京郊农田不同植被的土壤风蚀模数比较

为了研究京郊地区农田植被土壤风蚀变化规律,提出京郊防尘的农作制度,笔者采用野外风洞原位测试方法定量评价北京周边不同植被冬春季节的土壤风蚀状况。结果表明：植被覆盖在冬春季可以明显降低农田土壤风蚀量,5种植被均表现为100 cm的土壤风蚀模数略大于20 cm的。在风速20 m/s的条件下,3月中旬冬小麦、小黑麦的农田抗风蚀能力＞紫花苜蓿＞油菜、菠菜;小黑麦和冬小麦分别在20 cm和100 cm处地表抗风蚀能力强。4月中旬菠菜的农田抗风蚀能力＞油菜＞紫花苜蓿＞冬小麦、小黑麦、小黑麦和冬小麦分别在20 cm地和100 cm抗风蚀能力最弱。翻耕地比免耕地风蚀模数高,其中留根茬翻耕地最高,立秆免耕最低;3月份秸秆粉碎免耕风蚀模数大于留根茬免耕,4月份则相反。不同植被下土壤风蚀模数与土壤含水量呈负相关,且随着土层的增加相关系数逐渐降低;不同秸秆残茬处理下土壤风蚀模数与5~10 cm土层含水量和土壤覆盖度相关性较高,且均呈负相关。一年两作区越冬作物能提高土壤抗风蚀力;春玉米区立秆免耕抗风蚀里最强,免耕和秸秆还田等也均能提高土壤抗风蚀力。     

科尔沁沙地4种作物根茬抗风蚀效果风洞试验研究

摘 要：利用野外风洞设备,以翻耕地为对照,对科尔沁沙地东部农田的4种不同作物茬地抗风蚀效果进行了测试,对风蚀主要影响因子进行了分析。试验结果表明：作物留茬可显著提高地表抗风蚀能力;在相同风速条件下,抗风蚀能力大小依次为燕麦茬地>玉米茬地>向日葵茬地>绿豆茬地>翻耕地;与翻耕地相比,燕麦茬地、玉米茬地、向日葵茬地和绿豆茬地的起动风速分别抬高了53.3% 、17.8% 、11.1%、 8.9%。本试验表明,风蚀量与土壤地表覆盖度、土壤0～5cm表层含水量、地表粗糙度、土壤容重、土壤坚实度呈负相关关系,其中与前三者呈显著高度负相关关系。采用免耕留茬措施可以有效地抑制农田土壤风蚀,有利于防治农田荒漠化。     

休闲期深松及播期对旱地小麦干物质累积特性与产量的影响

为确定黄土高原雨养农田高产栽培的适宜播期,于2013-2015年选用运旱20410作为试验材料,设置休闲期深松(SS)、传统耕作(CK) 2个耕作方式,设9月20日(早播,D1)、10月1日(中播,D2)、10月10日(晚播,D3) 3个播期,分析休闲期深松条件下不同播期对土壤蓄水量、干物质累积的影响。结果表明,休闲期深松有利于提高各生育时期土壤蓄水量、各生育阶段干物质累积量及累积速率、花前各器官干物质累积量、产量。休闲期深松条件下,越冬期-孕穗期土壤蓄水量以中播处理最高,以早播处理最低;而开花后土壤蓄水量以中播处理最低。中播处理可显著提高各阶段干物质累积量、累积速率。休闲期深松条件下,中播处理较早、晚播显著提高产量5%~10%。对照条件下,中播处理较早、晚播处理显著提高产量9%~11%。开花期不同器官中干物质累积量大小表现为茎秆叶片穗。产量的形成与花后干物质累积量的关系更为密切。叶片、茎秆+叶鞘干物质累积量与产量呈线性关系,且正相关,颖壳+穗轴干物质累积量与产量呈抛物线关系。总之,休闲期深松配套10月1日播种有利于改善土壤水分,提高干物质累积转运,从而实现增产。     

