吉林玉米带现行耕作制度对黑土肥力退化的影响

该文从“体质”和“体型”两个方面探讨了吉林玉米带现行耕作制度对土壤肥力退化的影响。结果表明,现行的耕作制度下,土壤剖面中耕层与犁底层的界面为“波浪型”,而每年进行秋翻的玉米田,其耕层与梨底层的界面为“平面型”。“波浪型”犁底层的土壤容重、三相组成与“平面型”剖面相比有明显差异,而耕层中有机无机复合体及其有机碳分布特征无明显差异,与底层土壤有较大差异。但由于“平面型”剖面耕层的有效土量是“波浪型”有效土量的2倍,因此,在生产上“平面型”剖面土壤保水性能、玉米产量等多方面都普遍优于“波浪型”土壤。吉林玉米带黑土肥力退化的主要原因是耕层有效土量过少。     

松辽平原玉米带黑土不同耕作制度下的土壤侵蚀特征研究

通过田间调查和土壤肥力指标分析，探讨了松辽平原玉米连作黑土在不同的耕作制度下所形成两种不同构型剖面土壤侵蚀特征。结果发现，“平面型”剖面构型比“波浪型”剖面构型的土壤结构优良，土壤物理肥力水平较高；不合理的耕作制度是造成土壤侵蚀的重要原因，而坡地土壤侵蚀又是造成土壤质量退化的主要原因。不同的耕作制度下，土壤的抗侵蚀性有较大的差异，“平面型”剖面的侵蚀率平均为2．88，“波浪型”剖面的侵蚀率平均为3．17。     

松辽平原玉米带黑土肥力退化机理研究

通过田间调查和土壤肥力指标分析，探讨了松辽平原玉米带黑土肥力退化的原因和机理。结果发现，现行的以小四轮拖拉机为主要动力的耕作制度下，土壤剖面中耕层与犁底层的界面为“波浪型”，而年年进行秋翻的玉米田，其耕层与梨底层的界面为“平面型”。而且两者耕层土壤的养分含量和理化性质等指标也有明显差异。研究还发现，现行的以无机氮磷肥为主的施肥制度和玉米连作种植制度对土壤养分平衡有很大影响。因此认为，现行的不合理的耕作、施肥及玉米连作制度是导致松辽平原玉米带黑土肥力退化主要原因。     

不同装土量对玉米植株全量养分含量及吸收量的影响研究

以松辽平原玉米带黑土区现行耕作制度下产生的两种不同的剖面构型“波浪型”和“平面型”导致有效土量差异为背景,采用室外盆栽模拟实验,研究了不同装土量对苗期、抽雄期和成熟期玉米植株全氮、全磷、全钾含量以及吸收量的影响。结果表明：随装土量增加,苗期、抽雄期和成熟期玉米植株全量养分吸收量增加,并且全量养分含量苗期最高,随着时间的推移含量逐渐递减,苗期到抽雄期下降速率最快,而抽雄期以后降幅不大。     

构建肥沃耕层对沙性土壤水分物理性质及玉米产量的影响

沙性土壤是我国一种重要的耕作土壤,但是由于其矿物结构简单,耕层土壤保水性能差,养分含量少,属于中低产土壤,如何构建肥沃的沙性土壤耕层,有效地提高沙性土壤的耕地地力是目前急需解决的问题。本研究以内蒙古赤峰市的典型沙性土壤为研究对象,以未进行耕翻的地块为对照,分析了不同肥沃耕层构建方式(耕翻和物料施用)、深度(20 cm(T20),35 cm(T35)和50 cm(T50))和构建物料(牛粪和黑土)对沙性土壤耕层水分物理性质的影响。研究结果表明不同耕翻深度和构建物料施用深度是影响剖面物理性质变化的重要因素。不同构建方式均能够促进土壤2 mm和0.25 mm~2 mm团聚体的形成,表现为牛粪(M)黑土(B)耕翻(T)对照(CK);构建物料的施用显著地减少沙性土壤的容重,增加了总孔隙度、田间持水量和饱和持水量,说明肥沃耕层构建能够增加土壤持水能力,其中以施用牛粪处理效果最显著;利用牛粪构建肥沃耕层显著地减少了沙性土壤的饱和导水率,与CK、施用黑土和耕翻相比,降低了17.2%~45.3%;不同构建深度玉米产量表现为T35T50T20,表明沙土适宜的肥沃耕层构建深度为35 cm,与CK、耕翻和施用黑土相比,施用牛粪后玉米的产量增加了38.8%,34.7%和7.2%。因此,沙性土壤肥沃耕层构建过程中适宜的深度为35 cm,适宜的构建物料为牛粪。     

