平原高沙土有机质积累试验研究

研究了平原高沙土在保持1990年作物单产水平、保持一定单产增长率条件下,不同种植制度、不同培肥措施下的有机质消长规律,提出了提高土壤有机质的技术途径:优化种植制度不仅产量高,而且土壤理化性状得以改善;合理耕作可增加土壤黏粒含量,提高高沙土肥力水平;采用有机肥与无机肥相结合的培肥措施,通过稻麦留高茬和玉米秸秆还田,可直接提高土壤肥力;提高根茬产量,增加自然回归.     

铜梁县秸秆还田施用腐熟剂试验研究

研究了秸秆还田和施用不同腐熟剂品种处理对秸秆腐烂速度、土壤理化性质,以及中稻经济性状和产量的影响。结果表明:(1)秸秆还田对增加土壤有机质,改善土壤理化性状,提供有机肥源,提高水稻产量等方面具有较明显的效果。(2)秸秆还田施用不同品种腐熟剂间的水稻产量基本没有差异;但秸秆还田处理的水稻产量极显著优于不秸秆还田处理;秸秆还田施用腐熟剂处理极显著优于不施腐熟剂处理和单一秸秆还田处理。     

长期秸秆还田改土培肥效应的研究

以山东省黄河冲积平原低肥力潮土为供试土壤。14年缸栽定位试验结果表明,长期秸秆还田改善了土壤的理化性状。土壤有机质、孔隙度、速效氮、锌、铁、锰、酶活性等理化指标与秸秆还田量呈显著正相关;与土壤容重呈负相关;并与气候、作物生长季节、土壤质地等因素有关。秸秆还田与化肥配施改土培肥效果更佳     

秸秆还田对水稻产量和土壤理化性状的影响

研究秸秆还田对水稻产量及土壤理化性状的影响,结果表明,在中等肥力田块进行秸秆还田,配施适当比例化肥,水稻增产效果明显;并能改善土壤理化性状,增加土壤有机质和氮、磷、钾有效养分,达到培肥地力,提高土壤耕地质量目的。     

长期持续秸秆还田对土壤理化特性、酶活性和产量性状的影响

秸秆还田是改善土壤性质、提高土壤肥力和增加作物产量的一项有效措施。研究在玉米秸秆长期持续还田背景下,探索延长还田年限时土壤理化性状、耕层土壤酶活性变化特点以及对玉米产量性状的影响。本试验利用甘肃省平凉试验站长期玉米秸秆还田定位试验田,在前期研究基础上,探究还田年限进一步延长累积达到还田9年(Y_9)、还田12年(Y_(12))和还田15年(Y_(15))时土壤理化特性、玉米生育期酶活性动态变化以及玉米产量性状的变化特征。结果表明:秸秆还田随着年限的延长对土壤容重、土壤孔隙度、土壤pH有很好的改良效果;秸秆还田年限的继续延长使0—30cm土层有机碳、全氮、全磷、速效磷、碱解氮、速效钾含量增长幅度下降,即当还田年限达到10年以上时土壤有机碳和土壤养分趋于一定的饱和状态;玉米生育期0—30cm土层中土壤过氧化氢酶、脲酶、碱性磷酸酶和蔗糖酶活性表现出随着年限的延长而升高的趋势;秸秆还田能有效提高玉米籽粒产量,但并没有随着年限的延长而持续大幅度增加。因此,实践中考虑在持续进行秸秆还田10年以上可适当减少该地秸秆还田量从而更高效地利用秸秆资源持续提高土壤性能。     

稻麦两熟条件下不同土壤耕作方式与秸秆还田效用分析

该文通过大田小区和网室水泥池微区的3年定位试验,比较研究了稻麦两熟条件下免耕秸秆覆盖、免耕高茬、翻耕秸秆还田(秸秆稻季翻埋麦季覆盖)、翻耕(对照,CK)4个处理对土壤理化性质和稻麦产量的影响,从土壤管理技术方面探讨了不同耕作方法与秸秆直接还田在稻麦两熟地区的应用效果。结果表明：免耕使土壤容重和穿透阻力增加,而秸秆还田可改善土壤结构,提高土壤养分含量,翻耕还田3年后土壤有机质、全氮、速效磷、速效钾含量比对照分别增加4.7%～13.0%、0%～10.6%、0.2%～10.6%、8.4%～15.5%。麦季秸秆还田的产量有增有减,实际产量免耕覆盖还田略低,对照的产量较高,秸秆还田平均减产1%左右;而水稻翻耕秸秆还田的产量最高,比对照平均增产3%左右。因此,在稻麦两熟条件下,从省工节本和提高地力角度可采用稻麦免耕秸秆覆盖与留高茬还田,从提高产量和地力角度宜采用稻季翻耕秸秆还田。     

