不同覆盖措施对土壤水热状况及春玉米产量和水分利用效率的影响

为提高黄土高原东部河谷平原春玉米水分利用效率,探究最适宜该地区春玉米种植的地表覆盖措施,基于连续7年长期定位试验,于2021—2022年开展田间试验,共选取无覆盖(CK)、地膜覆盖(plastic film mulching,FM)以及秸秆覆盖(straw mulching,SM)3个处理,研究不同覆盖措施对土壤水热状况及春玉米产量和水分利用效率的影响,系统分析了2年试验期土壤水分与温度动态变化及春玉米各阶段水分生产力,为该地区春玉米水肥高效提供利于农业可持续发展的科学管理措施。结果表明:与无覆盖处理相比,地膜覆盖具有增温效应,2年内土壤温度提高0.72～2.63℃;秸秆覆盖具有降温效应, 2年内土壤温度降低0.20～1.51℃。与无覆盖处理相比,地膜与秸秆覆盖处理均可改善春玉米生长前期土壤含水量,并驱动土壤“湿干交替”现象促进水分吸收,提高水分利用效率,实现增产。虽然地膜覆盖处理改善了前期土壤含水量,促进春玉米前期生长发育,但会导致根系生长过浅,不利于生长后期水分利用,甚至植株存在倒伏风险(2021年倒伏率高达72.14%),影响产量形成。与地膜覆盖处理相比,秸秆覆盖处理驱动土壤“湿...     

不同覆盖方式对大棚滴灌番茄水分利用和经济效益的影响

为了探明不同覆盖方式对黄土高原东部大棚滴灌番茄水分利用及经济效益的影响,在黄土高原东部进行了4种覆盖方式试验——地膜半覆盖（FH）、地膜全覆盖（FW）、秸秆全覆盖（SW）、秸秆地膜覆盖（SF）,以不覆盖（CK）为对照。结果表明,SW和SF处理可分别显著提高番茄收获后0~120cm土层贮水量13.67%和28.49%,分别显著降低耗水量5.39%和14.84%。FH处理可显著降低番茄收获后0~120cm土层贮水量21.34%,显著提高耗水量8.35%。不同覆盖方式可显著增加番茄产量22.83%~50.35%,显著提高水分利用效率29.83%~67.65%,显著增加番茄产量收入和纯收益。SF处理比其他处理显著提高番茄水分利用效率15.19%~29.13%。FH处理较其他覆盖处理显著提高了番茄产量收入和纯收益。     

秸秆带状覆盖对西北雨养区马铃薯农田土壤温度及产量的影响

为探明秸秆带状覆盖和地膜覆盖对马铃薯农田土壤热量传递和产量的影响,试验于2018-2019年进行,设置不同覆盖材料（地膜、秸秆）、覆盖时期（秋、春）、露地（CK）5个处理,研究不同覆盖对马铃薯农田土壤热量传递特性及产量的影响。结果表明,各处理在不同生育期和不同土层温度存在显著差异。与CK相比,2个生长季秸秆带状覆盖显著降低0~25cm土层土壤温度0.6℃~0.9℃,降温幅度为秋覆盖大于春覆盖,地膜覆盖提高土壤温度0.3℃~0.7℃。不同时期相比,地表覆盖存在增温和降温的双重效应,降温效应秸秆带状覆盖大于地膜覆盖,而增温效应地膜覆盖大于秸秆带状覆盖。地温日变化随气温的变化存在明显的滞后效应,覆盖显著抑制地温波动。覆盖具有“双抑制效应”,在低温时段抑制了土壤热量向大气的散失,高温时段抑制了地表对太阳辐射热量的吸收,且秸秆覆盖优于地膜覆盖,秋覆盖优于春覆盖,与CK相比,2个生长季秸秆覆盖温度梯度降低7.3~7.8℃/m,地膜覆盖降低3.4~6.3℃/m。秸秆带状覆盖增产14.7%,地膜覆盖增产25.3%,处理间单薯重的差异是引起产量差异的主要因素。因此,秸秆带状覆盖在西北雨养区马铃薯生产中具有应用推广价值。     

