不同施肥处理对农田黑土土壤酶活性的影响

研究不同施肥处理对农田黑土纤维素酶、过氧化物酶和多酚氧化物酶活性的影响。结果表明,不同施肥处理下0~20 cm土壤纤维素酶活性、过氧化物酶活性有机肥与化肥配施(NPK+M)休闲地(FW)单施化肥(NPK)不施肥(CK),21~40 cm土壤NPK+MNPKFWCK处理;多酚氧化酶的活性0~20 cm为FWNPKNPK+MCK处理,21~40 cm为CKFWNPKNPK+M处理。在玉米的生育期内,土壤纤维素酶和多酚氧化酶的活性在出苗后50 d(拔节期)达最大;过氧化物酶的活性在出苗后15 d(苗期)最大。施肥有利于提高土壤纤维素酶、过氧化物酶和多酚氧化酶的活性,有机无机肥配合施用效果最佳。     

基于最小数据集评价耕作方式对黑土农田土壤质量的影响

东北黑土区是我国重要的商品粮生产基地,其土壤质量优劣关系着国家粮食安全。本研究以吉林中部耕法定位试验为平台,对连续35年传统耕作(CT)、间隔深松(ST)、免耕(NT)及翻耕(MP)4种耕作方式下的0～20cm土壤进行土壤质量评价。选取26个涵盖土壤物理、化学、生物学性质的指标作为全量数据集,运用最小数据集法筛选指标,计算土壤质量指数,选取适合东北黑土区的耕作方式。结果表明,不同耕作方式耕层土壤质量评价最小数据集由紧实度、平均重量直径、有机质、全磷、β-葡萄糖苷酶、N-乙酰葡糖胺糖苷酶构成。不同耕作方式对土壤质量指数呈现的大小关系为ST>MP>CT>NT。由此可见,间隔深松能显著提高黑土耕层土壤质量,可作为东北春玉米农田可持续发展适宜的耕作方式。     

小麦季不同耕作方式对砂姜黑土玉米农田土壤微生物特性及酶活性的影响

在山东省砂姜黑土田小麦、玉米轮作双季秸秆还田下,以传统小麦季旋耕为对照(CK),开展定位耕作试验探讨小麦季不同耕作措施对夏玉米灌浆期土壤微生物量和酶活性的影响。结果表明,与CK相比,免耕模式下能显著增加0~20 cm土层真菌数量(+48.4%)、土壤微生物生物量碳SMBC(+84.3%)和SMBC/SMBN比值(+100%;土壤蔗糖酶活性显著降低(-43.1%)。深耕和深松模式下微生物生物量碳(SMBC)与CK差异均不显著,微生物生物量氮(SMBN)显著降低,分别比对照下降33.0%和37.9%。深松模式下SMBC/SMBN比对照增加138%,深耕和深松下土壤脲酶活性均显著高于其它模式。本区域砂姜黑土农田在小麦季传统旋耕基础上,可适当结合免耕和深松进行轮耕以促进玉米季土壤碳氮转化,提升土壤质量。     

东北黑土不同耕作方式对玉米苗情的影响

吉林中部旱作玉米地区,春旱和冷害是制约苗情的关键气候因素。2004年在吉林东部旱作玉米上,采取不同耕作方式的比较发现,深松的玉米株高和叶面积最大,而翻耕的玉米出苗率较高。地温最高的是翻耕处理,土壤含水量最高的是深松处理,土壤容重最小的是深松处理。与出苗相关性最高的指标是土壤容重,与株高和叶面积相关性最高的指标是土壤含水量,相关系数依次为-0.940,0.878和0.796。深松是有利于玉米出苗的耕作方式。     

不同秸秆还田方式对黑土土壤氮素和物理性状的影响

通过大田试验对不同秸秆还田方式下黑土农田生态系统土壤氮素和物理性状进行研究。结果表明,不同秸秆还田处理土壤容重降低0.09～0.19 g/cm3;土壤比重增加19.82%～29.49%;土壤总孔隙度增加18.23%～22.26%。过腹还田处理增加土壤全氮含量;秸秆直接还田处理和腐解还田处理土壤全氮含量低于常规栽培方式(对照)和无秸秆处理;不同秸秆还田处理增加了土壤铵态氮和微生物量氮含量;过腹还田处理降低了土壤硝态氮含量,提高了土壤可溶性有机氮含量;秸秆直接还田处理和腐解还田处理增加了土壤硝态氮含量,降低了土壤可溶性有机氮含量。因此,不同秸秆还田方式配施微生物菌剂,结合先进的栽培方式是增加土壤有效氮素的有效途径,有利于退化黑土的可持续利用。     