不同秸秆还田模式对黑钙土团聚体特征的影响

通过5年田间定位试验,研究了不同玉米秸秆还田方式对黑钙土土壤团聚体含量、稳定性和团聚体有机碳贡献率的影响。结果表明:与秸秆不还田(CK)比较,秸秆还田处理能显著提高土壤大团聚体(>250μm)含量、团聚体平均重量直径(MWD)和几何平均直径(GMD)(P<0.05)。秸秆轮耕还田(SRT)比秸秆覆盖还田(SCR)能更有利于土壤大团聚体形成,但2个处理的土壤团聚体稳定性之间差异不显著。秸秆轮耕还田与秸秆不还田相比较能显著增加土壤各粒级团聚体有机碳含量和大团聚体有机碳贡献率,同时,秸秆轮耕还田比秸秆覆盖还田更有利于提高>2 000μm粒径和<53μm粒径团聚体有机碳含量,以及250～2 000μm粒径团聚体有机碳贡献率。相关性分析表明,土壤有机碳含量与土壤团聚体稳定性及其碳库之间存在极显著的正相关关系。旋耕/深翻的轮耕还田模式促进了耕层土壤大团聚体形成和土壤结构稳定,显著提高土壤团聚体碳库和对土壤有机碳的贡献,为东北黑钙土区较适宜的玉米秸秆还田模式之一。     

连续秸秆还田与耕作方式轮换对稻麦轮作田土壤理化性状变化及水稻产量构成的影响

为减少秸秆焚烧带来的环境污染,提高秸秆还田的利用效率,采用大田试验研究了连续秸秆还田与不同耕作方式对稻麦轮作田土壤理化性状变化及水稻产量构成的影响。结果表明:所有处理中,连续两年深耕+秸秆还田处理(DSⅡ)和一年免耕一年深耕+秸秆还田处理(NDS)对土壤容重的降低最有效;一年免耕一年浅翻耕+秸秆还田处理(NLS)最能有效增加土壤有机质含量;一年免耕一年翻耕和旋耕(NRS、NLS、NDS)以及连续两年旋耕处理(RSⅡ)增加土壤全土层全氮含量效果最明显;秸秆还田处理全土层速效磷含量增加较明显,但是不同耕作方式对全土层速效磷含量影响不显著。秸秆还田使水稻穗粒数、千粒重以及产量均减少,秸秆还田处理的穗粒数比无秸秆还田处理减少12.14%,千粒重平均低5.68%,产量低约7.68%。     

有机物料深耕还田改善石灰性黑钙土物理性状

为明确不同深耕方式和有机物料配施还田的改土效果,在黑龙江省安达市石灰性黑钙土上开展了深松、秸秆心土还田、秸秆心土还田+鸡粪3种深耕处理对不同土层土壤物理性状影响的研究,并与常规耕作进行了比较。结果表明:耕层土壤三相比处理间变化无规律,20 cm以下土层秸秆心土还田处理和秸秆心土还田+鸡粪处理降低土壤固相效果明显;深耕处理不同土层含水率均高于对照,其中30~50 cm土层差异明显;秸秆心土还田+鸡粪处理有增加土壤孔隙率、孔隙比和土壤饱和导水率的效果;各深耕处理20~50 cm土层土壤容重和硬度与对照相比降低;深松处理增产效果不明显,秸秆心土还田处理比对照平均增产10.5%,秸秆心土还田+鸡粪处理平均增产36.14%,该研究通过明确有机物料不同深耕改土措施对土壤物理性质的影响及与玉米产量的关系,为有机物料深耕还田改善石灰性黑钙土提供理论参考依据。     

