秸秆还田下灌水量对土壤水分运移特性研究

为了研究不同秸秆还田量在灌水量下的水分运移规律,采用室内土柱试验,对不同秸秆还田量和灌水量条件下土壤水分运移分布特性进行了模拟研究。研究结果表明:到达秸秆还田层与不还田层交界处,还田量0.5%、1.0%、1.5%、2.0%的处理与不还田相比,累积入渗量多出0.96%、4.3%、7.31%、11.98%,表明秸秆还田量的增加使土壤的保水能力增加。在相同灌水量下,同一土层含水率主要表现为秸秆含量越高,土壤含水率越高;秸秆还田量相同时,在1.0 V灌水量基础上增大灌水量至1.5 V时,在秸秆还田层内,土壤含水率提高了2.53%,在秸秆还田层以下,土壤含水率提高了11.52%,这可能是因为随着灌水量增大,秸秆还田层土壤中孔隙逐渐地被水分填充,土壤的导水率能力增大,促进了水分向下移动,从而改善了土壤入渗能力。     

少免耕与秸秆还田对极端土壤水分及冬小麦产量的影响

为了高效利用天然降雨,缓和农业水资源短缺,该试验在小麦、玉米一年两熟条件下,设置耕作措施和秸秆2个因素,其中耕作措施分为常规耕作、深松耕、耙耕、旋耕、免耕5种,秸秆因素分为玉米秸秆全量还田与不还田,共10个处理,研究了耕作措施与秸秆因素对极端土壤水分和冬小麦产量的效应。结果表明,无论秸秆还田与否,相对于常规耕作,深松耕能提高土壤水分充足期的土壤含水率,增加冬小麦产量,尤其是深松耕秸秆还田,比常规耕作无秸秆还田分别高25.74%和11.45%。秸秆因素在土壤水分充足时影响土壤含水率方面占主导地位,秸秆因素与耕作措施在土壤水分亏缺时影响土壤含水率和冬小麦产量方面均起着重要的作用。免耕、深松耕、耙耕与秸秆还田的交互效应能够增加集雨,提高冬小麦产量。研究结果还表明,冬小麦产量与土壤水分亏缺时土壤含水率相关不显著,而与土壤水分充足期土壤含水率相关显著。     

秸秆不同还田方式对土壤理化性质及玉米产量的影响研究

为了探索秸秆不同还田方式在土壤改良、土壤培肥及作物产量方面的作用,通过大田小区试验,研究土壤在分别施用秸秆生物炭和秸秆后,土壤含水率、土壤温度、土壤pH值及电导率,土壤有机质和速效养分在玉米整个生育期的变化规律并比较玉米产量情况。结果表明,施用生物炭提高耕层土壤含水率,相比对照,土壤含水率在三叶期和成熟期差异显著;秸秆还田在三叶期、拔节期和抽雄期提高耕层土壤含水率且高于生物炭处理,与对照相比三叶期土壤含水率增幅最大,0~10和10~20cm土壤深度增幅分别为:12.24%和14.17%,在灌浆期和成熟期,秸秆还田降低耕层土壤含水率,其中,0~10和10~20cm土壤深度土壤含水率最大降幅分别为:-12.27%和-9.35%;生物炭和秸秆还田,在三叶期对土壤温度影响较小,没有明显的规律,在后面的生育期表现为不同的规律,生物炭在拔节期提高土壤温度,其余玉米生育期均表现为降低作用,秸秆还田在以后的生育期均表现为升温作用;生物炭和秸秆还田降低耕层土壤pH值增大耕层土壤电导率,各处理在玉米不同生育期土壤pH值从大到小依次为:B0、B15、BJ,电导率从大到小依次为:B15、BJ、B0;两种秸秆还田方式提高耕层土壤有机质和速效养分含量,各处理耕层土壤碱解氮、速效钾、有机质和有效磷含量在三叶期和拔节期,从大到小均为:BJ、B15、B0,在抽雄期、灌浆期和成熟期,从大到小均为:B15、BJ、B0;相比对照,生物炭和秸秆还田显著提高玉米产量,分别增产:19.27%和8.1%,生物炭处理相比秸秆还田增幅达到10.3%,差异显著。综上所述,生物炭和秸秆还田能够改善土壤,培肥土壤,增加作物产量,为秸秆及生物炭广泛推广并利用提供理论基础,秸秆还田可在玉米生育后期适量追肥灌水,以达到产量最大化。     

