秸秆与地膜覆盖对农田土壤环境的影响

农田覆盖具有改善土壤理化性状、蓄水保墒和调节土温等积极作用,是农业保护性技术之一。在介绍农田覆盖措施重要性的基础上,根据近年来国内外关于农田覆盖对农田土壤生态环境影响的研究成果,重点阐述秸秆覆盖和地膜覆盖对农田土壤温度、水分、养分、土壤酶活性和土壤微生物的影响,并深入分析秸秆覆盖和地膜覆盖存在的问题及其解决措施,最后对未来农田覆盖研究方向进行展望,旨在为农田覆盖技术的研究提供参考和依据。      

西北旱地秸秆覆盖对小麦产量及农田生态效应的影响

为明确西北地区秸秆覆盖小麦增产机理,在查阅相关研究成果的基础上,分析了秸秆覆盖对小麦产量及其构成要素的影响,发现免耕秸秆覆盖可较无覆盖提高西北地区小麦产量10%～20%,增产效果显著。分析原因,发现其对小麦增产的机理在于对农田生态效应的有效调控:秸秆覆盖可较露地显著增加土壤大团聚体数量,提高土壤结构的稳定性;增加土壤0～200 cm土层含水量;调节地温,避免温度的剧烈波动;增加土壤微生物群落及土壤肥力;提高土壤酶活性。该文主要概述了西北地区秸秆覆盖对小麦产量及农田效应的影响,旨在为西北地区小麦秸秆覆盖提供理论依据。      

走中国特色的保护性耕作发展之路

<正>保护性耕作是在地表有作物秸秆或根茬覆盖情况下,通过免耕或少耕方式播种的一项先进农业技术。保护性耕作要求秸秆覆盖在地表,秸秆腐烂后回到农田,可以转化成有机质,培肥地力;而且秸秆覆盖还可以防止水土流失,保护表层土壤不被风吹走,不被水流带走;保护性耕作能够形成良好的土壤结构,可以增加土壤蓄水能力,减轻旱灾对农业生产的影响。不翻耕土壤,加上地表的秸秆覆盖,     

秋耕覆盖对土壤水热肥与马铃薯生长的影响分析

为探明秋耕覆盖措施下农田土壤水热肥特性对旱作马铃薯生长及产量的影响,于2013—2016年在宁南旱区秋作物收获后,通过设置不同耕作覆盖措施,研究马铃薯生育期0~200cm层土壤贮水量、0~25cm耕层土壤温度和0~40cm层土壤养分含量的动态变化,以及对马铃薯生长和产量的影响。结果表明,耕作方式、覆盖措施及二者交互作用可显著影响马铃薯播种期土壤贮水量,免耕秸秆覆盖、深松秸秆覆盖处理保水效果最佳,平均土壤贮水量较翻耕不覆盖处理分别提高14.4%和14.7%;耕作方式、覆盖措施及二者交互作用对马铃薯关键生育期土壤贮水量影响显著,深松秸秆覆盖处理改善土壤水分效果最佳,平均土壤贮水量较翻耕不覆盖处理提高20.7%。在马铃薯播种期,耕作方式、覆盖措施及二者交互作用对耕层土壤温度影响显著,但随着生育期的推进其影响程度减小;同一耕作方式下的平均耕层土壤温度,地膜覆盖处理较不覆盖处理显著提高3.6℃,而秸秆覆盖处理显著降低1.4℃。经过3年秋耕覆盖后,耕作与覆盖交互作用对0~40cm层土壤养分各指标影响均呈极显著水平,在所有处理组合中,免耕秸秆覆盖、深松秸秆覆盖处理的土壤有机质、全氮、碱解氮、有效磷、速效钾含量较高,而翻耕不覆盖处理最低。同一耕作方式下,地膜覆盖的保温效应对马铃薯生育前期生长有促进作用,但后期高温不利于马铃薯生殖生长;秸秆覆盖在整个生育期具有稳温和降温效应,有利于马铃薯中后期生长。所有处理组合中,深松秸秆覆盖、免耕秸秆覆盖处理下马铃薯总产量和净收益较高,分别较翻耕不覆盖显著增产49.4%和38.3%,净收益分别提高129.1%和103.3%;深松地膜覆盖、深松秸秆覆盖处理对提高商品薯率效果较好,分别较翻耕不覆盖处理显著提高18.4%和16.2%。从经济与环境效益角度考虑,免耕、深松结合秸秆覆盖措施可调控农田土壤水、热及养分环境,实现马铃薯增产增效,在宁南半干旱区马铃薯生产中具有应用推广价值。     

农艺措施对黄淮海平原盐碱障碍农田土壤酶活性的影响

以黄淮海平原盐碱障碍农田为研究对象,探究了不同农艺措施下土壤脲酶、过氧化氢酶和蔗糖酶活性的变化,以确定改善盐碱障碍农田土壤微环境的适宜农艺技术措施。结果表明,秸秆覆盖、灌水60mm/次和氮素施用量300kg/hm2条件下土壤脲酶活性较当地常规水肥管理分别提高51.07%、47.75%和63.68%;秸秆覆盖和氮素施用量150kg/hm2条件下土壤蔗糖酶活性较当地常规水肥管理分别提高95.24%和81.04%。在黄淮海平原盐碱障碍农田应当推广应用秸秆覆盖并适度增施氮肥。     

