玉米秸秆覆盖麦田下的土壤温度和土壤水分动态规律

玉米秸秆覆盖冬小麦田后，冬季和早春季节对土壤温度有明显的增温作用，有利于保护小麦安全越冬，春季则有降温作用，影响春季小麦的分蘖和生长，覆盖处理能有效地抑制土壤无效蒸发，提高麦田的水分利用率；覆盖量为3000kg/hm^2时，有增产作用，覆盖量为6000kg/hm^2，有一定的减产作用。     

夏玉米免耕覆盖移栽的试验研究

为实现夏玉米免耕覆盖条件下直接移栽,对导苗管式栽植机的结构进行了改进,并进行了生产性试验。结果表明,移栽夏玉米直立度合格率为91.8%,优良率为74.4%,深度变异系数为14.9%,株距变异系数为17.9%,完全可以满足农业生产的需要;与耕翻条件下的移栽质量相比,各项性能指标差异不显著;与夏玉米免耕覆盖直播相比,可以增加收益521～1 574元/hm²。     

覆盖集水措施对烟田土壤水分时空分布和利用效率的影响

采用田间试验研究了覆盖集水栽培措施对烟田土壤含水量、烤烟产量及水分利用效率的影响。结果表明．垄下栽烟、垄上覆盖地膜、烟行覆盖秸秆与传统的垄上栽烟方式相比较．能显著增加烟株生长不同时期烟田0～100cm土层土壤贮水量和各土层土壤含水量．降低烟田土壤水分蒸散量．提高烟叶产量、上等烟比例和水分利用效率．是适宜于干旱地区烤烟生产的集水覆盖栽培技术。     

宁夏黄土丘陵区苜蓿土壤水分的时空变异特征

土壤水分是影响半干旱区植被生长和生态修复的限制性生态因子,开展土壤水分变化研究对脆弱生态系统的恢复和生产实践活动的指导都具有重要作用和实际意义。对半干旱黄土丘陵区苜蓿在时空尺度上土壤水分状况的变化规律进行了分析。结果显示:(1)不同类型苜蓿土壤体积含水量的年际变化规律大致相同,生长季变化大致可分为三个时期:土壤水分消耗期(3—5月)、土壤水分相对稳定期(6—7月)和土壤水分积累期(8—10月);(2)以不同深度土壤体积含水量的变异系数为标准,可将土壤水分的垂直分布划分为三个层次:0—20cm土壤水分速变层、20—80cm土壤水分活跃层和80—180cm土壤水分相对稳定层;(3)土壤体积含水量的坡向变化规律为西坡北坡南坡东坡,不同年份规律大致相同,但有小范围的波动,坡位变化规律为坡上坡中坡下,不同年份间的变化基本一致。     

覆盖免耕夏玉米耗水特性的研究

以无覆盖翻耕、无覆盖铁茬等常规耕作为对照,对覆盖免耕夏玉米的耗水特性进行了研究。结果表明耕作并没有大幅度增加或者减少夏玉米的耗水量,不同耕法夏玉米耗水量差异不大;同翻耕、铁茬等相比,覆盖免耕夏玉米耗水在时间和空间分配上有所改变,即覆盖免耕夏玉米前期耗水少,后期耗水量增加,蒸散量加大,而且覆盖免耕有效地减少土壤棵间蒸发,却增加了作物的蒸腾量,变非生产性耗水为有效耗水,有利于夏玉米产量和水分利用效率的提高     

夏玉米垄作覆盖对农田土壤水分及其利用影响

在小麦-玉米1年两熟雨养旱农区，将垄作和秸秆覆盖技术结合起来，进一步提高天然降雨的利用效率。试验结果表明，在0～40cm土层含水量，夏玉米垄作覆盖较平作有显著的提高，以5～10cm表现尤为突出，随着土层的加深，这种差异逐渐减少；玉米冠层蒸发量平作平均值分别高于平作覆盖、垄作和垄作覆盖12．8％，7．6％和13．2％，地面蒸发量平作平均值分别高于平作覆盖、垄作和垄作覆盖48．6％，29．9％和54．3％；垄作覆盖比平作水分利用效率提高24．32％，叶片失水率较低。这说明了垄作覆盖能最大程度将天然降雨蓄存在土中，并转化为作物可用水资源。     

