保护性耕作对温室效应的影响

农业是非常重要的温室气体排放源,而不合理的农田管理措施强化了农田排放源的特征,同时弱化了吸收汇的作用。保护性耕作对温室效应的影响来自两方面,一方面是免耕减少了农田CO2排放,对CH4和N2O排放的影响不明确;另一方面是秸秆还田以后部分秸秆C以气体形式释放进入大气,增加了农田CO2、CH4排放,但秸秆还田相对其他用途提高了土壤固碳潜力,减少了总的温室气体排放量。通过耕作与秸秆管理对温室气体排放资料的整理分析,指明保护性耕作是一种有利于减少温室效应的农田管理措施,为保护性耕作的温室效应研究提供借鉴。     

耕作措施对土壤入渗的影响

本文通过应用蓄水式和张力测渗仪，对土壤渗透率进行测定，以此来评估不同耕作措施下的近地表土壤孔隙特性。在农户经营的土地上和试验小区上分别选择了３种耕作方式进行比较。不同耕作措施之间的差异性不显著，是因为其内在的变化性，以及未形成地表结皮和明显的犁底层所致。     

耕作对土壤生物碳动态变化的影响

本文讨论了耕作方法对作玉米地土壤生物碳动态变化的影响。实验证明，传统耕法、短期免耕和长期免耕处理中的不同点位，土壤生物碳量分布有系统的差异。     

耕作对粮食产量及土壤物理性质的影响

美国东北部山岳地带的行播作物因水土流失而减产。在两块易结皮的土壤上进行的４种耕作试验──免耕、作物行间翻底土耕种、凿形松土犁耕以及铧式犁耕。其残余物覆盖率分别是：免耕为７５％～８７％，铧式犁耕为 １％，凿形松土犁耕为 ３８％～２７％。经过两年时间，理德斯威尔土壤容重平均值为：免耕１．５６ｔ／ｍ~３，凿形松土犁耕１．４８ｔ／ｍ~３，铧式犁耕１．４６ｔ／ｍ~３。试验中产量最低时，铧式犁耕为 １．２３ｔ／ｈｍ~２，免耕为２．９７ ｔ／ｈｍ~２，凿形松土犁耕为２．４４ｔ／ｈｍ~２。１９８７年，按行翻底土耕作，其平均产量为３．６９ｔ／ｈｍ~２。试验表明，在地面保留作物残茬的耕作措施可减轻或消除地表结皮，增加渗入量、降低水土流失量、从而提高粮食产量。     

麦-玉两熟区组合耕作模式周期生产力综合评价

针对黄淮海两熟区传统精耕细作存在的土壤结构破坏、动力消耗过大和连续免耕存在耕层土壤紧实度增加、表层杂草养分富集等问题,该研究设计了4 a的\     

长期保护性耕作对黄土高原旱地土壤肥力质量的影响

长期定位试验研究了黄土高原西部旱农区传统耕作措施和5种保护性耕作措施对豌豆-小麦(P→W)和小麦-豌豆(W→P)轮作序列的耕层土壤肥力质量的影响。结果表明,与传统耕作(T)处理相比,传统耕作秸秆还田(TS)和免耕秸秆覆盖(NTS)处理有机质含量分别提高11.61%～12.21%和12.13%～16.99%,全氮提高7.29%～8.42%和11.58%～12.95%,全磷提高10.35%～14.63%和13.79%～18.29%,全钾提高7.32%～7.51%和8.78%～9.15%,速效磷提高11.10%～12.41%和16.29%～20.99%,速效钾提高25.11%～43.26%和31.62%～44.22%,pH降低0.11～0.17个单位和0.09～0.16个单位。进一步利用加乘法则和加权综合法两种模型评价不同耕作方式下的土壤肥力质量,结果表明,土壤肥力质量指数排序为NTS处理TS处理NTP处理NT处理T处理TP处理(P→W轮作序列)和NTS处理TS处理NT处理NTP处理TP处理T处理(W→P轮作序列)。在黄土高原雨养农作系统中,实施免耕结合秸秆覆盖,对促进和维持土壤养分平衡,提高土壤肥力质量具有重要意义。     

不同耕作方式对坡耕地土壤水分的影响

在半湿润偏旱的豫西丘陵区坡耕地上，进行了夏季休闲期间不同耕作方式的试验研究，观测其对降水的保蓄能力与减少地表径流之效果。结果表明，不同耕作方式之间差异明显：免耕和深松处理比对照（一般耕作）的保蓄能力分别提高5.67和6.11个百分点，径流量减少0.43mm和0.72mm；单纯深翻的处理两种作用均低于对照。而以种植作物的防径流效果最佳，比对照少2.33mm，比免耕、深松也减少1.87mm与1.59mm，比深翻耕作减少4.07mm。     