秸秆覆盖与表土耕作对东北黑土根区土壤环境的影响

为探索秸秆覆盖模式及表土耕作方式对东北黑土根区土壤环境调控效应,设置浅松覆盖(STS)、免耕覆盖(NTR)、浅松覆盖+压实(SCTS)、免耕覆盖+压实(NCTR)及翻耕秸秆不还田(对照TC)5个处理,分析其对黑土区土壤水、热、养分及物理特性时空动态变化的影响。结果表明:相对于传统耕作,秸秆覆盖与土壤压实结合可改善土壤物理结构,春播期、秋收期0~50 cm土层容重分别降低1.32%~4.06%、0.81%~1.64%,0~30 cm土层有机质与速效养分含量分别提高4.89%~20.74%、1.94%~40.37%与7.18%~30.26%、1.22%~28.09%,0~70 cm土层生长期墒情增加6.83%~13.84%,调控苗期0~10 cm土层温度日温差减小0.5~2.8℃,且对表层各因素影响高于底层。秸秆覆盖模式可降低机械压实所引起的负效应,从高效可持续方面综合分析本试验条件下浅松压实覆盖(SCTS)在改善根区土壤环境方面具有一定优势,研究成果可为东北黑土区覆盖耕作措施实施提供参考依据。     

秸秆还田对土壤蓄水保肥及作物产量的影响

通过池栽定位试验表明,连续多年的小麦、玉米秸秆还田提高土壤对水分的保蓄能力,土壤含水量增加1．04％－2．11％,其中以40－60cm土层的含水量增加最多;可促进土壤有机质及N、P、K等含量的增加;同时提高了作物产量,而且随着秸秆还田时间的增长,其增产作用也越明显,这表明作物秸秆有助于土壤蓄水保肥力的持续提高。     

秸秆覆盖还田及腐解率对土壤温湿度与玉米产量的影响

为探究东北黑土区秸秆覆盖还田及其腐解率对土壤温湿度和玉米产量的影响,2019年和2020年在大庆市肇州县进行了秸秆覆盖全量还田（试验组）和留茬10cm左右还田处理（对照组）对比试验。结果表明：试验组秸秆腐解率4月仅为4.3%和4.5%,5月为17.8%和16.8%,6月为22.3%和27.8%,秸秆腐解主要集中在7、8月。土壤温湿度受地表残余秸秆影响较为明显,5月试验组土壤含水率比对照组分别低1.2、1.1个百分点,但随着秸秆腐解率增大,试验组土壤含水率在6—9月平均高出对照组约3个百分点。试验组0cm处土壤温度在5—8月日间大气升温阶段受到抑制,相同时段温度与对照组最大差值为4.8、3.8℃,10、20cm处土壤温度在5、6月受地表秸秆覆盖影响较为明显,7—9月影响不显著,30cm处土壤温度除6月影响明显外,其他月份相比对照组变化较小。在每天大气降温时段,试验组不同深度处的土壤温度降温较对照组平缓,保温保墒作用较明显。地表秸秆覆盖影响作物出苗,试验组比对照组出苗分别晚4、3d,在拔节期对照组比试验组的作物株高分别高7.3、7.4cm,茎粗大0.2、0.1cm,但在抽穗期和灌浆期试验组的株高和茎粗均大于对照组;2019年试验组的玉米产量为10716.0kg/hm2,比对照组增产193.5kg/hm2。综合分析,秸秆覆盖还田对土壤温湿度具有双向阻碍作用,秸秆腐解程度对双向阻碍作用有一定影响,秸秆覆盖全量还田的保温保墒作用促进了玉米的生长和产量提升。     

