宁南黄土丘陵区不同轮作方式农田水分平衡研究

通过定位试验,对宁南黄土丘陵区几种轮作方式的农田水分平衡进行了研究。结果表明:粮豆轮作方式(春豌豆—→春小麦—→春小麦—→糜子)能较好地调节土壤水分,使其轮作周期内的农田水分基本保持平衡状态;苜蓿参与草田轮作是可行的。当苜蓿生长到5至6年时,1m以上土层含水量基本适于耐旱作物种植(如谷子),经过2至3年种植作物后,2m以上土层含水量可得到恢复;春小麦长期连作水分亏缺矛盾不太突出,但会导致土壤肥力减退,病虫害蔓延,杂草滋生,降低生产力。     

宁南旱区不同草粮轮作方式中前茬对春小麦产量和土壤性状的影响

2003-2005年在宁南旱区将10年生苜蓿耕翻后进行了9种轮作方式的试验,研究不同轮作方式中前茬对第三年春小麦产量、土壤养分、pH值和酶活性的影响。结果表明,不同轮作方式下的第三年春小麦产量及土壤养分、pH值、酶活性各指标间差异性达到显著水平。0-60 cm土层有机质、全氮、碱解氮和速效钾平均含量均下降,降幅分别为0.05~2.24 g/kg,0.019~0.325 g/kg,0.118~12.280 mg/kg和8.87~166.88 mg/kg,pH值下降0.03~0.31。前一二年轮作作物对水肥料的消耗有叠加效应,且随耕作年限递减。轮作第一年作物对养分的消耗是主要的,而且作物种类不同,消耗量不同。第一年为春小麦的轮作方式对土壤氮素和磷素消耗最少,为谷子时次之,为马铃薯时最多。谷子是喜钾作物,前茬有谷子参与时对土壤速效钾消耗最多,有马铃薯时次之,有春小麦时最少。3种类型作物搭配组合的轮作方式,土壤有机质和速效磷含量降低最多。轮作方式中马铃薯和谷子产量高,耗水量大,导致土壤盐碱性保持较高水平。作物连作导致土壤脲酶活性降幅较大,马铃薯连作使碱性磷酸酶活性降低,禾本科作物连作的土壤蔗糖酶活性较高。     

旱地轮作对西藏中部土壤恢复过程的影响

于西藏中部生态条件下,就麦类作物轮作、麦油轮作对土壤化学和生物性质的影响以及农田养分平衡等进行了初步研究。结果表明,不同轮作方式对土壤化学和生物学过程具有显著不同的影响。轮作周期内春青稞→春油菜、春小麦→春油菜轮作对以细菌为主导的土壤微生物的生长与繁殖具有显著的促进作用,耕层土壤有机质、全氮、全磷的绝对增长量分别达3.05~3.06g/kg,0.06~0.07g/kg,0.01~0.26g/kg。麦类作物间,春小麦→春青稞轮作对土壤肥力亦具明显的恢复作用;春小麦→春小麦连作、春青稞→冬小麦轮作土壤微生物区系构成不甚协调,土壤细菌数量明显较低,0~30,31~60cm土层有机质、全氮、全磷总体呈不同程度的退化趋势。在较高外源钾投入条件下,不同轮作方式的土壤钾素均呈不同程度的亏缺状态。     

美国关于免耕和轮作周期对侵蚀影响的研究

与传统耕作相比 ,免耕可减轻土壤侵蚀、提高燃料利用率和劳动效率 ,并有助于减少温室气体排放量和碳的流失 ,但会一定程度地降低作物产量。所以很多农民不愿采用免耕。不同作物品种间轮作可提高作物产量 ,防止病虫害。免耕与作物轮作科学地相结合 ,既能保护环境、防止土壤侵蚀 ,又可改善土壤理化性质、提高作物产量 ,进而增加农民收入 ,提高农民采用免耕措施的积极性     

丹江口库区坡耕地不同轮作模式作物生产力及农田养分流失比较

在丹江口库区习惯施肥条件下,比较坡耕地不同轮作系统的作物生产力及农田水土和养分流失的差异。结果表明,在5种轮作模式中,作物生产力水平以＂小麦-玉米＂轮作最高,生产效益以＂油菜-玉米＂轮作最高;农田产流量、土壤侵蚀量和磷钾养分流失量均以＂小麦-玉米＂轮作最小,＂小麦-芝麻＂轮作最大;而氮流失量以＂油菜-玉米＂轮作最小,以＂小麦-芝麻＂轮作最大。因此,＂小麦-玉米＂轮作为丹江口库区坡耕地适宜的环保型作物复种模式。     

不同草粮轮作方式对退化苜蓿草地水分恢复的影响

2003－2005年在黄土高原宁南旱区10年生退化苜蓿草地上进行了连续3 a不同作物组合方式的轮作试验,轮作作物为春小麦、马铃薯和谷子,为研究比较不同轮作方式对退化苜蓿土壤水分的恢复状况和作物产量效益,优化出较为合理的草粮轮作模式。试验结果表明,轮作地0～60 cm土层土壤易受降水和地面蒸发影响,60～120 cm土层土壤水分主要被轮作作物利用,而120～200 cm土层土壤水分相对较为稳定,受降水和地面蒸发影响很小,并随轮作年限的增加,基本上表现出不断恢复趋势。通过草粮轮作可以增加苜蓿地120～200 cm土层土壤水分,且显著高于撂荒地和对照苜蓿地,同时可获得一定作物产量。相对于其他轮作方式而言,马铃薯-马铃薯-春小麦（PPW）轮作处理能够充分利用有限的降水资源,对土壤水分具有较好的恢复作用,其作物总产量和水分利用效率均较高,分别为5214.5 kg/hm2和9.38 kg/(hm2·mm-1),与轮作前苜蓿地相比,120～200 cm土层土壤水分净恢复量为24.73 mm。     