覆盖方式对旱地春玉米根冠生长及水分利用效率的影响

为了探讨干旱半干旱地区不同覆盖方式对春玉米根冠生长状况及水分利用的影响,2014-2015年在陕西省西北旱作区开展了不同覆盖方式试验。设黑色地膜覆盖（BF）、白色地膜覆盖（WF）、秸秆覆盖（MS）和裸地不覆盖（CK）4个处理。试验于玉米生长的各个主要时期测定了玉米地下根系和地上部植株生长量,玉米收获后测定产量与水分利用效率。结果表明,黑色地膜覆盖较白色地膜覆盖、秸秆覆盖和裸地栽培能更好地协调玉米生育期的根冠比,明显促进了玉米吐丝期后的根冠生长,成熟期玉米根系体积黑色地膜覆盖方式下较白色地膜覆盖、秸秆覆盖和裸地栽培2年平均分别增加16.51%、21.18%和44.23%,单株干重2年平均分别增加9.34%、21.66%和40.68%。黑色地膜覆盖方式下玉米生育后期的群体叶面积指数高,根冠比大,产量显著增加,水分利用效率明显提高。玉米2年平均水分利用效率黑色地膜覆盖方式较普通白色地膜覆盖方式和秸秆覆盖方式分别提高9.41%和13.75%。在西北旱作地区,黑色地膜覆盖方式具有协调玉米根冠生长和提高玉米水分利用效率的增产效果。     

地膜不同覆盖方式对大棚秋季小气候及黄瓜生长和品质的影响

为探讨秋季地膜覆盖对大棚环境和黄瓜生长的影响,在大棚栽培条件下,通过畦面地膜覆盖（对照）、畦面覆膜畦沟铺稻壳和畦面畦沟全膜覆盖栽培黄瓜对比试验,研究不同覆盖方式对大棚空气温湿度、土壤温度、CO₂浓度变化以及对黄瓜生长、产量和品质的影响。结果表明：畦面覆膜沟铺稻壳的方式使土壤温度降低了1℃左右,大棚内空气湿度略有增加,霜霉病病情较重。畦面畦沟全膜覆盖明显提高了秋季大棚内的空气温度和土壤温度,空气湿度比对照降低4.9%,CO₂浓度增加了34%,霜霉病病情指数较低,产量和果实中维生素C、可溶性蛋白和游离氨基酸的含量增加。在夏秋高温季节使用畦膜沟铺稻壳的栽培方式,可以降低定植初期的土壤温度,有利于缓苗。在秋季以及秋延后的黄瓜栽培中,利用畦沟全膜覆盖方式可以明显提高产量,改善黄瓜品质。     

不同保墒耕作措施对小麦、玉米耗水特征及周年水分利用的影响

为探明土壤结构改良与保墒耕作措施对小麦、玉米周年水分利用的作用机制。采用田间试验,研究了常规耕作、秸秆还田、保水剂、有机肥、免耕、深松、深松+秸秆覆盖等措施对小麦、玉米生长过程中的耗水特征、光合特征及周年水分利用的影响。结果表明:深松+秸秆覆盖在小麦生育期内储水量较高。从小麦播种-返青期,深松+秸秆覆盖处理的耗水量最低。而在返青-拔节期,该处理最大,而其在孕穗-抽穗期的耗水量却最低。在拔节-孕穗期,保水剂处理的耗水量最大,而在抽穗-灌浆期,其耗水量最小。在灌浆-收获期,秸秆还田和保水剂处理的耗水量较其他处理低。在玉米整个生育期内,保水剂和免耕处理的耗水量较其他处理低。不同措施改善了小麦和玉米的光合生理特征,促进了小麦、玉米产量和水分利用率的提高。各处理中,以免耕处理的小麦产量和水分生产效率最高,分布较常规耕作提高了18.3%和20.0%。以秸秆还田处理的玉米产量和水分生产效率最高,分别较常规耕作提高了21.6%和23.8%。而深松处理的小麦-玉米复合产量最高,其次为免耕处理,其分别较常规耕作处理增产14.9%和14.3%。而深松+秸秆覆盖处理和免耕处理的总水分生产效率较其他处理高,分别较常规耕作处理提高了18.5%和18.1%。说明深松和免耕处理更利于小麦、玉米周年节水增产。     