秸秆覆盖量对农田土壤水分和温度动态的影响

2009年4-11月,在山西寿阳旱地农业试验区对覆盖量为1500、3000、4500、6000kg/hm24个不同秸秆覆盖量处理和不覆盖处理的春玉米试验小区进行田间定位观测,采用自动记录土壤剖面水分测定仪和自计温度测定仪实时观测了不同秸秆覆盖处理的玉米全生育期的土壤水分和温度动态,结合生育期土壤蒸发的动态观测,研究了农田秸秆覆盖量对土壤水热动态的影响。结果表明,秸秆覆盖在作物生长前期和旱季对土壤表层的土壤蒸发和温度调控效果明显,秸秆覆盖量越大效果越明显。按照对土壤水分和温度的综合作用,试验区域秸秆覆盖对土壤水分和温度调控效果最佳秸秆覆盖量为4500kg/hm2;秸秆覆盖量越高对土壤蒸发的抑制效果越好,但覆盖量对降雨入渗和土壤温度的影响受降雨强度、土壤湿度、土壤类型等具体条件的不同而产生不同的效果,其规律有待进一步研究。     

旱塬地玉米农田免耕覆盖的土壤环境效应

免耕覆盖４ ５００ｋｇ／ｍ＾２以上的处理比传统耕作增产２２．１５％～２５．６５％。土壤水利用率提高２．９６２５ｋｇ／（ｍｍ．ｈｍ＾２）。春播前０～２００ｃｍ土层速动易效水含量经传统耕作增加１７．０２～４７．９ｍｍ。距地表５,１０,１５ｃｍ处的地积温与覆盖量呈极显著直线负相关。０～１０ｃｍ土壤容重随覆盖量增加而减小。土壤有机质、全Ｎ、速效Ｐ与覆盖量呈极显著直线回归关系。脲酶比传统耕作增加幅度为０．０     

免耕覆盖玉米秸秆对旱塬地土壤环境的影响

免耕覆盖试验结果表明,免耕覆盖玉米秸秆４５００ｋｇ／ｈｍ＾２以上的处理比传统耕作玉米增产２２．１５％～２５．６５％,土壤水分利用效率提高２．９６２５ｋｇ／ｈｍ＾２;ｍｍ。春播前０～２００ｃｍ支速动易效水含量比传统耕作增加１７．０２～４７．９ｍｍ,距地表５ｃｍ、１０ｃｍ、１５ｃｍ处的地积温与秸秆覆盖量呈极显著直线负相关关系。０～１０ｃｍ圭层土壤容竽 随秸秆覆盖量增加而砬小,土壤有机质、全Ｎ、速效磷与     

玉米秸秆覆盖冬小麦免耕播种对土壤微生物量碳的影响

土壤微生物量碳(SMBC)是土壤有机碳的一部分,在养分循环中起着重要作用.本研究目的在于揭示我国华北平原玉米秸秆覆盖冬小麦免耕对土壤微生物量碳的影响.4～5年的试验结果表明,不同耕作方式对农田SMBC含量的时空变异具有显著的影响.玉米秸秆覆盖免耕播种处理上层(0～10cm)的含量比下层(10～20cm)增加47.4%,而清茬翻耕和还田翻耕处理的含量在土壤中的分层不显著.不同的耕作方式的SMBC含量均随气温降低而减少.全年平均来看,在0～10咖土层,不同耕作方式的SMBC含量大小表现为覆免>还翻>清翻,在10～20cm土层则表现为还翻>覆免=清翻.整个耕层(0～20cm)表现为还翻>覆免>清翻.在气温较低时,覆盖免耕的SMBC含量比清茬翻耕和还田翻耕低.在土壤表层,不同耕作方式SMBC含量的稳定性大小表现为还翻>覆免>清翻;在下层,不同耕作方式之间差异不显著.     