内蒙古河套灌区板结土壤改良效果研究

针对内蒙古河套灌区农田过渡依赖化肥和除草剂,残留地膜清理不彻底,土壤板结速度急剧增加,板结程度十分严重,使得土壤有机质含量和含水量较低,作物产量逐年下降等实际问题,采用炭化秸秆覆盖后旋耕+地表覆盖、地表覆盖炭化秸秆、不施撒炭化秸秆三种模式开展板结土壤改良试验研究。对秋翻前、冻融期和幼苗期农田不同土层进行土壤紧实度、容重和有机质测试,研究结果发现引入机械旋耕将炭化秸秆还田可有效降低浅层耕作板结土壤的紧实度和容重,并提升其有机质含量。     

秸秆覆盖条件下滨海土壤蒸发阻力模型研究

为明确秸秆覆盖对土壤蒸发阻力的影响、实现秸秆覆盖条件下的土壤蒸发模拟,以滨海土壤为对象,通过室内模拟试验,确立并构建了不同秸秆覆盖量（0、0.3、0.6、0.9、1.2kg/m2,分别表示为CK、S1、S2、S3、S4）下的土壤水分蒸发动力学模型和秸秆覆盖模式下的蒸发阻力模型,并根据实测蒸发数据进行了模拟评价。结果表明,表层土壤含水率随时间呈指数型减小趋势,且同一时刻,秸秆覆盖量较大的处理表层土壤含水率较大;土壤蒸发强度随含水率的增加呈指数型增加,土壤累计蒸发量随含水率的降低呈线性增加趋势,拟合直线的决定系数R2均大于0.9,且秸秆覆盖量越大,平均土壤蒸发强度和土壤累计蒸发量均越小;不同秸秆覆盖量下覆盖阻力差异较大,而同一秸秆覆盖量间覆盖阻力差异较小,覆盖阻力随秸秆覆盖量的增加而线性增加,两者呈显著正相关（R2=0.9114,p<0.05）。根据秸秆覆盖阻力模型模拟的计算土壤蒸发量与实际土壤蒸发量的RMSE为4.18×10-4mm/min、MAE为3.85×10-5mm/min、NS为0.90,拟合直线斜率k为0.926。说明所建立的秸秆覆盖阻力模型能够准确估算秸秆覆盖模式下的土壤蒸发量。     

滴灌下覆盖和追肥措施对夏玉米生长及产量的影响

基于2 a田间试验,研究了滴灌下秸秆覆盖和追肥措施对华北典型区(北京)夏玉米耗水量、生理指标、产量及水分利用效率的影响。结果表明,秸秆覆盖减缓了土壤水分下降速度,一定程度上提高了土壤蓄水能力;秸秆覆盖对叶面积指数的变化存在显著影响,而追肥措施对株高和叶面积指数变化没有显著影响;充分滴灌下,相比不覆盖处理,秸秆覆盖并没有显著减少夏玉米生育期耗水量,但对作物产量和水分利用效率变化存在显著影响,基于100 kg/hm~2追肥量和6 000 kg/hm~2秸秆覆盖措施下,夏玉米产量和水分利用效率分别显著提高了11%和13%(P0.05)。     

秸秆覆盖条件下小尺度土壤全氮的空间变异性

秸秆覆盖保墒技术是实现节水灌溉的一项重要举措。为此,基于秸秆覆盖条件下黑土区小尺度农田土壤全氮数据,利用传统统计学和地统计学方法研究秸秆覆盖条件下小尺度农田土壤全氮的空间变异性。结果表明:研究区土壤全氮的半方差函数拟合模型为Linear to sill模型,土壤全氮具有强烈空间相关性,空间相关性范围为15.90m。虽然研究区面积较小,但研究区土壤全氮的空间分布中仍存在个别高值区和个别低值区,仍有必要进行土壤全氮的分区管理;在90%和95%置信水平下,实际取样数目都介于精度系数为2%和3%时的合理取样数目之间。     

砾石覆盖条件下土壤水热效应对冬小麦田CO2排放的影响

通过2年田间试验,采用静态暗箱-气象色谱法监测冬小麦田CO_2排放速率和通量,并计算了生态系统净交换和收获指数。试验设置无覆盖对照(CK)、无覆盖补灌对照(WCK)、砾石覆盖(GM)和砾石覆盖补灌(WGM)4个处理。结果表明:2个生长季内砾石覆盖补灌处理各阶段土壤含水率和温度平均最高,其次为砾石覆盖处理,说明砾石覆盖的保水保温效果明显;土壤温度的变化规律与CO_2排放规律相同,土壤含水率变化规律与CO_2排放规律相反,土壤温度和含水率变化对CO_2排放具有显著的交互作用(P0.05);对影响农田生态系统CO_2排放的冬小麦生长参数和土壤理化特性进行相关矩阵和主成分分析,CO_2排放的分布与CK和WCK对照处理分布相似度较高,与GM和WGM砾石覆盖处理则完全相反;产量、收获指数、生态系统净交换的分布与WGM处理最为接近,其次为GM处理,说明砾石覆盖处理提高了产量,促进了生态系统净交换,降低了CO_2排放量。砾石覆盖结合关键生育期补充灌水的田间管理方式能有效改善土壤水热状况,减少农田生态系统CO_2排放。