不同耕作方式对瘠薄型黑土区土壤结构的影响

通过深松和玉米秸秆粉碎直接覆盖、秸秆粉碎0～20 cm耕层混拌方式,分析深松和秸秆不同还田方式对土壤容重、孔隙度、三相比及硬度的影响,研究秸秆添加腐解剂快速腐解后土壤物理特性的变化。结果表明,通过深松和秸秆还田后土壤结构均较未深松对照(CK)明显改善,土壤三相比较试验播种前趋于合理,田间持水量和孔隙度较CK明显提高,田间持水量提高3.30～6.78个百分点,孔隙度提高2.90～5.63个百分点,其中秸秆粉碎耕层混拌+腐解剂处理表现最好;其次是秸秆粉碎覆盖+腐解剂。土壤硬度变化表明,收获期秸秆粉碎覆盖+腐解剂和秸秆粉碎耕层混拌+腐解剂处理土壤硬度在地表0～10 cm较CK降低74.4%和65.1%;11～20 cm土壤硬度较CK降低58.6%和56.1%;秸秆粉碎覆盖和秸秆粉碎耕层混拌处理土壤硬度在地表0～10 cm较CK降低80.3%和43.7%,11～20 cm土壤硬度分别较CK降低56.7%和15.5%。试验表明,深松+秸秆粉碎还田处理明显降低土壤硬度,改善土壤结构,腐解剂在雨水充沛时期发挥效果明显。     

东北黑土区土壤动物对玉米秸秆不同还田方式的响应

秸秆还田是保护东北农田生态系统黑土资源重要的农业管理手段,在应对黑土退化问题上发挥了重要作用。土壤动物是评价农田生态系统质量和土壤环境优劣的重要指标。为深入分析不同秸秆还田方式对东北黑土区农田中土壤动物群落的影响以及对于土壤环境的改良状况,本文综述秸秆直接还田与秸秆间接还田方式下的土壤动物群落组成、多样性以及动态分布特征,总结概括不同还田方式下土壤动物群落特征差异的影响因素。基于目前秸秆还田与土壤动物相关研究过程中存在的问题进行展望,为秸秆还田模式下东北地区的黑土资源保护与农业生态可持续发展提供参考。     

半干旱区不同秋覆盖方式对农田土壤水温效应及玉米水分利用效率的影响

2013～2015年在黄土高原半干旱区以传统平作不覆盖为对照(CK)、地膜全覆盖(PA)、可降解膜全覆盖(BA)、玉米秸秆全覆盖(SA)和沟垄集雨半膜覆盖(RH)4种覆盖方式,研究不同秋季覆盖方式的土壤水分保蓄效果及对春玉米生长的影响。结果表明,在冬春休闲期,PA、BA、SA、RH处理均能有效提高播种前土壤水分,SA和RH处理在整个生育期土壤蓄水量显著高于CK,PA和BA处理仅在生育前期有较高的土壤水分;PA、BA和RH处理均有增温效果。不同处理中,PA处理产量最高,2年平均较CK提高58.17%,RH与BA处理分别较CK提高34.16%和27.05%,SA处理低于CK;水分利用效率与产量规律一致,PA、BA和RH处理分别较CK提高36.89%、14.34%和29.51%。     

耕作方式与秸秆还田对砂姜黑土土壤酶活性及冬小麦产量的影响

为探究耕作方式及秸秆还田处理对砂姜黑土土壤酶活性的影响,在河南省商水县砂姜黑土地区设置深耕秸秆不还田、深耕秸秆还田、旋耕秸秆还田和旋耕秸秆不还田4个处理,以超高产小麦品种周麦27为材料进行大田试验,对不同处理的土壤过氧化氢酶、蔗糖酶、脲酶、碱性磷酸酶活性及冬小麦籽粒产量进行测定分析。结果表明,20~40cm土层土壤过氧化氢酶的活性在不同处理间差异大多不显著,小麦拔节期、开花期和成熟期0~20cm土层深耕秸秆不还田处理与其他处理间差异显著。0~20cm土层土壤蔗糖酶活性在小麦生育期内不同处理间有显著差异,秸秆还田处理下土壤蔗糖酶活性高于秸秆不还田处理,而在20~40cm土层小麦拔节期和成熟期不同处理间没有显著差异。在小麦生育期内秸秆还田处理下0~20cm和20~40cm土层土壤脲酶活性显著高于其他处理,深耕秸秆不还田处理在拔节期和成熟期高于旋耕秸秆不还田处理。不同处理间土壤碱性磷酸酶活性在小麦生育期内差异显著,总体表现为深耕秸秆还田旋耕秸秆还田深耕秸秆不还田旋耕秸秆不还田。深耕秸秆还田处理对比其他处理能够显著增加冬小麦籽粒产量及千粒重,但其有效穗数显著低于其他处理。     