浅谈秸杆还田技术推广应用前景

农作物秸秆粉碎还田可以增加土壤有机质,改善土壤结构,从而有力地提高土地农作物生长力.秸杆还田后,在分解过程中进行矿质化,释放养分,同时进行腐殖质化,从而改善土壤团粒结构和理化性能,大大改善了土壤结构及吸水、粘结等性状,提高土壤自身调节水、肥、热、气的能力.随着秸杆还田年数的增加,土壤中有机质不断提高.据农业部门试验,秸秆还田后的土壤有机质增加0.03%～0.15%,土壤容重降低0.06%～0.2%,孔隙度增加3%～7%,出现土壤疏松,通气性好,耕作比阻减小,贮存水分、养分能力增加;同时,秸秆还田可以有效地避免因焚烧秸秆造成的土地碱化和焚烧产生的环境污染.     

储水灌溉及覆膜对土壤水分及小麦出苗的影响

对不同储水灌溉定额和覆膜时期的研究结果表明,储水灌溉可增加0～120cm土层土壤贮水量,适度降低储水灌溉定额,对播种期和出苗期0～10cm土层土壤含水率影响不明显,头水期0～40cm土层土壤含水率与对照之间的差异不显著,春小麦出苗率提高;及早覆膜,有利于提高播种期和出苗期0～10cm土层、头水期0～40cm土层土壤含水率,以及播种至三叶期0～25cm土层地温。春小麦全膜覆土穴播栽培的适宜储水灌溉定额为600m3/hm2,覆膜时期为储水灌溉前覆膜,与对照相比,播种期及出苗期0～10cm土层土壤含水率分别提高7.36%和8.29%,头水期0～40cm土层土壤含水率提高2.78%,基本苗及出苗率分别增加26.34万株/hm2和5.44%,节水900m3/hm2。     

秸秆还田下土壤孔隙演化及其对溶质穿透特征的影响机理分析

为揭示秸秆粉碎还田后,不同腐解进程下土壤孔隙演化及其对水分和溶质穿透特征的影响机理,设置不同秸秆还田量（0、5、10、15t/hm2）和还田时间（0、30、60d）处理,采用CT断层扫描技术,视觉量化了土壤孔隙结构特征演变,并基于溶质穿透试验,分析了水分-溶质迁移优先流规律。结果表明,秸秆还田引起土壤孔隙/喉道特征变化,抑制水分-溶质迁移过程,田间持水率和土壤含水率上升,溶质穿透变慢,优先流现象减少,土壤水肥有效持留;随秸秆腐解至60d,孔隙/喉道特征改变,优先流开始发育,但土壤水肥持留能力增强。秸秆还田5、10、15t/hm2初期,和CK组相比大孔隙体积占比分别减少7%、14%、50%,连通孔隙减少11%、39%、66%,表层含水率增加1%、3%、6%。腐解60d后,和0d相比大孔隙体积占比分别增加331%、200%、357%,连通孔隙增加33%、84%、195%,表层含水率增加6%、5%、5%,完全穿透试样所需溶质减少55%、76%、67%。基于Green-Ampt模型和指数衰减模型估算了不同秸秆初始投入量在不同腐解时间下的导水特征,发现饱和导水率在秸秆还田后减小,且随秸秆腐解增大。研究可为控制大孔隙流和无效灌溉提供依据,进一步为秸秆科学还田提供实践指导。     