灌溉与秸秆覆盖条件下冬小麦农田小气候特征

采用四种灌溉方式和有无秸秆覆盖的组合处理，研究了灌溉与秸秆覆盖结合条件下冬小麦农田的小气候特征。结果表明，从2月份开始，覆盖处理在14:00时的土壤温度明显低于不覆盖处理。秸秆覆盖能够降低近地面空气湿度和提高近地面空气温度，在灌溉条件下表现尤为明显。灌溉能够降低近地面的湍流交换系数和湍流热通量，提高潜热通量，而秸秆覆盖的作用相反。秸秆覆盖具有增强灌溉水入渗能力的作用。秸秆覆盖显著降低冬小麦的产量和水分利用效率(WUE)。     

覆膜方式对旱作农田土壤水热状况及向日葵产量的影响

为探究地膜覆盖对旱作农田土壤水热状况、向日葵产量及减轻土壤风蚀效果的影响,通过大区试验对不同覆膜方式和覆膜时间处理的土壤温度、水分,向日葵生长状况、产量及土壤风蚀量进行了监测。结果表明,土壤温度表现为春季全覆膜秋季半覆膜春季半覆膜、全覆膜处理半覆膜处理、垄上覆膜测定点垄沟覆膜测定点;与春季半覆膜相比,春季全覆膜和秋季半覆膜全生育期累积地温分别增加了71.70℃和55.42℃,出苗时间分别提前了3d和1d,开花时间分别提前2d和1d,花期分别延长3d和1d,子实空秕率分别降低8.44和7.05个百分点,增产率分别为19.82%和9.84%,作物耗水量分别降低了5.82%和8.11%,水分利用效率分别提高2.70和0.73kg/(hm~2·mm);秋季半覆膜可降低土壤风蚀量,与大面积裸露农田相比可以降低土壤风蚀量73.87%左右,而且有利于增加冬春雨雪的储集,减少地表蒸发。试验认为春季全覆膜和秋季半覆膜具有提高土壤温度、增加土壤贮水量、促进向日葵提前出苗和开花并延长花期、增加向日葵产量和水分利用效率等作用,秋季半覆膜还具有减轻土壤风蚀的良好效果。     

覆盖免耕对棉田土壤物理性质及棉花生理特性的影响

采用裂区设计,研究了秸秆覆盖及免耕对土壤温度、容重及棉花功能叶SPAD值、光合特性、生育性状等的影响。结果表明：免耕降低土壤温度、容重以及棉花的净光合速率、气孔导度、胞间CO2浓度、蒸腾速率,但功能叶SPAD值为免耕>翻耕;秸秆覆盖降低土壤温度,提高土壤含水量;免耕下秸秆覆盖较地膜覆盖和露地提高土壤容重及棉花的气孔导度、胞间CO2浓度、蒸腾速率,翻耕时结果与此相反;翻耕处理棉花长势强于免耕,但单株结铃数差异不显著;秸秆覆盖较露地能显著提高棉花铃数、铃重和衣分;秸秆覆盖量越大,功能叶SPAD值越小,但产量越高。秸秆覆盖免耕下棉花光合能力和产量表现均差于翻耕,但产量与露地及地膜覆盖处理间的差异不显著。     