吉林省中部黑土区秸秆全量深翻还田条件下春玉米氮肥适宜用量研究

  【目的】  基于多年玉米秸秆全量深翻还田试验,探究吉林省中部黑土区春玉米氮肥适宜用量及群体氮素累积与分配特征。  【方法】  本试验于2017—2019年在吉林省公主岭市进行,为双因素田间试验。主因素为施氮水平,分别为0 (N0)、60 (N60)、120 (N120)、180 (N180)、240 (N240)、300 (N300)、360 (N360) kg/hm2;副因素为品种,分别为富民985 (Fumin 985)和翔玉211 (Xiangyu 211)。测定不同生育时期玉米各器官干物质积累量、吸氮量及产量构成。  【结果】  增施氮肥对玉米产量影响显著,年份、处理、品种对产量的影响具有明显的交互作用。N0处理的产量随着年限的增加而逐年递减,2018年和2019年相比于2017年产量分别降低10.9%和26.2%;各处理间差异也逐渐增大,2017年N180处理比N0处理产量增加23.2%,到2019年N180处理比N0处理产量增加55.1%;品种间比较,2017—2019年翔玉211产量均高于富民985产量,并且翔玉211适宜施氮量略高于富民985适宜施氮量。春玉米干物质积累量随着施氮水平的提高呈现先上升后降低的趋势,不同氮肥处理的茎、叶干物质积累量和氮积累量均于吐丝期至乳熟期达到最大值,成熟期N180处理的茎、叶、籽粒干物质积累量最高;不同施氮水平下,花后氮积累量分配比例呈现先升后降的趋势。不同施氮水平下,秸秆理论带入全氮养分量差异明显,且不同施氮水平的氮还田量随着秸秆还田年限的增加而逐渐上升,2017年,N300处理下氮还田量最高,为68.9 kg/hm2,较N0、N360处理分别增加155.0%、15.2%;2019年,N240处理下氮还田量最高,为109.9 kg/hm2,较N0、N360处理分别增加156.7%、33.4%。本研究以2017和2019年数据拟合方程,计算得出秸秆全量深翻还田后玉米最佳经济产量为13028 kg/hm2,适宜氮肥用量为162 kg/hm2。  【结论】  在吉林中部黑土区,多年连续秸秆全量深翻还田条件下,虽然年际条件、品种对产量有显著影响,氮肥依然是玉米高产稳产的重要因素,适宜的氮肥用量有利于提高吐丝至乳熟期玉米的干物质积累。本试验条件下保持产量水平12～13 t/hm2的氮肥适宜用量为160～165 kg/hm2。     

河北省土壤温度与干湿状况的时空变化特征

土壤温度和干湿状况是表征土壤特性的重要参数,在土壤系统分类中作为诊断土壤某些亚纲、土类及亚类划分的参考依据。基于河北省142个气象观测站1951—2010年的日值气象数据,利用GIS空间分析技术,对河北省近60年的土壤温度和干湿状况的时空变化规律进行了分析。结果表明:(1)1951—2010年的平均土温和平均干燥度指数呈现上升趋势,且1981—2010年的上升速率均高于1951—1980年。(2)河北省主要有冷性和温性两种土壤温度状况,与1951—1980年相比,1981—2010年的温性土壤向北有所移动,移动的距离和面积大约为14.26 km和5 665 km2。(3)河北省的土壤干湿状况分布具有明显的地域差异,地表干湿状况可分为湿润、半湿润和半干旱三个等级;东部和北部区域气候湿润状况优于西部和南部,也间接表明了土壤的干湿分布状况。该研究结果为土壤系统分类定量化的诊断特性取代传统土壤分类中的地带性概念提供参考。     

