保护性耕作下黄土高原作物轮作系统土壤健康评价

摘要：在黄土高原雨养农业区,以4个耕作处理[传统耕作(t)、传统耕作+秸秆覆盖（ts）、免耕(nt)和免耕+秸秆覆盖(nts)]的2年3熟粮豆轮作系统为对象,研究了0~5和5~10 cm土壤全碳、有机碳、全氮及微生物生物量碳和氮等指标的变化特征。结果表明,实施保护性耕作7年后,有机碳含量在ts、nt和nts处理下比t处理显著增加22.9%、25.3%和42.6%,0~5 cm层土壤微生物生物量碳和氮含量均以nts最高,t处理最低。在0~10 cm土层内,免耕促进了土壤碳的表聚化,但耕作有助于秸秆有机碳在土壤剖面的均匀分布。研究结果表明,短期尺度下微生物量碳和氮是反映耕作措施的敏感指标,中期尺度下土壤有机碳可以敏感反映土壤健康状况。     

几种禾草种子在耕作土壤中的持续性

将采集的二十五种当地禾草成熟种子与消毒处理的7.5cm耕作土壤相拌合,并装入埋在土壤中的圆筒内。不久,多数禾草的种子均可萌发,但这些具有生活力的种子在耕作土壤中的持续性因种而异。约1/3的种(包括不实雀麦,大麦状雀麦,多年生黑麦草,燕麦草,草原看麦娘等)在初期萌发阶段过后,便极少再萌发。其它象丛生发草、绒毛草,粗茎早熟禾等被认为是草原土壤持久种子库(Seed bank)播后第二年也会大量萌发。具很强持续性的禾草有耕地杂草(野燕麦,早熟禾)及湿生禾草(折状甜茅,巨甜茅),它们在土壤耕翻后便可由贮存状态转入萌发。但某些种象早熟埃若禾,野燕麦、燕麦,仰卧扁芒草的种子萌发却有一定的季节规律,这可能与土壤中种子萌发生理要求周期变化有关。     

黍的春季土壤最少耕作

<正> 为减少黍的春季整地次数,1980—1982年在中部黑土带森林草原区别尔戈罗德农研所的试验田上进行了专门的研究。土壤为厚弱淋溶黑钙土。黍的前作:1980年为粒用大豆,1981年为冬小麦,1982年为青贮玉米。土壤的基本耕作为秋耕25—27厘米深。     

保护性耕作对黄土高原玉米-小麦-大豆轮作系统产量及表层土壤碳管理指数的影响

在陇东黄土高原雨养农业区,以传统耕作(t)为对照,研究了3种保护性耕作:耕作+秸秆覆盖(ts)、免耕(nt)、免耕+秸秆覆盖(nts)对玉米-大豆-小麦轮作系统产量和土壤全氮、全碳、有机碳,易氧化有机碳及碳库管理指数的影响。结果表明,从2001至2007年,10茬作物的总产量在ts、nts处理下分别比t提高3.63和1.62 t/hm²,而nt处理则比t处理显著降低2.48 t/hm²。7年后,t、ts、nt和nts处理表层土壤全氮含量分别提高15.4%,30.2%, 16.2%和49.5%。总有机碳含量相应提高2.5%,18.7%,11.7%和74.0%,易氧化有机碳含量在ts,nt和nts处理下分别比t处理提高16.0%,16.2%和38.1%;土壤碳氮比在t、ts、nt和nts处理下较之7年前分别降低了11.41%,8.54%,3.91%和2.72%,ts、nt和nts处理下碳库管理指数分别比t处理提高12.6%,20.1%和46.6%,说明秸秆覆盖+免耕均有利于提高该轮作系统中土壤有机碳含量并改善碳库质量。     

轮作中的多年生牧草

<正> 平扎省农业试验站在6年期间进行了关于豆科和豆科—禾本科混播牧草能源保持技术栽培综合试验,在9个完整的轮作中,以下列作物进行轮换:1—纯休闲地,2—冬小麦,3—中耕作物,4—覆盖作物燕麦及牧草,5—6—7—多年生牧草,8—春小麦,9—玉米类作物。土壤—重壤质淋溶黑钙土。腐殖质含量     

