保护性耕作对北疆麦后复种青贮玉米田地温和作物生长的影响

2013年在新疆生产建设兵团第七师130团七连8号地段大田,小麦收获的同时,秸秆粉碎还田,然后采取免耕播种和铧式犁翻耕后播种两种耕作方式,对比研究保护性耕作对北疆复播田土壤温度及复播作物生长发育的影响规律。试验结果表明:保护性耕作条件下土壤温度具有明显的阶段性变化,在复播玉米LAI达到1之前秸秆覆盖具有降温效用,土壤温度低于翻耕处理,之后则具有保温作用。整个生育期免耕田土壤温度变化平缓,累积温度、累积温差及日平均温差均低于翻耕处理。免耕处理下作物生育期后移,干物质积累主要在生育后期,产量及干物质积累略低于翻耕处理。     

免耕秸秆覆盖对旱作麦田土壤温度的影响

通过2001~2004年的大田试验研究了免耕秸秆覆盖对黄土高原西部旱地麦田土壤温度的影响。结果表明,土壤温度与气温关系密切;雨季土壤贮水多会导致土壤比热增大而来年早春地温回升慢;免耕秸秆覆盖与传统耕作的地温差不受天气状况的影响。与传统耕作相比,免耕秸秆覆盖可以稳定土壤温度,白天升温较慢,下午至夜间降温更慢。免耕秸秆覆盖降低春小麦全生育期的平均温度0.5℃~1.6℃,拔节至成熟期降低得更多,但对休闲期土壤温度影响不大。免耕秸秆覆盖春小麦经济产量可提高8.8%~28.8%,但产量与耕层平均地温无明显相关性。     

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.     

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。     

毛乌素沙漠地膜\|地布覆盖下土壤温度变化特征

为了研究地膜+地布相结合的覆盖方式对毛乌素沙漠地区土壤温度的影响,在毛乌素沙漠东缘风沙滩区选取试验点,设置地膜+防草地布覆盖(MB)、防草地布覆盖(DB)以及裸地(CK)3个处理方式,开展为期1 a的浅层土壤温度原位监测试验,对比不同覆盖对温度变化规律的影响。结果表明:MB覆盖区地表下5、15、30 cm土层土壤的年均温度比DB覆盖区分别高出0.5℃、0.6℃和0.4℃,比CK分别高出1.0℃、0.8℃和1.0℃;冻融期在同一土层深度处均表现为CK最长、DB次之、MB最短;同一土层深度处3个处理的土壤温度之间存在显著性差异(P0.05),以MB覆盖条件下土壤保温效果最好,CK最差;MB覆盖区在5、15、30 cm土层土壤深度处≥5℃地积温比DB覆盖区分别高4.0%、4.0%和3.0%,比CK分别高8.0%、7.0%和9.0%;降雨前、中、后,同一土层深度处土壤温度日较差以MB覆盖区最大,DB覆盖区次之,CK最小;近地表大气温度与土壤温度呈正相关,同一土层深度处,覆盖条件下其相关性较大,裸地较小。试验表明地膜+地布覆盖处理保温效果明显,适合植物生长。     

不同灌水水平下少耕地膜覆盖对玉米农田土壤温度和水分利用效率的影响

以大田玉米为研究对象,在少耕地膜覆盖和不同灌水水平下,研究了一膜两年用地膜覆盖、秋免耕春覆膜和传统耕作覆膜对玉米农田土壤温度和水分利用效率(WUE)的影响。结果表明:与传统耕作覆膜和秋免耕春覆膜两种新膜覆盖处理相比,一膜两年用处理在玉米播种到拔节期的增温效果显著低于新膜覆盖,农田0~25 cm土壤平均温度较传统覆膜处理低13.35%,而对玉米拔节期到成熟期的土壤温度无明显影响,且农田0~25 cm土层土壤积温差异也不显著,相同覆膜方式下不同灌水水平间有显著差异,随着灌水水平的降低土壤积温增加;一膜两年用地膜覆盖方式下玉米籽粒产量和WUE与两种新膜覆盖方式相当,中灌水水平下WUE最高,达到17.89kg·mm-1,且在低灌水水平下获得籽粒产量显著高于传统覆膜处理,一膜两年用覆盖、灌溉定额5 700 m3·hm-2较传统耕作覆膜、灌水定额5 700 m3hm-2处理的玉米产量高出16.39%。说明,一膜两年用地膜覆盖在玉米播种到拔节期的增温效应低于新膜覆盖,但并不影响籽粒产量的形成,且在存在水分胁迫的低灌水水平下一膜两年用覆盖模式可减缓干旱胁迫,提高作物籽粒产量,是适于西北绿洲灌区的具有较好经济效益和生态效益的覆膜农田管理新技术。     

