科尔沁沙地4种作物根茬抗风蚀效果风洞试验研究

摘 要：利用野外风洞设备,以翻耕地为对照,对科尔沁沙地东部农田的4种不同作物茬地抗风蚀效果进行了测试,对风蚀主要影响因子进行了分析。试验结果表明：作物留茬可显著提高地表抗风蚀能力;在相同风速条件下,抗风蚀能力大小依次为燕麦茬地>玉米茬地>向日葵茬地>绿豆茬地>翻耕地;与翻耕地相比,燕麦茬地、玉米茬地、向日葵茬地和绿豆茬地的起动风速分别抬高了53.3% 、17.8% 、11.1%、 8.9%。本试验表明,风蚀量与土壤地表覆盖度、土壤0～5cm表层含水量、地表粗糙度、土壤容重、土壤坚实度呈负相关关系,其中与前三者呈显著高度负相关关系。采用免耕留茬措施可以有效地抑制农田土壤风蚀,有利于防治农田荒漠化。     

带状留茬间作对防治干旱地区农田风蚀沙化的生态效应

对内蒙古阴山北麓旱农区不同类型耕地土壤风蚀及其影响因素的野外观察与室内分析,揭示了该地区风蚀气候侵蚀力的特点及风蚀作用对农田生态环境的主要危害。观察研究了粮草、糖薯和灌草带状间作及其残茬覆盖度对减轻农田土壤风蚀的作用,指出在农田防护林不完善的阴山北 麓旱农区,采用带状留茬间作轮作具有良好生态效应,可以有效地控制农田风蚀沙化,减轻风蚀危害,进而明确了不同类型退化农田应采用的带状留茬间作轮作方式与增产增收配套技术措施。     

河北坝上农牧交错区不同下垫面土壤风蚀特征研究

针对河北坝上农牧交错区不同下垫面土壤,采用“陷阱捕捉”与埋设风蚀盘的方法进行了风蚀特征的野外监测。监测表明坝上不同下垫面类型的风蚀量存在显著差异。以耕翻地为对照,在滩地上莜麦留茬地的风蚀量减少了9.1%,而玉米留茬地、免耕菜地的风蚀量则比对照分别增加了123.71%和229.07%。在梁地上莜麦留茬地、草地、林地的风蚀量分别比对照减少14.76%、68.67%和82.23%。在滩地与梁地两种地貌上,莜麦留茬地与耕翻地的风蚀量差异都不显著。地表的粗糙度和植被盖度是影响土壤风蚀量的重要因素。     

京郊农田不同植被的土壤风蚀模数比较

为了研究京郊地区农田植被土壤风蚀变化规律,提出京郊防尘的农作制度,笔者采用野外风洞原位测试方法定量评价北京周边不同植被冬春季节的土壤风蚀状况。结果表明：植被覆盖在冬春季可以明显降低农田土壤风蚀量,5种植被均表现为100 cm的土壤风蚀模数略大于20 cm的。在风速20 m/s的条件下,3月中旬冬小麦、小黑麦的农田抗风蚀能力＞紫花苜蓿＞油菜、菠菜;小黑麦和冬小麦分别在20 cm和100 cm处地表抗风蚀能力强。4月中旬菠菜的农田抗风蚀能力＞油菜＞紫花苜蓿＞冬小麦、小黑麦、小黑麦和冬小麦分别在20 cm地和100 cm抗风蚀能力最弱。翻耕地比免耕地风蚀模数高,其中留根茬翻耕地最高,立秆免耕最低;3月份秸秆粉碎免耕风蚀模数大于留根茬免耕,4月份则相反。不同植被下土壤风蚀模数与土壤含水量呈负相关,且随着土层的增加相关系数逐渐降低;不同秸秆残茬处理下土壤风蚀模数与5~10 cm土层含水量和土壤覆盖度相关性较高,且均呈负相关。一年两作区越冬作物能提高土壤抗风蚀力;春玉米区立秆免耕抗风蚀里最强,免耕和秸秆还田等也均能提高土壤抗风蚀力。     

以作物残茬为生物篱在裸露农田营建防风带技术的研究

根据农田防护林等生物篱网防治农田风蚀的原理,把作物残茬作为生物篱间隔插入马铃薯裸露农田,形成以残茬为生物篱的农田防护篱网,可以解决北方旱作马铃薯生产基地农田严重风蚀问题,核心技术是利用残茬把连片的裸露农田间隔分成宽7.2m以下的带田,形成留茬带与裸露带间作的农田,不仅使留茬带的风蚀量降低80%以上,其裸露带的风蚀量也降低50%以上,取得防治马铃薯裸露农田的风蚀沙化,保护和提高耕地质量的实效。总结提出在北方旱作区采用麦类/油菜等条播作物留茬与马铃薯等根茎类作物间作轮作营建裸露农田防风篱网的保护性耕作技术。     