秸秆还田方式对种床土壤物理性质和小麦生长的影响

华北平原一年两熟区粮食产量高、秸秆量大,玉米收获后播种小麦时需要对秸秆进行适宜的处理。为解决此问题,本文于2016—2018年在河北涿州试验站开展田间定位试验,研究了不同玉米秸秆还田与种床位置关系对种床土壤含水率、地温、水稳性团聚体含量、冬小麦出苗率及产量的影响。试验共设置4个处理：秸秆混埋（SM）、少量秸秆混埋（HSM）、秸秆覆盖（SC）和秸秆不还田（CK）。试验结果表明,相较于秸秆不还田对照组CK,秸秆还田可以提高0~30cm种床土壤含水率,效果由大到小依次为：SC、HSM、SM;显著增加水稳性大团聚体（>0.25mm）含量,SM、HSM、SC分别提高6.3、4.9、4.8个百分点;对地温变化呈现出“缓解效应”,其效果从大到小依次为SC、SM、HSM,导致越冬期土壤回暖变慢;增加冬小麦出苗率,HSM、SC、SM平均增加40.1%、34.1%、14.8%,且HSM在第1年显著高于SM;提高产量,SC、HSM、SM平均增产17.2%、10.9%、2.9%,且第1年SM产量显著低于SC。本研究结果表明,秸秆还田对地温有负面影响,但可以增加土壤水分,改善土壤结构,因此最终提高了小麦产量;3种秸秆还田处理中,由于秸秆混埋（SM）使土壤含水率、出苗率、产量均最低,且对地温影响较大,因此优先推荐秸秆覆盖（SC）和少量秸秆混埋（HSM）。     

保护性耕作对水土保持的影响

水土流失已成为制约我国农业可持续发展的主要因素,严重降低了土壤生产力。为解决这一问题,自20世纪90年代起,保护性耕作被引入中国,并相继建立了长期保护性耕作试验基地。该文综述了不同保护性耕作措施对水土保持影响的研究结果,通过平均值方法对黄土高原、东北黑土区和北方沙土区的试验数据进行对比,分析免耕秸秆覆盖、深松和传统耕作对土壤含水率、土壤水蚀、土壤风蚀及土壤肥力的影响规律。结果表明,与传统耕作相比,在黄土高原地区,免耕秸秆覆盖和深松的土壤含水量分别提高了13.6%和31.7%,水分利用效率分别提高了2.26和3.82 kg/（hm2·mm）。在东北黑土区,免耕秸秆覆盖和深松的土壤有机质、速效氮和速效磷的含量分别提高了14.8%和7.1%、10.8%和8.4%及10.8%和8.4%,免耕秸秆覆盖和深松的土壤平均径流量分别减少了32.8%和23.5%。在西北沙土区,免耕秸秆覆盖和深松保护性耕作措施能显著降低土壤风蚀速率,当风速为10 m/s时,土壤风蚀速率分别降低了90.2%和85.0%。      

保护性耕作下土壤水分变化特征模拟研究

为了对陇中黄土高原沟壑区不同保护性耕作措施下的土壤含水率进行差异性分析,利用长期定位试验,设置春小麦/豌豆、豌豆/春小麦轮作序列下传统耕作、免耕、传统耕作秸秆覆盖和免耕覆盖4种耕作措施,以当地月平均气温、月降水量、月平均辐射量、月平均蒸发量、月作物耗水量作为输入,以0～200 cm 土层土壤含水率作为输出,建立基于长短...     

不同覆盖方式对土壤水肥热状况以及玉米产量影响

【目的】阐明不同覆盖方式对调节土壤水肥热状况以及增加玉米产量的影响。【方法】设置地膜覆盖、玉米秸秆覆盖和不覆盖3种方式,研究了不同覆盖方式对土壤含水率、土壤养分、土壤温度与玉米产量的影响。【结果】在玉米的生长前、中期,秸秆覆盖与地膜覆盖处理的保墒效果均优于不覆盖处理,其中0~60 cm土层土壤含水率差异明显;玉米进入成熟期后,秸秆覆盖处理0~60 cm土层含水率显著高于地膜覆盖和不覆盖处理,平均高8.23%和22.41%。秸秆覆盖能够促进浅层土壤养分量的提高,相较于不覆盖,秸秆覆盖的速效钾与有效磷量分别增加了15.11%、85.13%;相比地膜覆盖和不覆盖,生长前期秸秆覆盖温度更高,生长期和成熟期秸秆覆盖温度更低。地膜覆盖、秸秆覆盖的玉米产量分别比不覆盖高24.02%、24.90%,差异显著(P<0.05)。【结论】玉米秸秆覆盖能够提高土壤养分与水分,调节土壤温度,增加玉米产量。     