耕作措施对土壤物理性状的影响

耕作措施对0~20cm土壤容重影响较大,深层影响较小。稳定入渗率呈现出强烈的时间变异性,从整个生育期看,翻耕都表现出较高的稳定入渗率,随时间的变化,差异减小;不同负压下,翻耕稳定入渗率最高,免耕次之,铁茬最低,不同时期变化趋势一致;翻耕大孔隙较其它两耕作措施多,翻耕后,土壤大孔隙增多,比免耕和铁茬处理高65%左右,达到5%水平差异显著,免耕与铁茬差异不显著。随着时间的推移,不同耕作措施大孔隙比例有所下降,中小孔隙比例增加,大孔隙数目翻耕仍最高,从显著性看,与免耕和铁茬在5%水平显著。     

保护性耕作对土壤理化性质影响研究综述

通过对相关文献的梳理,总结了保护性耕作方式对土壤容重、土壤温度、土壤呼吸、土壤保水量等理化性质的影响。     

保护性耕作对土壤风蚀的影响

保护性耕作能够有效减少农田土壤风蚀.通过室内风洞模拟试验,研究秸秆覆盖、留茬和垄作3种保护性耕作措施对黄土高原北部农田土壤风蚀的影响.结果表明:1)秸秆覆盖和留茬能有效降低土壤风蚀速率,秸秆覆盖量为4 210 kg/hm2时土壤风蚀速率最小,与对照相比减少62.8%;垄作在低风速下能够降低土壤风蚀率,垄向与风向垂直时降...     

不同耕作措施对微环境变化的影响

用滇丰4号玉米做材料研究了4个栽培处理(A、B、C、D)在3个坡度(3°、10°和27°)上种植玉米微环境的变化。结果表明B处理(沿等高线+薄膜覆盖+秸秆覆盖+开沟种植)效果最佳:B处理构建了高产玉米冠层的微环境特性和冠层结构,并改善了叶片光合特性。生育期间3个坡度上B处理的平均细胞间隙CO2浓度始终大于对照(处理D),2002年平均比对照增加39.37%,2003年增加36.78%。2003年9月2日光合速率在12:00时,处理B比对照增加24.35%。经相关分析可知,各个坡度总体上玉米叶片净光合速率与蒸腾速率呈显著正相关关系。     

基于耕作指数评价耕作措施对东北风沙土耕层土壤质量的影响

为准确评价构建风沙土合理耕层的土壤质量特征,采用聚类分析方法建立了东北风沙土耕层质量诊断最小数据集(MDS),利用最小数据集的耕作指数(TI-MDS)定量评价了耕作措施对东北风沙土农田耕层土壤质量的影响,旨在为科学选择风沙土区耕作措施提供依据。试验始于2017年,在黑龙江省杜尔伯特蒙古族自治县第一粮种场,设化肥、秸秆还田和有机肥3种施肥模式,常规、旋耕、翻耕、深翻和超深翻5种耕作方式,共15个处理。测定了玉米收获期0～20 cm耕层土壤pH值、有机质、碱解氮、有效磷、速效钾、全氮、全磷、全钾、阳离子交换量(CEC)、团聚体平均重量直径(MWD)、容重、硬度、含水量、田间持水量、孔隙度和渗透速率16项评价指标。结果表明,全量耕作指数(TI-TDS)与TI-MDS的相关系数r为0.928,Nash有效系数Ef为0.761,偏差系数Er为0.079,TI-MDS取值范围为0.26～0.85,与玉米产量呈显著正相关(r=0.767),故TI-MDS可作为定量评价土壤质量的指标。施有机肥处理土壤耕作指数达到Ⅱ级水平;秸秆还田耕作指数达到Ⅲ级水平;施化肥耕作指数达到Ⅲ级水平,这表明风沙土区施用有机肥是构建合理耕层有效培肥方式,秸秆还田对合理耕层构建效果不明显。翻耕施用有机肥耕作指数最大,为0.85,达到I级;深翻+秸秆还田和超深翻+化肥措施土壤质量严重下降,降为Ⅳ级。在风沙土区应用翻耕+有机肥措施是构建合理耕层的有效措施。     

农业耕作措施对非点源污染的影响

美国1987年的国土资源调查提供了伊利诺斯州100块随机抽取的玉米和大豆作物样地,在传统耕作和免耕耕作方式下分别实行了玉米连续种植和玉米—大豆轮作种植。结果表明,每种作物产量均接近水土保持局所估算的产量,但免耕法可大大减少土壤侵蚀速率和营养物质N、P的流失。作物根系周围的渗透流中的硝酸盐N的含量较高,超过了饮用水标准值(10mg/1),因此这里亦是地下水污染区。玉米—大豆轮作种植样地的地表径流、亚地表径流和渗透流中与玉米连续种植样地的相比能减少10%~30%的可溶性氮肥流失。因免耕法撒播到土壤表面的磷肥不能立即与土壤混合,其地表径流中磷肥的流失量较大,但从淤积泥沙中流失的磷肥,传统耕作法高于免耕法。     

