轮耕对小麦–玉米两熟农田耕层构造及作物产量与品质的影响

为了解不同轮耕模式对小麦-玉米两熟制耕层构造、作物产量和品质的影响,从2009年小麦季开始至2012年玉米生长季结束连续3个种植周期设置小麦季免耕、深松或翻耕+玉米季免耕或深松的6种耕作模式组合,研究其对农田土壤孔隙度和水分含量、作物产量、以及籽粒蛋白质含量、油分含量和容重的影响。结果表明,与免耕相比,玉米季深松大幅度提高0~40 cm土壤的周年总孔隙度,小麦季深松或翻耕改善了土壤孔隙状况。小麦季耕作和玉米季耕作的交互效应是各层次土壤毛管孔隙度的决定因素,而玉米季耕作的独立效应是土壤各层次非毛管孔隙度的决定因素。小麦季深松和翻耕促进小麦生育后期对土壤水分的吸收,深松较翻耕和免耕处理的小麦产量显著升高。玉米季深松比免耕提高了玉米在灌浆阶段对水分的吸收,有利于提高玉米产量,同时对后茬小麦有积极作用。从全年产量与品质看,6种耕作模式组合中,全年两季深松效果最佳,其次是小麦季深松+玉米季免耕,这两种轮耕模式均适合在华北平原推广应用。     

耕作方式对伊犁河谷旱地农田土壤物理性质和小麦产量的影响

为探讨耕作方式对新疆旱地农田土壤物理性质及小麦生长的影响,在免耕、传统耕作和深松3种耕作方式下,通过田间取样和室内烘干称重测得新疆旱地农田土壤容重、孔隙度、土壤含水量、土壤三相比值及小麦产量数据。结果表明：不同耕作方式下土壤容重、孔隙度、含水量、三相比R值和产量表现出一定差异。相比于免耕,传统耕作和深松降低了土壤容重,增加了土壤孔隙度、土壤含水量,改善了土壤三相比例,尤其深松处理土壤容重和孔隙度显著改善。小麦产量以深松处理最高,分别比传统耕作、免耕增加20.71%、24.28%。因此,深松有利于改善土壤结构、改良土壤物理性质,促进小麦产量提高。     

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。     

旱地小麦休闲期不同耕作措施对土壤水分蓄纳利用与产量形成的影响

为了提高旱地冬小麦的水分利用率,采用大田试验,研究休闲期不同耕作措施对旱地冬小麦土壤含水量、产量及水分利用率的影响。结果表明,休闲期不同耕作措施可明显提高播前与越冬期0~100 cm、100~200 cm土层含水量,有利于旱地冬小麦出苗与越冬;同时,休闲期不同耕作措施可明显提高后续各生育期土壤含水量,提高穗数、穗粒数,显著提高籽粒产量与水分利用率,各处理下数据显示休闲期深耕处理效果优于深松与免耕处理。总之,休闲期不同耕作措施均有利于旱地小麦土壤水分、产量和水分利用率的提高,是实现旱地小麦增产的有效措施。     

不同耕作方式对丹江口库区坡耕地土壤水分和作物产量的影响

研究了丹江口库区坡耕地传统耕作措施和3种保护性耕作措施对土壤水分动态变化、作物耗水量及作物产量的影响,结果表明：不同耕作方式对土壤水分具有较大的影响,3种保护性耕作措施的全生育期土壤水分含量均高于传统耕作,其中免耕（NT）和免耕秸秆覆盖（NTS）在作物播种期可以显著增加播种期表层土壤含水量;免耕秸秆覆盖对总生物量和玉米产量有显著促进作用,在丹江口库区坡耕地上实施免耕加秸秆覆盖的保护性耕作措施,既有利于作物对水分的高效利用,提高作物产量,也可以减少水土流失和农业面源污染。     

