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%。     

阴山北麓农牧交错区保护性耕作带地表抗风蚀能力的测试与分析

【目的】揭示农牧交错区带状间作农田土壤的抗风蚀效应,为防治农田土壤风蚀提供理论依据和技术指导。【方法】以阴山北麓农牧交错区保护性耕作农田的土壤为研究对象,利用移动式风洞和与之配套的风速、集沙仪测试设备,对3种残茬覆盖地表(小麦留茬,65%盖度,20cm茬高;小麦留茬,76%盖度,30cm茬高;莜麦留茬,90%盖度,30cm茬高)在给定的5个风速(6,9,12,15和18m/s)等级下,其地表的空气动力学粗糙度和风蚀量随测点距离风洞试验段进口位置(模拟保护性耕作带宽度)的增加(3,3.75,4.5,5.25和6m)所呈现的变化规律进行分析。【结果】随测点距风洞试验段进口距离的增加,3种地表在不同风速下的空气动力学粗糙度均呈先增大后减小的趋势,大多于该距离为5.25m时达最大值;不同风速下的风蚀量则随测点距风洞试验段进口距离的增加呈快速下降趋势,在该距离达到5.25m之后,风蚀量的下降趋于平缓。【结论】残茬高度与植被盖度可明显增强地表的抗风蚀能力,当保护性耕作带的宽度达到5.25m以后,其抗风蚀效果更加稳定和显著。     

科尔沁沙地4种作物根茬抗风蚀效果风洞试验研究

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%.结果表明,风蚀量与土壤地表覆盖度、土壤0～5 cm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.     

风沙半干旱区花生玉米间作模式残茬防蚀效应研究

风沙半干旱区风沙土土层结构疏松,适宜种植花生。花生由于不当的种植模式和刨收后裸茬土壤在风力的作用下易风蚀沙化,降低土地生产性能。风沙土花生玉米间作模式研究表明,当季玉米产量比清种增产20.9%,花生产量与清种持平;利用玉米残茬覆盖削弱距地表20 cm高度瞬间风速玉米带81.3%、花生带46%;降低土壤风蚀率玉米带89.3%、花生带60.7%;提高耕层土壤水分含量玉米带7.4个百分点、花生带3.4个百分点。下季花生玉米定位倒茬间作,花生带上季存留的破碎玉米残茬覆盖率达70%以上,防护花生幼苗沙割危害达1级。花生玉米间作是风沙半干旱区生计与生态和谐友好型的一种栽培模式。     

风沙半干旱区风沙土防风蚀技术研究

针对风沙半干旱区风沙土易旱、易风蚀特性,开展了防风蚀技术研究。结果表明,农田防护林网主林带背风面距林缘1~6H处削弱风速约50%,随树高（H）倍数的增加效果递减;林网内扁杏//花生（间作）增强了花生裸茬抗风蚀能力,土壤防风蚀效果达90%;林网内玉米//花生（间作）玉米收获后秸秆站立（农田休闲期）玉米带完全不受风蚀,花生裸茬防风蚀效果达95%;林网内作物残体平伏覆盖防风蚀效果达120%,综合评价作物残体覆盖玉米秸秆站立的防风、保土和保水效果最佳。     

阴山北麓农牧交错区农田土壤风蚀影响因子及防治对策

土壤风蚀是阴山北麓农牧交错区土地退化的主要原因之一.从风蚀气候因子、地表粗糙度、植被覆盖度、土壤性质和人为影响因素等方面对农田土壤风蚀的主要影响因子进行了分析,探讨了这一地区农田土壤风蚀的防治对策,提出了以实施保护性耕作为主,辅之以间作、轮作的防治风蚀措施.这种措施既能发挥保护性耕作带残茬降风速、保水土、抗风蚀的作用,并对翻耕带形成保护;又可满足地区种植结构,解决保护性耕作带来的杂草防治和农家肥施用难题,对实现地区可持续农业发展具有重要意义.     

保护性耕作机械化技术

保护性耕作技术是对农田实行免耕、少耕,尽可能减少土壤耕作,并保证播种后地表用不低于30%的作物秸秆、残茬粉碎覆盖,或保留高留茬秸秆30%以上及作物残留物覆盖率不低于30%的耕作技术。它可减少土壤风蚀、水蚀,减少土壤流失和抑制农田扬尘,提高土壤肥力和抗旱能力;能明显提高旱     

保护性耕作残茬覆盖防治农田土壤风蚀的试验研究

以覆盖农田地表的春小麦秸秆残茬为试验材料，通过风洞试验研究了作物秸秆残茬的高度、覆盖度(密度)对防治农田土壤风蚀的效应；进一步分析了作物秸秆残茬的高度、覆盖度与农田地表粗糙度的关系。结果表明：随着作物秸秆残茬高度和覆盖度的增加，作用在作物秸秆残茬上的剪切力增加，而作用在裸露地表上的剪切力减少。作物秸秆残茬的高度和覆盖度与农田地表粗糙度的相关系数分别为0．929，0．910，这说明作物秸秆残茬的高度和覆盖度对农田地表粗糙度均有影响，但程度不同。粗糙度与秸秆残茬高度和密度拟合的幂函数方程指数为1．59(均值)，e的均值为1．17，可见相对于秸秆残茬的覆盖度而言，高度对粗糙度的影响更大。     

