不同改良措施对新疆盐渍化棉田的改良效果

【目的】研究不同盐渍化改良措施与农业措施相结合,对土壤剖面盐分和0~80 cm耕层脱盐效果,为实现重度盐渍化土壤的资源可持续利用提供理论依据。【方法】以新疆玛纳斯河流域重度盐渍化土壤为研究对象,设置3种改良方案(T1:农业改良措施、T2:根区隔离土壤盐分+农业改良措施、T3:暗管排水处理+农业改良措施),通过3年的大田试验,分析0~80 cm土壤剖面盐分分布与盐分含量变化。【结果】不同改良措施地下水埋深随着生育期的灌溉表现出相似的变化规律,暗管排水措施对地下水埋深具有较好的调节效果;根区隔离、暗管排水措施与农业改良措施相结合均能够快速有效降低土壤盐分,根区隔离措施底层(40~80 cm)土壤脱盐效果较强,盐分含量降低了8.92 g/kg,暗管排水措施在表层(0~40 cm)土壤盐分含量降低了6.30 g/kg,具有较强的脱盐效果,农业改良措施在耕层(40~80 cm)土壤整体盐分含量降幅相对较低;结合3年的脱盐率变化来看,2016年脱盐率较低, 2017年研究区脱盐率大幅度提升,根区隔离措施、暗管排水措施耕层(0~80 cm)土壤平均脱盐率分别为63.30 %、52.47 %,明显高于农业改良措施脱盐率30.67%,2018年农业改良措施、根区隔离措施以及暗管排水措施在0~80 cm土层脱盐率分别为5.28 %、20.00 %、3.89 %。【结论】根区隔离、暗管排水工程措施结合农业改良措施,能够快速有效降低土壤盐分含量,改善重度盐渍化土壤。     

不同机械深松方式破除黏板层试验

南疆重盐碱地普遍存在不透水的粘土层,在地面通常会形成盐斑,致使棉花出苗困难,为解决这一问题,通过研制深松粉垄设备,利用物理方法消除障碍层,研究不同机械破黏板层方式对土壤盐分和棉花出苗的影响,结果表明:采用条状破障方式和点源破障方式机械破黏板层后,重盐碱地土壤盐分下降明显,表层土壤脱盐率达到了33%以上,可以满足棉花出苗对盐分要求,棉花出苗率提高20%以上,同时加速了土壤渗水,渗水时间可以缩短至7天,为新疆盐碱地土壤改良利用提供技术支撑。条状破障方式与点源破障方式比较,条状机械深松方式效果优于点源深松方式。     

典型荒漠农田防护林对棉田土壤水盐动态的影响

【目的】研究典型荒漠农田防护林对棉田土壤水盐动态的影响。【方法】以新疆石河子150团棉田-防护林体系为研究对象,测定0.1H、0.25H、0.5H、1H、2H、3H地段与林地的水盐含量及蒸发量,分析防护林对周围棉田土壤的水盐变化特征。【结果】(1)防护林的浅根系在其0.25H范围内同棉株争夺水分。(2)棉田防护林下的土壤盐分含量明显低于无防护林棉田,0~20 cm的浅层土壤含盐量普遍较低,距离防护林0.5H范围的棉田没有盐渍化现象,该团场棉田地基本维持在无盐渍化或轻度盐渍化的范围;(3)农田防护林的脱盐效果明显,尤其在0.1H处平均脱盐率达到14.38%以上,即距离农田防护林越近,脱盐效果越明显。【结论】林带边缘防护林争水严重,可增加林带的灌溉频率;防护林对林带边缘土壤有着明显的脱盐降盐效果,可防止土壤此生盐渍化的发生。     

