冬季覆盖作物对南方稻田水稻生理生化及生长特性的影响

2004～2009年以冬闲-双季稻为对照,对黑麦草-双季稻、紫云英-双季稻、油菜-双季稻和马铃薯-双季稻4种不同冬季覆盖作物稻田水稻植株的生理生化和生长特性进行了研究。结果表明:4种稻田冬季覆盖作物处理均能提高双季稻植株叶片的叶绿素含量和超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)活性,而丙二醛(MDA)含量除早稻的苗期和分蘖期外,其他生育时期均低于对照;各处理早稻有效穗分别比对照增加18.08万穗·hm-2、21.25万穗·hm-2、12.75万穗·hm-2和17.26万穗·hm-2,结实率分别增加4.98%、8.50%、13.62%和6.99%,千粒重分别增加0.24g、0.10g、0.14g和0.43g,产量分别增加324.44kg·hm-2、381.17kg·hm-2、91.04kg·hm-2和303.46kg·hm-2;各处理晚稻有效穗分别比对照增加9.81万穗·hm-2、11.48万穗·hm-2、5.06万穗·hm-2和14.91万穗·hm-2,结实率分别增加6.29%、8.81%、15.11%和8.50%,千粒重分别增加0.93g、0.88g、0.10g和0.90g,产量分别增加302.28kg·hm-2、316.03kg·hm-2、110.13kg·hm-2和468.17kg·hm-2。该研究显示,在南方双季稻田种植冬季覆盖作物可增强水稻叶片的抗氧化酶活性,促进其生长发育,从而改善水稻的产量及其构成因素,有利于水稻产量的增加。     

冬季作物对水稻生育期土壤微生物量碳、氮的影响

选取我国南方4种冬季作物黑麦草、紫云英、油菜、马铃薯,以冬闲田作对照,对水稻生育期土壤微生物量碳（SMBC）和土壤微生物量氮（SMBN）的短期内动态变化进行了研究。结果表明,早稻田翻耕前,冬季作物处理土壤SMBC和SMBN与冬闲田存在显著差异(P0.05),黑麦草处理SMBC为398.5 mg/kg,显著高于其他作物;紫云英处理SMBN最高,为97.8 mg/kg。在早稻整个生育期,黑麦草处理SMBC显著高于其他处理,晚稻生长过程中各处理无显著差异。冬季作物对稻田土壤微生物商(MQ)的影响,随着水稻生长发育进程有不同程度的变化,黑麦草处理在早稻整个生育期高于冬闲田。     

覆盖作物翻压对华北平原春玉米产量和土壤养分的影响

冬季覆盖作物-春玉米种植模式是减缓华北平原冬小麦减少导致的耕地裸露及其环境影响的新型农业生产方式,但其翻压后对华北平原下一季春玉米生长季作物产量和土壤养分及微生物学性质的影响研究鲜见。本研究以华北平原冬闲田-玉米(WFM)为对照,设置毛叶苕子-玉米(VrM)、二月兰-玉米(OvM)以及冬油菜-玉米(BcM)3个覆盖作物处理,通过盆栽试验研究了冬季种植覆盖作物翻压对玉米生长季土壤理化性质、微生物量和玉米生长特性的影响。结果表明:(1)翻压覆盖作物显著提高了玉米产量以及作物养分吸收量。与WFM处理相比,OvM处理秸秆产量和籽粒产量提高幅度最大,分别为33.3%和35.5%(P0.05);BcM处理地上部氮、磷、钾和地下部磷素吸收量显著提高(P0.05),分别为30.7%、74.7%、57.6%和171.4%。(2)翻压覆盖作物能显著提高0～10和10～20 cm土层有机质、碱解氮、有效磷、速效钾、全氮和全钾含量(P0.05)。此外,翻压覆盖作物能显著降低玉米幼苗期土壤NH_4~+-N和NO_3~--N含量(P0.05),范围为0.50～3.52和21.40～33.13mg·kg~(-1)。(3)在玉米的不同生育期,覆盖作物翻压处理的SMBC、SMBN和SMBP均显著高于冬闲处理(P0.05)。综合翻压覆盖作物对华北平原玉米产量及土壤理化性质和微生物量含量的影响,华北平原冬油菜-玉米和二月兰-玉米轮作模式效果较好。     

秸秆和作物覆盖对土壤流失的影响

人们普遍认为,由于地面上的作物覆盖和秸秆覆盖减小了雨滴对土壤的打击力,又减少了暴雨径流,因而是影响土壤侵蚀的主要因素.本试验对这两个变量如何影响细沟侵蚀作了研究.     