几种保护性耕作对土壤含水量和风蚀量的影响

[目的]研究保护性耕作对土壤含水量和风蚀量的影响。[方法]以位于内蒙古阴山北部武川县典型农牧交错带的耕地为试验地点,比较用不同保护性耕作对不同作物留茬的土壤含水量、风蚀量的影响。[结果]与传统耕作相比,马铃薯免耕、油菜留茬和燕麦留茬可以提高土壤含水量,极大地减少土壤风蚀。[结论]留茬耕作和免耕是当地农业发展和环境治理一条可持续的耕作途径。     

风沙地玉米粮饲用带状间作提产与防风蚀效应研究

利用同一玉米品种辽单565进行了玉米粮饲用带宽9 m:9 m间作种植试验,玉米粮用密度3 705株/亩,饲用密度5 558株/亩。玉米饲用田8月23日刈割青贮留茬高8 cm覆盖,粮用田9月25日收获秸秆站立覆盖。研究表明,玉米粮用界面1~3行籽粒平均比单作增产2.4%,饲用界面1~3行生物产量平均比单作增产3.9%。玉米秸秆覆盖到翌年下季作物播前粉碎直接还田,粮用带削弱近地表风速率达85%以上,土壤免受风蚀,浅层土壤水分蒸发量减少11.4个百分点;饲用带削弱近地表风速率达77%以上,土壤风蚀率降低80%以上,浅层土壤水分蒸发量减少6.1个百分点。风沙地玉米粮饲用带状间作是一种生态与生计友好型模式。     

新建经济林与垦复竹林土壤侵蚀定位研究

对世界银行贷款"贫困地区林业发展项目"8个项目省(区)新建经济林和垦复竹林地中设置的11个土壤侵蚀定位观测点,连续5年(2001—2005年)观测得到的数据进行了综合分析。结果表明:各经济林地和竹林地在造林或垦复后均发生了不同程度的土壤侵蚀,在11个观测点中,6个观测点发生了微度土壤侵蚀或轻度土壤侵蚀,位于黄土地貌区的3个观测点土壤侵蚀强度较大,个别年份受高强度侵蚀性降雨的影响,发生了强度土壤侵蚀。梯田类整地方式的经济林地观测点土壤侵蚀量较小,水平带及穴状整地方式观测点的土壤侵蚀较为严重;造林后连续间作的经济林每年均发生土壤侵蚀,侵蚀模数随年度无明显变化,对于前4年进行间作,然后停止间作的经济林,土壤侵蚀量急剧下降,在水平带及穴状整地的经济林内进行农作物间作会导致中、强度土壤侵蚀的发生。垦复竹林观测点的土壤侵蚀模数较小,垦复后第1年易发生侵蚀,侵蚀量随林下植被恢复逐年减小,冬笋采挖会导致土壤侵蚀量的增加。建议新建经济林时,尽量采用梯田整地方式,而少用带状和穴状(包括鱼鳞坑)整地方式。梯田整地营建的经济林中可适当进行间作,带状整地和穴状整地经济林则不宜。毛竹低产林垦复改造施工的第1年,应采取沿等高线垦挖、杂草覆盖地表等措施防止土壤侵蚀。     

保护性耕作对农田土壤风蚀影响的研究

研究在保护性耕作条件下不同的覆盖模式对农田土壤风蚀损失量的防治效果,并确定其最佳覆盖模式.结果表明:保护性耕作与传统耕作相比,地表粗糙度大,表层含水率高,不同的覆盖模式可以不同程度的减小土壤的风蚀损失量,损失量由大到小依次为:传统耕作＞留茬5cm不覆盖＞浅松秸秆覆盖＞留茬5cm条带覆盖＞压实秸秆覆盖＞留茬5cm全覆盖,其中,留茬5cm不覆盖的风蚀量仅次于传统耕作,其风蚀量对比传统耕作降低了30.8％,可见,保护性耕作对减小土壤风蚀量的重要性,留茬5cm全覆盖的抗风蚀效果最佳.     

阴山北麓农牧交错区麦薯带状间作农田土壤抗风蚀能力研究

对麦薯带状间作农田土壤的抗风蚀能力进行了探讨.结果表明,该措施能够减少水分蒸发,增加地表土壤含水率0.22%~2.6%,增大地表空气动力学粗糙度0.03~3.81 cm,降低近地表风速6%~46%,减少土壤风蚀0.5%~84%.在定量研究的基础上,提出了翻耕带有效抗风蚀宽度为5 m.     