深松对覆膜滴灌棉田根腐病害发生及根区环境的影响

【目的】 研究深松结合覆膜滴灌对绿洲棉田根区土环境与根腐病发生的影响。【方法】 在新疆阿克苏地区阿瓦提县设置深松30、40和50 cm(S₃₀、S₄₀和S₅₀)3种深松模式,以传统翻耕为对照(CK),研究深松对根腐病发病指数、土壤含水率、根系形态、根系活力及产量构成等影响。【结果】 与传统耕作相比,深松可有效降低耕层土壤容重,增加土壤储水能力,增加土壤扩库增容效果,病情指数的降低与土壤容重下降、土壤含水率的增加和根系活力增加具有显著的相关性。其中深松降低生育期根腐病发病指数7.0%～26.0%,以S₄₀处理效果最佳,发病指数较传统耕作相比降低26.0%。随着深松深度的增加土壤容重依次下降,与对照相比降低2.4%～10%。深松深度与根系主要形态指标与活力具有线性相关性,与传统耕作相比根系长度增加4%～34.6%,根系表面积增加13.1%～44.8%,根系体积增加9.2%～40.6%,根系活力增加7%～42.9%。根区环境的改善促进产量增加,S₄₀处理皮棉产量分别较CK、S₃₀、S₅₀增加了22.2%、15.7%和2.5%。【结论】 在新疆南疆棉区采用深松结合覆膜滴灌措施具有良好的蓄水保墒和防病增产效果,对棉花生长有利,深松40 cm处理可作为较为理想的根腐病农艺防治措施在生产中推广应用。     

半干旱区深松垄作对春玉米生长及产量的影响

为探讨半干旱区深松垄作对春玉米生长、干物质积累以及产量的影响,了解深松对土壤水分的"提、蓄、保、利"效果,达到提高水资源利用效率,改善土壤结构,挖掘春玉米增产潜力的目的。在吉林省半干旱区,以常规垄作为对照,开展了玉米垄作条件下春季和秋季深松30 cm的研究。结果表明,深松后耕层10~20 cm、20~30 cm的土壤紧实度从小到大顺序为:春深松30 cm秋深松30 cm常规垄作,并且春深松30 cm与常规垄作的土壤紧实度间有显著性差异。两个深松处理在0~20 cm、20~40 cm土层的土壤含水率高于常规垄作。深松能促进植株干物质的积累,对产量也有小幅度提高效果。春季深松作用效果更好,长期持续的深松利于改善土壤结构。     

不同滴灌年限小麦土壤速效养分空间变异特征

【目的】研究小麦不同滴灌年限土壤速效养分积累的变化规律,了解其空间分布特征。为科学管理滴灌小麦土壤调查和施肥技术体系提供理论和数据参考。【方法】以1、3、5、7 a滴灌小麦农田土壤为研究对象,分析不同滴灌年限小尺度土壤盐分空间的分布特征。采集土壤剖面(0~60 cm)样品,结合连续性定位监测、描述性统计和地统计分析,研究不同滴灌年限土壤速效养分时空变异规律。【结果】不同滴灌年限速效养分的最大值在0~20 cm土层,最小值在40~60 cm土层;不同土壤层的速效养分含量呈弱变异和中等变异。半方差函数表明,滴灌1、3、5、7 a土壤速效养分含量符合球状模型和高斯模型,呈明显空间自相关和中等空间相关性,块金系数在15.28%~65.15%。【结论】不同滴灌年限土壤速效养分随年限的增加呈现下降趋势,其空间分布主要受人为因素和随机因素的共同影响。     

盐渍化农田不同埋深暗管排盐效果研究

【目的】研究暗管排盐技术与农业灌溉种植方式结合的土壤脱盐效果,为引用该技术改良利用盐碱地以及制定合理灌溉方案提供理论依据。【方法】以新疆第三师红旗农场的重度盐渍化农田为研究对象,设置3种暗管埋深(T1,暗管埋深1.2 m;T2,暗管埋深1.5 m;T3,暗管埋深1.8 m),暗管间距均为25 m,通过2年的暗管排盐实验研究1 m耕层土壤剖面盐分分布特征以及水平方向土壤盐分变化。【结果】暗管埋设2年后,不同埋深暗管水平方向土壤盐分含量均有所下降,但距离暗管各点降幅差异较小;各暗管处理配合地面灌溉均能有效降低1 m耕层土壤盐分含量,T1、T2、T3处理土壤含盐量分别降低了7.88、8.90、8.13 g/kg,T2处理在1 m耕层脱盐率最高为45.79 %,优于T1、T3处理,T1、T3脱盐率差异不大;不同土层脱盐效果存在差异,3个处理在40~60 cm土层脱盐率均超过50%达到最大值,但整体表现为上层高于下层。【结论】暗管排盐技术结合地面灌溉对降低土壤耕层盐分具有明显的作用,依据实际情况可降低灌溉量或增加暗管铺设间距。     