地膜秸秆双覆盖对免耕种植玉米田土壤水热效应的影响

针对免耕秸秆覆盖种植在北方旱区导致土壤温度降低,从而造成作物产量下降的问题,该研究依托山西寿阳农业部旱地农业野外科学试验站长期保护性耕作定位试验,在免耕秸秆覆盖(NTSM)的处理上增加了地膜覆盖措施,研究秸秆地膜双覆盖免耕(NTSMP)措施对农田土壤水分、土壤温度、水分利用效率及作物产量的影响。研究结果表明,在玉米生长前期,NTSMP 0~20 cm土层的土壤含水率分别比NTSM和对照处理(CT)高20.2%和21.5%,差异显著(P0.05),但在40~110 cm土层,NTSMP处理土壤含水率却分别比NTSM及CT低8.8%~14.0%和12.7%~18.8%,差异显著(P0.05)。整个生育期结束后,NTSMP处理的土壤储水量出现了负增长,但与CT处理相比差异并不显著(P0.05)。玉米生育期前期(4月~5月)0~10 cm土壤平均温度,NTSMP处理比NTSM和CT分别高3.2℃和1.9℃,差异显著(P0.05)。NTSMP处理的玉米产量分别比NTSM和CT高50.3%、36.8%(P0.05),水分利用效率分别提高了42.5%和30.4%(P0.05)。可见,NTSMP在玉米生育前期可以增加表层土壤温度,提高表层土壤含水率,为玉米生长提供了良好的水热条件,并最终实现了玉米产量和水分利用效率的大幅提高。     

两种轮作模式下秸秆还田对土壤呼吸及其温度敏感性的影响

通过分析不同作物轮作模式下秸秆还田对土壤呼吸及其温度敏感性的影响,为深入探究关中地区农田生态系统碳循环提供理论依据。试验设置于陕西省杨凌地区,在2012年10月至2014年9月期间以冬小麦-夏玉米轮作模式和冬小麦-夏大豆轮作模式作为研究对象,分别设置秸秆还田(SM)和秸秆不还田(NS)两个处理,测定分析不同处理下土壤呼吸、土壤温度及土壤含水量的变化趋势和差异,并估算土壤呼吸的温度敏感性(Q_(10))。结果表明:土壤呼吸存在明显的季节变化,在作物生育期大部分时间内,SM处理的土壤呼吸速率均显著高于NS处理(P0.05),且SM处理的作物生育期土壤呼吸平均速率及土壤呼吸累计排放量也极显著高于NS处理(P0.01);不同作物生育期土壤呼吸平均速率依次为夏玉米夏大豆冬小麦,土壤呼吸总量表现为冬小麦夏玉米夏大豆、冬小麦-夏玉米轮作冬小麦-夏大豆轮作。冬小麦-夏玉米轮作与冬小麦-大豆轮作的土壤温度间存在差异;其中,在冬小麦生育前期,冬小麦-夏玉米轮作的土壤温度显著高于冬小麦-大豆轮作;第2季夏玉米生育期内5 cm深度的土壤温度显著低于同季的夏大豆;相比NS处理,SM处理能提高冬季土壤的温度,并降低春季和夏季的土壤温度;在高温少雨的时期内,SM处理能够提高0~30 cm土壤的平均含水量,不同的前茬作物引起两种轮作模式中冬小麦耕作层土壤含水量间明显的差异,夏玉米耕作层土壤含水量显著高于夏大豆。相关分析表明,土壤呼吸与5 cm和10 cm土壤温度均存在极显著的正相关性,且与5 cm土壤温度的相关性更好;但土壤呼吸与0~30 cm的土壤平均含水量无显著相关性。5 cm和10 cm土壤温度变化能够分别解释土壤呼吸变化的64.6%~67.3%和51.5%~59.6%。整个研究周期内,温度敏感性(Q_(10))为1.70~2.01,冬小麦-夏玉米轮作的温度敏感性显著高于冬小麦-大豆轮作,且同一轮作模式下SM处理的温度敏感性显著低于NS处理。因此,秸秆还田能够提高农田的土壤呼吸作用,降低土壤呼吸的温度敏感性,同时能够调节土壤的水热状况。     

