保护性耕作对旱作夏玉米光合和水分利用效率日变化的影响

[目的]探讨保护性耕作对旱作夏玉米(Zea mays L.)光合和水分利用效率日变化的影响,为该地区完善和推广该技术提供理论依据。[方法]以传统翻耕无覆盖(CT)为对照,研究西北旱作地区免耕不覆盖(NT)和免耕秸秆还田(NTS)处理对夏玉米抽雄-吐丝期叶片光合特性和水分利用效率(WUE)日变化的影响。[结果]夏玉米光合速率(Pn)日变化呈"单峰"型曲线,日均Pn为NTSCTNT。气孔导度(Gs)早上出现高峰,中午和下午降至低水平小幅波动,日均为NTSNTCT。WUE变化趋势与Pn相似,表现出明显的正相关性(R2=0.701*),玉米叶片WUE日均值NTSCTNT,NTS处理效果显著,说明免耕秸秆还田处理提高玉米WUE作用较好。胞间CO2浓度(Ci)与Pn变化表现出负相关性,蒸腾速率(Tr)日变化也为"单峰"型曲线,与Pn表现出明显的正相关性(R2=0.895**),日均Tr值为NTSCTNT。[结论]免耕秸秆还田措施下玉米Pn、Gs、WUE均高于传统翻耕。因此在西北旱作夏玉米田实施免耕秸秆还田既有利于作物对有限降水的高效利用,也可促进农田系统生产力可持续提高,是较为适宜的一项耕作措施。     

不同耕作措施对小麦水分利用的影响及机制

为探明在旱作雨养农业条件下不同耕作措施对小麦水分利用机制的影响,依托长期定位大田试验,于2012年比较研究了传统耕作(T)、免耕(NT)、免耕秸秆覆盖(NTS)和免耕地膜覆盖(NTP)条件下春小麦的阶段耗水量、抽穗期和灌浆期7∶00时旗叶水势和各土壤层次的水分含量随不同生育期的变化及其对水分利用效率的影响.结果表明:免耕秸秆处理(NTS)相对于传统耕作处理(T)能提高全生育期0~30cm的土壤含水量和全生育期的作物耗水量(较传统耕作(T)提高5.45%),免耕秸秆覆盖(NTS)处理的抽穗期和灌浆期的7∶00时旗叶水势相对于传统耕作(T)增加6.2%和4.6%,水分利用效率和籽粒产量高于传统耕作(T)处理11.2%和17.3%.采用免耕秸秆覆盖在增加作物耗水量的同时也提高了作物产量,所以免耕秸秆覆盖处理的水分利用效率最高.因此,在本试验条件下实施免耕秸秆覆盖的保护性耕作措施,有利于作物对有限降水的高效合理利用,提高作物产量.     

保护性耕作对坡耕地道地药材等高隔带种植系统水分利用效率和生产力的影响

本文选用甘草这种多年生作物和小麦、板蓝根2种1年生作物,设置不同等高隔带种植系统,研究不同种植方式和耕作方式对土壤水分、水分利用效率(WUE)以及生产力的影响.结果表明:①各处理的水分利用效率依次为:免耕+秸秆覆盖(NTS)＞免耕(NT)＞传统(T);②免耕+秸秆覆盖(NTS)和免耕(NT)方式与传统耕作(T)相比,均能提高半干旱地区土壤水分和作物对水分的利用效率.③不同的处理对作物生长发育的影响不同,与传统耕作相比,免耕+秸秆覆盖(NTS)与免耕(NT)的方式均使作物出苗期推迟约5d.④小麦在免耕方式下的产量最高,在传统耕作方式下的产量次之,而免耕+秸秆覆盖(NTS)方式下产量最低,且有5％水平的显著差异;秸秆覆盖对板兰根产量的影响不大.⑤小麦在坡地上的经济效益很低,而板兰根的经济效益比较高.     