深松作业效果试验及评价方法研究

【目的】分析单、双铲深松作业效果及评价方法,为提高耕作质量和减少能源消耗的深松作业提供决策依据。【方法】以箭形深松铲为对象,在模拟大田土壤环境的基础上,利用室内土槽研究了单、双铲深松作业效果及评价方法,提出了土壤硬度变化系数、土壤体积膨松系数、单位松土带宽度耕作阻力系数和土壤相互扰动系数等4个评价指标。【结果】(1)单、双铲深松作业后的平均土垄高度差分别为7.342cm和6.492cm,双铲比单铲的平均土垄高度差减少11.58%,说明双铲深松后的地表平整性优于单铲,且深松铲间距是影响土壤体积膨松程度的主要因素,其对深松后土壤形成的垄形与坑形有重要影响;(2)在土壤扰动区域内,当深松深度为3~17cm时,双铲作业的土壤硬度变化程度较单铲显著,当深度为17~30cm时,单铲作业的土壤硬度变化程度大于双铲;(3)深松单位松土带宽度时,双铲的平均耕作阻力为单铲的0.668倍,较单铲减少69.31N,双铲的能耗较单铲减少33.2%;(4)双铲的土壤相互扰动系数为1.170,深松铲布局方式对土壤扰动有重要影响。【结论】本研究结果有利于深入理解单、双铲的深松作业效果,促进符合节能减阻要求的深松机具的研发及田间作业机器系统的优化选用。     

粉垄耕作对黄淮海北部春玉米籽粒灌浆及产量的影响

【目的】在黄淮海北部引入一种称作“粉垄”的新型深土耕作措施,旨在解决由于连年旋耕所致的犁底层上移、耕层变浅,限制作物产量提高的现实问题。【方法】以旋耕和深松为对照,设置粉垄30 cm、粉垄50 cm、粉垄30 cm+地膜、粉垄50 cm+地膜等处理,探究其对春玉米灌浆和产量的影响。【结果】与旋耕和深松相比,粉垄利于水分入渗,增加了土壤贮水,改善了土壤水分供给,提高了春玉米的穗粒数和籽粒含水率;尽管灌浆渐增期不具有优势,且耕作深度越深,起始生长势和平均灌浆速率越低,但灌浆快增期和缓增期平均灌浆速率随耕作深度增加的优势突出;最终粉垄的百粒重和产量显著高于两对照。粉垄加盖地膜保存了更多水分,显著提高了穗粒数,灌浆渐增期灌浆速率便优势明显,且耕作深度越深,优势越明显,加之灌浆期延长,百粒重和产量显著高于未覆膜两处理。【结论】粉垄覆膜的新型耕作措施为打破犁底层、解决耕层变浅、促进作物增产提供了一种新的可行方法。     

渭北旱原夏闲期麦田不同耕作措施的土壤贮水效应

【目的】研究免耕、深松和翻耕麦田夏闲期土壤贮水能力,揭示3种耕作方式麦田土壤蓄水保墒能力产生差异的机理。【方法】选取渭北旱原中等产量水平的旱作麦田,于2007和2008年麦田夏闲期,研究免耕、深松和翻耕3种耕作方式下,麦田0~300 cm土层土壤贮水量和降雨后土壤水分的时空变化特征。【结果】2007和2008年夏闲前后,免耕、深松处理0~300 cm土层土壤含水量较翻耕处理分别提高47.2%,55.6%和38.9%,22.2%,均达到显著水平(P<0.05),并且3种耕作方式土壤贮水量的差异主要体现在160或140 cm以上土层;免耕和深松土壤贮水效果总体优于翻耕处理,但免耕和深松处理在2007和2008年的土壤贮水效果有一定差异,前者深松优于免耕,差异不显著,而后者免耕显著优于深松;夏闲期<10 mm降雨后3,7和13 d,免耕和深松土壤0~100 cm土层含水量均高于翻耕农田,而免耕和深松土壤水分的差异主要出现在降雨后7 d;10~30 mm降雨后7 d,免耕和深松土壤0~200 cm土层含水量明显高于翻耕土壤,但在降雨后1和3 d无显著差异。【结论】夏闲期免耕和深松耕作方式较翻耕方式显著提高了土壤的贮水能力,其机理主要在于免耕和深松耕作方式增强了降雨后土壤的蓄水保墒能力。     