不同类型地表沙尘量的比较研究

为了探测沙尘暴的沙尘源,采用沙尘采样仪在大风条件下野外采集沙尘样品,同时结合土壤颗粒粒径分析,在土壤风蚀比较严重的蒙古高原东南部正蓝旗浑善达克沙地南缘,对传统翻耕农田、保护性耕作农田、草地和沙地4种不同类型地表的土壤进行了研究。主要结果如下:(1)沙地在0~150cm高度范围内,风蚀物含量随高度变化而遵循幂函数规律;农田和草地在0~150cm高度范围内,风蚀物含量随高度的变化均遵循指数函数规律。(2)沙尘暴的沙尘源主要是裸露的农田。(3)保护性耕作是防止沙尘暴的重要措施。     

内蒙古旱作农田土壤有机碳对免耕留茬的响应

为了明确免耕留茬对农田土壤退化程度的影响,于2013—2014年在内蒙古武川县上秃亥乡研究了燕麦高茬(GC)、低茬(DC)和传统(CT)3种耕作方式对燕麦田土壤含水量、土壤温度、土壤呼吸速率和土壤有机碳含量的影响。结果表明：GC和DC能够降低土壤温度,且随留茬高度的增加而降低,GC和DC较CT分别降低了8.00%和7.00%;GC和DC能够提高土壤含水量,GC最大,较CT提高了24.60%;GC和DC均能明显提高燕麦不同生育时期土壤呼吸速率,且GC土壤呼吸速率最高,达32.71%。GC土壤有机碳显著于CT。燕麦产量表现为GC>DC>CT,且GC和DC比CT显著提高了40.00%和25.00%。燕麦留茬可以提高土壤呼吸速率,增加土壤有机碳含量,具有显著的增产效应。     

宁夏中部干旱带几类土壤可蚀性对比研究

对比分析了旱作免耕农田、传统翻耕农田、冬小麦地、退耕草地(苜蓿地)和柠条林地地表粗糙度、风蚀量及其与地表附着物相关性等土壤可蚀性差异。结果表明:旱作传统翻耕农田就地起沙量最大,土壤可蚀性最小,是当地沙尘的主要来源之一;免耕、退耕草地和柠条林地都能有效减少地表风蚀,土壤可蚀性明显较强;传统翻耕农田、冬小麦地风蚀颗粒主要集中在近地表,为就地起沙;提高"杂草频度"即植被覆盖率,对有效防治就地起沙、提高土壤可蚀性效果明显。     

内蒙古旱作农田土壤有机碳对免耕留茬的响应

传统耕翻使农田土壤水分散失并加剧其退化趋势;免耕留茬可以在一定程度上改善土壤性质.本文通过研究不同留茬高度对土壤有机碳的影响,旨在选择适宜留茬高度和配套耕作措施。在半干旱气候条件下,研究了燕麦高茬（GC）、低茬（DC）和传统（CT）３种耕作方式对燕麦田土壤含水量、土壤温度、土壤呼吸速率和土壤有机碳含量的影响。随着留茬高度的增加土壤温度降低,GC和DC较CT土壤温度分别降低了8%、7%。GC和DC能够提高土壤含水量,GC最大,较CT提高了24.6%。GC和DC均能明显提高燕麦不同生育时期土壤呼吸速率,且GC土壤呼吸速率最高,达32.71%。GC土壤有机碳显著于CT。燕麦产量表现为：GC>DC>CT,且GC和DC比CT显著提高了40%和25%。燕麦留茬可以提高土壤呼吸速率,增加土壤有机碳含量,具有显著的增产效应。

     

带状留茬间作减轻旱作农田土壤风蚀的生态效应研究

针对阴山北麓农牧交错带干旱少雨,风大风多,风蚀沙化严重的现状,深入分析了影响农田风蚀沙化的各种因素,研究提出了防沙型带状留茬间作轮作技术。结果表明:采用带状留茬间作轮作技术,冬春风蚀季节可以降低留茬带风蚀量幅度基本为68.5%～88.7%,由于留茬带的保护作用,降低间作裸露带风蚀量幅度为42.4%～68.3%。在减轻风蚀的同时,带状留茬间作轮作保持了由于秋季耕翻松土的多蓄降水作用,降低了冬春季节近地面风速和水分蒸发,同时还拦截了冬雪,播种时有留茬带保护的间作裸露带0～1m土层贮水量提高15～41.5mm。由于带状留茬间作轮作的集水、保墒和边际效应,增产作用明显,增产幅度为12%～75%。     

