东北黑土区水土保持耕作措施防蚀机理及效果

水土保持耕作措施对于防治土壤侵蚀、促进农业增产具有十分重要的作用。在简要介绍国外水土保持耕作技术措施的基础上,重点介绍了东北黑土区应用较广的横坡垄作、垄作区田、少耕免耕、间混作、深松耕法、鼠道耕法等水土保持耕作措施的防蚀机理及其效果。     

美国的水土保持耕作系统及研究方向

<正>水土保持耕作系统被定义为:为防止水蚀,栽植后土地表面的残余物覆盖度保持在30%以上;或在以风蚀为主的地区,侵蚀高峰期土地表面保留不少于相当于1.12t/hm~2圆滑小颗粒的残余物,包括免耕法或称缝植法、垄耕法、带耕法、覆盖耕作法和少耕法等。研究表明,实施免耕法1年后,土壤表层7.6cm内的微生物生物量达到最大值;10年后趋于平衡状态—比传统耕作方     

浅谈黑龙江省黑土地保土耕作法的机理及效应

水土保持耕作措施对于防治水土流失、促进农业增产具有明显的作用。黑龙江省水保科研机构在黑土区多年来研究推广的横坡垄作、垄作区田、少耕免耕、间混作、深松耕法、鼠道耕法等措施 ,投资少 ,见效快 ,适宜进一步推广。若将耕作措施与植物措施、田间工程措施科学配置 ,则水土保持措施的作用将更加显著     

坡度对农业耕作措施水土保持作用的影响

农业耕作措施是水土保持三大措施之一,在坡耕地水土保持中起关键作用。利用人工模拟降雨试验方法,对不同坡度条件下农业耕作措施水土保持作用进行了研究。农业耕作措施包括等高耕作、人工掏挖和人工锄耕,以平整坡面为对照措施;降雨试验在长4m,宽1m的径流小区完成;坡度为5°,10°,15°,20°,25°;降雨强度为1,1.5,2mm/min。结果表明:与平整坡面相比,等高耕作、人工掏挖和人工锄耕分别减小产流量38.19%,32.25%和15.84%;减小产沙量均在50%以上,说明农业耕作措施具有明显的水土保持作用。通过对坡度与产流量、产沙量关系分析表明,在耕作坡面,坡度会影响产流量,但是大坡度与小坡度之间差异不显著。相反,坡度对产沙量具有显著影响,在小坡度条件下,产沙量受坡度的影响较小。当坡度大于15°后,坡度每增加1°,等高耕作、人工掏挖和人工锄耕耕作措施保土作用平均降低3.08%,4.74%和7.61%。回归分析表明产沙量与坡度之间存在指数函数关系。可见,坡度对农业耕作措施保水作用和保土作用的影响不同。     

冷凉区旱地玉米保护性耕作土壤环境及产量效应研究

针对冷凉区旱地玉米生产中存在的干旱缺水、低温冷凉、土壤肥力下降等问题,于2011—2016年采用裂区设计,在山西省旱作节水农业—阳曲县河村示范基地,设置了6种不同耕作覆盖处理,研究旱地玉米保护性耕作的土壤环境及产量效应。结果表明:(1)免耕+二元覆盖、条耕+二元覆盖分别较常规旋耕+地膜覆盖平均增加0—200cm土壤贮水量20.8,32.1mm;免耕+秸秆半覆盖、条耕+秸秆半覆盖分别较常规旋耕+露地种植平均增加0—200cm土壤贮水量24.3,16.3mm。(2)不同耕作处理土壤紧实度差异主要在15cm内,条耕平均为常规旋耕的2.6倍,免耕第1年土壤紧实度最高,为常规耕作的4.6倍,以后逐年下降。(3)免耕+二元覆盖、条耕+二元覆盖分别较常规旋耕+地膜覆盖日平均地温降低0.2,0.1℃(5cm)和0.8,0.3℃(10cm);免耕+秸秆半覆盖、条耕+秸秆半覆盖分别较常规旋耕+露地种植日平均地温降低0.7,0.4℃(5cm)和1.5,1.0℃(10cm)。(4)保护性耕作3年后,免耕和条耕平均较常规旋耕增加0—20cm土壤有机质含量1.5g/kg(覆膜)和1.2g/kg(不覆膜);保护性耕作5年后,土壤培肥效应更加明显。(5)免耕+二元覆盖、条耕+二元覆盖分别较常规旋耕+地膜覆盖平均增产4.4%和6.9%,且条耕+二元覆盖经济产量显著大于常规旋耕+地膜覆盖;免耕+秸秆半覆盖、条耕+秸秆半覆盖、常规旋耕+露地种植平均产量之间没有显著差异。目前来说,适宜该区域的蓄水保墒、培肥土壤、稳产高产的保护性耕作措施为条耕+二元覆盖。     