不同降水年型旱地小麦休闲期耕作的蓄水增产效应

为明确旱地小麦通过休闲期耕作实现蓄水增产的技术途径, 2009-2012年连续3个小麦生长季, 在山西闻喜县进行了休闲期深翻、深松或无耕作的田间试验, 以明确不同耕作措施对土壤水分变化、小麦产量形成的影响。结果表明, 深翻和深松处理播种期0~300 cm土壤蓄水量增加, 枯水年增加63~91 mm, 平水年增加41~70 mm, 丰水年增加54~74 mm, 尤其在枯水年和丰水年生育后期蓄水效果仍显著, 休闲期土壤蓄水效率显著提高, 枯水年提高147%~205%。深翻和深松处理在枯水年和丰水年可促进小麦生育后期吸收300 cm土层土壤水分, 使产量和产量构成因素显著提高, 尤其在枯水年产量提高34%~45%。在平水年, 穗数、穗粒数和产量显著提高, 且在平水年和丰水年深翻和深松处理对产量构成因素中的穗数影响最大。深翻和深松处理后降水生产效率和水分利用效率显著提高。不同降水年型休闲期耕作条件下, 穗数与播种至拔节期120~180 cm、拔节至开花期60~120 cm土层土壤贮水减少量关系密切, 穗粒数与播种至拔节期60~120 cm土层关系密切, 产量与拔节至开花期60~120 cm、开花至成熟期 120~180 cm土层关系密切。总之, 在本研究条件下, 旱地小麦休闲期深翻或深松耕作有利于蓄积休闲期降水, 改善底墒, 尤其枯水年的效果更为明显; 有利于增加土壤水分, 促进小麦向深层吸收土壤水分, 优化产量构成, 实现增产。在枯水年和平水年, 以休闲期深翻效果较好, 在丰水年以休闲期深松效果较好。     

河北平原麦玉两熟轮耕模式对土壤特性及作物产量的影响

于2016-2017年冬小麦-夏玉米一年两熟生长季,设小麦季深松+玉米季免耕（S-N）、小麦季旋耕+玉米季深松（R-S）和小麦季深松+玉米季深松（S-S）处理,以常规耕作方式小麦季旋耕+玉米季免耕（R-N）为对照,在河北平原中部南和县对不同轮耕模式下土壤理化性状、微生物特性、水热状况、产量及水分利用效率进行研究。结果表明,对比小麦播种前,R-S和S-S处理土壤非毛管孔隙度均有显著上升,0~15和15~30cm土层分别平均提高15.2%和18.0%;R-N处理0~15和15~30cm土层非毛管孔隙度比小麦播前分别下降11.3%和7.3%。单季或两季深松可显著提高农田土壤碱性磷酸酶、多酚氧化酶、过氧化氢酶和脲酶活性,其中R-S和S-S处理提高最明显。单季深松或两季深松均可显著提高微生物生物量碳和活跃微生物量,0~30cm土层分别平均提高6.3%和20.6%。两季深松土壤呼吸平均提高12.4%,且呼吸速率变幅增大。深松可增大土壤周年温度变幅,提高水分利用效率,两季深松可显著提高周年作物产量达8.62%。深松可改善土壤物理性状,提高作物产量,提高土壤关键酶活性和呼吸速率,扩大土壤温度日变幅,优化土壤微生物环境。     

不同耕作方式对杂草控制及燕麦产量的影响

摘要：试验在内蒙古阴山北麓武川县旱作农田进行,以传统耕作为对照,研究免耕、年年深松、年年浅松、浅旋与隔年深松6种耕作方式对杂草控制以及燕麦产量的影响。结果表明：①农田中单子叶杂草所占比例大,主要有狗尾草、野燕麦等,都为禾本科杂草,占全部杂草的81.7%;其它为双子叶杂草,主要有猪毛菜、藜、黄花蒿等8种,占全部杂草的18.3%。②免耕、年年深松、隔年深松杂草发生频率较大,浅松、浅旋对杂草控制相对较好,免耕杂草密度比浅松、传统高42.4%、22.1%。③不同耕作方式结合除草剂株防效和鲜重防效均以草甘膦最高,分别达到76.3%～82.1%与79.3%～93.2%。④除浅旋外,其余耕作方式的单产均明显高于传统耕作。     