长期不同耕作措施对黄绵土体积质量和作物水分利用效率的影响

借助2001年在陇中黄土高原建立的不同耕作措施长期定位试验,研究5种保护性耕作[免耕(NT)、传统耕作+秸秆还田(TS)、免耕+秸秆覆盖(NTS)、传统耕作+地膜覆盖(TP)、免耕+地膜覆盖(NTP)]和传统耕作(T)对黄绵土体积质量、水分含量、作物耗水量、产量及水分利用效率的影响。结果表明:保护性耕作均可降低0~30cm土层土壤体积质量,提升土壤孔隙度;其中NTS显著降低0~10cm土层土壤体积质量,并显著提升该土层土壤孔隙度,且随着应用年限的延长,效果更为突出。保护性耕作显著提高播种期0~10cm土层土壤含水量,尤以NTS和NTP效果最佳。与传统耕作相比,NTS和NTP在增加作物耗水量的同时也提高了作物产量和水分利用效率,但NTP不利于土壤结构的持续改善。因此,长期施用免耕秸秆覆盖耕作措施能显著改善土壤结构,提高土壤水分利用效率,进而提高作物产量,促进农业可持续发展。     

不同耕作方式对双序列轮作系统土壤钾素含量及产量的影响

通过设置在甘肃省定西市李家堡镇的保护性耕作措施长期定位试验,于2010年对春小麦、豌豆双序列轮作下的土壤全钾、速效钾含量及作物产量进行了采样测定.试验共设6个处理(T:传统耕作;NT:免耕无覆盖;TS:传统耕作+秸秆还田;NTS:免耕秸秆覆盖;TP:传统耕作+地膜覆盖;NTP:免耕地膜覆盖),采用春小麦和豌豆双序列轮作.结果表明:在0～50cm土层中,免耕和秸秆覆盖措施都可以提高土壤全钾和速效钾含量,其中,免耕秸秆覆盖措施可以显著提高土壤的速效钾含量;在双序列0～50cm土壤中,免耕秸秆覆盖措施下的土壤速效钾含量最高,达388.2mg/kg,传统耕作措施下的土壤速效钾含量最高,为351.68mg/kg.地膜覆盖处理的土壤全钾和速效钾的含量与免耕覆盖、传统耕作+秸秆还田和免耕秸秆覆盖措施下的土壤全钾和速效钾含量相比含量较低;在0～50cm土层中,土壤全钾和速效钾的含量均随着土壤深度的增加而降低.覆膜处理和秸秆覆盖均有助于提高作物产量,免耕对作物产量的影响与传统耕作相比较没有显著差异.     

保护性耕作对麦-豆轮作土壤有机碳全氮及微生物量碳氮的影响

通过设置在甘肃省定西市李家堡镇的保护性耕作措施长期定位试验,共设4个处理(T:传统耕作;NT:免耕无覆盖;TS:传统耕作+秸秆还田;NTS:免耕+秸秆覆盖),采用春小麦豌豆双序列轮作(即小麦→豌豆→小麦和豌豆一小麦一豌豆,本文中所指春小麦地、豌豆地分别指2008年种植春小麦、豌豆的轮作次序),于2008年3月中旬对春小麦、豌豆双序列轮作下的土壤有机碳、全氮、土壤微生物量碳及土壤微生物量氮含量进行了采样测定.结果表明,经过7 a的轮作后,两种轮作次序下,0～30 cm土层中土壤有机碳、全氮、土壤微生物鼍碳、土壤微生物量氮含量均有在免耕+秸秆覆盖、传统耕作+秸秆还田处理较免耕不覆盖、传统耕作处理高的趋势,且其含量均随着土壤深度的增加而降低.其中,土壤微生物鼍碳含量在两种轮作次序下的排序均为:免耕+秸秆覆盖(NTS)>传统耕作+秸秆还田(TS)>免耕不覆盖(NT)>传统耕作(T);而土壤微生物量氮含量在春小麦地和豌豆地的排序则分别表现为:免耕+秸秆覆盖(NTS)>传统耕作+秸秆还田(TS)>传统耕作(T)>免耕不覆盖(NT)和免耕+秸秆覆盖(NTS)>传统耕作+秸秆还田(TS)>免耕不覆盖(NT)>传统耕作(T).同时,微生物量碳、微生物量氮与有机碳和全氮均呈显著正相关,说明提高土壤有机质、全氮含量的保护性耕作模式有利于土壤微生物量碳与氮的积累.     