阿克苏地区不同土地利用方式对土壤有机碳的影响

【目的】 研究新疆阿克苏地区农田或荒地改建为果园亦或果农间作后对土壤有机碳的影响。【方法】 在阿克苏地区采集单作小麦、枣麦间作、单作枣园、荒地单作枣园、撂荒地等5种典型土地利用方式的土壤,测定有机碳含量并估算其碳储量。【结果】 由农田更替为果园及果农间作后,提高了各层土壤有机碳含量,其中0~40 cm土层各层土壤有机碳均显著提高(P<0.05)。由荒地改建为果园后,0~10、10~20、20~30和60~80 cm土层土壤有机碳均有显著提高(P<0.05)。0~100 cm土层土壤有机碳储量范围2.21~14.31 t/hm²,垂直分布看,0~40 cm土层是有机碳储存的主要土层(份额比＞56.9%),随深度增加而减少。不同土地利用方式下各土层土壤有机碳含量及碳储量均表现为枣麦间作>单作枣园>单作小麦>荒地单作枣园>撂荒地。【结论】 阿克苏地区农田或荒地改建为果园或果农间后,均有利于土壤有机碳的提高。枣麦间作系统与其他土地利用方式相比具有较高的固碳潜力。     

巴音布鲁克高寒草原不同退化程度土壤化学计量比特征

【目的】研究退化草地土壤碳(C)、氮(N)、磷(P)生态化学计量特征的变化规律,为退化草地的恢复治理及草地资源的科学管理提供理论依据。【方法】以巴音布鲁克不同退化阶段(未退化,ND;轻度退化,LD;中度退化,MD;重度退化,HD)高寒草原为对象,采用野外调查和室内分析相结合方法,测定退化草地土壤有机碳、全氮、全磷等养分。【结果】4个不同退化程度草地的土壤C、N、P含量均随土壤深度的增加而减少,其中碳含量在0~10、10~20和20~30 cm土层4个退化程度依次下降了53.0%、54.0%和52.0%,氮、磷含量也依次下降了42.0%~95.0%、29.0%~43.0%(P＜0.05)。0~10、10~20和20~30 cm土层土壤碳氮比在重度退化后达到最低,较未退化分别降低71.0%、75.0%和77.0%(P＜0.05);在20~30 cm土层未退化与轻度退化间差异不显著(P＞0.05);与未退化草地比,重度退化以后0~10、20~30 cm土层氮磷比显著降低了64.0%、59.0%,在轻度退化过程中10~20 cm土层土壤氮磷比要高于未退化(P＜0.05);土壤表层碳氮比、碳磷比和氮磷比与地上生物量呈显著正相关关系(P＜0.05)。土壤C、N、P化学计量比值与地上生物量表现出良好的相关性(P＜0.05)。【结论】巴音布鲁克高寒草原不同退化草地土壤化学计量比明显下降。     

施氮对膜下滴灌棉花生长发育及土壤硝态氮的影响

【目的】 研究施氮量对膜下滴灌棉花生长发育及土壤硝态氮的影响,为膜下滴灌棉花的氮肥管理提供理论参考。【方法】 以新陆早52号为材料,设N0(不施氮)、N150(150 kg/hm²)、N250(250 kg/hm²)、N350(350 kg/hm²)、N450(450 kg/hm²)共5个处理,研究膜下滴灌棉花的氮肥运行规律及最佳氮肥施用量。【结果】 不同氮肥处理地上部生物累积量进符合Logistic 曲线模型Y=a/(1+b×exp(-k×t)),最大积累速率出现时间在71~77 d,进入快速积累期在56~60 d。2试验年各处理LAI表现为N450>N350>N250>N150 >N0,最大可达4.51~4.81。0~60 cm土层,硝态氮含量变化表现为随土层深入先增加后降低的趋势,在20~40 cm土层硝态氮含量最高,现蕾阶和铃期消耗土壤硝态氮较多。产量、肥利用率、氮肥贡献率2试验年N350最大,分别在为7 477.5和7 731.7 kg/hm²,40.32%、43.24%,56.09%、57.02%。【结论】 N350(350 kg/hm²)处理效果最佳,施氮量在327.70~340.67 kg/hm²的阈值范围内,有利于棉花形成高产和提高肥料利用率。     