秸秆覆盖与耕作方式对土壤水分特性的影响

通过分析不同秸秆覆盖量以及耕作方式对0～20 cm、20～40 cm、40～60 cm土层土壤孔隙度、土壤持水性、土壤供水能力以及土壤水分有效性的影响,揭示黑土区秸秆覆盖、耕作方式对土壤水分特性的影响机制。结果表明:土壤持水性、土壤供水能力及土壤水分有效性与土壤孔隙度密切相关。0～20 cm、20～40 cm、40～60 cm土层的土壤总孔隙度、毛管孔隙度、相同土壤水吸力下土壤含水率、比水容量以及有效水含量,在传统耕作条件下,秸秆覆盖均高于无覆盖;在秸秆覆盖条件下,免耕均高于传统耕作。免耕秸秆覆盖处理影响土壤孔隙度、土壤持水性、土壤供水能力及土壤水分有效性,随秸秆覆盖量增加,土壤总孔隙度、毛管孔隙度、相同土壤水吸力下土壤含水率、比水容量以及有效水含量逐渐增大,随土层加深,各处理土壤孔隙度、土壤持水性及土壤供水能力逐渐减小。本研究区最适宜的秸秆覆盖与耕作方式为免耕150%秸秆覆盖处理。     

玉米整秸覆盖下小麦免耕播种技术研究与试验

为解决我国华北一年两熟区冬小麦保护性耕作的问题,进行了在玉米整秸覆盖下的小麦免耕播种试验。在60cm的夏玉米种植行距内,将玉米秸秆整株压倒和梳顺,覆盖于玉米行上的20cm内,采用所研制的4JS-2型玉米秸秆梳压机和2BMF-6型小麦全免耕播种机组在玉米行间免耕播种小麦,机组的作业动力与费用比传统的深耕、旋耕作业动力和费用分别减少了67.7%～73.7%和41.1%～48.7%,节水保墒效应为150～300m3/hm2,配套增加播种量和增施底化肥的比例等技术措施的实施可实现小麦高产。     

Increasing crop yield in water scarce environments using locally available materials: An experience from semi-arid areas in Mpwapwa District, central Tanzania

This paper presents experience on working with farmers in water scarce environments in improving crop yield through the application of locally available materials in semi-arid areas of Mpwapwa District, central Tanzania. Findings are presented from the interdisciplinary study that involved documenting farmers perceptions and on-farm field experimentation. In the farmers’ perceptions study, three different traditional tillage practices applied by smallholder farmers in the area were identified. These are traditional no-till (TNT), shallow tillage (ST) and ridging tillage (RT). The impacts of various tillage practices on soil fertility improvement, reduced weed infestation, soil moisture retention and crop yield were the main factors considered by farmers when selecting a particular tillage practice to apply. In two cropping seasons (i.e. 2006/7 and 2007/8) on-farm field experimentations were carried to test the effects of the three traditional tillage practices, manure and mulching practices on soil moisture retention and crop yield. Results from this experiment showed traditional no-till fields to have the lowest soil moisture retention capacity and the lowest infiltration flow rate as well as lowest crop yield compared to other studied practices. It was observed that improving the current tillage practices by the application of manure to both ST and RT, and mulching to ST at rates affordable to smallholder farmers as identified during perception study (i.e. 5 tons/ha for manure and 3 tons/ha for mulching materials) results in increased crop yield. When the grain yield is compared between traditional no-till and shallow tillage with manure and mulching practices, the yield increase is between 50 and 100%. It was concluded that crop yield in water scarce environments such as the semi-arid areas of Mpwapwa District can be increased by applying locally available materials such as cow manure and mulching at rates affordable to smallholder farmers.     

