川北山区坡耕地侵蚀耕作对土壤团聚体碳的影响

为更好地了解耕作侵蚀对坡耕地土壤碳循环的影响,采用137Cs示踪技术研究了川北山区坡耕地土壤再分配对土壤有机碳和团聚体有机碳含量与储量的影响。结果表明:与该区土壤137Cs有效背景值比较,短坡耕地上坡部位(坡顶、坡肩)土壤中137Cs含量降低了76.91%,而下坡部位(坡脚、坡趾)增加了24.02%;坡耕地上坡部位发生土壤损失,耕作侵蚀平均速率为63.22 t/(hm2·a),占土壤总侵蚀的94.61%,耕作导致下坡土壤沉积,平均沉积速率为23.94 t/(hm2·a)。上坡土壤中大于2 000μm、250~2 000μm和53~250μm的团聚体所占比例显著低于下坡,而小于53μm的团聚体所占比例则相反;土壤及不同粒级团聚体的有机碳含量与储量下坡显著高于上坡。土壤和不同粒级团聚体的有机碳含量与137Cs面积浓度呈极显著正相关关系,说明侵蚀引起土壤再分配造成上坡有机碳含量贫瘠,而下坡相对富集。因此,川北山区坡耕地施肥管理应关注土壤质量空间变异特征。     

煤矿复垦排土场裂缝区土壤团聚体分布及稳定性

【目的】揭示排土场土壤团聚体分布特征。【方法】在北方草原区露天煤矿复垦排土场选取典型复垦样地,调查土体裂缝（GF）发育特征,采用干筛法和湿筛法测定土壤团聚体组成与分布特征,分析团聚体稳定性及其与土体裂缝的关系【。结果】各个土体裂缝>0.25 mm风干土团聚体量为23.02%～42.70%,水稳性团聚体量为16.9%～29.52%,表现为各裂缝之间无显著差异,GFⅠ、GFⅡ、GFⅢ裂缝0～60 cm土层>0.25 mm水稳性团聚体量依次为25.26%、26.57%、23.62%;3个裂缝土壤团聚体结构破坏率分别为20.77%～36.17%、20.52%～25.00%、26.58%～40.56%,GFⅢ裂缝显著大于GFⅠ裂缝和GFⅡ裂缝;0～10、10～20、20～30、30～40、40～50、50～60 cm土壤团聚体结构破坏率依次为28.81%、29.96%、26.19%、23.50%、24.91%、29.38%;GFⅠ、GFⅡ、GFⅢ裂缝土壤风干土团聚体分形维数为2.847～2.919,土壤水稳性团聚体分形维数为2.898～2.942,团聚体以小团聚体或细小颗粒为主;3个...     

滨海土壤团聚体分布和分形维数及其影响因子研究

[目的]研究滨海土壤团聚结构及其分形特征,为合理利用滩涂土地资源提供理论依据.[方法]以江.苏省东台市条子泥垦区为研究对象,利用湿筛法测定土壤水稳性团聚体组成,探究了垦区内荒地和水稻田土壤团聚体分形维数特征;利用因子分析法研究了各理化因子对滨海土壤团聚体分形维数的影响.[结果]与垦区荒地相比,种植水稻后土壤大团聚体量增...     

沼液灌施对潮土土壤团聚体组成及稳定性的影响

[目的]探究沼液灌施对黄淮海平原土壤团聚体结构的影响.[方法]以黄淮海平原潮土为研究对象,根据等氮量原则,采用干湿筛法对连续4a进行沼液灌施(BS)、化肥施用(CF)、沼液与化肥灌施(BS+CF)以及空白对照(CK)共4种处理的农田表层土壤(0～20cm)进行团聚体筛分并计算稳定性指标.[结果]沼液灌施影响黄淮海平原表...     