深松耕作对夏玉米根系生长发育和产量的影响

深松耕作是用深松铲或凿形犁等松土农具疏松土壤而不翻转土层的一种深耕方法,采用这种方式耕作的土地,具有利于作物根系深扎、维持土壤微生物群体、蓄雨贮墒的优点。选用郑单958玉米品种作为试验材料,设置深松耕作试验组(ST)、传统耕作试验组(CT)、免耕对照组(NT)3个组别,记录玉米各个时间节点在田间表现的各项数据,探究深松耕作对于夏玉米根系生长发育和产量的影响。结果发现,随着植物的生长和发育,耕作方式对于夏玉米根系生长造成的影响逐渐明显;相对于免耕来说,耕作能够有效提高夏玉米产量。     

施肥与耕作对白浆土地区农作物产量的影响

研究表明,长期施用有机肥,玉米、大豆和小麦产量显著优于单施化肥和秸秆还田;玉米、小麦和大豆长期轮作的产量显著高于长期连作;3种耕法中,普翻优于深松,深松优于免耕,并随免耕年限加长,3种作物产量逐渐下降。     

Soil Conservation Tillage Effects on Yield and Water Use Efficiency on Irrigated Crops in Central Italy

Despite possible agronomic and environmental benefits, the diffusion of soil conservation tillage systems in Italy is currently rather low. The aim of this study was to compare the performance of different soil tillage techniques, in an effort to identify suitable soil management options for irrigated crops in Central Italy. An experiment was carried out on maize and soybean from April to October in two consecutive years (1993 and 1994) in Maccarese (a coastal location near Rome). The systems compared were: conventional mouldboard ploughing (CT), minimum tillage, ridge tillage and no-tillage (NT). In 1993, actual crop evapotranspiration was measured throughout the growing season on NT and CT soybean, using a micrometeorological technique.
No significant differences due to soil tillage were found for grain yield and yield irrigation water use efficiency (IWUEy), except for soybean in 1994, in which yields and IWUEy were 59 % higher on conservation tillage treatments compared with CT. In 1994 soybean yield water use efficiency was 10.1 and 9.5 kg ha⁻¹ mm⁻¹ for NT and CT respectively. The results suggest that the adoption of soil conservation tillage is feasible, for the specific cropping system, with equivalent or better performances as conventional tillage.     

Effects of different soil conservation tillage approaches on soil nutrients,water use and wheat-maize yield in rainfed dry-land regions of North China

Excessive tillage compromises soil quality by causing severe water shortages that can lead to crop failure. Reports on the effects of conservation tillage on major soil nutrients, water use efficiency and gain yield in wheat (Triticum aestivum L.) and maize (Zea mays L.) in rainfed regions in the North China Plain are relatively scarce. In this work, four tillage approaches were tested from 2004 to 2012 in a randomized study performed in triplicate: one conventional tillage and three conservation tillage experiments with straw mulching (no tillage during wheat and maize seasons, subsoiling during the maize season but no tillage during the wheat season, and ridge planting during both wheat and maize seasons). Compared with conventional tillage, by 2012, eight years of conservation tillage treatments (no tillage, subsoiling and ridge planting) resulted in a significant increase in available phosphorus in topsoil (0–0.20 m), by 3.8%, 37.8% and 36.9%, respectively. Soil available potassium was also increased following conservation tillage, by 13.6%, 37.5% and 25.0%, and soil organic matter by 0.17%, 5.65% and 4.77%, while soil total nitrogen was altered by −2.33%, 4.21% and 1.74%, respectively. Meanwhile, all three conservation tillage approaches increased water use efficiency, by 19.1–28.4% (average 24.6%), 10.1–23.8% (average 15.9%) and 11.2–20.7% (average 15.7%) in wheat, maize and annual, respectively. Additionally, wheat yield was increased by 7.9–12.0% (average 10.3%), maize yield by 13.4–24.6% (average 17.4%) and rotation annual yield by 12.3–16.9% (average 14.1%). Overall, our findings demonstrate that subsoiling and ridge planting with straw mulching performed better than conventional tillage for enhancing major soil nutrients and improving grain yield and water use efficiency in rainfed regions in the North China Plain.     