黄土高原轮作系统苜蓿土壤磷素变化特征

在长期定位试验的基础上,分析黄土高原旱地轮作系统中苜蓿（Medicago sativa）不同生长年份土壤的无机磷、有机磷形态及微生物磷的变化特征,以期为农牧区牧草有效磷素合理利用及区域管理提供依据。结果表明：种植苜蓿的土壤全磷含量与苜蓿种植年份成反比,连续种植苜蓿年份越长,土壤全磷和速效磷的含量越小。苜蓿土壤中无机磷组分以Ca-P为主,占无机磷总量的74.0%～80.0%,且Ca₁₀-P > Ca₈-P > Ca₂-P。有机磷占全磷总量的23.2%～25.4%,土壤有机磷以中活性有机磷为主,占有机磷总量的78.3%～79.5%。苜蓿的种植年份越长,土壤微生物磷含量越低。土壤微生物磷与土壤全磷、速效磷成极显著相关,故土壤微生物磷可作为土壤供磷能力的指标。     

黄土丘陵区不同耕作措施下春小麦和豌豆轮作水肥协同效应

为探索水肥协同作用对不同耕作措施下作物产量影响规律,运用在黄土丘陵区率订和验证后的APSIM(agricultural production system simulator)模型,模拟研究区近35年传统耕作(T)、免耕(NT)和免耕覆盖(NTS)措施下轮作小麦/豌豆产量,并采用多元回归分析施氮量(X₁)、休闲期降水量(X₂)和生育期降水量(X₃)对小麦/豌豆模拟产量的水肥协同效应。结果表明,自然降水条件下3因素对不同耕作措施小麦和豌豆产量的贡献率均为:X₃＞X₂＞X₁。生育期降水量和休闲期降水量对产量的贡献率均为:NTS＞NT＞T。T、NT和NTS措施下小麦和豌豆的产量与施氮量均呈开口向下二次抛物线型变化,但小麦最佳施氮量分别为65.0,65.5和44.5 kg/hm²,豌豆的最佳施氮量分别为17.9,18.5和23.8 kg/hm²,并且施氮量对小麦产量的贡献率为:NT＞T＞NTS,而施氮量对豌豆产量的贡献率为:NTS＞NT＞T。在甘肃省定西黄土丘陵区,决定小麦和豌豆产量的关键因素是降水,降水量对免耕覆盖的增产效应最为显著,且3种耕作措施条件下小麦和豌豆对施氮效应有不同的表现。     

半干旱黄土区苜蓿草地轮作农田土壤氮素变化

田间试验研究了多年生苜蓿草地轮作为农田后2年内土壤矿质氮和全氮的变化,结果表明,与苜蓿连作相比,土壤全氮在苜蓿翻耕后迅速下降,土壤硝态氮和铵态氮在耕作下层出现大量累积,土壤氮素有效性提高。不同轮作方式对土壤氮素变化有显著影响,轮作第2年种植玉米或马铃薯可以增加硝态氮在土壤中的累积,种植春小麦则增加了铵态氮和总矿质氮累积量,休闲土壤矿质氮变化幅度居中。与轮作春小麦相比,轮作玉米显著增加了对土壤全氮的消耗,因此多年生苜蓿草地轮作农田后应避免种植玉米等耗肥量较大的作物以维持土壤氮素平衡。     

耕作土壤中一些禾草种子的持久性

<正> 前言许多英国禾草种子无生理性休眠,在很大温度范围内,只要水分条件得到满足,有光无光都能发芽(Grime,1979)。另外一些种,如早熟禾和剪股颖,种子在草原土壤中可以长期贮存,形成种子库(seed bank)。如果草丛遭到破坏或更新,     

保护性耕作对黄土高原塬区作物轮作系统磷动态的影响

在黄土高原塬区,对保护性耕作下小麦-大豆轮作系统的土壤全磷(total phosphorus)、速效磷(available phosphorus)和作物吸磷量进行了动态观测。保护性耕作处理为传统耕作+秸秆覆盖(ts),免耕(nt),免耕+秸秆覆盖(nts),以传统耕作(t)为对照,结果表明,实施保护性耕作10年对轮作系统冬小麦产量没有显著影响,夏播大豆产量对秸秆覆盖有积极响应;免耕处理提高了土壤全磷和速效磷含量,使土壤磷在0～5 cm层次表聚化,土壤磷含量随着保护性耕作时间的延长呈增加趋势, nts和ts 处理下大豆籽粒吸磷量比对照显著提高111%和82%,秸秆覆盖提高了作物对磷的吸收;小麦-大豆轮作有助于提高土壤速效磷含量。结果揭示了黄土高原雨养农业区保护性耕作对土壤-作物系统磷动态的影响,为该系统的磷管理提供了一定的理论指导。     