不同膜上遮挡措施对旱地玉米土壤理化性状及产量的影响

针对西北雨养旱作地区玉米长期地膜覆盖下出现的植株早衰现象,从不改变地膜保水功能的角度出发,采取地膜玉米膜上遮挡降温覆盖措施,研究不同膜上遮挡措施下土壤温度变化及对玉米产量形成的影响,分析不同膜上遮挡措施下玉米耕层土壤物理化学性状变化,为解析普通地膜玉米生育后期早衰提供理论参考。试验以陕单609为材料,基于2年田间试验,对比分析普通地膜覆盖+膜上覆黑色遮阳网(A)、普通地膜覆盖+膜上覆盖秸秆(B)与普通地膜覆盖(C) 3种模式对农田土壤温度、土壤养分及玉米干物质量积累、产量和水肥利用效率的影响。结果表明:(1)在普通地膜覆盖的基础上添加遮挡物(黑色遮阳网、秸秆)可以有效降低土壤温度和紧实度,其中玉米生育前期降温效果最为明显。(2)与对照处理C相比,膜上遮挡降温处理A和处理B玉米生长后期土壤的有机质和全氮、全钾含量均增加,玉米肥料偏生产力分别提高7.24%和6.97%。(3)降温处理能够延缓玉米生长后期绿叶面积的衰减速率,提高植株干物质量的积累,增加玉米粒重。与处理C相比,降温处理A和处理B的2年平均玉米产量分别较普通地膜覆盖处理提高6.39%和5.93%,平均水分利用效率分别提高8.17%和7.67%。在西北雨养旱作区,适当降低普通地膜玉米的膜下温度有助于改善土壤理化性状,促进玉米籽粒干物质积累和产量形成,提高肥水利用效率。     

不同类型植烟土壤养分含量、微生物数量与酶活性的研究

试验调查研究了四川省凉山州会理县的四种土壤类型（红壤土、紫壤土、白砂土和水稻土）的养分含量、微生物数量和土壤酶活性。结果表明：红壤土总体肥力最好,但受土壤pH值偏酸性的影响,细菌数量、速效磷含量和过氧化氢酶活性数值偏低。脲酶和蔗糖酶的活性低于紫壤土。紫壤土总体肥力小于红壤土,pH值呈微碱性,有利于微生物生长,微生物数量最多。较高的土壤肥力、适宜的pH值和最高的微生物量,使得脲酶和蔗糖酶活性最高,过氧化氢酶的活性也高于红壤土。白砂土总体肥力最低,微生物总量也是最低,脲酶和蔗糖酶的活性最低,过氧化氢酶的活性高于红壤土。水稻土的总体肥力小于紫壤土。pH值呈微酸性,细菌数量偏低,放线菌的数量偏低,真菌数量显著增加。     

Soil Aeration under Different Soil Surface Conditions

The assessment of the importance of soil aeration for various plant characteristics and environmental conditions is necessary to evaluate the oxygen relations to the crops. The root environment as a solid-liquid matrix depends upon soil structure and moisture condition. A limited oxygen supply restricts the root development and also reduces the nitrogen fixation in peanuts. Soil surface conditions can be altered by mulching and plays a significant role in protecting the plants against deficient aeration during critical periods of growth phases. The effects of eight mulching treatments (rice husk, rice husk-incorporated, paddy straw, sawdust, water mulch, clear polyethylene, black polyethylene and control) on the soil oxygen diffusion rate (ODR) during the various growth phases of peanut crop ( Arachis hypogaea L.) were investigated on a lateritic sandy loam soil (ultisols). These experiments were conducted for two consecutive seasons. ODR values were higher in mulched plots. With the progress of growth stages and also in deeper soil depths, the differences between the values of ODR among treatments narrowed down. The influence of mulches on other physical edaphic properties like bulk density, aeration (noncapillary) porosity and soil temperature were also studied. Mulches reduced the surface crusting and thereby soil bulk density; and increased the aeration porosity and ODR. Soil temperature was higher under plastic mulches whereas vegetative mulches suppressed it.     