风沙区保护性耕作种植冬小麦的生态经济效益研究

本文在毛乌素沙地南缘靖边县北部风沙区选用免耕（NT）、覆膜（PM）和翻耕（CT）3种耕作措施,在2003-2007年期间,连续4年进行了冬小麦引种及田间观测试验,对比分析了不同耕作措施对土壤温度、含水量、容重 、作物产量、水分利用率及经济效益的影响。试验结果表明：相对于CT,NT和PM在出苗期和越冬期能够提高土壤温度0.35℃和2.27℃,返青期和收获期各措施土壤温度差异不大。NT和PM分别增加土壤含水量16.5%和35.9%。NT在播种前和收获后分别降低了表层土壤容重1%和5%,但是次层20-40cm分别增加了5%和6%,PM增加了表层土壤容重。NT和PM分别提高水分利用率42.1%和78.3%,增加作物产量20.5%和72.2%。NT节省了生产投入,经济效益高于其他两种措施。由此可以看出保护性耕作有利于冬小麦在风沙区越冬,增加作物产量,改善当地种植结构,避免冬春季节农田地表裸露,延长地面覆盖时间,减少土壤风蚀。     

保护性耕作的发展研究现状及评述

概括总结了近70年来保护性耕作的发展状况,保护性耕作对土壤特性、作物生长发育状况、产量与效益的影响的研究动态,评述了保护性耕作存在的问题,提出了中国的保护性耕作研究应该重视机具配套、适地适法、杂草防除,并深入研究不同地区应用保护性耕作后土壤特性的变化和产量效应,建立适合当地的保护性耕作技术规程。     

西南“旱三熟”地区不同保护性耕作措施对农田土壤生态效应及生产效益的影响

针对我国西南地区旱作农田土层浅薄、水土流失严重、季节性干旱多发等问题,以常规平作(T)、垄作(R)、平作+秸秆覆盖(TS)、垄作+秸秆覆盖(RS)、平作+秸秆覆盖+腐熟剂(TSD)、垄作+秸秆覆盖+腐熟剂(RSD) 6种措施作为处理,连续2年进行大田对比试验,研究不同保护性耕作措施对西南“旱三熟”种植区农田土壤生态要素、产量和水分利用效率的影响。结果表明, 保护性耕作措施可以有效地改善土壤有机质和养分状况,且对酸性土壤有一定的改良作用,其中有秸秆覆盖的4个处理显著增加了土壤有机质、全氮、全钾、碱解氮含量;可改善土壤水分状况,增强作物的抗旱节水能力,各处理0~80 cm土层2年平均贮水量排序为：RSD (258.82 mm) > TSD (252.40 mm) > RS (250.19 mm) > TS (246.66 mm) > R (239.19 mm) > T (235.87 mm);可降低7月份表层土壤温度,缓解夏季高温对玉米后期生长发育造成的伤害,其中有秸秆覆盖的4个处理对5 cm和10 cm土层温度有显著降低效应;可抑制杂草生长,具有良好的控草效应,其中TS、RS、TSD、RSD处理的杂草高度、密度和生物量均比T和R有极显著下降;可促进蚯蚓的繁殖和生长,使农田生态环境得到明显改善。总体来看,秸秆覆盖措施可以改善土壤肥力,并具有增加土壤贮水、调节土壤温度、控制农田杂草和促进蚯蚓生长的作用,垄作和腐熟剂在增加土壤贮水方面有明显效果。保护性耕作模式显著提高了作物的产量和水分利用效率,增加了经济收益。2年系统平均产量和水分利用效率排序为：RSD>RS>TSD>TS>R>T(CK),总产值和纯收入排序为RS>RSD>TSD>R>TS>T(CK)。在各处理中以RSD、RS两种模式的综合效果最好,在西南“旱三熟”种植区具有很好的推广前景。     

Effects of Tillage and Cropping Systems on Soil Moisture Balance and Pearl Millet Yield