稻田垄作免耕对土壤团聚体和有机质的影响

该文以1990年建立的耕作制定位试验田紫色水稻土为研究对象,分析了冬水田（FPF）、水旱轮作（CR）和垄作免耕（RNT）3种耕作方式对土壤团聚体组成和有机质的影响。结果表明,垄作免耕减少了对土壤大团聚体的破坏,在0～10 cm土层,垄作免耕大团聚体含量分别是冬水田和水旱轮作的1.48和1.32倍,微团聚体含量则显著降低;在 ＞10～20 cm土层有相同的趋势。3种耕作条件下,有机碳和氮在团聚体中的分布模式类似,均有向大团聚体富集的趋势,但垄作免耕条件下土壤有机碳和氮质量分数显著高于冬水田和水旱轮作。对土壤颗粒有机质（POM）的分析结果表明,垄作免耕0～10 cm土层轻质组分（LF）的质量分数（1.92 g/kg）与水旱轮作（1.70 g/kg）差异不显著,但显著高于冬水田（1.42 g/kg）。冬水田、水旱轮作和垄作免耕的0～10 cm土层,团聚体内总颗粒有机质（total iPOM）质量分数分别为0.96,1.12,2.14 g/kg;垄作免耕土壤团聚体内细颗粒有机质（fine iPOM）分别为冬水田和水旱轮作土壤的3.02和2.46倍,占总POM差异的57%和66%。垄作免耕土壤团聚体内粗颗粒有机质（coarse iPOM）分别为冬水田和水旱轮作土壤的1.56和1.40倍,占总POM差异的18%和19%。在＞10～20 cm土层有相似的趋势,但在＞10～20 cm层土壤粗iPOM的差异对总POM差异的贡献较0～10 cm层大。垄作免耕减少了对大团聚体的破坏并促进微团聚体向大团聚体团聚;降低了团聚体的周转速率,促进了细iPOM的固定,利于紫色水稻土对碳的固定和积累。     

不同类型土壤团聚体化学稳定性分析

以4种不同类型土壤为研究对象,在室内用干筛的0.25~5 mm的团聚体以容积密度为1.40 g/cm3装填到环刀中,用5种不同浓度的氯化铵溶液分别浸润饱和24、48和72 h后,以纯水为介质采用降水头法测定土壤饱和导水率,探讨了不同类型土壤团聚体的稳定性对盐溶液的反应特征及抗化学物质的破坏能力。结果表明:土壤饱和导水率并非常数,4种供试土壤饱和导水率在不同浓度氯化铵溶液和浸泡时间处理下均呈显著变化,总体表现为盐浓度越高、浸泡时间越长,土壤饱和导水率越小,但不同类型土壤对盐溶液的响应差异显著。由此可得,在纯水中水稳性较强的土壤团聚体却不一定是化学稳定性强的,团聚体的化学稳定性随其胶结剂的类型、数量与质量不同,对土壤溶液中化学物质响应差异显著。     

种植方式和耕作措施对土壤结构与水分利用效率的影响

在连续9年田间定位试验基础上,分析了渭北旱塬小麦连作和小麦/玉米轮作两种种植方式下耕作措施对黑垆土水稳性团聚体含量、有机碳(SOC)含量、小麦产量和水分利用效率(WUE)的影响。结果表明:小麦/玉米轮作下0～20 cm土层大于0. 25 mm水稳性大团聚体含量(R_(0. 25))、水稳性团聚体平均重量直径(MWD)、SOC含量、各粒级团聚体有机碳含量和WUE大多高于小麦连作。与连年翻耕(CC)相比,连年免耕(NN)、连年深松(SS)、免耕-深松(NS)处理主要增加了0～10 cm土层R_(0. 25)、SOC、各粒级团聚体有机碳含量和大于0. 25 mm大团聚体有机碳贡献率(I_(SOC0. 25))。在大于10cm土层,NS处理的SOC含量有所增加,且提高了35～50 cm土壤R_(0. 25)、各粒级团聚体有机碳含量以及I_(SOC0. 25)。相对于连年翻耕处理,免耕-深松处理的小麦产量和WUE均显著增加,且在小麦连作和小麦/玉米轮作两种种植方式下,小麦产量分别增加了14. 25%、19. 30%; WUE分别增加了24. 98%、9. 89%。整体来看,小麦/玉米轮作比小麦连作更有利于改善土壤结构、增加土壤有机碳含量和提高WUE,且免耕-深松相结合的轮耕措施是该地区较适宜的耕作模式。     

土地利用方式对喀斯特峡谷区土壤水稳性团聚体的影响

[目的]全面评价土地利用方式对喀斯特峡谷区土壤结构退化的影响.[方法]采用空间代替时间的方法,开展了不同土地利用方式对土壤水稳性团聚体分布特征及稳定性的研究.[结果]①不同土地利用方式均以＞0.25 mm粒径水稳性团聚体为主,其量变化、MWD、GMD均表现为林草间作地＞荒草地＞退耕还草地＞耕地;②在不同土层中,不同土地...     