免耕或深松结合秸秆覆盖提升土壤碳氮水含量和马铃薯产量的协同效应

【目的】研究不同耕作方式结合秸秆覆盖措施对土壤有机碳、全氮、水含量及马铃薯产量的影响,以探明耕作结合秸秆覆盖措施的增产机理,为宁南旱作节水农业发展提供技术和理论参考。【方法】于2014—2016年开展田间定位试验,设置6个处理：免耕+秸秆覆盖(NS)、免耕+不覆盖(NN)、深松+秸秆覆盖(SS)、深松+不覆盖(SN)、传统耕作+秸秆覆盖(CS)、传统耕作+不覆盖(CN)。在2016年马铃薯收获期取样测定了0—40cm土层土壤有机碳与全氮含量,播种、现蕾、块茎形成和块茎膨大期测定了0—200 cm土层土壤蓄水量,苗期、现蕾、块茎形成、块茎膨大以及收获期测定了地上部生物量,成熟期调查了产量。【结果】同一耕作措施下,覆盖秸秆较不覆盖能显著提高0—40 cm土层土壤碳、氮含量,提高马铃薯播种期、现蕾期、块茎形成期和块茎膨大期0—200 cm土层土壤蓄水量。以CN处理为对照,0—20 cm土层土壤碳、氮含量的提高幅度以SS处理最高,增幅分别为29.9%和24.7%,20—40 cm土层则以NS处理最高,增幅分别为52.4%和27.4%(P<0.05);播种期土壤蓄水量2014年(干旱年)以...     

Sclerotium rolfsii dynamics in soil as affected by crop sequences

Crop rotation has been used for the management of soilborne diseases for centuries, but has not often been planned based on scientific knowledge. Our objective was to generate information on Sclerotium rolfsii dynamics under different crop or intercrop activities, and design and test a research approach where simple experiments and the use of models are combined to explore crop sequences that minimize Southern blight incidence.The effect of seventeen green manure (GM) amendments on sclerotia dynamics was analyzed in greenhouse and field plot experiments during two years. The relative densities of viable sclerotia 90 days after winter GM (WGM) incorporation were generally lower than after summer GM (SGM) incorporation, with average recovery values of 60% and 61% for WGM in the field, 66% and 43% for WGM in the greenhouse, and 162% to 91% for SGM in the greenhouse, in 2009 and 2010, respectively. Sclerotia survival on day d after GM amendment was described by the model S_f = S_i × exp(−b × d), relating initial (S_i) and final (S_f) sclerotia densities. Relative decay rates of the sclerotia (b) in SGM amended soil were largest for alfalfa (0.0077 ± 0.0031 day⁻¹) and sudangrass (0.0072 ± 0.0030 day⁻¹). In WGM amended soil, the largest b values were for oat (0.0096 ± 0.0024 day⁻¹), wheat (0.0090 ± 0.0024 day⁻¹) and alfalfa (0.0087 ± 0.0023 day⁻¹).The effect of three cropping sequences (sweet pepper–fallow, sweet pepper–black oat and sweet pepper–onion) on sclerotia dynamics was analyzed in microplot experiments, and the data were used to calibrate the model P_f = P_i/(α + βP_i), relating initial (P_i) and final (P_f) sclerotia densities. Median values for the relative rate of population increase at low P_i (1/α, dimension less) and the asymptote (1/β, number of viable sclerotia in 100 g of dry soil) were 8.22 and 4.17 for black oat (BO), 1.13 and 8.64 for onion (O), and 6.26 and 17.93 for sweet pepper (SwP).By concatenating the two models, sclerotia population dynamics under several crop sequences were simulated. At steady state, the sequence SwP–O–Fallow–BO resulted in the lowest long-term sclerotia density (7.09 sclerotia/100 g soil), and SwP–Fallow in the highest (17.89 sclerotia/100 g soil). The developed methodology facilitates the selection of a limited number of rotation options to be tested in farmers’ fields.     

稻草覆盖对坡地红壤培肥及作物增产的效果

研究了坡地红壤连续5年采用稻草覆盖措施对土壤肥力和作物产量的影响。结果表明,“稻草+化肥氮磷”(“Straw+NP”)处理的土壤有机碳和全氮、磷分别比不施肥(CK)的提高42.9%和17.4%、44.2%,有机碳和全氮的增幅约是纯化肥(NPK)处理的2倍。与CK和NPK处理的相比,“Straw+NP”处理能明显提高微生物生物量碳、氮、磷和溶解性有机碳、氮以及Olsen-P含量,差异达到显著(P<0.05)或极显著(P<0.01)水平。在等养分施用量的条件下,“Straw+NP”处理能显著提高油菜和甘薯的产量。因此,稻草易地覆盖是一种有效培肥坡地红壤和增加作物产量的途径。     

Nitrogen conservation in soil and crop residues as affected by crop rotation and soil disturbance under Mediterranean conditions