华北高寒区多年保护性耕作对农田土壤容重的影响

为了在保护土壤、减抑风蚀的同时,兼顾作物的产量,探索适合华北高寒区的保护性耕作模式,给当地作物生产提供理论依据,在农业部张北野外观测站连续9年不同耕作方式定位研究的基础上,于2007—2009年探讨了免耕、松耕和翻耕对土壤耕层容重的影响。结果表明,3种耕作方式播种期不同耕层土壤容重均以免耕最高,翻耕最低,播前0~10 cm、10~20 cm土壤容重免耕分别为1.65、1.81 g/cm3,翻耕则分别为1.38、1.47 g/cm3,收获期土壤容重差异不明显。华北高寒区不同耕作方式对农田耕层土壤容重具有明显的影响,翻耕和松耕可以显著降低耕层土壤容重。受作物根系生长生物力的影响,收获期与播种期相比,免耕及松耕农田耕层土壤容重呈下降趋势,翻耕则无明显变化。     

春小麦复播绿肥对连作棉田土壤肥力的影响

在连作棉田上进行春小麦复播绿肥（草木樨、油菜、油葵、大豆）试验,研究各种绿肥生物量,养分含量及其绿肥翻压后对棉田土壤有机质,速效养分的影响。研究结果表明：四种绿肥中草木樨的生物量最高;四种绿肥翻压后对土壤有机质和速效养分含量均有一定的影响,其中草木樨、大豆翻压后土壤有机质分别提高了8.58%,1.01%;四种绿肥翻压后土壤速效氮提高了0.30%-5.96%,除大豆外,其它三个处理的土壤速效钾含量平均是对照的1.08倍;研究发现油菜、油葵的富钾作用较为突出。四个处理中春小麦复播草木樨是相对较好的一组轮作作物。     

以作物残茬为生物篱在裸露农田营建防风带技术的研究

根据农田防护林等生物篱网防治农田风蚀的原理,把作物残茬作为生物篱间隔插入马铃薯裸露农田,形成以残茬为生物篱的农田防护篱网,可以解决北方旱作马铃薯生产基地农田严重风蚀问题,核心技术是利用残茬把连片的裸露农田间隔分成宽7.2m以下的带田,形成留茬带与裸露带间作的农田,不仅使留茬带的风蚀量降低80%以上,其裸露带的风蚀量也降低50%以上,取得防治马铃薯裸露农田的风蚀沙化,保护和提高耕地质量的实效。总结提出在北方旱作区采用麦类/油菜等条播作物留茬与马铃薯等根茎类作物间作轮作营建裸露农田防风篱网的保护性耕作技术。     

秸秆还田条件下不同耕作方式对土壤化学性状的影响

为解决大兴安岭东麓地区黑土地耕地质量下降,秸秆资源过剩焚烧造成的环境污染等突出问题,本文设立了秸秆还田条件结合深翻+重耙(SDH)、深松+重耙(SSH)、深松浅翻+重耙(SSS)、重耙(SH)、旋耕(SRT)、免耕(SZT)和传统耕作(CK) 7个耕作处理,其中秸秆不还田传统耕作(CK)为对照组,通过研究2年秸秆还田条件下不同耕作方式对土壤化学性状的影响,结果表明：秸秆还田后短时间内土壤有机质迅速增长,经过一个生长周期有机质水平再次降低。与CK比较,第1年0~40 cm土层SDH、SSH、SSS和SH处理速效磷、全钾含量升高;SDH、SSH和SSS处理能够显著提高土壤碱解氮、速效钾、全氮和全磷含量。第2年收获后SDH、SSH、SSS处理可以提高土壤碱解氮、全磷含量;SSH和SSS处理能够提高0~60 cm土壤速效磷、速效钾、全氮含量。秸秆还田条件下SSH和SSS处理对土壤养分含量的提升较为显著。     

