水旱轮作条件下免耕土壤微生物特性研究

通过野外调查和室内分析,研究了水旱轮作条件下,不同免耕年限土壤微生物数量和生物量的变化特点及其影响因素。结果发现:（1）旱作和水作后,免耕土壤细菌数量显著低于常规耕作。随着免耕年限延长,旱作后土壤细菌数量呈先降低再增加的趋势,免耕5～6 a时最低;而水作后,不同免耕年限间无显著差异。（2）旱作后,免耕土壤真菌和放线菌数量显著高于常规耕作,而水作后,真菌和放线菌数量较常规耕作显著降低。随着免耕年限的延长,旱作后土壤真菌数量呈先降低再增加的趋势,免耕7～8 a时最低;土壤放线菌数量在免耕5～6 a后趋于稳定。水作后,土壤真菌和放线菌数量呈显著负相关。（3）旱作和水作后,免耕土壤微生物量碳和氮显著高于常规耕作,两者呈极显著正相关,变化趋势一致。随着免耕年限延长,旱作后,土壤微生物量碳、氮呈逐渐降低的趋势;水作后,土壤微生物量碳、氮呈先增加再降低的趋势。     

水旱轮作条件下免耕土壤有机碳变化特征研究

采用野外调查与室内分析相结合的方法,研究了水旱轮作条件下免耕土壤有机碳的变化特点。结果表明,水作及旱作后,随免耕年限延长土壤有机碳在免耕5～6a达到最大值,与常规耕作差异显著;免耕0—5cm土层有机碳显著高于其他土层,具有一定的表聚现象;水旱轮作条件下土壤富里酸含量略高于胡敏酸,土壤碳氮比在10～16,有利于有机质矿化过程中养分的释放;有机碳密度与土壤有机碳变化趋势一致。研究水旱轮作免耕措施对土壤有机碳含量的影响,可为建立合理轮耕模式提供一定的理论基础,同时,也为该耕作方法的推广应用提供科学指导。     

保护性耕作对喀斯特山区旱地土壤理化性质的影响

为揭示保护性耕作对喀斯特山区旱地土壤理化性质的影响,以常规耕作(CGGZ)为对照,在贵州省大方县典型喀斯特山区进行连续4年的对比试验,研究机械化保护性耕作(BHGZ)对喀斯特山区旱地土壤理化性状的影响。结果表明,在0-40cm土层,2种耕作方式的土壤孔隙度、毛管持水量、有机质、全氮、碱解氮、全磷、有效磷、全钾和速效钾含量均是耕层(0-20cm)高于下层,并随耕作年限的增加,这些指标逐渐增加,但土壤容重则相反。机械化保护性耕作土壤孔隙度、毛管持水量、有机质、全氮、全磷、有效磷、全钾和速效钾含量明显高于常规耕作的土壤,而容重和碱解氮的含量则略低于常规耕作土壤。4年机械化保护性耕作的耕层土壤有机质、全氮、全磷、有效磷、全钾和速效钾含量分别比常规耕作提高6.97%,9.13%,4.16%,9.16%,2.10%和3.09%,碱解氮降低4.46%;连续4年机械化保护性耕作20-40cm土壤有机质、全氮、全磷、有效磷、全钾和速效钾的含量分别比常规耕作提高12.58%,12.70%,7.71%,13.00%,2.90%和6.60%,碱解氮降低4.96%。     

麦稻轮作下耕作模式对土壤理化性质和作物产量的影响

为了探明不同耕作模式对土壤理化性质和作物产量的影响,采用田间定位试验方法,于2007-2010连续4a在麦稻轮作制下开展了本试验研究。结果表明,免耕提高了耕层土壤体积质量,降低了土壤含水率。但是免耕土壤表层(0～10cm)的体积质量仍在作物适宜生长的范围内,并未对作物的生长产生不利影响。免耕促进了土壤有机质和全氮在表层土壤的富集。0～10cm土层有机质和全氮含量比翻耕处理显著增加,而>10～20cm土层上述养分含量明显低于翻耕处理。小麦季免耕土壤的碱解氮、速效磷和速效钾含量的变化趋势与有机质和全氮含量相似,而水稻季免耕处理整个耕层土壤碱解氮、速效磷和速效钾含量均低于翻耕处理。免耕显著的提高了小麦产量,但降低了水稻产量,起主要作用的产量构成因素是小麦和水稻的有效穗数。整个轮作周期的作物产量以小麦免耕水稻翻耕模式的产量较高,比小麦翻耕水稻免耕模式产量增加了5.70%。     

水旱轮作条件下长期自然免耕对土壤理化性质的影响

通过实地调查，采集不同免耕年限土壤进行对比分析，研究了水早轮作条件下长期自然免耕对土壤理化性质的影响。结果表明：水早轮作条件下，不进行秸秆覆盖长期双免耕的农耕措施对土壤理化性质有较大的影响。0～15cm土层容重随免耕年限的增加而减小，免耕7～8年后趋于稳定，而15～30cm土层的容重几乎不受影响；土壤团聚度随免耕年限的增加而增加，表层增加更明显；土壤有机质、全氮、速效氮和磷含量均随免耕年限增加而逐年上升，并且有明显表聚现象，但对速效钾的影响则不明显。     