覆盖作物对半干旱地区土壤含水量的影响

覆盖作物是减少杂草危害、土壤侵蚀、提高土壤有机碳和氮水平的有效方法。此项技术在半干旱无灌溉条件的土地应用较少,主要原因是覆盖作物与经济作物的水分竞争。通过3 a的覆盖作物对土壤含水量、出苗率和生物量的试验研究表明：在降雨量较低年份覆盖作物会导致严重的土壤水分缺乏和经济作物减产。休耕期长短、降雨量、种植密度及覆盖作物终止生长方式是影响经济作物产量的主要因子。     

不同覆盖作物管理制度对土壤碳氮含量的影响

通过调查不同覆盖作物区放牧和禁牧两种管理方式下,土壤碳生物活性和氮瘤转化效果,评价放牧对覆盖作物区土壤的影响及对项目区可能产生的的生态效应。     

覆盖作物栽培对土壤质量的影响

研究选择3块地块,2002年以来一直在玉米或大豆轮作期间种植覆盖作物。自2012年初到2015年末持续取样,研究覆盖作物对土壤质量的影响。结果表明,覆盖作物有改变土壤化学特性的潜力,但多局限于土壤表层,可增加土壤表层的有机质含量。覆盖作物生长期间吸收土壤中的磷和硝态氮,防止流失,其残留物经过冬季分解,又为下一茬经济作物提供了氮和磷。种植覆盖作物可以作为一种土壤保护策略进行推广应用。     

覆盖作物－玉米间作对土壤碳氮含量及相关酶活性的影响

  目的  针对东北地区常规农业重用轻养以及玉米连作导致土壤养分不均衡、土壤健康下降等问题,开展覆盖作物－玉米间作对土壤碳氮含量及相关酶活性的影响研究,以期为东北地区保护性利用模式的扩展提供科学依据。  方法  在覆盖作物－玉米间作种植模式下,探讨紫花苜蓿、毛苕子和黑麦草三种覆盖作物对土壤碳氮及酶活性的影响。  结果  不同种植模式和覆盖作物类型显著影响了覆盖作物－玉米间作系统的土壤氮含量及相关酶活性,土壤有机碳含量仅在不同种植模式间有显著差异。在拔节期,与玉米单作相比,紫花苜蓿－玉米间作可以显著增加土壤速效氮含量,其硝态氮和铵态氮含量分别增加了14.94 mg kg?1和2.07 mg kg?1,并且参与氮转化的亮氨酸氨基肽酶活性提高17.9 nmol g?1 h?1。与其他覆盖作物相比,单作毛苕子可以显著提高土壤乙酰氨基葡萄糖苷酶和亮氨酸氨基肽酶的活性。毛苕子间作系统的过氧化氢酶和多酚氧化酶活性显著高于黑麦草间作系统,二者分别提高了12.65%和66.94%。在成熟期,玉米单作和间作的土壤有机碳和全氮含量显著高于覆盖作物单作,土壤碳氮水解酶和氧化酶活性均无显著差异。冗余分析表明,土壤铵态氮含量是影响土壤酶活性的关键环境因子。  结论  玉米与豆科覆盖作物的种植增加了间作玉米土壤速效氮的含量,提高了氮转化相关酶的活性,增强了土壤氮素转化潜能及可利用性。研究区适宜选取紫花苜蓿和毛苕子作为覆盖作物种植。     

土壤酸化成因及其对农田土壤-微生物-作物系统影响的研究进展

自然土壤酸化是一个缓慢的过程,但是农田土壤因频繁的人类活动加速了这一过程,从而给农田土壤-微生物-作物系统带来一系列的负面影响。论文从大气酸沉降、施肥和管理方式、种植作物以及作物移除四个方面介绍了农田土壤酸化的主要原因;重点阐述了土壤酸化对农田土壤肥力、土壤盐基离子以及土壤酸缓冲体系的影响。总结了酸性农田土壤对土壤细菌群落结构、功能性微生物（如氨氧化古菌和氨氧化细菌等）群落结构以及土传病害的影响;分析了土壤酸化对作物的毒害作用,如造成农作物减产、迫使作物根系受到铝毒害等;从外源添加物减缓土壤酸化角度,论述了可持续利用酸性土壤的策略,提出了土壤酸化后的改良措施,展望了土壤酸化需进一步探究的课题。     

