％，而5～20 cm土层有机碳含量则明显降低。利用等深度（0～30 cm）和等质量（4 040 Mg）土壤碳库储量计算方法对比研究表明，将土壤容重考虑在内的等质量土壤有机碳库储量计算方法可以更准确的反映耕作对土壤有机碳库储量的影响。等质量方法计算表明，3年的免耕试验并没有使耕层土壤有机碳库储量发生明显变化。【结论】在质地粘重和排水不良的土壤上实行免耕，短期内土壤有机碳含量并没有增加。长期效果如何还有待观测。     

不同耕作方式对黑土结构性的影响

以吉林省中部玉米带黑土为供试土壤,研究了黑土不同剖面构型的结构特性。结果表明：不同耕作条件下,大于0．25mm水稳性团聚体的含量差异较大。“平面型”犁底层剖面构造有利于改善土壤结构。相关分析表明,大于0．25mm的水稳性团聚体含量与土壤有机质含量及作物产量呈显著相关,相关系数分别为0．860和0．703。     

长期保护性耕作对豌豆水分利用的影响

为了解决陇中黄土高原地区长期传统耕作引起的耕地质量下降问题,在黄土高原半干旱区研究了不同耕作措施下豌豆的出苗情况、不同生育时期土壤水分的垂直分布、耗水量及水分利用效率和产量效应。结果表明,保护性耕作能够显著改善0~200 cm土层土壤的贮水量及含水量,随着降水量的增多土壤对降水的保蓄能力增强。2015年试验区降水充沛,免耕地膜覆盖更具优势,免耕覆膜处理的小麦产量较传统耕作提高了11.64%。耕层土壤水分因受降水等因素的影响而变化剧烈,0~30 cm土层豌豆全生育期内免耕覆膜处理、覆草免耕处理的含水量分别较传统耕作有所增加,耕层以下土壤水分变幅相对较小。播种期、5叶期及收获期土壤具有较高含水量,而开花期土壤含水量则较低。与传统耕作相比,保护性耕作中的传统耕作覆盖地膜处理、免耕覆膜处理、覆草免处理耕处理使土壤水分利用效率明显提高,分别较传统耕作不覆盖处理提高了7.1%、5.8%、3.6%。说明在2015年降水条件下,实施地膜覆盖或者免耕秸秆覆盖有利于豌豆高效利用水分及高产。     

不同耕作方法对耕层土壤水分时空分布的影响

本文报导了不同耕作方法对土壤耕层水分时空分布的影响。在实验研究中,采用TDR导线测定仪监测非搅动土壤中水分的变化,并引进土壤干燥系数和雨后水分收入的概念加以讨论。在玉米整个生育期内,通过对9000个数据的分析,发现传统耕法的土壤平均含水量<一年免耕的含水量<长期免耕的含水量,又以春季最为明显。在干燥过程中,根际土壤的含水量<远根区的含水量,在湿润过程中则相反。用传统方法耕作的土壤,干燥系数高于其他耕法,根际土壤的干燥系数高于其他空间位置。各处理耕层土壤的雨后水分收入状况不同,同一耕法不同空间位置的土壤水分收入也存在差异,耕层水分的空间和时间分布状况明显受耕作处理的影响,同时与地表覆盖和作物发育阶段有关。     

沙质土壤Van Genuchten方程参数的简单推求方法

使用饱和含水量、田间持水量及其对应的土壤水吸力3个数据,推算土壤水分特征曲线Van Genuchten方程的参数,同时与拟合方法的结果进行了比较。结果表明,该方法推算的参数与拟合的参数非常接近,方法获得的土壤水分特征曲线与土壤水分特征曲线及实测值均十分吻合。该方法可作为推求砂质土壤Van Genuchten方程参数的一种方法。     

长期不同耕作措施对黄绵土体积质量和作物水分利用效率的影响

借助2001年在陇中黄土高原建立的不同耕作措施长期定位试验,研究5种保护性耕作[免耕(NT)、传统耕作+秸秆还田(TS)、免耕+秸秆覆盖(NTS)、传统耕作+地膜覆盖(TP)、免耕+地膜覆盖(NTP)]和传统耕作(T)对黄绵土体积质量、水分含量、作物耗水量、产量及水分利用效率的影响。结果表明:保护性耕作均可降低0~30cm土层土壤体积质量,提升土壤孔隙度;其中NTS显著降低0~10cm土层土壤体积质量,并显著提升该土层土壤孔隙度,且随着应用年限的延长,效果更为突出。保护性耕作显著提高播种期0~10cm土层土壤含水量,尤以NTS和NTP效果最佳。与传统耕作相比,NTS和NTP在增加作物耗水量的同时也提高了作物产量和水分利用效率,但NTP不利于土壤结构的持续改善。因此,长期施用免耕秸秆覆盖耕作措施能显著改善土壤结构,提高土壤水分利用效率,进而提高作物产量,促进农业可持续发展。     