秸秆机械集中沟埋还田对稻麦轮作作物生长和产量的影响

为探索秸秆还田新模式,研究设计了机器开沟、秸秆集中沟埋还田模式。通过研究秸秆沟埋还田下土壤理化特性和作物生长特征,为秸秆机械集中沟埋还田的推广提供理论支持。结果表明,秸秆沟埋还田较常规还田方式降低了小麦季土壤容重,对水稻季土壤容重影响不明显;无论水稻季还是小麦季,土壤有机质含量均表现为增加的趋势。土壤性质的改变,对稻麦生长发育产生影响,显著提高了小麦茎蘖数和水稻株高,水稻株高随着沟埋还田深度的提升而提高。水稻和小麦的产量及其构成因素结果表明,秸秆机械沟埋还田能显著提高小麦和水稻产量,以开沟深度20 cm秸秆还田产量增加最为明显,小麦产量较常规秸秆还田方式增加23%,水稻产量增加11%,增产效果较为显著。综合来看,秸秆机械集中沟埋还田较常规秸秆还田更具优势,开沟20 cm深度还田综合效益最高,具有推广价值。     

东北黑土旱田改稻田对土壤团聚体微生物群落功能多样性的影响

为了解东北黑土旱田改种稻田后土壤团聚体中微生物群落功能多样性的变化,将东北黑土旱田(种植玉米为主)改种为稻田(简称“旱改稻”),采用Biolog-Eco微平板技术,研究了“旱改稻”后不同粒径土壤团聚体微生物的多样性指数以及其对碳源利用能力的变化。结果表明,“旱改稻”显著增加了黑土土壤水稳性微团聚体数量,增加了不同粒径土壤团聚体内有机碳(SOC)的含量。旱田和稻田不同粒径土壤团聚体内的土壤微生物群落平均颜色变化率(AWCD)表现为旱田淤泥+粘土>旱田大团聚体>旱田微团聚体>稻田大团聚体>稻田淤泥+粘土>稻田微团聚体。“旱改稻”明显降低了各粒径土壤团聚体微生物的多样性指数以及碳源利用能力,尤其对氨基酸与碳水化合物最为明显。主成分分析结果表明,旱田和稻田不同粒径土壤团聚体微生物群落功能多样性差异显著。综上,“旱改稻”明显改变了黑土土壤团聚体微生物群落功能多样性,降低了以碳源为底物的土壤微生物代谢活性。本研究结果为东北黑土区土壤可持续利用提供了理论参考。     

葡萄行内覆盖对土壤细菌群落结构的影响

为探究葡萄枝条覆盖对葡萄园土壤细菌群落结构的影响,本研究在宁夏贺兰山东麓产区的5年生赤霞珠(Cabernet Sauvignon)葡萄园,设置葡萄枝条覆盖、玉米秸秆覆盖和清耕(CK)3个处理,2年后用高通量测序技术分析土壤细菌群落结构,并分析其与土壤理化性质之间的关系。结果表明,葡萄园土壤样品中共检测到56个细菌门类。3个处理中变形菌门(Proteobacteria)、酸杆菌门(Acidobacteria)、放线菌门(Actinobacteria)和绿弯菌门(Chloroflexi)为丰度大于10%的主要优势菌。其中,变形菌门和放线菌门与土壤有机质含量呈显著正相关,酸杆菌门与pH值呈显著负相关,而绿弯菌门与有机质含量呈显著负相关。由线性判别分析(LDA)可知,玉米秸秆覆盖处理优势菌主要有7种,而葡萄枝条覆盖处理只有1种优势菌。以上研究结果表明,两种覆盖处理均可以增加土壤细菌群落丰度和多样性,其中以玉米秸秆覆盖处理整体效果较好。本研究为葡萄行内覆盖技术的应用及宁夏贺兰山东麓产区酿酒葡萄的可持续栽培提供了理论和实践依据。     