基于最小数据集的吉林省黑土耕层土壤质量评价

黑土作为吉林中部平原粮食主产区主要土壤类型,其质量的优劣直接影响区域生态安全和农业可持续发展。该研究以吉林省典型黑土耕层土壤作为研究对象,采集1 401个土壤样本,测定8项土壤理化指标及玉米产量。采用最小数据集法筛选评价指标,对于黑土耕层土壤进行质量评价,并综合土壤质量指数和产量提出评价指标的适宜范围。结果表明:吉林省黑土耕层土壤质量评价最小数据集由耕层容重、有机质、速效磷、pH构成,由全量数据集(Total Data Set,TDS)、重要数据集(ImportantDataSet,IDS)和最小数据集(MinimumDataSet,MDS)分别计算的土壤质量指数之间存在显著正相关关系,R~2分别为0.716、0.771,表明MDS可以替代TDS对黑土耕层土壤质量进行评价。黑土玉米种植区耕层土壤质量指数分布在0.22～0.75之间,均值为0.53,呈现东部高西部低的趋势。土壤质量指数随产量先增加后降低。黑土耕层保持较高土壤质量及产量的评价指标适宜范围分别为:容重为1.23～1.43 g/cm3,酸碱度(pH值)为4.74～6.96,有机质为33.14～35.81 g/kg,有效磷为122.46～136.06 mg/kg。该研究结果可为吉林省黑土耕层土壤质量诊断、提高黑土肥力及选择适合农田管理措施提供理论及参数支撑。     

定位施肥对黑垆土剖面养分的影响

根据９年的田间定位试验资料，我们分析了９种不同施肥处理黑垆土耕层（０－２０ｃｍ）、古耕层（２０－５０ｃｍ）和垆土层（５０－８０ｃｍ）三层土壤养分的变化。结果表明：施肥对黑土剖面养分的影响随深度的增加而减弱，一般为，耕层＞古耕层＞垆土层。不同处理耕层土壤养分差异比较明显，耕层以下土尽管异减小，但其归变化与耕层趋势一致。各层土壤速效养分对照比裸地均有下降。综合评价施肥对黑垆土剖面的培肥效果，ＮＰＭ＞Ｍ     

松辽平原中部地区应对气候干旱变化的土壤耕作技术

近30a松辽平原中部地区气候变化显著,该地区玉米生产干旱风险增加。论文利用四平、长春等7个站点的逐日气候数据,分析了近30a松辽平原中部地区玉米季(5-9月)气候变化情况,研究发现该地区玉米季降雨量呈现减少趋势,平均温度、最高温度和最低温度均呈增加趋势;整体上玉米季干旱风险加剧,近10a发生频率为60%,增加幅度尤为明显。在此基础上,该文从土壤耕作技术应对角度分析了免耕(NT)、旋耕(RT)、翻耕(CT)和宽窄行(DL)等技术对土壤蓄水能力、透水性和紧实度的影响,探讨了不同耕作措施对土壤耕层结构的影响,比较了不同耕作技术下玉米产量差异,分析了土壤耕作措施对气候干旱变化的适应性。结果表明:以免耕和宽窄行技术为核心的保护性耕作技术是松辽平原中部地区应对干旱气候最为合理的土壤耕作技术,对于减小该地区玉米季干旱风险,提高玉米产量具有重要意义。     

松辽平原高产农田土壤结构性对冻结的响应及机理研究

以松辽平原玉米带耕作区高产田(平面型)与低产田(波浪型)0-20cm耕层土壤为研究对象,采用室内模拟冻融实验方法,设置不同冻结频率和不同含水量条件,研究高产田土壤的结构性对冻结的响应,以及土壤结构特征的变化。结果显示:冻融循环对高产田(平面型)和低产田(波浪型)各粒级风干团聚体、水稳定性团聚体比例的影响均达到显著水平(p<0.01),而含水量仅对小于5mm的水稳性团聚体分布比例有显著影响(p<0.01)。冻融循环次数和含水量对风干团聚体和水稳性团聚体的MWD以及>0.25mm团聚体的保存率均有显著影响(p<0.01),与水稳性团聚体相比,风干团聚体对冻融交替更加敏感。冻融循环对高产田与低产田风干团聚体MWD的影响都显著(p<0.01)。此外,在冻结条件下,土壤含水量越高对于高产田团聚体的破坏性越强;冻结对高产田土壤耕层团聚体有一定的分散作用,对低产田土壤耕层团聚体具有一定的团聚作用,另外冻融循环可以加剧大粒级风干团聚体的破坏作用。     