耕作及残余物管理对土壤冰冻形成的影响

在哥伦比亚盆地和俄勒冈及华盛顿高原区,冰冻土壤是促使强土壤侵蚀的主要因素。在地面无雪时经常出现冬天最冷温度。在缺少雪覆盖情况下,地面作物残余物能隔离土壤热,减轻土壤冰冻的发生率和严重性。我们在东北部俄勒冈州,进行了四个冬天土壤冰冻的测量。残余物及耕作处理包括:持续留茬地、秋耕、秋凿、稻草覆盖和冬小麦。持续留茬地比裸露地始终平均减少冰冻侵入土壤深度35％。秋耕或凿地留茬地二者间冰冻侵入土壤深度几乎没有差别。在晴天和温暖气温出现且变成解冻天气时,裸露表面处理的热量流动比持续留茬地处理大40％。即使裸露处理土壤冰冻侵入较深,但是裸露地和留茬地处理同时解冻。相反,在低气温和多云下的解冻天气时,持续留茬地处理土壤解冻比裸露地面处理土壤解冻早四天。在解冻土壤上,这些情况与充满水分的气旋风暴的推进有联系。而这种气旋风暴能引起降雨及随之而来的侵蚀。     

不同耕作措施对土壤酶活性的影响

对华北平原不同耕作措施对土壤酶活性的影响进行了研究,结果表明:随着土层的增加,除秸秆深耕还田外其他三个处理下磷酸酶、转化酶活性均显著降低,而过氧化氢酶活性则呈升高趋势。其中秸秆免耕还田下过氧化氢酶、磷酸酶、转化酶活性均显著高于其他三个处理,秸秆旋耕还田下过氧化氢酶和磷酸酶活性次之,而秸秆深耕还田下转化酶活性则显著高于秸秆旋耕还田,深耕秸秆不还田处理下各种酶活性均处于最低。     

耕作对侵蚀和泥沙颗粒大小的影响

控制土壤侵蚀的主要因子用USLE公式表达。方程中C因子表示栽培制和耕作措施。这项研究将与C因子值有关系的耕作时间和耕作次数联系起来。使用降雨模拟器,根据所测的径流、土壤流失和土粒大小(分散的和不分散的)估价各项试验结果。然而,因为侵蚀方面知识的进展,这就需要更加深刻了解C因子中每个亚因子的影响。这些亚因子包括耕作、覆盖、冠层和它们的残茬影响。     

保护性耕作对棉花产量及收益影响的研究

保护性耕作包括免耕、少耕及其它水保耕作。保护性耕作具有减少水土流失,增加土壤有机质,提高作物产量,降低生产成本的特点。在美国7个州12个试验区研究棉花生产中免耕、少耕、带状耕作及传统耕作的效果及效益。12个试验区全部布设了免耕及传统耕作,其中有8个试验区布设了少耕,2个试验区布设了带状耕作。各耕作措施对土壤理化性质没有显著影响,对棉花产量影响差异不显著,但免耕5 a总利润比其它三种耕作措施高15~820美元/hm2。由于各试验区的环境条件、土壤及管理措施不同,所以试验结果间差异不显著,但各试验区免耕利润高于其它耕作措施。在评价耕作措施时,不应只注重产量,还应考虑其综合效益。     

黄土高原丘陵沟壑区坡地耕作方式对土壤侵蚀的影响研究

为研究耕作方式对坡耕地土壤侵蚀的影响,在黄土高原丘陵沟壑区选取典型坡耕地,采用示踪块法,对畜力横向犁耕、人力顺向掏挖、人力逆向锄耕和机械横向犁耕4种主要耕作方式在5°,10°,15°3种坡度条件下进行耕作侵蚀试验。结果表明:不同坡度条件下,耕作方式对土壤颗粒位移的影响较为显著,畜力横向犁耕、人力顺向掏挖和机械横向犁耕随坡度增大,示踪块位移增大;而人力逆向锄耕中,耕作使土块向上坡方向移动,但受重力影响,坡度越大,移动距离越小。同一坡度条件下,耕作模式所产生的水平位移由大到小依次是机械横向犁耕畜力横向犁耕人力顺向掏挖人力逆向锄耕。4种耕作方式中,机械横向犁耕造成土壤颗粒位移和耕作侵蚀量最大,人力逆向锄耕影响最小。为减少耕作侵蚀,针对坡耕地尽可能采用少耕或免耕方式,以减少耕作侵蚀,在不增加劳动强度的情况下,10°以上坡耕地可采用人力逆向锄耕模式耕作。