不同耕作方式下旱作玉米田土壤CO2排放量及其与土壤水热的关系

为探讨不同耕作方式对旱作玉米田土壤CO_2排放量的影响,设置深松耕(DT)、翻耕(PT)和免耕(NT)3个处理,分析3种耕作方式下土壤CO_2排放量的动态变化及其与土壤温度和土壤水分间的关系。结果显示:2010-2011年夏玉米生长季,3种耕作方式下土壤CO_2排放量均呈先增后降的变化趋势,表现为DTPTNT,且不同处理间差异显著(P0.05);耕作方式可显著影响夏玉米生育前期土壤温度,且土壤CO_2排放量对不同耕作方式下土壤温度的敏感性不同,土壤温度分别可以解释PT、DT和NT处理土壤CO_2排放量季节变化的50.72%~53.90%、48.10%~59.63%和13.31%~19.90%;土壤水分和温度共同分别可以解释旱作夏玉米田DT和PT处理下土壤CO_2排放量季节变化的57.61%~76.83%和56.62%~67.12%。土壤温度和水分是影响旱作农田DT和PT处理下土壤CO_2排放量的关键因素。     

不同覆盖方式对新疆棉田土壤温度和水分的影响

土壤温度和水分是棉花生长的重要环境因子,通过测定不同覆盖下土壤温度的变化发现,覆膜对土壤的增温效应主要表现在棉花生长前期,5月份不同程度的覆膜可使土壤温度增加0.9～2.3℃,秸秆覆盖土壤温度比无覆盖情况低3.6～6.5℃.土壤温度最大日变幅与深度可拟合成对数函数关系,且两者间有很好的相关性.在整个观测过程中秸秆和地膜覆盖对土壤都有很好的保水作用,窄膜、宽膜、全膜以及秸秆覆盖条件下土壤含水量较之裸露地可分别提高0.15%～5.01%,0.19%～5.26%,1.34%～7.71%和0.47%～4.55%.但是,覆盖秸秆在棉花的生长过程中对株高几乎没有提高作用,而不同面积的覆膜对棉花株高均有显著的促进作用.     

河西走廊中段干旱荒漠区土壤水热状况初步分析

通过对位于干旱荒漠区的张掖国家气候观象台土壤温湿度、土壤温度梯度、土壤导热率分析,结果表明:该地区土壤温度年变化、日变化较明显,受辐射变化影响大;土壤湿度年变化、日变化不明显,受降水影响较大.不管冬、春、夏季,土壤温度在晴天日变化较明显,但在雨(雪)天,日变化不明显.土壤湿度在晴天和雨(雪)天日变化均不明显,对降水有一...     

半干旱区地表覆盖方式对土壤水温效应及玉米产量的影响

为探索吉林省半干旱区水分高效利用、玉米增产的栽培技术模式,采用不同覆盖材料进行为期4 a(2018—2021年)的大田试验,设置无覆盖(CK)、普通地膜覆盖(CM)、降解地膜覆盖(DM)和秸秆覆盖(SM) 4个处理,研究不同覆盖方式对土壤水分、土壤温度、玉米生长发育及产量和水分利用效率的影响。结果表明：玉米生育期内土壤贮水量时空变化与当年的降雨时空分配有关,垂直空间上20～60 cm土层土壤贮水量显著高于0～20 cm,处理间土壤贮水量SM>CM>DM>CK;耕层0～20 cm土壤温度随玉米生育时期推进呈先升后降的变化趋势,随土层深度的增加逐渐降低,降低幅度呈CM>SM>DM>CK的变化趋势。地表覆盖具有调节土壤温度的作用,与CK相比,CM和DM使5、6月土壤温度分别提升2.12、1.71℃和2.07、1.52℃,SM下降了1.72、1.01℃;与5、6月气温相比,地膜覆盖每日土壤温度较气温提升2.2～3.2℃,秸秆覆盖降低0.3～0.6℃,8、9月覆盖土壤温度下降幅度低于气温;与无覆盖(CK)相比,CM和DM处理4 a平均增产8.59%和14.10...     