土层置换对土壤酶及土壤养分含量的影响

为研究土层置换犁改良土壤后对不同层次土壤酶活性及土壤养分含量的影响,于大豆苗期、盛花期及成熟期对土壤过氧化氢酶、脲酶、蔗糖酶采用常规方法进行测定,并于大豆成熟期对土壤养分含量进行常规方法测定。结果表明,土层置换改变了土壤土体结构的同时对土壤中土壤酶产生了影响,土层置换区的不同层次土壤酶活性与对照区差异显著;土层置换区土壤养分含量随土层深度增加表现不同的变化趋势,与对照区各层次差异显著,土层置换有利于土壤养分含量在不同土层中的均匀分布;对照区随土层深度增加土壤碱解氮、有效磷含量呈下降趋势,土层置换区大豆产量为2245.5 kg/hm2与对照相比增产20.1%。土层置换可全面活化土壤养分,提高土壤酶活性,从而能够增加土壤活土层、提高土壤出水能力,对于提高土壤抗灾能力、提高作物产量具有重要作用。     

滨海盐碱地城市绿地土壤肥力的时空变化特征

城市化不仅使土地及地域空间发生了变化,也使土壤肥力发生了根本性的变化。本文运用模糊数学、主成分分析和层次分析方法,选取指标并计算了天津经济技术开发区土壤肥力各指标的隶属度、权重,并最终求得土壤肥力综合指数。对照分析了1998年和2008年秋季天津经济技术开发区城市绿地土壤盐分、pH值及养分的时空变化和土壤肥力综合指数变化。结果发现,10年来,研究区土壤盐分显著下降;碱解氮、速效磷和有机质有较大幅度的显著提高;土壤pH值略有下降、速效钾也略有增加,但是变化幅度不大;土壤肥力综合指数显著增加。分析了土壤肥力时间变化的主要原因可能是“浅密式”的暗管排盐工程和人为科学地施肥;土壤肥力空间变化的主要原因与开发区建区时客土的来源不同及填垫时间的不一致有关。     

土壤动物对土壤环境的生物指示作用

土壤动物对土壤环境生物指示作用的研究已成为国际土壤生态学领域的热点和前沿课题。土壤线虫对土壤环境(化肥、农药、除草剂和重金属)污染的生物指示研究,土壤原生动物对土壤中残留的有机污染物、农药和重金属的污染诊断的应用,蚯蚓物种多样性作为土壤环境污染的指示生物研究,土壤螨类种类组成和密度与土壤环境的变化的研究等越来越被国内外学者重视。笔者阐述了土壤动物对土壤环境变化生物指示作用的必然性和重要性。     

BGA土壤调理剂在盐碱障碍型土壤上的应用效果研究

为了解决宁夏引黄灌区土壤盐碱障碍问题,提高盐碱障碍型土壤质量,增强土地生产力,通过田间试验,研究了BGA土壤调理剂对盐碱障碍型土壤理化性质及作物生长发育的影响,评价了BGA土壤调理剂的施用效果。结果表明：与不施肥相比,施用BGA土壤调理剂改善了盐碱障碍型土壤理化性质,促进了油葵、水稻及枸杞的生长发育,显著提高了3种作物产量,改善了油葵、水稻的品质;与配方施肥相比,施用BGA土壤调理剂改善了盐碱障碍型土壤理化性质,促进了油葵、水稻的生长发育,显著提高了3种作物产量,改善了油葵的品质。如果能够有效降低BGA土壤调理剂生产成本并配合化肥合理施用,BGA土壤调理剂改良盐碱障碍型土壤是可行的,值得进一步研究应用。     