紫色土坡地旋耕机耕作侵蚀特征

耕作侵蚀的过程机制和防治技术研究是我国现阶段水土保持科学与技术的重点研究领域,关于小型旋耕机耕作的土壤再分布过程和影响因素研究较少.应用磁性示踪法研究旋耕机等高耕作、向下耕作和向上耕作的土壤再分布模式和强度,查明耕作速度对旋耕机耕作侵蚀的影响.结果表明:不同耕作方向下旋耕机单次耕作过程中均引起土壤同时发生向上坡和向下坡移动,且均导致土壤发生向下坡净位移;不同耕作速度时等高耕作和向上耕作土壤净位移与坡度均呈显著正相关(P＜0.01),而向下耕作二者无显著相关性(P＞0.05);土壤净位移量表现为快挡等高耕作(11.53 kg/m)＞快挡向下耕作(11.40kg/m)＞快挡向上耕作(7.59kg/m)＞慢挡向下耕作(7.33 kg/m)＞慢挡等高耕作(6.87 kg/m)＞慢挡向上耕作(6.29 kg/m);快挡时上下坡交替耕作的耕作侵蚀速率小于等高耕作,但慢挡时二者相当.旋耕机耕作相比传统耕作机具的耕作侵蚀明显下降,其推广应用对于防治紫色土坡地耕作侵蚀和土壤退化有重要作用.     

保护耕作制对季节性土壤流失概率的影响

保护耕作制控制水土流失的研究在南部山区水土保持中心已有五十多年的历史.随机抽样调查分析了当前季节性降雨自然灾害的变化和世界土壤流失通用方程的侵蚀指数,在某种意义上说明了保护耕作主要是这些典型季节.同时也证明了这个地区季节降雨最大概率在六月上旬到九月上旬之间.而最大侵蚀指数在六月中旬到八月末之间.在美国这些概率分布与热带湿润气候是一致的.在2.71公里的流域内,四种耕作试验的径流土壤流失的测定已进行十二年多了,这个流域是典型的山地土壤,坡度范围为2%～7%.这四种试验包括没有冬季作物覆盖的大豆保护耕作法和三种不同的全部用冬季作物覆盖的大豆、谷物和高粱保护耕作法.     

黄土坡耕地耕作方式不同时微地形分布特征及水土保持效应

 利用GIS技术模拟黄土坡耕地微地形空间分布特征,并对其水土保持效应进行研究。结果表明：1)地表微地形起伏大小依次为等髙耕作 > 人工掏挖 >人工锄耕 > 直线坡面（CK),和CK相比,人工锄耕与人工掏挖微地形呈随机相间的坑洼特征,等高耕作呈沟垄相间的空间特征;雨后CK、人工锄耕、人工掏挖与等商耕作方式下地表髙程平均分别降低0.015、0.014、0.018和0.015 m。2)除CK地表填洼量为增大外,其余方式均为减小;地表产流时间依次为直线坡面 < 人工掏挖< 人工锄耕< 等髙耕作。3)产流量随降雨时间呈先增大,后趋于平稳的过程。4)与CK相比,等高耕作、人工锄耕和人工掏挖产流量分别减小38. 17%、17.88%和9.43%。5)产沙最随降雨时间呈先增大,后减小并逐渐趋于稳定的过程,与CK相比,等高耕作、人工锄耕和人工掏挖产沙量分别减小65.6%、36.3%和23.4%。6)坡度对产流产沙的影响主要是坡度越大,产流时间越早,产流产沙量也越大。因此,不同耕作方式的水土保持效应与其形成的地表微地形空间特征密切相关。     

美国1989年保护耕作面积增加

<正> 美国土壤保护局Dan Mc Cain利用保护技术情报中心(CTIC)资料,对美国1989年采用保护耕作情况进行了调查。结果表明,美国1989年采用保护耕作法(包括免耕、垄耕及覆盖耕作)耕种的土地已超过7100万英亩,比上年有较大幅度增长。有人曾认为,1988年的干旱将可能导致1989年采用保护耕作法耕种土地面积的下降,但事实上,1989年11种主要农作物中有9种采用保护耕作法,耕种面积上升。     