初期保护性耕作和秸秆还田对土壤物理特性及大豆玉米产量的影响

在黑龙江垦区852农场研究了初期保护性耕作和秸秆还田对土壤温度、土壤水分、土壤容重和机械阻力等土壤物理特性及对玉米、大豆产量的影响,为中长期保护性耕作和秸秆还田的应用提供理论依据.试验于2009年进行,轮作顺序为大豆-玉米-玉米;大豆试验圃(前茬为玉米)和玉米试验圃(前茬为玉米)处理为免耕、灭茬还田、旋耕还田和传统耕作;玉米试验圃(前茬为大豆)处理包括免耕、直播还田、旋耕还田和传统耕作.结果表明:大豆试验圃(前茬为玉米)免耕和灭茬还田处理生育前期的土壤温度分别比传统耕作低3.38℃和2.6℃,玉米圃(前茬为大豆)免耕和直播处理同期的土壤温度分别比传统耕作低1.93℃和1.39℃;春季播种期大豆试验圃(前茬为玉米)免耕和灭茬还田处理的土壤体积含水量分别高于传统耕作9.3 %和4.8%,玉米试验圃(前作为大豆)免耕和直播还田处理的土壤体积含水量分别高于传统耕作16.0 %和12.6 %;此外,免耕模式的5～20 cm深度的土壤容重和0～25 cm的土壤机械阻力均显著高于传统耕作模式,但是均未达到对作物根系生长产生抑制的阀值;免耕和灭茬/直播还田模式前期的耕层低温并未对产量构成不利影响,与传统耕作相比并未显著减产.     

保护性耕作对黑土农田土壤水热及作物产量的影响

保护性耕作措施是干旱区农田提高作物产量的有效耕作技术,为研究其在冷凉区域的适用性,于2004～2009年,以中国科学院海伦农业生态试验站黑土农田为研究对象,开展了免耕秸秆覆盖、少耕和传统旋耕3种耕作措施长期定位对比研究.结果表明:在大豆玉米轮作制度下,实施免耕秸秆覆盖和少耕的保护性耕作方式,连续3 a免耕大豆产量均表现...     

土壤温湿度对玉米根系的影响

采用方形整段标本法,对河北省保定市固城镇中国气象局农业试验基地玉米（屯玉46）不同生育期的根系进行监测,同时对土壤水分、地温进行分析,研究土壤湿度、温度对玉米根系生长发育的影响。结果表明,拔节期和完熟期的根长密度在10～20 cm土层最大,分别为0.49 cm/cm³和1.98 cm/cm³,分别占0～100 cm土层总根长密度的49%和28%;抽雄期和乳熟期则是0～10 cm土层最大,分别为0.45 cm/cm³和1.17 cm/cm³,分别占0～100 cm土层总根长密度的34%和22%。对于土壤水分,50 cm土层以上,不同时期基本保持较为平缓的变化趋势,拔节期和抽雄期40～50 cm土层的水分为整层最大,分别可达18.84%和17.83%;乳熟期和完熟期为50～60 cm土层的水分最大,分别可达22.7%和22.0%。50 cm土层以上,不同生育期玉米根长密度的垂直分布均为向下递减;50 cm土层以下,乳熟期和完熟期的根长密度与土壤水分具有较为一致的变化趋势,水分较多的层次对应的根长密度较大,根系量较多。在土壤剖面中,不同生育期玉米根长密度增长量变化的垂直分布与土壤水分变化的垂直分布较为一致,无偏相关系数分别为0.38、0.9和0.7。地温越高,玉米侧根越细,温度对根系生长发育和生理活性产生一定影响。     

耕作方式对玉米秸秆腐解影响的研究

利用长期定位试验对翻耕、旋耕、免耕3种不同耕作方式下玉米秸秆腐解特征进行研究,综合评价不同耕作措施对玉米秸秆腐解的影响。结果表明,华北地区至小麦收获为止,玉米秸秆在翻耕、旋耕、免耕方式下的腐解率分别为42.28%、43.56%、33.78%。3种耕作方式下玉米秸秆腐解与相应层次的土壤水分含量具有显著的正相关性,与温度不具有显著的相关性。玉米秸秆腐解率与腐解天数之间具有较高的相关性,回归分析表明二者之间符合三次模型。由于耕作方式改变了农田土壤的水分状况,进而对麦田秸秆腐解具有显著影响,冬小麦生育期间玉米秸秆腐解率依次为翻耕处理>旋耕处理>免耕处理。     