团粒结构对黄绵土溅蚀速率和结皮形成的影响研究

为弄清团粒结构在土壤结皮形成过程所起的作用,笔者通过人工模拟降雨溅蚀试验,测定土壤溅蚀速率,同时采样制作土壤切片,分析不同直径团粒对黄绵土溅蚀速率和结皮形成的影响。结果表明：0.15 mm≤D＜2.0 mm和D＜0.038 mm的团粒土壤较易形成结皮,在降雨历时5 min时,土壤表面有结皮形成,随着降雨的继续,土壤表面结皮形成趋于完善;而中度直径0.038 mm≤D＜0.15 mm的团粒土壤不易形成结皮,在降雨历时5 min时,土壤表面都没有结皮形成。在团粒直径范围是0.105 mm≤D＜0.22 mm,随着土壤团粒直径的减小,土壤的溅蚀速率逐渐增加,直径位于0.096~0.15 mm之间的团粒结构土壤的溅蚀速率达到最大,随后,随着土壤团粒直径的减小,土壤溅蚀速率逐渐降低。     

土壤类型、质地和土地类型对土壤盐渍化水平的指示

土壤类型、土壤质地和土地类型以不同的方式影响着土壤水盐运移,对土壤盐渍化水平有一定的指示作用。野外调查和土壤采样分析获得了73个同一位置土壤的土壤类型、土壤质地、土地类型数据以及土壤盐渍化水平数据。利用信息量计算法评价了土壤类型、土壤质地和土地类型对现代黄河三角洲土壤盐渍化水平的指示作用,结果表明：潮土-（粘土和砂壤）-（幼年水稻土平地和盐化潮土河滩高地）对轻度盐渍化有指示作用,粘土-（砂质黄河滩地和盐化潮土浅平洼地）对中度盐渍化有指示作用,砂壤-（獐茅、芦草潮盐土平地和盐化潮土浅平洼地和白茅、芦苇盐潮土平地）对重度盐渍化有指示作用,盐化潮土-重壤-（滨海盐滩地和滨海芦苇沼泽湿洼地和獐茅、芦草潮盐土平地和白茅、芦苇盐潮土平地）对盐土有指示作用。     

硼镁钙土壤调理剂对红壤旱地土壤酸化的阻控效果

针对中国南方红壤旱地酸化问题,为硼镁钙土壤调理剂在该土壤上的应用和推广提供技术支撑。以红薯为主要作物,通过田间试验比较常规施肥(CK)与常规施肥配合施用硼镁钙土壤调理剂 750 kg/hm ²(T₅₀)、1500 kg/hm ²(T₁₀₀)、2250 kg/hm ²(T₁₅₀)在江西红壤旱地上对红薯产量的影响,以及土壤酸化的阻控效果。结果表明:与CK相比,连续2年施用硼镁钙土壤调理剂可以使红薯增产22.45%~78.40%,土壤pH提高0.13~0.30个单位,土壤交换性酸总量降低0.07~0.28 cmol/kg,且总体上均表现为随硼镁钙土壤调理剂用量的增加改善效果越好。对土壤碱解氮含量没有明确影响,对土壤有机质、有效磷和速效钾的含量提高效果不显著。总体来看,红壤旱地施用硼镁钙土壤调理剂可以明显提高红薯产量,在提高土壤pH和活化土壤磷、钾养分等方面也有一定作用。     

河北省褐,潮土区土壤钾素形态及供钾能力

采用室内培养和温室盆栽连续耗竭试验的方法，对河北省褐、潮土区土壤钾素形态，含量水平及供钾能力进行了研究。结果表明，褐、潮土区有效钾含量平均在中等偏上水平，区域间无明显差异，而缓效钾含量冀东土壤明显低于冀中南土壤。在耗竭种植条件下，土壤速效钾随着消耗出现“最低水平值”，植株吸钾来源部分来自速效钾，较大比例来自缓效钾。土壤速效钾可作为当季有效钾水平的衡量指标，缓效钾的实际贮量及释放能力是土壤供钾能力的