长期免耕水稻田土壤的生物特征研究

对经过 10年半旱式免耕定位试验的水稻土主要微生物类群数量和微生物生物量的变化进行对比研究 ,结果表明 :实行半旱式厢作及垄作免耕法能够迅速地提高土壤有机质、全氮、全磷和速效氮、磷的水平 ;微生物数量和微生物生物量变化一般存在季节性规律 :春季高 ,夏季至夏末降低 ;各处理土体上层和下层 (0～ 7.5 cm,7.5～15 cm)的基本肥力特征及微生物特征无明显区别 ;免耕处理土壤 ,其微生物的季节性变幅较小 ,垄上或厢上土壤微生物生物量甚至表现反季节性 ,整个生长季节内稳中有升 ,有利于土壤有机物质的转化和土壤肥力的发挥     

宁夏青铜峡灌区冬灌对冻融期土壤水热盐分布及作物生长影响

[目的] 研究冬灌和冻融条件下土壤水热盐的再分布规律及其对作物生长的影响,为防治土壤盐渍化和保障粮食安全提供科学依据。[方法] 基于宁夏青铜峡灌区2018年10月25日至2020年10月3日试验田实测气象、土壤理化指标和作物生长数据,采用统计分析及可视化方法对冬灌与非冬灌区农田水热盐的运移规律及作物生长情况进行对比分析。[结果] 青铜峡灌区土壤温度变化滞后于气温变化,土壤浅表层温度受气温变化影响更显著。土壤从表面开始逐渐向下冻结,冻结深度随着气温的降低不断加深,消融期土壤冻结层从表层和底部同时进行消融,整个土壤冻融期共历时98 d。农田灌溉后含水率显著增高,冻结期灌溉降低各土层土壤温度0.1~1.1 ℃。冬灌农田不同深度土层土壤温度变化趋势和含水率变化特征与非冬灌区农田基本一致。冬灌后各土层盐分含量均下降,其中0—30 cm土层土壤盐分显著下降,但冻融期后冬灌农田土壤出现返盐现象。冬灌农田相较于非冬灌农田,小麦植株较高,玉米生长发育速度较快,小麦增产20.64%,玉米增产4.20%。[结论] 青铜峡灌区冬灌明显改变了土壤水热盐的分布规律,可以有效降低土壤盐分,促进作物生长和增产,特别是明显提高小麦产量。     

南方几种水稻土重金属污染下的土壤呼吸及微生物学效应

采集南方几种重金属污染下的水稻土,通过室内培养的方法研究土壤CO2排放的动态变化以及微生物学指标的差异。结果表明,在60d的培养期内,前7d土壤呼吸速率较高,占了整个排放量的30．89％～64．37％,并且这一阶段重金属对土壤呼吸速率的影响最大。重金属对土壤微生物生物量的影响表现出增加、抑制与无显著性差异的结果,而重金属对微生物熵及微生物代谢熵（qCO2）的影响却是极显著的,同时表现出增加与降低的不同结果。这说明土壤呼吸以及不同的微生物学指标,在长期的复合重金属污染条件下,其表现并不一致,微生物熵与代谢熵用于基本性质差异较大的土壤时,对重金属的响应更为灵敏。此外,土壤重金属的累积还能提高土壤中有机碳的含量。     

作物根茬留田的保土培肥效应

论述了作物根茬留田可以增强土壤的生物活性,促进土壤中的生物化学过程,从而更新土壤中已渐老化的腐殖质,保持地力常新。这种培肥效应,改善了土壤的物理性状和增强土壤的保持水土和保肥供肥性能,增加了作物的产量。连续根茬留田还有迭加效应。     

Conservation Tillage,Rotations, and Cover Crop Affecting Soil Quality in the Tennessee Valley: Particulate Organic Matter,Organic Matter,and Microbial Biomass