绿洲灌区冬小麦保护性耕作对土壤水分和坚实度的影响

在5 a田间定位试验的基础上,以传统耕作(T)为对照,研究了秸秆翻压(TIS)、免耕不覆盖(NT)、免耕立茬(NTSS)、免耕秸秆覆盖(NTS))处理对冬小麦田土壤含水量、土壤质量密度、土壤紧实度的影响.结果表明:在各个生育时期内,在同等外界水分的条件下NTSS和NTS处理均较T、TIS和NT处理明显地增加了0～30 ...     

长期不同耕作措施下陇中黄土高原旱作农田土壤磷的组分特征

【目的】探究黄绵土有机磷各组分在不同耕作措施下的效应关系,了解雨养农业区农业系统磷素利用效率,降低过多的磷素投入,进而减少农业生产对环境的破坏.【方法】本研究通过设置在陇中黄土高原半干旱区的保护性耕作长期定位试验,应用Bowman-Cole法,测定了传统耕作(T)、免耕秸秆覆盖(NTS)、免耕不覆盖(NT)、传统耕作秸秆还田(TS)四种耕作措施实施15年后,0~5,5~10,10~20,20~40cm土层的有机磷组分特征.【结果】4个土层免耕与传统耕作差异不大,在秸秆覆盖方式下免耕处理显著高于传统耕作,并且从NT处理与TS处理下4个土层相比较,TS处理均高于NT处理,秸秆覆盖处理高于免耕处理;同时,0~40cm土层加权平均值表现为NTSTSTNT.活性有机磷在各处理间差异显著,0~5cm土层NTS处理下活性有机磷含量显著高于NT、TS、T处理,分别高出11.21%,19.62%,30.75%;0~5cm中等活性有机磷在处理NTS下含量最高,分别较NT、TS、T处理高4.63%,6.71%,8.69%.有机磷各组分含量以中等活性有机磷为主体含量最大;各处理有机磷组分含量都随土层深度的增加而减小.【结论】通过研究不同处理下有机磷各组分含量来看,总体均表现为NTSTSNTT,说明免耕的基础上进行秸秆覆盖,有利于总有机磷的积累与提高,免耕加秸秆覆盖对本地区的土壤有机磷组分提高明显,增加了土壤磷库的储存量.     

耕作方式对土壤有机碳库的影响

通过在甘肃中部干旱半干旱农业区进行6a的田间定位试验,探讨了传统耕作(T)、免耕(NT)、免耕 秸秆覆盖(NTS)以及传统耕作 秸秆还田(TS)等处理对土壤有机碳库的影响.结果表明,在0-30 cm土层中,NTS、TS、NT处理土壤有机碳含量分别比T处理提高了5.09%、2.64%和4.08%;与T处理相比,NTS、TS、NT处理土壤微生物量碳含量分别增加了69.67%、47.72%和33.22%.NTS、TS、NT处理有利于土壤有机碳的累积.不同处理(NTS、TS、NT、T)条件下土壤有机碳和微生物量碳在土壤剖面分布是随着土层深度的增加而呈现递减趋势.     