黑土低山丘陵区水平梯田地力提升措施对土壤质量和玉米产量的影响

[目的] 定量评估黑土低山丘陵区不同地力提升措施对坡改梯区域土壤质量和玉米产量的影响，为该区耕地地力提升和黑土地保护提供理论支持。 [方法] 采用野外监测与多元数理统计方法，识别化肥、有机肥和秸秆不同组合混施对土壤养分含量、物理性状、玉米生长及产量等的影响。 [结果] ①秸秆配施有机肥措施不仅对耕层肥力起到了非常显著的改良作用，同时明显改善了土壤物理性状，且化肥、有机肥和秸秆混施处理效果最好； ②添加秸秆与有机肥措施显著降低了C∶N，提高了N∶P和C∶P值，为土壤微生物群落生长、发育提供了更为理想的环境； ③土壤持水能力和有机C含量是黑土低山丘陵区梯田作物产量影响最大的因素，未来应持续开展秸秆与有机肥混施措施； ④化肥混合有机肥3.75 t/hm²或秸秆3.00 t/hm²是提高黑土丘陵区梯田产量的最佳施用量。 [结论] 黑土低山丘陵区不同地力提升措施对坡改梯区域土壤质量和玉米产量的影响有显著差异，该区域适宜用化肥混合有机肥、秸秆来改善土壤质量和玉米产量状况。     

四川黄壤区玉米季坡耕地自然降雨及其侵蚀产沙特征分析

为明确玉米全生育期自然降雨特征以及坡耕地产流产沙规律,以研究区自然降雨为基础,采用野外径流小区和室内分析相结合的方法,分别对横坡垄作、平作和顺坡垄作坡面玉米全生育期(苗期、拔节期、抽雄期和成熟期)的自然降雨、径流及侵蚀产沙量进行了测定。结果表明:研究区2015年玉米全生育期内雨量为676.71mm,其中成熟期侵蚀性雨量达411.71mm,占累计侵蚀性雨量的69.85%。玉米全生育期内,产流受雨量、玉米生育期显著影响,横坡垄作产沙受雨量、雨强的影响显著,而平作和顺坡垄作则受雨量、株高的影响显著;产流产沙均随玉米生育期的推进逐渐增加,且产沙受产流影响显著,横坡垄作和平作含沙量先减小后增加再减小,而顺坡垄作则先减小后增加;抽雄期横坡垄作产流显著小于顺坡垄作而产沙显著小于平作和顺坡垄作,成熟期横坡垄作产流产沙显著小于平作和顺坡垄作。研究区自然降雨条件下,雨量是影响黄壤坡耕地产流产沙的最主要因子,产沙滞后于产流;玉米成熟期土壤侵蚀最为严重,横坡垄作是防治研究区水土流失的有效途径,研究成果为山地黄壤水土流失有效防控与农业的可持续发展提供理论参考。     

塿土的锌肥肥效和磷、锌关系

(土娄)土施用锌肥曾取得良好效果,我们的田间试验证明,施用锌肥可增产7.8-16.8%,但有些地块施用锌肥不表现增产作用。近年来由于广泛进行土地平整,有些地段大量生土出露地表,往往表现出缺锌症状。     

不同农田植被条件下黑土坡耕地产流和产沙特征

[目的]研究不同农田植被条件下的水土侵蚀特征,为该区作物种类选择提供参考。[方法]2013年在位于东北典型黑土带上的黑龙江省红星农场径流小区内,开展了玉米、大豆、大豆—玉米间作3种农田植被条件下的地表径流和土壤侵蚀特征研究。[结果]玉米的径流拦蓄和土壤侵蚀控制的效果最好,间作次之,大豆位居最后;玉米和间作模式的地表径流分别较大豆减少了15.8%和10.7%,土壤侵蚀量亦分别减少了10.47%和5.35%。[结论]在较低降雨强度下玉米和间作的减流减沙效果差别不甚明显,在较高强度下玉米和间作减流减沙效果明显好于大豆。     

土壤水氮资源的利用与管理Ⅲ.冬小麦夏玉米水氮管理措施的优化

本文应用了非线性目标规划模型 ,用线性化逼近法求解 ,对冬小麦 夏玉米种植制度下 ,不同降雨年型的水氮管理措施进行了优化。以灌水和施氮总量为决策变量。以产量和土壤水和氮资源利用效率为优化目标 ,其中以经济产量为第一优先层 ,以土壤水、氮资源利用效率为第二优先层。根据作物 土壤联合模型模拟所得的目标函数 ,得到了不同降雨年型下小麦和夏玉米单季和中等降雨年型小麦 夏玉米周年的优化水氮管理措施方案。     