耕作方式对豫南雨养区土壤微环境及冬小麦产量的影响

针对豫南雨养农业区降水基本满足作物生长需求但年内和年际间分配不均、土壤耕性差的生态实际,为解决小麦播种期和冬春干旱以及改善耕层水、肥、气、热等因子提供理论依据。于2007—2015年,在豫南雨养农业区进行了连续9a的大田定位试验,研究了不同耕作模式对小麦生长季土壤水分、容重、温度及冬小麦产量的影响。试验共设置6个处理:T1(传统翻耕)、T2(不覆盖/不深松+覆盖/免耕)、T3(覆盖/不深松+不覆盖/免耕)、T4(不覆盖/深松+不覆盖/免耕)、T5(覆盖/深松+覆盖/免耕)以及T6(不覆盖/不深松+还田/旋耕)。结果表明,(覆盖/深松+覆盖/免耕)T5可以有效提高小麦播种期0~40cm土层的含水量,为麦播提供较好的水分基础,不同耕作方式处理对冬小麦越冬期和返青期土壤日平均温度影响较小,不足以对冬小麦发育进程产生影响。(覆盖/深松+覆盖/免耕)T5能够有效降低耕层0~20cm和0~40cm的土壤容重。覆盖/深松+覆盖/免耕处理的前3a,冬小麦产量较对照有所降低,从第4年开始较对照增产,2011—2015年增产幅度分别为2.02%、2.83%、10.93%、5.88%、1.97%。以上结果表明,通过T5(覆盖/深松+覆盖/免耕)的简耕覆盖技术可以有效利用降水资源、培肥地力,提高产量,具有节本增效的作用。     

不同耕作方式下覆草旱作稻田土壤肥力的特征

通过始建于2003年中国南方季节性干旱区(江西省余江县)的双季稻田定位试验,于2005～2007年研究了水稻覆草旱作和免耕覆草旱作对稻田土壤理化性质和生物学性质的影响。结果表明,覆草旱作、免耕覆草旱作的耕层土壤容重和总孔隙度与常规水作的差异不显著。与常规水作相比,免耕覆草旱作显著提高土壤有机质、全氮、碱解氮和土壤基础呼吸;与常规水作相比,覆草旱作和免耕覆草旱作均显著提高土壤微生物生物量碳含量、脲酶和蔗糖酶活性。由此可知,覆草旱作和免耕覆草旱作可以作为该区积极推行的具有培肥地力作用的节水型稻作栽培模式。     

耕作方式和秸秆还田对直播稻田土壤理化性质及其产量的影响

通过田间试验和土壤理化性质的分析,探讨秸秆还田和土壤耕作方式对直播稻田土壤理化性质和产量的影响。结果表明,秸秆还田使土壤的容重和坚实度降低,总孔隙度和非毛管孔隙度升高,同时提高土壤各层的有机质、全氮、速效磷、速效钾含量;深耕有利于培肥地力,增加土壤养分含量。不同土壤耕作深度和秸秆还田量对产量影响差异不显著,但农田的可持续发展能力得到了一定提高,同时,秸秆还田还能减少焚烧事件的发生,改善农村生态环境,实现农业清洁生产。     

Effect of Cropping System on Physical Properties of Clay Soil Under Intensive Rice Cultivation

Cropping systems are thought to alter soil quality in paddy rice fields. This study was conducted to quantify the long‐term effects of continuous crop production under different cropping systems with different crop rotations on physical properties of alluvial clay soil in the Mekong Delta, Vietnam. Soil samples were collected from four treatments: (i) traditional intensive rice monoculture with three rice crops per year (R–R–R); (ii) rotation with two rice crops and maize (R–M–R); (iii) rotation with two rice crops and mung bean (R–Mb–R); and (iv) rotation with one rice and two upland crops, mung bean and maize (R–Mb–M). We hypothesized that cropping systems with rotations of upland crops and their temporary beds improve the physical quality of paddy rice soil; hence, they are better options towards sustainable agriculture. Results show an improvement of soil physical quality for systems with two rice crops and one upland crop (R–M–R and R–Mb–R) and those with one rice crop with two upland crops (R–Mb–M) compared with intensive rice monoculture (R–R–R). This was translated in decreased bulk density and soil strength, increased soil organic carbon and total porosity, and higher aggregate stability index, plant‐available water capacity, and Dexter's S index, especially at depths of 10–20 and 20–30 cm. The systems with different upland crops (maize or mung bean) showed similar high physical quality improvement. To maintain soil quality in future seasons, introducing a cropping system with at least one upland crop in rotation with rice is recommended. Copyright © 2014 John Wiley & Sons, Ltd.     