作物轮作体系中的苜蓿

<正>苜蓿常被称为"牧草皇后",而玉米则可被称为"作物之王",因为玉米在美国的种植面积最大,已经超过了3.5×10~7ha。近年来导致美国玉米种植面积持续增加的因素很多,其中包括市场需求增加、专注于种植小宗作物的大型农场发生转变以及品种改良和田间管理技术的发展。根据美国农业普查,在过去30年里,玉米与大豆的种植面积已经分别增加了64%和255%,但是苜蓿种植和放牧草地的面积同期     

黑钙土区小麦大豆轮作体系土壤性质解析

通过长期定位试验,研究了长春地区2011-2012小麦大豆轮作体系下,以菜粕堆肥、猪粪堆肥和中药渣堆肥为原料的有机无机复混肥和化肥,对小麦和大豆土壤有机碳含量、土壤全氮含量和土壤微生物量碳氮的影响。结果表明,在小麦季和大豆季,菜粕堆肥、猪粪堆肥、中药渣堆肥有机无机复混肥处理的土壤有机碳含量、土壤全氮含量和土壤微生物量碳氮均不同程度上高于化肥处理。     

不同轮作模式土壤酶活性特征及与化学性质的关系

于2017年在宁夏自治区固原市原州区设置玉米-豌豆(C-Pe)、玉米-玉米(C-C)、2龄苜蓿(2A)、高粱-马铃薯(B-Po)、燕麦-玉米(O-C)、马铃薯-燕麦(Po-O)、豌豆-高粱(Pe-B)7种轮作处理模式,探讨不同生长时期(6月、8月和10月)不同轮作模式下土壤化学性质与酶活性的动态变化特征及其互作关系。结果表明:与其他轮作模式相比,2A模式有利于土壤养分的累积、土壤酶活性的提高和土壤pH值的降低,而C-C模式降低了土壤养分含量及酶活性。土壤有机质、全氮和速效氮、全磷和速效磷、速效钾含量以及脲酶和碱性磷酸酶活性随月份增加呈先减小后增大趋势,但土壤蔗糖酶和过氧化氢酶活性的变化略有不同。冗余分析表明,不同轮作模式的土壤化学性质因子很好地解释了酶活性的变异,且二者极显著相关(P0.01);土壤化学性质对酶活性的影响重要性排序为有机质速效氮全氮全磷速效钾速效磷pH值,土壤酶活性的差异主要受碳氮元素的影响。     

耕作方式和秸秆覆盖对旱地麦豆轮作下小麦籽粒产量、蛋白质含量和土壤硝态氮残留的影响

为明确耕作方式和秸秆覆盖对旱地麦豆轮作下小麦籽粒产量、蛋白质含量和土壤硝态氮残留的影响,2014年10月-2016年6月,利用设置在豫西典型旱作区的麦豆轮作栽培模式长期定位试验,选取传统翻耕、翻耕覆盖、旋耕和旋耕覆盖4个处理,比较了小麦氮素吸收利用、籽粒产量、蛋白质含量以及土壤硝态氮残留量。结果表明,与翻耕相比,旋耕不影响小麦产量,但花后氮素积累量、籽粒蛋白质含量和蛋白质产量分别降低60.0%、8.6%和13.0%,而成熟期0~200cm土层硝态氮残留量显著提高28.6%。同一耕作方式下,秸秆覆盖较无覆盖不仅显著提高了穗数、穗粒数、千粒重和收获指数,还提高了拔节前和开花后的氮素积累量,促进了营养器官氮素向籽粒中转运,从而使翻耕覆盖的籽粒产量、氮素吸收效率、籽粒蛋白质含量和蛋白质产量较翻耕分别提高11.5%、13.5%、7.4%和21.3%,旋耕覆盖较旋耕也分别提高23.0%、39.5%、12.8%和38.5%。在试验进行7年后的小麦成熟期,翻耕覆盖0~200cm土层硝态氮残留量较翻耕降低31.3%,旋耕覆盖较旋耕也降低51.4%。因此,秸秆覆盖不仅可提高旱地麦豆轮作下小麦产量、蛋白质含量和氮素吸收效率,还能降低土壤硝态氮的残留量,是兼顾旱地小麦高产优质和环境友好生产的有效途径,尤其以旋耕覆盖效果突出。