不同覆盖方式对土壤水热及猕猴桃产量的影响

针对南方季节性干旱和夏季土壤高温胁迫所造成的猕猴桃产量与品质下降等问题,探索合理有效的覆盖措施来改善果园的土壤水热环境,从而实现南方猕猴桃产业的可持续发展.通过大田观测试验,研究黑膜(H)、白膜(B)、防草布(F)、防草布+白膜(F+B)、秸秆(J)、不覆盖(CK)6种不同覆盖处理下土壤水分、温度的变化规律,并比较相应处理的猕猴桃产量与品质差异.相比处理CK,覆盖处理保水效果较好,处理H,B,F,F+B,J在0～50 cm土壤含水率分别提高了1.1%,1.3%,2.2%,2.9%,1.6%,随土层深度的增加,土壤含水率明显提升.相比处理CK,夏季单一覆盖处理使0～25 cm土壤温度降低了0.8～2.5℃,而F+B组合覆盖处理土壤温度升高了0.9℃,同时覆盖处理缩小了温度日变化0.9～2.1℃,处理F尤为显著.各覆盖处理使猕猴桃单果质量提高了0.1%～7.7%,同时可提高糖酸比3.8%～33.6%.防草布覆盖既可改善猕猴桃土壤的水热环境,又能提高猕猴桃的产量与品质,是该区果园管理较适宜的覆盖方式.     

不同耕作方式对夏玉米田土壤水分调控效应

基于田间试验,研究不同耕作方式对豫东雨养区土壤水分调控效果。试验结果表明,秸秆覆盖还田免耕处理,对夏玉米生长主要根层的土壤水分的调控能力作用较为显著,在连续干旱1个月后(播后30d),0～60cm土壤含水率分别比深耕和深松高19.7%、4.5%,夏玉米单株干物质累积量、群体叶面积指数指标均优于其他2个处理,产量和水分利用效率比深耕处理提高31.2%和16%。     

北方旱作农业区耕作体系关键技术

对构成北方旱作区蓄水保墒耕作体系的关键技术进行了阐述,以地表覆盖、少耕免耕技术为核心,以联合作业为手段,达到蓄水保墒、培肥地力的目的.总结出了6项新技术:一次完成玉米秸秆、根茬粉碎并部分覆埋复合作业的秸秆根茬联合处理技术;在同一刀辊与刀盘上完成旋耕、碎茬两种作业的旋耕碎茬通用技术;只在种床部分进行少量耕作(或只开沟)的条带少(免)耕精密播种技术;垄上覆膜沟内播种的起垄膜侧沟播技术;利用仿生学设计土壤耕作部件的机械仿生减阻技术;无秸秆种床进行免耕播种的免耕播种秸秆防堵技术.同时给出了耕作体系构成图.     

地膜覆盖保墒灌溉的土壤水、热以及作物效应研究

通过小区试验研究了不同的地膜覆盖保墒灌溉措施对土壤水分动态变化、土壤微生物、土壤温度、玉米生长状况、生理生态指标以及产量等的影响。结果表明,地膜覆盖后0~50 cm土壤含水量覆膜的明显高于未覆膜处理,在玉米整个生育期内,未灌溉处理的地膜0~20 cm的含水量较对照平均提高6.1%,20~50 cm较对照平均提高3.38%,50~100 cm较对照平均提高1.57%。覆膜后耕层土壤细菌、放线菌、真菌平均分别是对照的4.1倍、2.08倍和2.41倍。覆膜后叶片光合和蒸腾速率均较对照有所增加,相同灌溉量条件下,地膜处理的玉米产量较对照平均增产14.24%、9.4%和11.15%,对于覆膜或不覆膜处理,其产量均随着灌溉水量的增加而增加。