不同耕作方式对小麦硝酸还原酶活性和旗叶衰老指标的影响

为了从生理角度揭示不同耕作方式下春小麦产量的差异,重点研究了传统耕作(CT)、秸秆还田(CS)、免耕不覆盖(NT)和免耕覆盖(NTS)等4种处理方式对干旱区春小麦硝酸还原酶(NR)活性和旗叶衰老指标的影响。结果表明:翻耕CS与对照CT无显著差异,免耕方式NT和NTS对其花后旗叶叶绿素含量或叶面积指数的影响均表现为显著差异,其大小均为NTS>NT>CS>CT;在小麦花后的各时期,除CS外,免耕方式对NR活性的影响呈显著差异,NTS表现为最优,其次分别为NT、CS和CT;综合以上生理特性,NTS处理最有利于延缓叶绿素的降解和NR活性的提高,减缓叶片衰老,表现最佳。     

东北冷凉风沙区不同保护性耕作措施对玉米耕层土壤肥力水平的影响

以东北冷凉风沙区普遍采用的玉米垄作保护性耕作方式为研究对象,通过定点试验(2004～2007年),研究不同保护性耕作措施对玉米耕层土壤肥力水平的影响.研究结果表明:不同保护性耕作措施下的土壤微生物数最均大于传统耕作(CK),其中留茬覆盖(B2)>留茬(B1)>火茬(B3).灭茬方式(B3)的土壤脲酶活性最高,留茬覆盖(B2)处理前期土壤脲酶活性较低,但后期增长迅速.留茬覆盖(B2)措施对土壤碱性磷酸酶活性的影响最显著.不同保护性耕作措施土壤有机质含量均高于传统耕作(CK),其中留茬覆盖(B2)比对照高1.58%,但差异不显著.同一种保护性耕作措施下土壤有机质含量都表现出随覆盖年限的延长而提高的趋势,留茬覆盖(B2)方式的有机质含量增加明显,2007年比2004年增加0.18g·kg~(-1).年际间不同保护性耕作措施下的土壤碱解氮、速效磷和速效钾的含量均高于传统耕作(CK),且随着保护性耕作方式实施年限延长,同一种保护性耕作措施下的土壤碱解氮和速效磷的含量呈现增加趋势,其中留茬覆盖(B2)的增幅最大,2007年比2004年分别增加35.3%和32.7%.     

不同施肥模式下保护性耕作春玉米产量及经济效益

保护性耕作采用少、免耕技术,地表有覆盖物,肥料一般不能通过翻耕、旋耕等方式与土壤混合,传统施肥模式不适用于保护性耕作。为解决保护性耕作推广过程中存在的施肥量不足、施肥模式单一、秸秆覆盖量少等问题,利用平衡施肥技术确定施肥量,采用裂区试验设计,主处理为耕作方式,包括翻耕、留茬免耕、整秆覆盖免耕,副处理为施肥模式,P、K肥随播种一次完成,尿素追施,一次追施、二次追施为副处理,进行保护性耕作不同施肥模式下春玉米产量与经济效益分析。结果表明,在施肥量一定的情况下,目标产量实现与耕作覆盖方式、施肥模式有密切关系。耕作方式与施肥方法最优组合为—A3B2(整秆覆盖免耕2次追肥),经济效益最高,对春玉米保护性耕作施肥管理要点进行了总结。     

河西灌区休闲期秸秆覆盖对储水灌溉的影响

甘肃河西灌区休闲期采用秸秆覆盖(NTS)的免耕技术对储水灌溉产生了明显的节水和经济效益。直接节约毛水量2400m3/hm2,纯收益免耕覆盖(NTS)比常规耕作(CTB)和秸秆还田(CTS)分别提高1623.7和1367.4元/hm2。适宜的储水定额是900m3/hm2。     