热带地区玄武岩发育时间序列土壤中石英颗粒微形态特征

利用扫描电镜研究了热带地区雷州半岛和琼北地区不同年代喷发的玄武岩上发育的时间序列土壤中石英颗粒的表面形态特征,结果表明:①同一剖面中表层土壤中石英的风化程度相对较大。②从新成土到铁铝土阶段(0.01~1.33 Ma),石英颗粒表面风化程度逐渐加深,机械作用形成的特征完全消失。成土时间较长的铁铝土(6.12 Ma)中石英颗粒出现裂解现象。③本研究一方面证实Darmody评估方法在研究我国热带地区土壤石英颗粒表面风化程度的可行性,同时也说明在相同母质和环境条件下发育的土壤中,石英颗粒表面的风化状况在一定程度上可以指示土壤的相对发育程度。     

玉米生长期坡耕地地表径流及侵蚀产沙特征

为了弄清玉米生长过程中侵蚀动态变化,该文采用人工模拟降雨与微小区相结合的方法,研究了紫色土区不同耕作措施对坡耕地地表径流及侵蚀产沙的影响。结果表明:在雨强1.0 mm/min条件下,平作坡面在种植前径流量最小,横坡垄作坡面在拔节期—抽雄期坡面径流量最小。在雨强1.5 mm/min条件下,横坡垄作坡面在玉米拔节期—抽雄期径流量最小。在雨强2.0 mm/min条件下,横坡垄作坡面在玉米苗期—拔节期坡面径流量最小。在雨强为1 mm/min和1.5 mm/min条件下,不同耕作措施坡面在玉米的抽雄期—成熟期产流时间最短,在雨强为2.0 mm/min条件下,不同耕作措施坡面在苗期—拔节期产流时间最短。这一研究成果可为区域水土流失有效防治提供理论依据。     

喀斯特地区不同降雨和植被覆盖的坡面产流产沙特征

[目的]分析不同降雨类型下的径流和产沙量特征,及其在不同植被覆盖类型和植被覆盖度下的响应,为喀斯特地区黄壤坡面在不同降雨和植被覆盖条件下的产流和产沙量动态特征研究提供理论基础。[方法]以贵州省黔南州龙里县羊鸡冲小流域2014—2018年径流小区实测数据为基础,基于均值分类的方法,将研究区降雨类型划分为4类,对各指标进行相关性分析、回归模型模拟以及指数函数分析。[结果]不同降雨对研究区产流产沙的影响程度不同,不同植被覆盖类型下降雨特征对产流产沙的影响存在明显的差异。总体上A型降雨(极强雨强,极大降雨量、中等降雨历时的低频次降雨事件)更容易造成侵蚀性危害,该条件下坡面产流和产沙量之间显著相关,并且经果林表现出极好的水土保持效果;B型降雨(强雨强,中等降雨量、短降雨历时的高频次降雨事件)为该地区主要降雨类型;在4种降雨条件下,混交林的水土保持效果优于其他植被覆盖类型。产沙量与雨强、径流深正相关,和植被覆盖度负相关,对产沙量的影响为:径流深平均雨强植被覆盖度。当植被覆盖度到达80%左右,其削减径流以及减沙的效果处于稳定的状态。[结论]在降雨一定的前提下,植被是影响坡面产沙量的关键因子。对于喀斯特地区黄壤坡面而言,增加地表覆盖度是减少产沙量的基础,也是防治水土流失的一项重要举措。     

石灰性菜园土壤中各形态磷素的富集与变异特征

由于长期种植蔬菜，石灰性菜园土壤中的磷素在剖面中发生了分异，直接影响到其它营养元素的吸收和蔬菜的产量及品质。通过对不同植菜年限石灰性菜园土壤剖面磷素形态分级及其变异规律的研究，探讨了全磷、有效磷和无机磷不同形态的变异特征以及其磷素形态分布与其它土壤性质的关系。研究结果表明，石灰性菜园土壤耕层全磷、有效磷、无机磷与有机磷均比粮田富集强烈，有效磷源的无机磷形态含量与植菜年限呈明显的正相关，各形态无机磷含量的垂直分布与粮田存在显著关系，Ca2-P、Ca8-P、Fe-P含量为表层强烈富集，向下骤减的垂直分布特征。溶度较高的Ca2-P、Ca8-P与有机质等养分呈极显著的正相关，而与CaCO3含量和pH值的降低呈显著的负相关，随植菜年限的延长，有机质及其它养分含量的提高以及CaCO3含量和pH值的降低也促进了难溶杰礁的有始化．