轮耕对双季稻田耕层土壤养分库容及Cd含量的影响

研究长期不同耕作措施下双季稻田土壤结构、养分及重金属含量的变化规律,对构建稻田合理耕层、提升耕地质量、促进粮食可持续丰产具有重要意义。2005-2014年在湖南醴陵双季稻田设置长期免耕(NT-NT)、长期旋耕(RT-RT)、长期翻耕(CT-CT)、翻免轮耕(CT-NT)和旋免轮耕(RT-NT) 5种耕作方式定位试验,测定并分析不同耕作方式对耕层深度、土壤容重、土壤C、N、P、K养分含量、养分库容量及重金属Cd含量等的影响。结果表明,NT-NT由于长期没有动土,土壤容重较高,而RT-RT、CT-CT、CT-NT和RT-NT均使土壤容重值降到了较理想区间。CT-NT和RT-NT 0~5 cm耕层土壤有机碳、活性有机碳、全氮、碱解氮、有效磷、速效钾和Cd含量均显著低于NT-NT,而高于RT-RT、CT-CT,说明NT-NT在促进土壤养分向表层聚集的同时,也促进了土壤镉向表层聚集,且随着耕作频率的增加土壤表层养分及土壤镉均呈下降趋势。CT-NT和RT-NT 5~10 cm耕层土壤各养分含量均显著高于NT-NT,而10~20 cm耕层土壤各养分含量均低于RT-RT、CT-CT,说明轮耕促进了土壤养分积累并主要向土壤中层聚集。耕层厚度、有效养分总库容量及土壤Cd含量均表现为RT-RT、CT-CT>CT-NT、RT-NT>NT-NT,说明随着耕作频率减少土壤耕层逐渐变浅,有效养分总库容量逐渐变小,土壤总镉、有效镉含量也逐渐降低。本研究表明,长期免耕和长期翻(旋)耕均存在一定弊端,长期免耕虽然降低了土壤镉含量,但同时也降低了土壤养分库容,长期翻(旋)耕虽然增加了土壤养分库容,但同时也增加了土壤镉含量,而合理土壤轮耕既可改善土壤结构,促进土壤养分积累、增加土壤养分库容,又能适当降低土壤镉含量,改善土壤环境。     

秸秆全量还田下土壤氮素特征对耕作措施的响应

为揭示北疆地区秸秆全量还田下不同耕作措施对土壤氮素特征的影响,进而筛选出适宜北疆复播大豆资源高效利用的耕作措施。于2019年进行了复播大豆田间试验,在冬小麦收获后秸秆全量还田条件下,设置了翻耕（TS）、翻耕覆膜（TPS）和免耕秸秆覆盖（NTS）3种耕作措施处理,研究不同耕作措施对复播大豆土壤铵态氮、硝态氮及氨挥发的影响。结果表明,复播大豆花期施肥后,土壤氨挥发速率和积累量表现为TPS>TS>NTS;不同耕作措施下土层0~20cm硝态氮和铵态氮含量差异显著,0~20cm耕层TPS和TS处理土壤硝态氮含量分别较NTS处理高17.12%和18.45%,铵态氮含量分别高82.76%和4.66%。综合考虑认为,秸秆全量还田下,北疆复播大豆适宜的耕作方式为翻耕覆膜。     

不同耕作方式对小麦田杂草发生规律及产量的影响

为了摸清新型耕作模式下四川小麦田杂草发生规律及防除方法,通过以传统翻耕为对照,连续5年定田定点研究了不同耕作方式对小麦田杂草发生规律及产量的影响,结果表明：不同耕作方式下,小麦田杂草种类基本相同。免耕不覆盖处理的杂草数量最多,翻耕次之,免耕覆盖稻草最少。小麦田杂草有2个出苗高峰：小麦播后2~3周有一个大的出苗高峰;播后6~7周有一个小高峰。不同耕作方式下杂草对小麦株高和分蘖无明显影响;免耕覆盖稻草与翻耕处理的小麦产量相当,且均明显高于免耕不覆盖处理。说明免耕覆盖稻草既可以显著降低杂草发生数量和为害,同时又可以明显增加小麦产量,应用前景广阔。     

周年耕作方式对砂姜黑土农田土壤养分及作物产量的影响

为探明适宜于砂姜黑土农田的周年耕作方式, 提升砂姜黑土农田地力及作物产量, 在冬小麦?夏玉米一年两熟种植制度下, 设置多年定位夏玉米季?冬小麦季免耕?旋耕(对照)、免耕?深耕、深松?旋耕、深松?免耕、免耕?免耕5种周年耕作方式田间试验, 在定位处理的第4个周年研究耕作方式对砂姜黑土农田土壤有机碳含量、土壤养分及其对作物产量的影响。结果表明, 在秸秆全量还田条件下, 与试验开始前相比, 各处理0~20 cm土层土壤有机碳、全氮、速效钾含量均有所增加。与对照相比, 其他处理均增加周年内0~20 cm土层土壤有机碳和全氮含量。免耕?深耕、深松?旋耕、免耕?免耕处理显著增加周年内0~20 cm土层土壤有效磷含量, 而深松?免耕处理显著增加冬小麦开花期和收获期0~20 cm土层土壤有效磷含量, 整个周年内对照在20~40 cm土层土壤的有效磷含量均最低。深松?免耕处理增加周年内0~20 cm土层土壤速效钾含量, 而深松?免耕、免耕?免耕处理20~40 cm土层土壤速效钾含量在夏玉米苗期、大口期、开花期和灌浆期显著高于对照处理。深松?旋耕和深松?免耕处理显著增加夏玉米?冬小麦周年籽粒产量, 增幅分别为7.67%和10.21%。综上所述, 在秸秆全量还田基础上, 深松?旋耕和深松?免耕能够改善土壤有机碳和养分状况, 显著提高周年作物产量, 可作为黄淮区砂姜黑土农田相对适宜的周年耕作方式。     