连续周年耕作对砂姜黑土农田蓄水保墒及作物产量的影响

【目的】筛选利于改善黄淮区砂姜黑土农田蓄水保墒效果及提高作物产量的夏玉米-冬小麦周年耕作方式。【方法】在秸秆全量还田条件下设置5个夏玉米季-冬小麦季周年耕作方式处理:免耕-旋耕(对照)、免耕-深耕、深松-旋耕、深松-免耕、免耕-免耕,通过多年定位试验研究周年耕作方式对砂姜黑土农田土壤容重、土壤水分及作物籽粒产量的影响。【结果】与对照处理相比,免耕-深耕处理显著降低夏玉米收获期15—25 cm土层土壤容重和冬小麦收获期20—35 cm土层土壤容重,深松-免耕和深松-旋耕处理显著降低夏玉米收获期15—40 cm土层土壤容重和冬小麦收获期20—25 cm土层土壤容重,而免耕-免耕处理显著增大夏玉米收获期0—10 cm土层土壤容重和冬小麦收获期5—20 cm土层土壤容重。免耕-深耕、深松-旋耕和深松-免耕处理显著增加夏玉米收获期0—40 cm土壤贮水量,而深松-旋耕和免耕-免耕处理却降低冬小麦收获期0—40 cm土壤贮水量。与对照免耕-旋耕处理相比,深松-免耕处理提高夏玉米-冬小麦整个周年内20—40 cm土层土壤含水量,免耕-免耕处理提高作物收获期40—160 cm土壤含水量,而深松-旋耕处理在冬小麦收获期则降低40—160 cm各土层土壤含水量。深松-旋耕和深松-免耕处理显著增加夏玉米-冬小麦周年籽粒产量,增幅分别为7.67%和10.21%,免耕-深耕处理冬小麦籽粒产量增加而夏玉米产量降低,最终周年籽粒产量降低0.44%,免耕-免耕处理夏玉米-冬小麦周年籽粒产量降低2.19%。【结论】深松-旋耕和深松-免耕处理能够降低土壤容重、提高作物籽粒产量,其中深松-免耕处理能够改善土壤蓄水保墒能力,产量及经济效益增加效果较优,可作为相对较适宜的黄淮区砂姜黑土农田夏玉米-冬小麦周年耕作方式。     

不同耕作方式对黑土有机质和团聚体的影响

对吉林省公主岭市长期定位试验站不同耕作方式下黑土有机质含量和团聚体组成进行了测定分析,结果表明,与传统耕作秋翻秋耙匀垄相比,宽窄行交替休闲处理和全方位旋耕处理增加了土壤表层有机质含量和0～30cm范围内>0.25mm水稳性团聚体数量,改善了土壤结构。宽窄行交替休闲处理对于提高深层土壤有机质含量也有显著效果,优于其他处理,应加以提倡。     

利用最小限制水分范围评价短期免耕对黑土有机碳矿化的影响

【目的】探索免耕、秋翻和垄作通过土壤物理特性对农田耕层黑土有机碳的影响。【方法】以2001年秋开始在吉林省德惠市中层黑土上进行了7年的田间定位试验小区土壤为研究对象,对免耕、秋翻和垄作3种耕作处理下耕层土壤有机碳含量进行分析。利用不同耕作方式下最小限制水分范围为评价指标来比较不同耕作处理对土壤有机碳矿化的影响。【结果】与秋翻相比,免耕显著增加了0—5cm土层有机碳含量,但5—30cm土层有机碳含量显著小于秋翻。免耕处理土壤有机碳分层率大于其它两种耕作方式。各年份免耕和秋翻处理下最小限制水分范围在0.129—0.170之间,随着耕作年限的增加,最小限制水分范围有减小的趋势,并表现出免耕小于秋翻的规律性。【结论】随着耕作年限的增加,覆盖于地表的秸秆在土壤有机碳表层累积过程中已经发挥了明显作用,与秋翻和垄作相比,免耕处理下土壤有机碳的分层率最大;最小限制水分范围可以用来评价免耕对土壤有机碳的影响,通过最小限制水分范围说明免耕对土壤有机碳的固定作用开始显现。     

不同耕作方式对黑土区农田土壤物理特性的影响

为探讨耕作方式对黑土区农田土壤物理特性的影响,2016年6—9月在内蒙古自治区呼伦贝尔市阿荣旗试验区设置3种耕作方式深松(SS)、免耕(MG)及常规耕作(CK),分别采集0-10 cm、10-20 cm和20-30 cm土层的土样,对土壤容重、含水量、土壤渗透速率及土壤孔隙度进行调查。结果表明：3种耕作方式土壤容重及含水量均表现为SS>CK>MG;土壤入渗特征表现为初始入渗率>平均渗透率>稳定入渗率;土壤入渗速率及累计入渗量表现为SS>CK>MG;土壤孔隙度以SS处理下最高且随着月份的增加土壤孔隙度降低。主成分分析表明,初始入渗速率和渗透总量对不同耕作方式最为敏感,可以作为考察东北黑土区农田耕作效应与缓解黑土地退化的评价指标。由综合得分可知,不同耕作方式下土壤性能优劣表现为SS>MG>CK。综上,深松耕作可以有效的降低土壤容重,提高土壤含水量,促进土壤渗透能力;免耕更有利于水分的保持,降低土壤的无效蒸发。     