A 2-year study was conducted to determine the effects of tillage and cropping systems on soil moisture balance, growth and yield of pearl millet (Pennisetum glaucum (L.) R.Br.). Three tillage treatments, viz. minimum tillage (one harrowing), conventional tillage (two harrowing, cross) and deep tillage (ploughing followed by two har-rowings), and four cropping systems, viz. monoculture of pearl millet, pearl miliet-clusterbean (Cyamopsis tetra-gonoloba (L.) Taub.) rotation, monoculture of pearl millet with 5 t ha⁻¹ farm yard manure (FYM), and intercropping of pearl millet and clusterbean, were compared. Deep tillage improved the soil moisture storage, water use efficiency and grain yield of pearl millet while consumptive use of water was higher with minimum tillage. Total dry matter yield with deep tillage and conventional tillage was 23.2 and 10.2% higher than minimum tillage in the season 1, and the corresponding values for season 2 were 30.7 and 13.3%. The Pearl millct-clusterbean rotation and monoculture of pearl millet with the application of 5 t ha⁻¹ FYM gave 17.2 and 6.1% higher yield than monoculture of pearl millet, respectively. Maximum water use efficiency was observed in rotation followed by FYM application.     

不同耕作措施对麦田土壤碳储量和作物水氮利用效率的影响

为了探索耕作措施和秸秆还田对麦田土壤碳氮水的动态变化的影响,在田间定位试验的基础上,通过深耕(T1)、深耕+秸秆还田(T2)、浅耕(T3)、浅耕+秸秆还田(T4)4种不同耕作方式处理,对麦田碳储量、土壤含水量、全氮含量以及作物水氮利用效率的变化进行了研究。结果表明,秸秆还田在不同时期对土壤碳储量有一定的影响,与播前土壤有机碳储量相比,0~20 cm土层各处理在越冬期有较高的有机碳储量,20~40 cm土层则于拔节期有机碳储量达到最大值,40~60 cm土层除T1处理,其他处理皆为拔节期最大。综合来看,在整个生育期有机碳储量均表现为秸秆还田处理大于秸秆不还田处理。深耕处理提高了小麦生育前期的土壤含水量,T2处理的作物耗水量比T4处理高4.2%;秸秆还田提高了作物的水分利用效率,T2的水分利用效率、灌溉水利用效率分别比浅耕加秸秆还田高24.9%,27.6%。除开花期,T1处理的植株含氮量高于浅耕处理,T2处理能够显著提高冬小麦氮素积累量,较不还田处理提高了44%;T1处理的氮素利用效率比浅耕处理高57.2%。秸秆还田处理在生育前期抑制了小麦的生长,但后期促进了植株干物质量的积累。秸秆还田有利于穗粒数的提高,从而提高产量,T2处理较T3处理产量提高了22.1%,较T1处理增产6.7%;T1处理较T3处理增产14.4%。因此,秸秆还田和深耕有助于提高土壤碳储量,提高水分和氮素利用效率,进而提高作物产量。     

保护性耕作对潮土物理性质的影响

为了研究保护性耕作对土壤物理性质的影响,以黄淮海平原典型潮土区小麦—玉米轮作系统的长期定位试验为基础,探讨不同耕作方式与秸秆还田处理下土壤容重、饱和导水率、紧实度、含水量的变化。结果表明,0~20 cm土层,土壤容重、土壤紧实度随着翻耕频率的减少而增加,每两年翻耕一次(CNTW2T)和每四年翻耕一次(CNTW4T)的土壤紧实度比长期免耕分别降低了40%、17%,土壤紧实度与土层深度呈显著正相关;保护性耕作改变土壤导水性能,随着免耕年限的增加,土壤饱和导水率显著降低;少免耕土壤含水量比传统翻耕高0.77%~3.01%。秸秆覆盖能显著降低土壤紧实度,改良土壤压实状况,提高土壤饱和导水率,减少土壤水分蒸发,从而改善土壤保水能力。免耕有利于土壤蓄水保墒,但长期免耕易导致土壤压实,不利于作物生长,少耕(CNTW2T、CNTW4T)既可改善土壤导水、保水性能,又可减少土壤压实,因此在黄淮海平原实施少耕与秸秆还田相结合的保护性耕作有利于改良土壤物理性质,提高土壤保水能力。