宁夏中部干旱带几类土壤可蚀性对比研究

对比分析了旱作免耕农田、传统翻耕农田、冬小麦地、退耕草地(苜蓿地)和柠条林地地表粗糙度、风蚀量及其与地表附着物相关性等土壤可蚀性差异。结果表明:旱作传统翻耕农田就地起沙量最大,土壤可蚀性最小,是当地沙尘的主要来源之一;免耕、退耕草地和柠条林地都能有效减少地表风蚀,土壤可蚀性明显较强;传统翻耕农田、冬小麦地风蚀颗粒主要集中在近地表,为就地起沙;提高"杂草频度"即植被覆盖率,对有效防治就地起沙、提高土壤可蚀性效果明显。     

不同播种措施对河北冬小麦产量影响研究

针对河北平原冬小麦生产中大面积采用秸秆还田和旋耕后直接播种给冬小麦出苗带来的不利影响,在河北藁城市进行了冬小麦抢墒播种（对照）、播前灌溉、抢墒播种后镇压3种处理对冬小麦生长发育及产量的影响试验。结果表明,播前灌溉和抢墒播种+播后镇压的产量分别比对照高6.9%和6.0%,与对照处理的产量达到显著差异(P<0.01)。因此,小麦抢墒播种加镇压可节省冬小麦底墒水,具有很好的节水增产效果,可以大面积推广。     

河西走廊种植冬油菜的环境效应

设置田间试验及风洞试验, 对河西走廊的冬油菜、冬小麦、麦茬和春播4种地表类型的有关指标的测试分析表明, 冬油菜地表的覆盖度、土壤含水量、起动风速均最高, 分别达95%、11.8%和14 m s^-1;其风蚀模数最小, 仅为春播处理的1/25;其距地面20 cm高的气流层内, 风蚀物输送量为0.113 g m^-2 min^-1, 是春播地的1/206;其地表1 g风干土的土壤有机质、碱解N、速效P、速效K、土壤过氧化氢酶、脲酶、碱性磷酸酶、转化酶活性和微生物数量等的损失量分别是春播地的1/29、1/8、1/2.6、1/15、1/42、1/11、1/6.5、1/6和1/27。可见, 冬油菜在河西走廊等北方地区推广种植, 能有效减少土壤有机质、速效N、速效P、速效K以及酶活性和微生物等的损耗, 显著减弱农田地表风蚀沙漠化发展, 抑制沙尘暴的尘源供给, 增进生态环境保护和社会经济效益。     

耕作方式对旱地小麦耗水特性和干物质积累的影响

黄淮海地区旱地小麦种植面积较大,降水少且年际间变化幅度大造成其产量低而不稳。耕作措施可影响土壤的蓄水,于2009-2011年连续2个小麦生长季,设置条旋耕、深松+条旋耕、深松+旋耕和旋耕4种耕作方式处理,研究耕作方式对黄淮海地区旱地小麦耗水特性和干物质积累的影响。结果表明,深松+条旋耕处理有利于降低小麦播种至冬前阶段的耗水量,提高开花至成熟阶段的耗水量及其占总耗水量的比例。2009-2010年度,深松+条旋耕处理播种至拔节阶段0~20 cm土层贮水减少量显著低于深松+旋耕和旋耕处理,拔节至成熟阶段40~160 cm土层贮水减少量显著高于条旋耕和旋耕处理。2009-2010年度的各生育时期和2010-2011年度的苗期、开花期、灌浆期,深松+条旋耕处理株间蒸发量显著低于深松+旋耕和旋耕处理,与条旋耕处理无显著差异。深松+条旋耕处理开花至成熟阶段干物质积累量显著高于其他处理,耗水量显著高于条旋耕和旋耕处理,水分利用效率高于深松+旋耕和旋耕处理,与条旋耕处理无显著差异,而且籽粒产量最高,是本试验条件下的最优耕作方式。     