稻菜轮作下不同施肥处理对土壤团聚体的影响

通过田间定位试验,研究稻菜轮作制下不同施肥处理对土壤团聚体的影响。结果表明,单施化肥土壤有机质降低;而有机肥与化肥配施可增加土壤有机质,高碳有机肥、油菜秸秆有机肥与无机肥配施可以显著增加土壤有机质,土壤分形维数最小。稻菜轮作下各施肥处理土壤微团聚体(<0.25mm)增加,大团聚体(2～0.25mm)减少,土壤分形维数减小,土壤结构有较好改善。可见,施用有机含碳量高的有机肥可显著增加土壤有机质,较好的改善土壤结构。     

不同耕作方式对土壤酶活性、含水率和紫花苜蓿生长的影响

【目的】了解土壤环境、肥力变化,为改善土壤质量、提高作物产量提供一定的依据。【方法】以紫花苜蓿为试验材料,设置了4种不同的耕作方式,分别为平作不覆膜(TW)、平作覆膜(TM)、垄作不覆膜(RW)、垄作覆膜(RM),分析了4种耕作方式下土壤酶活性、含水率的变化情况及其对紫花苜蓿生长状况和产量的影响。【结果】与TW耕作方式相比,TM、RW、RM耕作方式均能显著提高土壤表层脲酶及碱性磷酸酶活性,并且对0～20 cm土壤酶活性影响最为明显。4种耕作方式对土壤表层0～10 cm范围内的含水率影响显著,与9月相比,7月4种耕作方式下的土壤含水率变化情况更大。4种耕作方式中垄作覆膜处理条件下紫花苜蓿平均株高最高,产量最大(7.42 kg/m2)。【结论】4种耕作方式中,RM耕作方式下,土壤酶活性平均值最高,土壤肥力状况最好,而在深度为0～60 cm范围内,0～20 cm深度处土壤酶活性变化最为明显;与耕作方式相比,季节性因素对土壤含水率的影响更大;RM处理条件下紫花苜蓿生长的更好。     

Time-variable soil hydraulic properties in near-surface soil water simulations for different tillage methods

Simulating near-surface soil water dynamics is challenging since this soil compartment is temporally highly dynamic as response to climate and crop growth. For accurate simulations the soil hydraulic properties have to be properly known. Although there is evidence that these properties are subject to temporal changes, they are set constant over time in most simulations studies. The objective of this study was to improve near-surface soil water simulations by accounting for time-variable hydraulic properties. Repeated tension infiltrometer measurements over two consecutive seasons were used to inversely estimate the hydraulic properties of a silt loam soil under different tillage - conventional (CT), reduced (RT), and no-tillage (NT). Simulated water dynamics with constant and time-variable hydraulic parameters were compared to observed data in terms of the soil water content and water storage in the near-surface soil profile (0-30 cm). The measurements indicate a considerable temporal variability in the saturated hydraulic conductivity, the field-saturated water content and the parameter α of the van Genuchten/Mualem model. Temporal variability was largest for CT and RT, whereas under NT, replicates of measured water contents and hydraulic properties showed a considerable large spatial variability. Simulations with time-constant hydraulic parameters led to underestimations of soil water dynamics in winter and early spring and overestimations during late spring and summer. The use of time-variable hydraulic parameters significantly improved simulation performance for all treatments, resulting in average relative errors below 13%. Since simulation results agreed with observed water dynamics in two seasons, the applicability of inversely estimated hydraulic properties for soil water simulations is demonstrated. Thus, simulations that address applied questions in agricultural water management may be improved by using time-variable hydraulic parameters. The simulated water balance indicated that RT and NT result in better water storage than CT and therefore may increase water efficiency under water-limited climatic conditions.     