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。     

南疆沙漠腹地地温变化特征

利用塔中气象站三年的气象数据,分析了塔中地温的变化特征。结果显示:塔中0～40cm地温年变化规律显著,温度自1月开始迅速上升,在7月达到最高值,达30℃以上,其后又持续下降,冬季最低;80cm以下地温变化平缓,最高、最低温度出现月份逐渐后延,年振幅渐小;在典型晴天、阴天、沙尘天气时,表层地温都是日出前后最低,日出后迅速上升,至午后16时左右达最大值,其后迅速下降,于日落时降至一低值,并在夜间继续缓慢下降;四季0～80cm各层地温夏季﹥秋季﹥春季﹥冬季;天气对地温的影响主要体现在地表温度和浅层地温,至40cm及以下各层几乎无影响,日变化与典型晴天规律相同;阴天和浮尘对地温的影响较小,扬沙和沙尘暴天气对地温影响较大,其影响随深度增加而渐小;各层地温的平均日变化曲线近于正弦曲线,随深度增加地温特征线趋于平缓,极值出现时间逐渐后延。塔中地温的年际、日内变化的逐层性,与沙漠表面风成沙的物理属性有关。     

Effects of different tillage and straw retention practices on soil aggregates and carbon and nitrogen sequestration in soils of the northwestern China

Soil tillage and straw retention in dryland areas may affect the soil aggregates and the distribution of total organic carbon. The aims of this study were to establish how different tillage and straw retention practices affect the soil aggregates and soil organic carbon (SOC) and total nitrogen (TN) contents in the aggregate fractions based on a long-term (approximately 15 years) field experimentin the semi-arid western Loess Plateau, northwestern China. The experiment included four soil treatments, i.e., conventional tillage with straw removed (T), conventional tillage with straw incorporated (TS), no tillage with straw removed (NT) and no tillage with straw retention (NTS), which were arranged in a complete randomized block design. The wet-sieving method was used to separate four size fractions of aggregates, namely, large macroaggregates (LA, >2000 μm), small macroaggregates (SA, 250-2000 μm), microaggregates (MA, 53-250 μm), and silt and clay (SC, <53 μm). Compared to the conventional tillage practices (including T and TS treatments), the percentages of the macroaggregate fractions (LA and SA) under the conservation tillage practices (including NT and NTS treatments) were increased by 41.2%-56.6%, with the NTS treatment having the greatest effect. For soil layers of 0-5, 5-10 and 10-30 cm, values of the mean weight diameter (MWD) under the TS and NTS treatments were 10.68%, 13.83% and 17.65%, respectively. They were 18.45%, 19.15% and 14.12% higher than those under the T treatment, respectively. The maximum contents of the aggregate-associated SOC and TN were detected in the SA fraction, with the greatest effect being observed for the NTS treatment. The SOC and TN contents were significantly higher under the NTS and TS treatments than under the T treatment. Also, the increases in SOC and TN levels were much higher in the straw-retention plots than in the straw-removed plots. The macroaggregates (including LA and SA fractions) were the major pools for SOC and TN, regardless of tillage practices, storing 3.25-6.81 g C/kg soil and 0.34-0.62 g N/kg soil. Based on the above results, we recommend the NTS treatment as the best option to boost soil aggregates and to reinforce carbon and nitrogen sequestration in soils in the semi-arid western Loess Plateau of northwestern China.     

阿克苏地区土壤温度特征分析

利用阿克苏地区10个自动站2006-2008年逐时9层土壤温度观测资料,从不同的时空尺度分析其变化特征。结果发现：阿克苏地区0～20cm土壤温度存在明显的日变化,其深度每增加5cm,土壤温度最高值和最低值的出现时间分别依次向后延迟1～2小时。浅层土壤温度随深度增加日变化逐渐减小;深层土壤温度无明显日变化,且各层之间温差...     