科尔沁沙地休眠燕麦行距和播量效应研究

摘要： 在科尔沁沙地东部连续两年进行燕麦种植试验,研究行距与播量对休眠燕麦物候期、地上、地下生物量、籽粒产量及植被覆盖度的影响。试验结果表明：2007年各处理中,行距为15cm、播量为150kg/hm2组合地上生物产量和籽粒产量分别为1520.1kg/hm2、、688.9 kg/hm2,具有较大优势。2008年,各处理中,行距为25cm、播量为150kg/hm2组合地上、地下生物产量分别为3200.2kg/hm2、、2773.6kg /hm2,籽粒产量为1400.0 kg/hm2,具有较大优势。收获后,2007年,不同处理植被覆盖度为21.7%-68.1%,其中A1B2处理植被覆盖度最高;2008年,不同处理植被覆盖度为39.6%-79.9%,A2B2处理植被覆盖度最大,为79.9%。结果表明,行距和播量对燕麦产量及植被覆盖度均有影响,根据降水情况,A1B2,A2B2处理在产量和防风蚀方面具较大优势。初步表明燕麦在当地条件下可正常生长,其根茬可以起到防风蚀、改善当地生态条件的效果。     

TOPSIS法综合评价宁夏中部干旱带五种风蚀环境抗风蚀性能

针对宁夏中部干旱带土壤风蚀严重、沙尘暴频发等生态问题,分别选择典型压砂农田、沙质旱作传统翻耕农田、人工灌木林地、封育草场和流动沙地5种风蚀环境为研究对象,利用TOPSIS法综合评价不同风蚀环境抗风蚀性能。结果表明:灌木林地的抗风蚀性能最强,其Ci值为0.674257,其次为压砂农田、封育草场;抗风蚀性能最弱的是翻耕农田、流动沙地,Ci值分别为0.087007和0.003552。可见翻耕农田和流动沙地是当地主要沙尘来源。     

河西走廊种植冬油菜的环境效应

设置田间试验及风洞试验, 对河西走廊的冬油菜、冬小麦、麦茬和春播4种地表类型的有关指标的测试分析表明, 冬油菜地表的覆盖度、土壤含水量、起动风速均最高, 分别达95%、11.8%和14 m s^-1;其风蚀模数最小, 仅为春播处理的1/25;其距地面20 cm高的气流层内, 风蚀物输送量为0.113 g m^-2 min^-1, 是春播地的1/206;其地表1 g风干土的土壤有机质、碱解N、速效P、速效K、土壤过氧化氢酶、脲酶、碱性磷酸酶、转化酶活性和微生物数量等的损失量分别是春播地的1/29、1/8、1/2.6、1/15、1/42、1/11、1/6.5、1/6和1/27。可见, 冬油菜在河西走廊等北方地区推广种植, 能有效减少土壤有机质、速效N、速效P、速效K以及酶活性和微生物等的损耗, 显著减弱农田地表风蚀沙漠化发展, 抑制沙尘暴的尘源供给, 增进生态环境保护和社会经济效益。     

保护性耕作下农田土壤风蚀量及其影响因子的研究初报

本研究采用移动式风洞仪对北京市保护性耕作下农田土壤风蚀影响进行研究,并得出以下初步结论：（1）六种地块下土壤风蚀量以裸露翻旋地最高,种植越冬覆盖作物能显著降低土壤风蚀量;不同免耕播种机和秸秆处理方式下,风蚀量区别主要在于播种机,以迪尔风蚀量最低,农哈哈机型最高;四种耕作方式下土壤风蚀量以旋耕地最高,翻耕地比旋耕地降低80.81%,重耙和免耕地风蚀量分别比旋耕地降低95.35%和97.71%;冬小麦五种不同播期下土壤风蚀量随着播期的推后逐渐增大。（2）四种作物中小麦田的覆盖率最高,其次为紫花苜蓿和小黑麦,油菜覆盖率最低;四种耕作方式下耙耕小麦田覆盖率最高为84.00%,旋耕最低为55.33%;五个播期下9月27日播种的小麦田覆盖率显著高于其他播期,10月7日和10月12日最低。（3）将土壤风蚀量作为依变量,覆盖率、作物株高和土壤容重作为自变量进行多元回归分析,并建立多元回归方程：Y=173.186-0.449x1-0.485x2-72.699x3。