中国保护性耕作对土壤风蚀的影响研究

为探讨保护性耕作措施对农田土壤风蚀的影响,通过中国知网,以“免耕或保护性耕作并且土壤风蚀”为主题,检索至2020年底公开发表的中文期刊论文,对检索到的论文进行整理分析。结果表明,中国保护性耕作对土壤风蚀的田间试验均来自北方干旱半干旱农田,研究方法以集沙仪野外测量为主；保护性耕作研究中对土壤风蚀方面的研究占比较少,产量效应一直是保护性耕作的研究重点；综合相关研究分析,保护性耕作平均可减少农田土壤风蚀量71.2%；保护性耕作减少农田土壤风蚀具有普遍性,少量研究认为保护性耕作不能减少农田土壤风蚀量。     

关于实施东北黑土地保护性耕作行动计划的几点思考

东北黑土地是我国耕地中的大熊猫,黑土地战略性保护对农业可持续发展和保障粮食安全至关重要。2020年我国正式实施东北黑土地保护性耕作行动计划,为更好地推动黑土地保护性耕作行动计划的实施,介绍行动计划的提出背景,系统梳理行动计划的实施模式、技术路径及成效,分析推进保护性耕作过程中存在的主要问题,并提出六个抓好的思考与建议。     

Effects of tillage and fallow period management on soil physical behaviour and maize development

Effects of two tillage treatments and two fallow period managements under continuous maize cropping on soil temperature, soil water dynamics and maize development were evaluated over a 4-year period (2005–2008). Tillage treatments were conventional tillage with mouldboard ploughing and conservation tillage with disk harrowing. The fallow period managements were bare soil or soil sown with a cover crop after maize harvest. For each year, topsoil temperature (0–20 cm-depth) was lower under conservation tillage systems at sowing, from 0.8 to 2.8 °C. This difference persisted several weeks after sowing, and disappeared afterwards. Under conservation tillage, higher soil water content was generally measured at sowing and during the growing season strong fluctuations were observed at 40 cm-depth. Under conventional tillage, soil water content varied mainly in the tilled layer (20 cm-depth). Tillage and fallow period management affected water flow rate at 40 cm-depth. During the maize growing season, the lowest drainage volumes were measured in 2006 and 2008 under conservation tillage in cover cropped plots. No effect of fallow period management on maize development and yield was observed but significantly higher yields were measured under conservation tillage in 2005 and 2007. From this 4-year experiment under continuous maize cropping, using cover crop and reducing tillage intensity enhanced water use efficiency while maintaining or increasing maize yields.     

保护性耕作模式对黑土有机碳含量和密度的影响

以公主岭市长期（10 a）保护性耕作定位试验为研究对象,分析与传统耕作模式相比的几种保护性耕作模式对黑土固碳效应的影响。共设4种耕作模式,即秋翻秋耙匀垄、秋灭茬匀垄、全面旋耕深松和宽窄行交替休闲（又叫松带、苗带交替休闲）（后3种视为保护性耕作）。结果表明,经过10 a的耕作试验,不同的耕作模式对土壤有机碳有显著的影响。表层0～20 cm秋翻秋耙匀垄和秋灭茬匀垄模式的土壤有机碳含量最低,深层30～50 cm全面旋耕深松模式的土壤有机碳质量分数显著低于其他耕作模式13.49%～25.14%;0～50 cm耕层     

Distribution of soil water-stable aggregates and organic carbon content affected by tillage systems: a meta-analysis

A better understanding of soil carbon( C) distribution within aggregate fractions is essential to evaluating the potential of no-till for sustaining productivity and protecting the environment. A metaanalysis on 744 comparisons from 34 studies was conducted to determine the effects of three different tillage treatments( conventional mouldbould ploughing tillage( CT),reduced tillage( RT) and no tillage( NT)) on water-stable aggregate size distribution,soil C concentration in aggregate fractions.The meta-analysis indicates that compared with CT treatment, NT/RT significantly( P 0. 05)increases macro-aggregate above 20 cm by 20. 9%-82. 2%( 2. 00 mm) and 5. 9%-19. 1%( 0. 25-2.00 mm),whereas NT/RT significantly reduces micro-aggregate and silt clay fractions above 20 cm.NT/RT significantly( P 0. 05) increases the SOC in macro-aggregate( 0. 25 mm) and microaggregate( 0. 25 mm) size classes above 20 cm soil depth compared with CT. The results suggest that soil sampling depth should be considered to evaluate the influence of tillage systems on the distribution of soil aggregate,and the content of aggregate-associated C content.     