旱区灌溉棉田土壤呼吸昼夜变化特征及其与土壤温度的关系

本试验以裸地为对照,通过对土壤剖面CO2浓度的监测,研究了旱区灌溉棉田土壤呼吸的昼夜变化规律及其与土壤温度的关系。主要结果如下:(1)土壤及根际呼吸均呈"V"型昼夜变化特征,最小值出现在16∶00~17∶00之间,而土壤微生物呼吸昼夜变化趋势与之相反;(2)土壤微生物呼吸产生的CO2通量在土壤升温阶段略高于降温阶段,相对的,根际呼吸在土壤升温阶段产生的CO2通量低于降温阶段,并形成一个明显的逆时针圆圈;(3)棉花根际呼吸对土壤呼吸的平均贡献率为47%。以上结果说明,在建立土壤呼吸与土壤温度相关关系模型的过程中,需要区分根际呼吸和土壤微生物呼吸,充分考虑土壤温度变化对土壤呼吸各组分影响的差异性。     

土壤温度和水分对不同类型沙丘土壤呼吸的影响

通过实验室土壤培养试验,测定了不同土壤温度(8,18,28,38℃)和含水量对科尔沁退化沙质草地不同生境(流动沙丘,半固定沙丘和固定沙丘)土壤呼吸的影响。结果表明,在8~38℃范围内,土壤呼吸速率与温度呈正相关。在含水量为田间持水量(WFC)的5%~65%范围内,3种类型的土壤呼吸速率随含水量的增加而升高,当超过该范围时,流动沙丘的土壤呼吸速率仍呈上升趋势,而38℃培养条件下的半固定沙丘和18~38℃下的固定沙丘的土壤呼吸速率呈下降趋势。土壤温度和水分对土壤呼吸作用存在明显的交互效应,不同类型沙化土壤呼吸作用强弱存在显著差异。温度系数Q10值随含水量的变化为:流动沙丘1.90~2.15,半固定沙丘1.80~2.13,固定沙丘1.82~2.16。     

保护性耕作对黄土高原旱地地表土壤理化性状的影响

在5种保护性耕作法与传统耕作法连续4a的田间对比试验研究的基础上,对比分析了不同耕作措施对黄土高原旱地表层土壤理化性状的影响,结果表明：免耕秸秆覆盖与其它处理相比,具有降低表层土壤容重、增加土壤总孔隙度、提高土壤饱和导水率、提高土壤有机质的作用,可作为保水保肥、改良土壤的耕作措施,在黄土旱地大力推广。     

土壤冻融温度影响下棉田水盐运移规律

以新疆北部常年膜下滴灌棉田为研究对象,探讨整个冻融过程中温度对土壤水盐运移规律的影响。研究结果表明：气温对土壤温度的影响随着土壤深度的增加而不断减小,滞后时间不断延长,并且气温对冻土的消融速度远远快于冻结速度,上层冻土消融速度快于下层。土壤水分受温度的影响较大,在冻结期,土壤水分从非冻结层向冻结层缓慢运移;在消融期,下层土壤水分在蒸发作用下不断向上运移。通过监测分析得知,温度间接影响盐分运移,在冻结期,土壤水分运移缓慢,土壤盐分运移变化较小;在消融期,土壤水分运移较为活跃,土壤盐分运移变化较大。在温度快速上升的情况下,土壤水分不断上移, 120～150 cm土壤盐分迅速向上扩散,上层土壤盐分不断增加,威胁膜下滴灌棉田可持续种植。     

荒漠-绿洲过渡带土壤温度变化分析

根据中国科学院临泽内陆河流域站2004-2014年的土壤温度与气象要素数据,分析了河西走廊中部荒漠-绿洲过渡带土壤温度年内和年际变化规律及主要影响因素。结果表明:土壤温度日变化与月变化大致呈正弦曲线,各层土壤最高、最低温度出现的时间随着土壤深度的增加逐渐推迟;年均土壤温度总体上随着土壤深度的加深先减小后增加;气温是与土壤温度变化相关性最强的气象要素;同时,明确了该区3个特征差异明显的土壤温度层次:020cm土壤温度活跃层,40cm土壤温度过渡层和60100cm土壤温度稳定层,与其他地区结果有所差异。最后,利用相关性分析、多元逐步线性回归方法建立了气象指标与各层土壤温度之间经验预报方程。