Abstract

The impact of conservation tillage, crop rotation, and cover cropping on soil‐quality indicators was evaluated in a long‐term experiment for cotton. Compared to conventional‐tillage cotton, other treatments had 3.4 to 7.7 Mg ha^?1 more carbon (C) over all soil depths. The particulate organic matter C (POMc) accounts for 29 to 48 and 16 to 22% of soil organic C (SOC) for the 0‐ to 3‐and 3‐ to 6‐cm depths, respectively. Tillage had a strongth influence on POMc within the 0‐ to 3‐cm depth, but cropping intensity and cover crop did not affect POMc. A large stratification for microbial biomass was observed varing from 221 to 434 and 63 to 110 mg kg^?1 within depth of 0–3 and 12–24 cm respectively. The microbial biomass is a more sensitive indicator (compared to SOC) of management impacts, showing clear effect of tillage, rotation, and cropping intensity. The no‐tillage cotton double‐cropped wheat/soybean system that combined high cropping intensity and crop rotation provided the best soil quality.     

烟蒜轮作与套作对土壤微生物类群数量的影响

采取田间试验方式,以单作烤烟为对照,研究了不同年度和烤烟生育时期烟蒜轮作、烟蒜套作对根际和非根际土壤细菌、真菌、放线菌、解钾菌和解磷菌数量变化的影响。结果表明:随生育时期推进,烟蒜轮作和烟蒜套作处理根际土壤细菌含量高于单作烤烟的趋势越来越明显。2014年,上部叶成熟期烟蒜轮作、烟蒜套作根际土壤细菌数量是单作烤烟的1.41倍和1.24倍。中部叶成熟期和上部叶成熟期,烟蒜轮作处理根际土壤真菌数量最少,但2014年烟蒜轮作和烟蒜套作处理下非根际土壤真菌数量高于单作烤烟处理。烟蒜轮作、烟蒜套作处理根际土壤放线菌数量高于单作烤烟,上部叶成熟期分别是单作烤烟2.01倍和2.93倍(2013年)、1.12倍和1.28倍(2014年)。烟蒜轮作、烟蒜套作处理根际土壤解钾菌和解磷菌含量在烤烟生长发育的中后期显著高于单作烤烟,且非根际土壤的解磷菌含量也呈现相同的趋势。不同年度,烟蒜轮作与烟蒜套作处理烟叶产量和上中等烟率均显著高于单作烤烟处理。烟蒜轮作和烟蒜套作种植模式能改良土壤根际环境微生物结构,维持良好的土壤质量状态。     

冬季不同种植模式对稻田土壤团聚体及其有机碳的影响

为探究冬季不同种植模式对稻田土壤结构和质量的影响,设置5种冬季种植模式:冬季休闲(冬闲)、冬种紫云英、冬种油菜、冬种大蒜和冬季轮作(马铃薯、紫云英、油菜),通过测定稻田不同土层土壤团聚体组成和团聚体有机碳含量,分析稻田土壤团聚体的水稳性和团聚体有机碳分布。结果表明,在0~30 cm土层深度:>2 mm粒级的土壤团聚体含量最高,其次是<0.053 mm粒级的土壤团聚体,1~2、0.5~1、0.25~0.05、0.053~0.25 mm粒级的土壤团聚体含量相近;各冬季种植处理模式均提高了稻田水稳性团聚体的平均质量直径(MWD)和平均几何直径(GMD),其中冬种油菜、冬季轮作以及冬种紫云英处理的MWD较冬闲处理分别显著提高21.50%、21.16%、16.32%(P<0.05),冬种油菜和冬季轮作处理的GMD较冬闲处理分别显著提高83.31%、62.50%(P<0.05);冬季不同种植模式显著降低了土壤水稳性团聚体的分形维数(P<0.05),有利于维持土壤结构的稳定性;相对于冬闲处理,其余不同冬季种植模式处理的各粒径下土壤团聚体有机碳含量有增加的趋势。综上可知,冬季不同种植模式均有利于稻田土壤团聚体稳定性的提高和各粒级下团聚体有机碳的积累,其中冬季轮作模式的效果最佳。本研究结果为南方冬闲田优化种植模式提供了理论依据。     