紫色土退化旱地的肥力恢复与重建

常规耕作的水土流失造成紫色土坡耕地土层浅薄化、土壤养分贫瘠化、土壤干旱化及土壤结构劣化等土壤肥力退化问题。 1 984～ 1 996年长期田间试验结果表明 ,聚土免耕通过垄沟网状结构可保持水土 ,其多年平均径流与土壤侵蚀模数分别为 65 7.7m3hm- 2 和5 30 .0tkm- 2 ,而常规耕作的相应值分别为 1 75 4 .0m3hm- 2 和 31 2 2 .0tkm- 2 ,通过聚土与改土结合 ,聚土免耕活土层厚度平均增加 1 1 .8cm ,聚土免耕耕作技术还通过垄沟强化培肥降低土壤容重 ,增加土壤有机质及N、P、K含量 ,改善土壤理化性状 ,恢复土壤肥力。聚土免耕作物产量比平作高 1 5 %～ 30 %。 1 996～ 1 998年秸秆覆盖实验结果表明 ,秸秆覆盖增加土壤有机质和养分含量 ,改善并维持土壤结构。聚土免耕与秸秆覆盖结合有利于土壤养分活化、土壤结构形成与维护 ,是紫色土退化旱地肥力恢复与重建的关键技术。     

南方红壤稻田与旱地土壤有机碳及其组分的特征差异

大量研究证明稻田土壤比旱地土壤更具固碳潜力,但至今对稻田土壤固碳机制的认识尚不甚清楚。本研究于2007年利用两个开垦年代相似,近20多年分别一直种植双季稻和双季玉米的长期定位试验,来比较不同种植模式下土壤有机碳及其组分的差异。结果表明,水田土壤总有机碳和总氮的浓度分别是旱地的2.2倍和2.5倍。与试验前相比,水稻种植显著提高了土壤有机碳的含量,增幅达到30.8%,而旱地的前后差异不显著。在所有团聚体粒径水平上,水田有机碳的浓度均显著高于旱地。其中53～250μm微团聚体相差最大,水田是旱地的近3倍。水田微团聚体保护碳（iPOM_m）在土壤中的浓度是旱地的4.2倍,微团聚体保护碳在总有机碳中的比重也显著高于旱地,达到25.5%,是旱地的2倍。水田和旱地iPOM_m组分碳的差异能够解释其总有机碳差异的42.8%。上述结果可以增强我们对稻田土壤固碳机制的了解,为稻田土壤碳管理提供理论依据。     

秸秆覆盖对红壤旱地作物生长及土壤质量的影响

为了解红壤旱地秸秆覆盖还田的效应,在江西典型红壤旱地上建立定位试验,以研究秸秆覆盖还田对土壤质量演变及作物产量的影响,为提高红壤旱地的综合生产能力提供依据。4a定位试验的结果表明:(1)红壤旱地作物行间秸秆覆盖还田有利于促进作物根系和地上部生长、提高作物产量,作物单产较对照(不覆盖)提高15%～20%;(2)提高土壤肥力水平,有机质提高1.8g/kg、土壤速效N、K含量分别较对照提高8.0%、8.1%;(3)增加土壤生物活性,土壤真菌、细菌的数量分别较对照增加92.0%、31.1%,土壤脲酶、蔗糖酶、过氧化氢酶的活性分别较对照提高37.6%、19.9%和42.1%;(4)改善土壤结构,土壤容重降低了0.022g/cm3,干旱时土壤含水量较对照高出4个百分点左右。而且随着定位时间的延长,作物增产和培肥改土效果更明显。     

水旱两用秸秆还田耕整机关键部件设计与试验

为增加土壤的有机质含量,改善土壤的团粒结构,同时有效缓解秸秆焚烧难题,针对长江中下游地区麦-稻、油-稻等水旱作物交替种植的特点,设计了一种水旱两用型秸秆还田耕整刀辊。阐述了新刀辊的结构和工作原理,分析并确定了关键部件的结构参数,重点对传统旋耕刀的布置及其破茬理论进行了详细的分析。田间试验结果表明:水旱两用型秸秆还田耕整刀辊旋耕一遍即可实现水田和旱地秸秆埋覆、旋耕碎土、平整地表等多项功能,水田和旱地耕深分别为181.6~200.4和151.2~173.8 mm,耕深稳定性分别为92.4%~94.8%和92.4%~93.4%,耕后地表平整度均小于12 mm,植被埋覆率分别为96.3%~96.4%和90.6%~97%,碎土率为87.3%~89.6%和64.5%~90.2%,作业效果满足水稻播栽对耕整地的农艺要求。