少免耕模式对冬小麦花后旗叶衰老和产量的影响

小麦开花后旗叶的生理活性对产量存在显著影响.为了研究少免耕耕作体系对冬小麦旗叶衰老状况的影响,采用4种土壤耕作模式(常规耕作秸秆还田、旋耕秸秆还田、耙耕秸秆还田、免耕秸秆覆盖)在山东龙口进行了3年田间试验,研究了耕作模式对小麦产量及花后不同时期旗叶超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化物酶(POD)活性、丙二醛(MDA)和可溶性蛋白含量的影响.结果表明:与常规耕作秸秆还田模式相比,旋耕秸秆还田和耙耕秸秆还田模式旗叶衰老过程中活性氧清除系统的自动调节能力较强,SOD、POD活性变化幅度较常规耕作模式平稳;免耕覆盖模式小麦旗叶在蜡熟期MDA含量显著低于其他模式,而可溶性蛋白含量显著高于其他模式,表现出明显的贪青晚熟的特点.旋耕秸秆还田和耙耕秸秆还田模式产量与常规耕作秸秆还田差异不显著,免耕秸秆覆盖模式产量显著低于其他耕作模式.研究表明短期(1～3年)少耕耕作模式可以在该地区应用,而免耕覆盖则不适宜.     

南方水田少(免)耕法研究报告

三年来,在黄粘土、砂壤土实行少(免)耕法栽培水稻,均有普遍的增产趋势.少(免)耕不翻乱土层,保持了土体的原状稳态结构,增强了抗逆外来的不良环境,稳定和协调了土壤肥力,这对促进水稻早发,稳长具有重要意义.水田渍水耖耙是造成土壤结构破坏、粘闭,影响根系活力和作物产量的主要原因.因此水田必要的耕作应尽可能采取干耕干耙,以不翻乱土层为原则,同时必须以种植制度为主体,采取不同耕法的有机配合,以建立良性生态循环、用养结合、低耗高效的土壤耕作新体系.     

应用~（32）P研究不同耕作法种植水稻的根系分布

本文采用３２Ｐ茎基注射法和土壤施用法，研究了免耕作法和常规耕法种植水稻的根系分布及活力。研究结果表明，免耕作法种植水稻在分蘖盛期和灌浆期，其根系在土壤中的横向和纵向分布量都大于常规耕作法种植的水稻。且免耕法种植的水稻在各时期都具有较强的根系活力。     

第一次全国水利普查水土保持普查方案

第一次全国水利普查水土保持情况普查包括水土流失、侵蚀沟道和水土保持措施等3种对象.水土流失普查,采取宏观遥感调查与地面系统抽样调查相结合的方式,利用土壤侵蚀模型评价不同侵蚀类型的分布、面积和强度.侵蚀沟道普查,利用遥感影像、DEM(数字高程模型)等基础数据得到侵蚀沟道位置,通过野外调查和空间分析,得到侵蚀沟道面积、数量与分布.水土保持措施普查,利用各种基础资料综合分析得到水土保持工程措施和植物措施的类型和数量.     

农业耕作措施对非点源污染的影响

美国1987年的国土资源调查提供了伊利诺斯州100块随机抽取的玉米和大豆作物样地,在传统耕作和免耕耕作方式下分别实行了玉米连续种植和玉米—大豆轮作种植。结果表明,每种作物产量均接近水土保持局所估算的产量,但免耕法可大大减少土壤侵蚀速率和营养物质N、P的流失。作物根系周围的渗透流中的硝酸盐N的含量较高,超过了饮用水标准值(10mg/1),因此这里亦是地下水污染区。玉米—大豆轮作种植样地的地表径流、亚地表径流和渗透流中与玉米连续种植样地的相比能减少10%~30%的可溶性氮肥流失。因免耕法撒播到土壤表面的磷肥不能立即与土壤混合,其地表径流中磷肥的流失量较大,但从淤积泥沙中流失的磷肥,传统耕作法高于免耕法。     

基于重标极差（R/S）和小波分析的黄土坡耕地产流产沙变化研究

为探明降雨条件下黄土坡耕地微地形径流和泥沙变化规律,通过5°、10°、15°、20°、25°坡和直线坡、人工锄耕、人工掏挖、等高耕作4种耕作方式组合条件下的室内模拟降雨试验,应用基于分形理论的重标极差(R/S)分析法对径流和泥沙时间序列的变化趋势进行预测,同时使用小波(Morlet)分析对各径流和产沙序列的变化主周期进行识别.结果表明:径流序列的赫斯特指数变化区间为[0.567,0.798],产沙量时间序列的赫斯特指数变化区间为[0.632,0.861],两者均大于0.5,呈现长程正相关.因此,坡耕地下一时段的径流量和产沙量时间序列与过去时段变化趋势相同;4种耕作措施的径流量最大峰值均出现在28~29 min,部分耕作措施的产沙量序列可能存在30 min以上的长周期,需要更长的时间序列验证.用R/S分析法结合小波分析,预测未来的产流产沙趋势,结果具有可靠性.该研究丰富了径流和泥沙输移理论,对农业生产和水土保持等方面研究具有指导意义.     