垄作沟灌土壤水盐分布及作物产量试验研究

对垄作沟灌土壤水盐分布及作物产量进行了田间试验.结果表明,灌水定额为400 m³/hm²时,沟底土壤水分的垂直运动明显增大.当灌水定额增加100 m³/hm²时,土壤水分水平运动高于垂直运动.沟底土壤全盐量受灌水定额影响明显:在灌水阶段,沟底表层土壤发生脱盐现象.土壤蒸发阶段,土壤发生积盐现象.垄顶土壤含盐量相对稳定,基本不发生向下运移.重度水分亏缺(处理T1,灌溉定额为1 700 m³/hm²)垄、沟积盐量分别为1.49,1.35 kg/m²,中度水分亏缺(处理T2,灌溉定额为2 100 m³/hm²)垄沟积盐量分别为1.42,1.12 kg/m²,充分灌水(处理T3,灌溉定额为2 500 m³/hm²)垄、沟积盐量分别为1.32,0.83 kg/m²,畦灌措施使0~100 cm土壤发生脱盐现象,脱盐量为1.29 kg/m².垄作沟灌下,制种玉米产量为2 765.1~4 619.5 kg/hm²,WUE为0.755~0.969 kg/m³.穗长(L_s)、穗粗(d_s)、行粒数(N_R)与作物产量呈显著正相关关系.     

深松耕作对土壤物理性状和入渗性能的影响

为探讨深松耕作对华北平原地区土壤物理性状和水分入渗性能的影响,采用双环(APM)、入渗仪等试验材料,研究了深松(40 cm)+旋耕(PS)和仅旋耕(CK)2种耕作方式对冬小麦全生育期土壤物理性状及入渗特性的影响.结果表明:冬小麦全生育期,PS处理(0,40]cm土层土壤容重、紧实度较CK分别降低6.58%,31.29%,土壤含水率较CK增加12.11%;PS处理20,40 cm深度土壤饱和导水率较CK分别显著提高116.65%,83.69%,60 cm深度土壤饱和导水率较CK提高8.25%;PS处理土壤初始入渗速率、稳定入渗速率和累计入渗量畦灌前较CK分别提高21.52%,31.75%和11.56%,畦灌后较CK分别提高61.54%,68.42%和12.63%,差异具有统计学意义;采用4种入渗模型对入渗试验进行了比较,其中,Kositiakov入渗模型能够较好地对各处理进行拟合,决定系数R 2在0.92~0.96,得到了不同处理畦灌前后的入渗系数a和入渗指数b.研究结果可为不同耕作方式模拟畦灌过程、确定畦灌最优灌水技术参数提供参考依据.     

不同灌水方式下春玉米的根系生长分布

为了研究不同灌水方式对春玉米根系分布的影响,在大田条件下对玉米进行垄植沟灌,设计常规沟灌（CI）、交替隔沟灌溉（AI）和固定隔沟灌溉（FI）3种灌水方式.结果表明,（0,40]cm土层中,根长密度以AI较大,FI较小;（60,100]cm土层中,CI下根长密度较小;FI下的植株两侧根长密度差异明显,CI和AI与之相反.（0,100]cm土层中,监测时期内,AI下的玉米总根长和总根干质量都较大.相较FI,AI下的籽粒产量、生物产量和灌溉水利用率分别提高17.37%,18.42%和17.45%.CI表现介于AI与FI之间.抽雄期、植株两侧和（0,40]cm土层根系生长分布受土壤含水率影响较大.可见,局部灌溉对深层根系生长有利,抽雄期植株两侧（0,40]cm土层根系生长分布受灌水方式影响最大;CI与AI下的根系分布相对均匀;与FI和CI相比,AI方式既能促进根系生长,也有利于产量和灌溉水利用率的提高.