东北黑土区大豆根际促生菌生长条件及促生效应

通过摇瓶和盆栽试验,研究了东北黑土区大豆根际3株优势促生菌(FN,PD和SB)的生长条件和对大豆的促生效应。结果表明:3株大豆促生菌的最适温度均为25℃;FN在pH值5.0～9.0范围内生物量变化不大,PD和SB的最适pH值为5.0;1.0 g.L-1MnSO4对FN的生长具有一定的促进作用,PD受MnSO4抑制明显,MnSO4能够显著促进SB的生长;MgSO4能够加快FN的生长,PD和SB均在MgSO4浓度为1.0 g.L-1时生物量最大;FN和PD的生长最适盐分浓度均为1.0 g.L-1,SB的生物量与盐分浓度正相关;不同的菌剂对大豆的株高、茎粗、根干重、根鲜重、植株干重、植株鲜重和根冠比均有一定促进作用,FN+PD+SB处理对大豆的促生效果最好,3种菌株对大豆的促生效果中存在协同效应机制。     

黑土地保护性耕作技术的思考

分析美国保护性耕作的起源、基本情况,对美国保护性耕作技术进行总结,对我国黑土地的演变、保护情况及保护性耕作技术问题做详细探讨,阐述中国黑土地的保护现状。针对我国黑土地未来耕作技术的发展,提出应采用和推广轮作、秸秆还田、免耕及垂直耕整等4类技术对我国黑土地实施保护性耕作。     

保护性耕作对土壤部分物理特性及大豆产量的影响

研究了免耕和少耕对松嫩平原地区农田土壤温度、土壤水分、土壤紧实性等物理特性和大豆产量的影响。结果表明:在春季大豆播种期,免耕处理(NT)土壤含水量高于少耕(RT)和传统耕作(CT)。在大豆生长前期,免耕条件下的土壤平均温度低于传统耕作和少耕,传统耕作和少耕接近,免耕模式的土壤温度日较差低于少耕和传统耕作。5~20 cm深度内,免耕条件下的土壤容重高于传统耕作,在10~20 cm深度内,免耕和少耕接近。不同模式间的土壤机械阻力表现出差异,在0~20 cm深度内,免耕高于少耕和传统耕作。不同耕作模式间的大豆产量差异不显著。短期保护性耕作试验结果表明:在当地气候和土壤条件下应用少免耕模式,能够减少春季播种期间土壤水分损失和沙尘暴侵袭造成的危害,同时对大豆产量并没有造成不利影响。     

保护性耕作对旱作玉米土壤微生物和酶活性的影响

研究了玉米关键生育时期不同保护性耕作措施对旱作玉米田土壤微生物和酶活性的影响。结果表明：随着玉米生育时期的推进,免耕留低茬、免耕留低茬＋秸秆覆盖、免耕留高茬＋秸秆覆盖、免耕留高茬4个处理土壤微生物细菌、放线菌、真菌和纤维素分解菌数量均显著增加,土壤过氧化氢酶、脲酶和蔗糖酶的活性增强。在全生育期,保护性耕作处理土壤微生物细菌、放线菌、真菌和纤维素分解菌数量比传统耕作分别提高41.9%、470.1%、67.9%和65.7%,土壤过氧化氢酶、脲酶和蔗糖酶的活性分别提高15.0%、18.5%和57.3%,且此效应受玉米生长发育进程的影响。表明保护性耕作有利于增加土壤有机质的累积,提高土壤肥力。     

耕作措施对燕麦田土壤水分、温度及出苗率的影响

为明确耕作措施对旱作燕麦田土壤水分、温度及出苗率的影响,以燕麦品种坝莜1号为材料,于2011-2013年在内蒙古清水河县进行耕作措施比较试验。结果表明,保护性耕作措施(免耕、春松和秋松)能明显减少农田冬闲期土壤水分散失,提高0~100cm土壤贮水量。在燕麦苗期,免耕、秋松、春松和秋翻处理的0~100cm各土层2年平均土壤含水量较春翻分别高出11.55%、9.66%、7.04%和1.22%。深松与免耕较翻耕在土壤温度较高时有一定的降温作用,在土壤温度较低时又具有一定的升温效应。燕麦出苗率表现为免耕春翻春松秋翻秋松。燕麦出苗率与苗期0~10cm土层土壤含水量呈极显著正相关,与其他土层土壤含水量和耕层土壤温度无明显相关性。综合考虑土壤水分、温度和出苗率,以免耕处理效果最佳。