我国著名水土保持专家陈法扬教授论:我国城市化过程与城市水土保持

城市水土保持是近年来的热门话题.1995年10月,中央电视台"焦点访谈"节目播出了深圳市的水土流失情况,引起了中央领导和水利部的高度重视.此后,水利部曾在深圳、大连两市连续2次召开了全国城市水土保持工作座谈会,研究部署城市水土保持工作.据广东、山东等省(市)对城市水土流失情况抽样调查,城市水土流失面积约占被调查区域面积的20%左右.可见,城市水土流失是比较严重的.     

中国主要水土保持耕作措施因子

水土保持耕作措施因子是中国土壤流失方程参数之一,确定全国范围主要措施的因子值,是计算土壤水蚀模数的基础工作,可为开展全国土壤侵蚀强度评价奠定基础。以收集的文献资料和监测资料为基础,计算了全国水蚀区等高沟垄种植、垄作区田和免耕等5种耕作措施因子值,并基于区域差异不显著分析结果,确定了最终的全国统一因子值,为模型的推广应用提供了数据基础。     

水土保持技术选择的主要驱动要素分析

针对水土保持技术选择理论研究相对滞后的现实,采用文献分析法、实地调查走访以及专家咨询等方法对水土保持技术选择的生态经济学背景进行了分析,并以典型流域——安塞县纸坊沟流域为例进行了实证,初步明确了水土保持技术与相关要素的耦合关系。(1)水土保持技术因水土流失的发生而产生,区域水土保持技术的选择和应用受到当时生态治理目标、国家宏观政策、区域经济发展的作用和制约;(2)纸坊沟水土保持技术的选择和应用与其水土流失治理的3个时期相对应,1973—1985年、1986—1998年、1999年之后,分别解决的主要问题是:粮食需求,流域生态系统恢复;在解决温饱和发展的基础上,促使流域生态系统稳定恢复;生态修复和生态系统功能稳步提升,所采用的水土保持技术分别为:水土保持工程技术与水土保持耕作技术为主、水土保持工程技术及水土保持生物技术为主,并实施了配套的耕作技术、生物技术为主,以工程技术和耕作技术作为补充与配套的技术体系。(3)水土保持技术的成熟度、应用难度、区域潜在实施效果等相耦合,形成了区域水土保持技术选择与应用的评估体系。     

粉垄耕作提高土壤养分有效性并促进甘蔗维管组织发育和养分吸收

[目的]研究粉垄耕作对宿根蔗和新植蔗生长过程中土壤养分含量、甘蔗对养分吸收以及植株解剖形态的影响,为粉垄耕作技术推广提供理论依据.[方法]以桂糖42号为供试材料进行田间试验,以常规耕作为对照(CK,耕作深度25 cm),粉垄耕作(垂直旋深40 cm)为处理,甘蔗种植采用新植甘蔗和宿根两种方法.在甘蔗主要生育期,采集植株...     

东北垄作区机械免耕播种工艺(英文)

为了建立东北地区垄作保护性耕作工艺模式,并为其配套机具的优化设计提供理论指导。该文针对东北垄作区的保护性耕作,论述了国内外垄作耕法的概况。该文论述了国内外垄作耕法的概况。在调查研究的基础上,结合课题科研实践提出了垄作耕法的垄形断面图,构建了机械免耕播种种床土壤耕作的几何模型与相关尺寸。从田间调查与测试结果,以几何模型为依据,对2种形式(滚动圆盘式,条带旋耕式)玉米垄作免耕播种机进行了研究、分析与评价。研究表明,滚动圆盘式破茬与清垄方案符合玉米垄作几何模型要求,但仍需研发新型破茬圆盘犁刀以减小工作阻力,研发新的加载技术,保持机器对下压力的需求。该研究可为垄作免耕播种机的创新设计、改进与评价提供科学依据与方法。