上海郊区农田氮养分平衡及其对土壤速效氮含量的影响

通过对上海郊区的43块定位农田连续3年的跟踪监测分析，比较了50种作物以及5种不同轮作农田的氮养分平衡状况及其对土壤速效氮含量的影响。结果表明：（1）不同作物农田的氮养分盈余趋势为水生蔬菜类≥水果类〉旱作蔬菜≥大田作物≥草皮；不同轮作农田氮养分盈余大小表现为：菜菜轮作〉果树单作〉菜作轮作〉草皮单作〉作物轮作；（2）不同作物及不同轮作农田收获时土壤速效氮含量随土层的加深而逐渐降低，氮养分盈余多的农田土壤的速效氮含量也高；（3）不同作物以及不同轮作农田氮养分盈余与收获时土壤表层（0～30cm）的硝态氮和铵态氮含量呈正相关。     

黄土高原土壤干层水分恢复与作物产量响应

通过大田试验研究了黄土高原苜蓿草地土壤干层水分恢复状况，及恢复过程中不同作物的产量响应。试验设5个处理，苜蓿→草谷子→春小麦→马铃薯→豌豆（WPPe）；苜蓿→草谷子→玉米→玉米→春小麦（CCW）；苜蓿→草谷子→马铃薯→春小麦→玉米（PWC）；苜蓿→草谷子→休闲→豌豆→马铃薯（FPeP）；常规耕作农田（CS）。结果表明，如用苜蓿翻耕后农田土壤含水量与凋萎湿度时土壤含水量的比值表示土壤干层水分恢复程度，比值在正常降雨情况下增加而在降雨量少时下降，但如用苜蓿翻耕后农田土壤含水量与常规农田土壤含水量的比值表示土壤干层水分恢复程度，比值持续增长不受降雨量的影响。经过4年时间WPPe、CCW、PWC、FPeP的0～5m土层的土壤含水量由2001年4月仅有常规农田的63．66％上升到2004年9月的90．51％、89．83％、92．17％、96．72％。苜蓿翻耕后的农田作物产量与常规农田中的作物产量没有明显差别，而水分利用效率显著高于常规农田中的作物产量。以秋收作物马铃薯和玉米较适合苜蓿一作物轮作。     

半干旱区不同作物与苜蓿轮作对土壤水分恢复与肥力消耗的影响

苜蓿-作物轮作是我国西北半干旱区常见的耕作方式。由于苜蓿的强蒸散特征，苜蓿生长多年后常导致土壤水分匮缺，形成土壤干层，对后茬作物的生长产生不利影响。根据当地轮作习惯，苜蓿种植后通常种植一种浅根系的作物草谷子（Setaria itallca Beauv）来恢复土壤水分并获取饲料，但是这种耕种模式对土壤水分恢复的效果如何还不得知，苜蓿草地轮作为农田后的土壤水分恢复过程需要加以明晰。由于苜蓿的生物固氮作用，由农田轮作为苜蓿草地一般不会存在土壤肥力障碍，并会不断提高土壤肥力水平。由苜蓿草地轮作为农田，土壤肥力一般是下降的，但对苜蓿草地轮作为农田后土壤肥力的消耗动态，以及不同作物对土壤肥力消耗有何影响目前还很少了解。本文研究了苜蓿一作物轮作过程中的土壤水分、氮素和有机质的变化，旨在阐明苜蓿草地轮作为农田后的土壤水分恢复和肥力消耗过程，探讨合理的轮作模式。     

种植草本植物狗牙根改良滨海黏性盐碱地的研究

为探明不同轮作模式对宁夏南部山区旱地农田土壤肥力和谷子产量的影响，基于连续8年定位试验，研究了谷子连作（R0）、谷子–小麦–糜子轮作（R1）、谷子–胡麻–豌豆轮作（R2）和谷子–豌豆–马铃薯轮作（R3）处理对谷子产量及土壤物理和化学性质的影响。结果表明：经过两个轮作周期后，与R0处理相比，R2处理谷子产量增加13.10%，R1处理产量略有降低，R3处理产量显著降低（P<0.05）。各轮作模式均有利于降低土壤容重，提高土壤田间持水量，并且R1和R2处理土壤容重显著低于R0处理；除R3处理外，R1和R2处理有利于增加土壤孔隙度，与R0处理相比增幅分别为15.09%和21.18%。各轮作模式均有利于增加土壤>0.25 mm大团聚体总量，其中R1和R2处理可以显著降低土壤中<0.25 mm和2~0.25 mm团聚体数量（P<0.05），并显著增加>2 mm团聚体比例。各轮作模式土壤有机质含量均高于R0处理，土壤全量养分含量差异不明显；各轮作模式均有利于增加土壤微生物生物量碳、氮和有效磷含量，同时R2处理还有利于增加土壤碱解氮、速效钾和微生物生物量磷含量。综上，轮作有利于旱地土壤有机质积累，降低土壤容重，增加大团聚体数量，提高土壤微生物生物量，但不同轮作模式间存在差异，其中，R2处理更有利于增加谷子产量、改善土壤结构、培肥土壤，可以作为宁夏南部山区雨养农业旱作区的优选作物轮作模式进行推广。