少耕秸秆覆盖对小麦间作玉米棵间蒸发的影响研究

在河西绿洲灌区,通过大田试验,研究了前茬小麦25cm高茬收割免耕(T0S1)、25cm高等量秸秆覆盖免耕(T0S2)、25cm高等量秸秆翻压(TS3)和低茬收割翻耕(TS0)对后茬小麦、玉米的单作和间作群体耗水量和棵间蒸发的影响,以期为通过优化小麦间作玉米的秸秆管理、提高水分利用率提供理论依据。结果表明,秸秆覆盖可降低作物群体的总棵间蒸发量,与未覆盖处理相比,秸秆覆盖小麦间作玉米的棵间总蒸发量降低了4.7%~8.9%,单作小麦棵间总蒸发量降低了4.8%~11.2%。间作群体的棵间蒸发主要发生在小麦收获前,约占总蒸发量的70%,秸秆覆盖处理在小麦收获前使棵间蒸发降低了5.2%~10.8%。间作中,小麦带棵间蒸发量较玉米带高16.6%~19.8%;秸秆覆盖处理与未覆盖处理相比较小麦带棵间蒸发量降低了5.4%~10.0%,玉米带棵间蒸发量降低了3.9%~6.1%。秸秆覆盖处理的E/ET相比于无覆盖处理小麦间作玉米群体降低了2.9%~5.2%,单作小麦群体降低了2.1%~9.0%,小麦秸秆覆盖可减少水分的无效损失,提高水分利用率。     

Effects of Conservation Tillage on Crop Yield: a Case Study in the Part of Typical Ecological Zones in China

To evaluate the effects of different conservation tillage modes on crop yield in various ecological regions, we interviewed peasant households in the Northeast China Plain, North China Plain, Chengdu Plain, and Northwest China Oasis, China, to analyze the influencing factors of the tillage methods on crop yield. An index set was determined from seven yield parameters based on expert consultation and relevant literature. A comprehensive evaluation of conservation tillage methods in the various ecological regions was carried out using fuzzy theory. The approaches with the highest scores were identified for each region: wide and narrow rotation planting with high stubble standing retention in the Northeast China Plain; seeding after rotary tilled of wheat under corn straw mulching and no-tillage seeding of corn and other crops under wheat straw mulching in the North China Plain; no tillage with high stubble retention in the Northwest China Oasis;and no-tillage seeding of wheat and other crops under rice straw mulching in Chengdu Plain. These research data provide a useful guide for the selection of conservation tillage methods for optimum yields in different regions of China.     

不同耕作与种植方式对郑单958光合产物生产的影响

通过大田试验,采用对留高茬自然腐烂免耕秸秆覆盖与不覆盖2种条件下,宽窄行双株、宽窄行单株、等行双株、等行单株4种种植方式郑单958光合产物的生产、积累进行了研究.结果表明：残茬覆盖比不覆盖全生育期平均叶面积系数增加6.402%,单株干物质积累量增加8.569%,在整个生育期平均土壤含水量增加了22.315%.同时得出结论：免耕秸秆覆盖宽窄行双珠种植AB1C1处理方式的产量比正常翻梨不覆盖秸秆等行种植AB2C4处理方式的产量提高16.6%,免耕秸秆覆盖与宽窄行双珠种植技术结合效果最佳.     

关于改进东北春玉米现行耕法的思考

分析以传统垄作为主的现行耕法在生产应用上存在的秸秆还田量不足、作业环节多、保水保土性能差、土壤结构恶化等问题,提出了改垄作为平作、改中耕为深松、改灭茬为留茬的技术思路,并建立了玉米宽窄行平作留高茬及均匀垄平作留高茬两种新耕作方式。     

几种保护性耕作对土壤含水量和风蚀量的影响

[目的]研究保护性耕作对土壤含水量和风蚀量的影响。[方法]以位于内蒙古阴山北部武川县典型农牧交错带的耕地为试验地点,比较用不同保护性耕作对不同作物留茬的土壤含水量、风蚀量的影响。[结果]与传统耕作相比,马铃薯免耕、油菜留茬和燕麦留茬可以提高土壤含水量,极大地减少土壤风蚀。[结论]留茬耕作和免耕是当地农业发展和环境治理一条可持续的耕作途径。