改良剂对旱地红壤水分特征和作物产量的影响

基于野外旱地红壤定位试验,通过在各处理中采取土样测定土壤水分含量,用环刀分层取土测定水分物理性质,并测定作物产量,分析改良剂(生物质炭与过氧化钙)对旱地红壤水分特征和作物产量的影响。结果表明,土壤含水量月动态呈现"双峰型"曲线,11月、12月土壤含水量比较低,且随着时间推移含水量呈上升趋势,2月达到最高;然后缓慢下降,4月后开始缓慢升高,到6月份为第二峰值,6月后又开始缓慢下降。随着土层深度的增加,土壤含水量和土壤容重呈上升趋势,即:0—10cm10—20cm20—40cm40—60cm,而土壤饱和持水量、毛管持水量、田间持水量的变化趋势与其相反。单施处理中,随着过氧化钙施入量的增加,土壤含水量呈下降趋势,而随着生物质炭输入量的增加,土壤含水量呈上升趋势;配施处理土壤含水量都高于单施,且以C2Ca1的土壤含水量最高,为16.14%~34.57%。随着改良剂的加入,土壤容重有减小的趋势,各处理从小到大的顺序为C2Ca1C1Ca1C0Ca1C2Ca0C1Ca2C2Ca2C1Ca0C0Ca2CK。各处理土壤饱和持水量、土壤毛管持水量和土壤田间持水量均大于对照(CK),且以C2Ca1为最大,分别为:24.49%~38.81%,22.18%~27.06%,18.87%~22.68%。各处理从大到小的顺序为C2Ca1C1Ca1C2Ca2C1Ca2C2Ca0C0Ca1C1Ca0C0Ca2CK。各处理红薯产量从高到低的顺序为C2Ca2C2Ca1C1Ca2C1Ca1C2Ca0C1Ca0C0Ca2C0Ca1CK,施入生物质炭或过氧化钙都有利于红薯产量的提高,且混施的效果更好。因此,生物质炭与过氧化钙可作为土壤改良剂是培肥土壤的重要措施,能有效减小土壤容重和提高土壤水分含量,并提高作物产量。     

不同耕作模式对稻田土壤理化性质及经济效益的影响

为研究不同耕作模式对土壤理化性状和作物经济效益的影响,对皖南地区4种典型耕作模式(单季稻种植、油稻轮作、麦稻轮作、烟稻轮作)的土壤和作物产量进行了研究。结果表明:与单季稻种植相比,轮作显著降低了土壤含水量;麦稻轮作和烟稻轮作土壤体积质量显著增加,孔隙度显著降低;麦稻轮作土壤有机质和碱解氮含量分别显著降低35.8%和47.8%;烟稻轮作土壤速效钾含量显著增加68.2%,速效磷含量提高109.5%。油稻轮作和烟稻轮作总产值比单季稻种植分别显著增加35.3%和155.5%。为解决轮作对土壤的不良影响,要注重增施有机肥和秸秆还田以改善土壤体积质量和孔隙度;麦稻轮作应重点解决土壤p H降低的问题;烟稻轮作要减少烟后晚稻的磷肥和钾肥施用量。总体而言,油稻轮作和烟稻轮作是皖南地区维护农田土壤肥力,促进农业可持续发展,实现农业增产增收的重要耕作模式。     

紫色土区植物篱对坡面土壤微生物特性的影响

土壤微生物是土壤的重要组成部分,对土壤肥力的形成和植物营养的转化起着积极的作用,是土壤肥力和环境变化的重要指标。通过土壤微生物量测定,研究新银合欢植物篱对紫色土区坡地农耕地、经济林地2种土地利用方式及10°,15°坡度下0-20cm土层土壤微生物特性的影响。研究发现：新银合欢植物篱可以明显提高土壤中细菌、放线菌、真菌的数量及微生物量碳、氮含量;植物篱对经济林地小区土壤微生物数量,微生物量碳、氮的影响作用总体上大于对农耕地小区的,同时对10°农耕地的影响作用总体上大于对15°农耕地的;下坡的三大微生物数量,土壤微生物量碳,氮平均含量明显比上坡的多,下坡距离植物篱带最近采样点处三大微生物数量,土壤微生物量碳,氮含量明显比其他采样点的多。表明定植新银合欢植物篱有利于减少土壤肥力衰退,有利于土壤碳、氮素固持。