中层黑土不同耕作方式对玉米、大豆产量的影响

在吉林省德惠市中层黑土上进行了不同耕作方式对玉米和大豆产量及土壤质量影响的田间试验。3年的试验结果表明：保护性耕作（免耕）的玉米产量为10507kg／hm^2，略高于常规秋翻下的玉米产量（10196kg／hm^2），且2002年免耕玉米产量明显高于其它处理。同样，免耕大豆的3年平均产量（2777kg／hm^2）也显著高于秋翻管理下的大豆产量（2563kg／hm^2）。     

条耕种植对薄层黑土农田土壤物理性质与玉米产量的影响

【目的】探究不同种植年限与种植方式对松辽平原南部薄层黑土农田土壤改良与产量的影响。【方法】采用田间定位试验,分析条耕（ST）、免耕（NT）与常规垄作（CT）3 种种植方式下土壤物理性质与产量性状的变化。【结果】种植 2 年地块,ST、NT 与 CT 处理的耕层厚度与田间持水量无显著差异,而种植 4 年地块 ST处理耕层厚度和田间持水量分别较 CT 增加 15.46% 和 30.28%,与 NT 无差异。0~20 cm 耕层土壤,ST 处理下种植 2、4 年地块土壤穿透阻力分别较 CT 增加 57.57%、42.86%,较 NT 处理分别降低 5.2%、19.22%,3 种耕作方式处理下种植 2 年和 4 年地块土壤容重与土壤孔隙度均无显著差异。20~40 cm 亚耕层土壤,仅种植 4 年地块的ST 处理土壤容重较 CT 降低 11.56%,与 NT 无差异,而 ST 处理下种植 2、4 年地块的土壤穿透阻力分别较 CT 降低 5.22%、19.62%,土壤孔隙度相应分别提高 11.80%、15.92%。产量上,种植 2 年地块 ST 处理较 CT、NT 分别增产 3.62%、3.52%,而种植 4 年地块,ST 处理较 CT、NT 分别提高 16.08%、9.29%。产量构成因素分析结果表明,单位面积有效穗数增加是条耕种植玉米实现增产的主要原因,随机森林模型结果进一步表明,耕层厚度与耕层穿透阻力分别是种植 2 年和 4 年条件下影响玉米产量最主要的因子。【结论】松辽平原南部薄层黑土农田种植玉米,采用条耕种植方式有利于薄层黑土农田良好耕层结构构建与产量水平提升。     

不同耕作方式对稻田土壤微生物的影响

通过对土壤细菌、放线菌、真菌的平板培养法计数以及土壤因子的常规方法测定,研究水稻—油菜免耕复种(NT)、传统翻耕(CT)稻田土壤可培养的微生物数量和菌相。结果表明,免耕土壤微生物总数比翻耕土壤增加7%,其中免耕土壤放线菌及真菌数量多于翻耕土壤,但对土壤微生物菌相没有明显改变,2种耕作方式3大类群微生物数量均为细菌放线菌真菌;随着土层加深,微生物数量逐渐减少;免耕土壤有机质、全氮含量均高于翻耕土壤,分别增加31.62%和13.5%。水稻—油菜免耕复种耕作方式有利于土壤微生物生长繁殖和提高土壤肥力。     

Short-Term Impacts of No Tillage on Aggregate-Associated C in Black Soil of Northeast China

In order to get a good indicator to evaluate the impacts of no tillage （NT） on soil structure and soil quality, we studied the dynamics of total soil organic carbon （SOC） and aggregate-associated SOC, and their relationships in the plow layer （30 cm） in black soil of Northeast China under NT practice. The tillage experiment was established in Dehui County, Jilin Province, China, in 2001. The total SOC and aggregate-associated SOC under 5-yr tillage treatments were measured. NT practices did not lead to the increase of average SOC content at 0-30 cm depth, but it did significantly increase SOC at the top soil （0-5 cm）. In NT plots, the change of SOC in 〉 1 000 μm aggregate was the same with that of total SOC, but the effect of NT on SOC in 〉 1 000 lain aggregate was greater than the effect on total SOC, suggesting that 〉 1 000 μm aggregate had more sensitive response to the impact of tillage practices. Also, significant positive correlation occurred between total SOC and SOC in 〉 1 000 μm aggregate in black soil. Consequently, in the short term soil macroaggregate 〉 1 000 μm could be used as an indicator to evaluate the impacts of tillage practices on soil structure in black soil of Northeast China.