不同生态条件小麦主攻因素的研究* ——兼论对产量构成因素通径分析方法的改进

按小麦产量构成因素全因果关系通径模型，计算出因素对产量的总效应和总决定程度，通过比较决策出主攻因素。足水肥高产地和稻茬旋耕撒播两种生态条件下主攻因素为穗粒数，限水低肥地应主攻粒重，砂性漏水地的主攻因素为穗数。     

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。     

不同耕作措施对玉米产量和土壤理化性质的影响

为了研究不同耕作方式对土壤理化性状和玉米产量及经济效益的影响,通过传统翻耕、浅旋根茬还田常规播种和机械灭茬免耕播种3种耕作方式对玉米田土壤水分、土壤速效养分、玉米产量性状及产量和经济效益影响的比较,明确了不同耕作措施对玉米田土壤理化性状和玉米产量的影响。结果表明：机械灭茬免耕播种和浅旋根茬还田常规播种的出苗率、不同土层含水量、玉米产量性状、单位产量及总收益均高于传统翻耕,且浅旋根茬还田常规播种和机械灭茬免耕播种的出苗率比传统翻耕高3.3%和7.8%,不同层次土壤含水量、土壤养分的大小顺序均为机械灭茬免耕播种＞浅旋根茬还田常规播种＞传统翻耕,机械灭茬免耕播种和浅旋根茬还田常规播种处理的玉米产量比分别高9.01%和3.23%,纯收入比CK增加4305元/hm²和1965元/hm²,即分别比CK高出36.98%和17.65%。说明机械灭茬免耕播种措施最好,而浅旋根茬还田常规播种耕作方法又优于传统翻耕。     

保护性耕作对绿洲灌区冬小麦产量形成的影响

2004—2007年采用田间定位试验比较了传统耕作(T)、传统耕作+秸秆还田(TIS)、免耕不覆盖(NT)、免耕秸秆覆盖(NTS)和免耕立茬(NTSS)5种耕作模式在甘肃河西绿洲灌区对冬小麦干物质积累、灌浆特性、产量构成因素及水分利用效率(WUE)的影响。结果表明,NTS和NTSS延缓了冬小麦的生育进程,延长了其灌浆持续期;NTS及NTSS在冬小麦整个生长期都有最高的干物质积累量及相对生长率(RGR),较高的主茎穗平均灌浆速率和小麦籽粒充实指数,穗粒数和千粒重也较高,最终表现为产量和WUE显著提高。与T相比较,2004—2007年NTS和NTSS平均产量分别提高18.6%和23.8%,2005—2007年NTS、NTSS平均WUE分别提高26.8%和16.1%。因此,在沙尘暴发生频繁、水资源日益匮乏的甘肃河西灌区,以免耕秸秆覆盖或免耕立茬的方式种植冬小麦是有利于小麦节水增产及农业可持续发展的种植方式。     

耕作方式对小麦播种质量、产量和效益的影响

为明确冬小麦―夏玉米轮作种植模式中,不同耕作整地方式对小麦播种质量、产量和效益的影响,设置旋耕2次、深松+旋耕、重耙+旋耕、翻耕+轻耙、翻耕+旋耕、重耙+翻耕+轻耙和重耙+翻耕+旋耕（CK）共7种耕整地方式。结果表明,在夏玉米为籽粒玉米的地块,7种耕作整地方式中CK处理的秸秆含量较少,地表及0~20cm土层平均秸秆含量较其他处理减少27.5%和28.6%,土壤与秸秆混合较均匀,0~20cm土层中每5cm土壤平均容重较其他处理变化减小30.5%,播种深度适宜,平均3.9cm,出苗质量好,缺苗断垄较其他处理降低25.7%,苗间离散度均匀,平均极差减小39.0%,穗数最多（670.5万/hm²）、产量最高（7966.5kg/hm²）、效益最高（9051.0元/hm²）,与其他处理达显著性差异。在夏玉米为青贮玉米的地块,除旋耕2次和深松+旋耕的整地处理产量较低外,其余处理间产量差异不显著,其中翻耕+旋耕处理的产量和效益最高,分别为8133.0kg/hm²和9894.0元/hm²,效益显著高于其他处理。