We investigated conservation and cycling of N under oat–oat and lupine–oat rotations in disturbed and undisturbed soil, when roots or roots plus aboveground residues were retained. Crop residues were labelled with ¹⁵N in Year 1, and differential soil disturbance was imposed after harvest. In Year 2, plant growth, N transfer from residue into the various sinks of the second crop (plant, soil, and residual residues), and changes in microbial activity and numbers were determined. Oat biomass was greater after lupine than after oat due to differences in supply of N from these residues. Buried residues of both crops appeared to decompose faster than when left on the soil surface. Lupine residues decomposed faster than oat residues. Oat biomass was not affected by soil disturbance if grown after lupine but decreased when oat straw was buried in the soil. More residue N was recovered from soil than from the crop. Most ¹⁵N was recovered from disturbed soil, which also had greater dehydrogenase activity and more culturable fungi. At the end of the oat–oat rotation, 20 and 5 kg N ha⁻¹ were derived from the roots of the first crop in undisturbed or disturbed soil, respectively. Equivalent values for the lupine–oat rotation were 18 and 44 kg N ha⁻¹. Returning aboveground residues provided an extra 52–80 kg N ha⁻¹ for oat and 61–63 kg N ha⁻¹ for lupine relative to treatments where they were removed. Over a year, lupine contributed 9 to 20 kg N ha⁻¹ more to the agroecosystem than did oat.     

免耕覆盖对宁南山区土壤物理性状及马铃薯产量的影响

宁南山区干旱频发、春旱突出,马铃薯播期土壤墒情不足、苗期干旱等问题,严重影响马铃薯的生长发育。该研究通过设置免耕条件下不同覆盖方式,以翻耕不覆盖为对照,研究不同覆盖耕作措施下土壤物理性状及马铃薯生长的影响。结果表明,与翻耕不覆盖相比,免耕覆盖可有效降低耕层土壤容重,改善土壤空隙状况,以免耕覆盖秸秆处理效果最佳。与翻耕不覆盖相比,免耕覆盖地膜和免耕覆盖秸秆处理可使0~20 cm土层5 mm机械稳定性团聚体含量显著增加,使20~40 cm土层2~5 mm机械稳定性团聚体的含量显著增加。免耕条件下不同覆盖方式能有效改善马铃薯生育期0~200 cm土层土壤水分状况,免耕覆盖地膜对作物生长前期土壤水分保蓄效果较好,免耕覆盖秸秆对作物生长中后期土壤水分状况的改善作用最佳。免耕条件下不同覆盖方式马铃薯植株株高、茎粗及地上部生物量均显著高于翻耕不覆盖,作物生育前期以免耕覆地膜处理效果最佳,中后期以免耕覆秸秆处理效果最明显。免耕覆秸秆处理的马铃薯产量和商品薯率最高,较翻耕不覆盖增产24.14%,商品薯率较翻耕不覆盖提高15.93%。可见,免耕覆盖秸秆措施具有良好的蓄水保墒效果,对马铃薯生长有利,其增产效果显著。该研究可为马铃薯高产高效栽培提供参考。     

秸秆还田对连作花生土壤综合肥力和作物产量的影响

采用田间定位试验,以连作5 年的花生土壤为研究对象,研究玉米秸秆还田对连作花生土壤微生物生物量、土壤酶活性及作物产量的影响。结果表明:试验条件下不同秸秆添加量处理均可显著增加花生连作土壤微生物生物量和酶活性,土壤微生物生物量碳、氮、磷含量较无秸秆还田对照分别提高了12.69% ～ 21.01%、9.66% ～ 25.05%、12.98% ～ 29.08%,脲酶、蔗糖酶、磷酸酶、过氧化氢酶、脂肪酶和蛋白酶活性较对照分别提高了15.85% ～ 32.46%、17.89% ～ 36.59%、20.23% ～ 33.16%、26.56% ～ 33.80%、20.54% ～ 32.57% 和21.74% ～ 35.36%;秸秆还田条件下花生产量较对照提高了4.49% ～ 10.83%。相关性分析表明,土壤微生物生物量碳、氮、磷与6 种酶活性及花生产量均呈极显著相关关系。上述结果表明,花生连作土壤中添加玉米秸秆可有效改善土壤生物活性,缓解连作障碍,实现花生增产增收。