Maize-soybean strip intercropping: Achieved a balance between high productivity and sustainability

Intercropping is one of the most vital practice to improve land utilization rate in China that has limited arable land resource. However, the traditional intercropping systems have many disadvantages including illogical field lay-out of crops, low economic value, and labor deficiency, which cannot balance the crop production and agricultural sustainability. In view of this, we developed a novel soybean strip intercropping model using maize as the partner, the regular maize-soybean strip intercropping mainly popularized in northern China and maize-soybean relay-strip intercropping principally extended in southwestern China. Compared to the traditional maize-soybean intercropping systems, the main innovation of field lay-out style in our present intercropping systems is that the distance of two adjacent maize rows are shrunk as a narrow strip, and a strip called wide strip between two adjacent narrow strips is expanded reserving for the growth of two or three rows of soybean plants. The distance between outer rows of maize and soybean strips are expanded enough for light use efficiency improvement and tractors working in the soybean strips. Importantly, optimal cultivar screening and increase of plant density achieved a high yield of both the two crops in the intercropping systems and increased land equivalent ratio as high as 2.2. Annually alternative rotation of the adjacent maize- and soybean-strips increased the grain yield of next seasonal maize, improved the absorption of nitrogen, phosphorus, and potasium of maize, while prevented the continuous cropping obstacles. Extra soybean production was obtained without affecting maize yield in our strip intercropping systems, which balanced the high crop production and agricultural sustainability.     

少耕秸秆覆盖对小麦间作玉米棵间蒸发的影响研究

在河西绿洲灌区,通过大田试验,研究了前茬小麦25cm高茬收割免耕(T0S1)、25cm高等量秸秆覆盖免耕(T0S2)、25cm高等量秸秆翻压(TS3)和低茬收割翻耕(TS0)对后茬小麦、玉米的单作和间作群体耗水量和棵间蒸发的影响,以期为通过优化小麦间作玉米的秸秆管理、提高水分利用率提供理论依据。结果表明,秸秆覆盖可降低作物群体的总棵间蒸发量,与未覆盖处理相比,秸秆覆盖小麦间作玉米的棵间总蒸发量降低了4.7%~8.9%,单作小麦棵间总蒸发量降低了4.8%~11.2%。间作群体的棵间蒸发主要发生在小麦收获前,约占总蒸发量的70%,秸秆覆盖处理在小麦收获前使棵间蒸发降低了5.2%~10.8%。间作中,小麦带棵间蒸发量较玉米带高16.6%~19.8%;秸秆覆盖处理与未覆盖处理相比较小麦带棵间蒸发量降低了5.4%~10.0%,玉米带棵间蒸发量降低了3.9%~6.1%。秸秆覆盖处理的E/ET相比于无覆盖处理小麦间作玉米群体降低了2.9%~5.2%,单作小麦群体降低了2.1%~9.0%,小麦秸秆覆盖可减少水分的无效损失,提高水分利用率。     

冀西北寒旱区农田作物轮作产量效应评价

【目的】促进水温土等资源匮乏的冀西北寒旱区作物生产对水分、养分的合理与均衡利用,保护农田生态环境。【方法】采用交叉式种植方法,在草甸栗钙土和砂质栗土农田,分别设计了包括5个主栽作物的全部组合的轮作与连作田区试验,年际间进行重复,研究区域主栽作物轮作倒茬的产量效果。【结果】在草甸栗钙土农田,与连作相比,不同前茬马铃薯、甜菜、莜麦的产量分别提高了58%—94%、28%—53%和16%—70%;蚕豆与连作相比,除甜菜茬减产外,其他茬口较连作增产4%—43%;马铃薯、蚕豆茬玉米较连作分别增产12%、5%,甜菜、莜麦茬玉米产量仅为连作的81%、93%。在砂质栗钙土农田,不同前茬马铃薯、甜菜的产量分别较连作提高了5%—36%、13%—36%;甜菜茬谷子表现减产,其他茬口的谷子较连作提高了5%—30%;谷子茬莜麦减产,其他茬口莜麦较连作提高了9%—15%;马铃薯、莜麦茬亚麻较连作增产5%、8%,谷子、甜菜茬亚麻产量为连作的94%、99%。【结论】草甸栗钙土田马铃薯→莜麦、马铃薯→甜菜呈现互利轮作,玉米茬马铃薯、莜麦茬甜菜、蚕豆茬甜菜、玉米茬甜菜和蚕豆茬马铃薯表现偏利轮作;砂质栗钙土田莜麦茬马铃薯、马铃薯茬甜菜2种方式表现偏利轮作,可资生产应用。     

河西绿洲灌区马铃薯间作绿肥高效种植模式研究

在河西绿洲生态条件下,研究了马铃薯与不同绿肥的间作模式。结果表明,马铃薯产量为根茬处理高于压青处理,以马铃薯间作针叶豌豆(根茬)的折合产量最高,为27515.15 kg/hm2,较单作马铃薯增产14.7%。马铃薯间作箭豌豆混播毛叶苕子,绿肥鲜草产量最高,根瘤数最多,且明显高于其它处理。马铃薯间作针叶豌豆无论是根茬还是压青处理,不同层次土壤的含水量变化相对其它处理稳定;马铃薯间作甜豌豆的土壤速效磷、速效钾、硝态氮、铵态氮含量根茬处理高于压青处理,间作箭豌豆混播毛叶苕子(根茬)和(压青)处理土壤速效钾、速效磷、硝态氮、铵态氮含量均低于单作马铃薯。