滴灌下限对日光温室葡萄生长、产量及根系分布的影响

【目的】 探究自动控制灌溉条件下灌水水平对葡萄生长发育与水分消耗的影响,为温室自动灌溉条件下葡萄水分管理提供决策依据。 【方法】 以3年生‘玫瑰香’为研究对象,利用CR1000数据采集器、土壤水分传感器和电磁阀联合自动控制灌水,设置8个不同的灌水下限（分别为田间持水率的50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%和85%）,灌水上限均为田间持水率的90%,研究不同灌水下限对温室葡萄地上部和地下部生物量、产量、水分利用等的影响。 【结果】 当灌水下限低于田间持水率的75%时,随着灌水下限的提高,新梢长度、新梢茎粗以及叶面积指数均显著增加,当灌水下限超过田间持水率的75%时,新梢的生长受到不同程度地抑制;葡萄根系在0-60 cm土层中均有分布,但主要分布在0-30 cm土层中,该层的根体积以及根系表面积分别占总根系的75%-89%、77%-83%。在葡萄根系分布最为集中的0-10 cm和10-20 cm土层中,各根系指标均随着灌水下限的提高呈先增加后减少的趋势,其中当灌水下限为田间持水率的75%时,各根系指标均最大。当灌水量低于6 000 m ³·hm ^-2时,各根系指标均随着灌水量的增加而增大,当灌水量达到7 000 m ³·hm ^-2时,各根系指标均出现下降或增长缓慢的趋势;当灌水下限是田间持水率的75%时,葡萄的产量和水分利用效率均为最高,分别达到32 270.31 kg·hm ^-2、4.85 kg·m ^-3。 【结论】 综合考虑葡萄新梢生长、根系分布、产量和水分利用等因素,滴灌条件下葡萄水分管理的最佳土壤水分区间为田间持水率的75%-90%,可以作为该种植模式下适宜的灌溉控制指标的推荐值。     

塔河下游典型绿洲灌区土壤盐分空间变异特征

【目的】 研究典型绿洲灌区不同深度土壤的盐渍化特征和空间分布状况。【方法】 运用GPS定位技术进行调查与采样,并结合室内样品测定结果,对塔里木河下游31团灌区土壤盐分含量和各盐分离子含量进行地统计分析和Kriging空间插值。【结果】 研究区内土壤总体呈碱性,盐分组成以氯化物-硫酸盐为主,受季节及灌溉影响,秋季蒸发强烈处于积盐阶段,根域层(0~60 cm)土壤盐分均大于深层(60~100 cm)土壤盐分。根域层盐分、Cl^-、Mg²⁺、SO^2-₄的半方差函数拟合模型符合指数模型,深层盐分、K⁺+Na⁺符合高斯模型,HCO^-₃、Ca²⁺符合球状模型。根域层盐分大多处于轻、中度盐渍化,重度盐渍化区域主要集中在研究区中部荒漠化程度高、地形复杂的区域,深层土壤盐分受秋季潜水蒸发影响,绝大部分处于轻度盐渍化,变化范围小,分布较为均匀。各土层中阴离子均以SO^2-₄为主,阳离子均以K⁺和Na⁺为主,SO^2-₄、Cl^-、K⁺+Na⁺与根域层土壤盐分有着相同的分布特征。【结论】 31团灌区土壤含盐量较高,各层土壤均处于不同程度的盐渍化状态,47.12%的根域层(0~60 cm)土壤盐分处于中度盐渍化状态,90.01%的深层(60~100 cm)土壤盐分处于轻度盐渍化状态。     

枣园生草对土壤养分及果实品质的影响

【目的】研究不同生草对土壤养分及果实品质的影响,为宁夏灵武长枣栽培模式优化提供依据。【方法】于枣园行间种植不同的草种,进行方差分析。【结果】枣园生草提高枣园0~40 cm土层土壤有机质、全氮、全磷、碱解氮、速效磷、速效钾的含量枣园种粒黑麦草和白三叶可提高果实VC和类黄酮含量、降低有机酸含量、增强果实硬度;紫花苜蓿处理可明显提高单果重。【结论】枣园生草可提高种植园土壤肥力、改善果实品质,其中黑麦草和白三叶行间生草效果优于其他草种。