短期免耕对黑土有机碳、全氮和速效养分的影响

对中层黑土上连续监测了6年的玉米免耕和秋翻两种耕作处理下的耕层土壤有机碳、全氮和速效氮、磷、钾进行了分析。结果表明:耕作处理对土壤养分的影响主要表现在不同的土壤深度上,免耕造成了土壤有机碳和全氮的分层化,即表层0~5 cm有机碳和全氮含量明显高于亚表层,而秋翻土壤有机碳和全氮分布则比较均匀。免耕处理的速效养分均表现为表层与亚表层存在明显差异。免耕处理下有机碳、全氮和速效氮、磷、钾在土壤表层发生明显富集。     

宁夏贺兰山东麓酿酒葡萄基地土壤酶活性

调查了宁夏御马酿酒葡萄基地不同栽培年限下土壤的蔗糖酶、磷酸酶、脲酶、过氧化氢酶的活性,并与土壤的基本理化性质进行了回归分析。结果表明,供试土壤为强碱性反应,耕作施肥对土壤pH和全盐含量影响不显著;土壤有机质、全氮、铵态氮、速效磷、阳离子代换量大都处于最低的六级水平,但肥力随耕种年限的延长显著增加;随栽培年限的延长,表层土壤磷酸酶活性、蔗糖酶和脲酶活性显著增加;蔗糖酶、脲酶活性随剖面深度的加深而显著减小;表土过氧化氢酶活性随栽培年限的延长而显著下降,但不同土地利用下表层以下各层次土壤过氧化氢酶活性总体上高于表层,且差异显著。磷酸酶活性与土壤有机质、全氮、全磷、速效磷、缓效钾、速效钾之间存在着极显著相关关系;磷酸酶活性、蔗糖酶和脲酶活性与土壤有机质、全氮、全磷、速效磷、缓效钾、速效钾之间存在着极显著相关关系;四种酶之间,磷酸酶与脲酶之间存在极显著相关关系,脲酶与蔗糖酶之间存在极显著相关关系。由此表明,磷酸酶、脲酶、蔗糖酶活性的大小可以代表宁夏贺兰山东麓酿酒葡萄栽培区土壤肥力的高低。     

免耕年限对东北旱田土壤性质及玉米根系、产量的影响

试验以免耕1年,免耕2年,免耕4年和免耕5年的玉米农田为对象,探索免耕年限对不同层次土壤理化性状及玉米根系和产量的影响。结果表明:随着免耕年限的增加0~40 cm土层土壤有机质、全氮含量、速效氮、速效钾含量显著增加,免耕能够增加土壤养分含量,土壤容重在免耕4年以后比常规耕作显著增加;免耕栽培玉米根系的表面积、根长、体积、根尖数均显著低于传统翻耕,但根系直径差异不显著,且随免耕年限增加,玉米根系在0~20 cm土层呈现集聚现象,说明免耕能够促进玉米根系对0~20 cm土壤养分的吸收;随免耕年限增加,不同免耕年限处理分别比传统翻耕增产7.7%、7.9%、9.7%和4.6%,在免耕4年产量达到最高。综合各项指标测定,免耕应以4年左右为宜。     

保护性耕作对科尔沁沙地坨沼区土壤理化性质的影响

试验研究了科尔沁沙地坨沼区坨子地和甸子地在不同耕作方式(传统、防护林保护)、不同耕作年限下的土壤理化性质动态变化。结果表明:保护性耕作对土壤容重、土壤机械组成影响较大,与CK2相比,坨子地保护性耕作T4、T5的耕层土壤容重分别降低了0.16,0.21g/cm3;2～0.02mm的颗粒含量分别降低了27.99%,40.59%;与CK1相比,甸子地保护性耕作D3、D4的耕层土壤容重分别降低了0.21,0.29g/cm3;2～0.02mm的颗粒含量分别降低了42.85%,55.59%。且保护性耕作土壤容重和2～0.02mm的颗粒含量均低于传统耕作。保护性耕作能增加土壤养分含量,与CK2相比,坨子地保护性耕作T4、T5的耕层有机质含量分别增加了12.69,18.65g/kg;碱解氮含量分别增加了7.7,15.7mg/kg;速效磷含量分别增加了15.27,27.06mg/kg;速效钾含量分别增加了40.19,46.58mg/kg;与CK1相比,甸子地保护性耕作D3、D4的耕层有机质含量分别增加了19.77,22.83g/kg;碱解氮含量增加了28.35,25.55mg/kg;速效磷含量分别增加了27.36,38.22mg/kg;速效钾含量分别增加了19.3,81.5mg/kg。差异均达极显著水平。保护性耕作的有机质、碱解氮、速效磷、速效钾含量均高于传统耕作。     

水旱轮作后免耕水稻土微生物数量和生物量的变化特征研究

土壤微生物数量和生物量能迅速反映土壤肥力和土壤质量的演变趋势。通过野外调查和室内分析,研究了水旱轮作后,不同免耕年限土壤微生物数量和生物量的变化特点。结果表明:水旱轮作后,免耕耕层(0～20cm)土壤微生物数量、生物量P和生物多样性显著低于常规耕作,而微生物生物量C和N显著高于常规耕作;随着免耕年限延长,生物多样性、微生物生物量C和N在免耕7～8年时最低;免耕0～5cm土壤微生物数量和生物量显著高于5～10cm,而常规耕作0～5cm和5～10cm土壤微生物数量和生物量无显著差异。