玉米秸秆覆盖对麦田土壤温度和土壤蒸发的影响

研究了秸秆覆盖下的麦田土壤温度和土壤蒸发的动态变化规律。试验结果表明,玉米秸秆覆盖冬小麦田后,日最高地温比对照低,日最低地温比对照高,日振幅减小,温度变化较对照平缓;冬季具有提高土壤温度的作用,春季则有降低地温的作用。少覆盖处理冬季0～10 cm地温3年平均提高0.3℃/d,春季降低0.42℃/d;多覆盖处理冬季0～10 cm地温3年平均提高0.58℃/d,春季降低0.65℃/d;秸秆覆盖后有效地抑制了土壤蒸发,冬小麦生育期内,少覆盖处理比对照平均减少了21%,多覆盖减少了40.4%。覆盖处理春季的低温效应,推迟生育期3～7 d,加上后期的干热风,造成覆盖处理的冬小麦非正常成熟,影响了冬小麦的产量,少覆盖平均减产4.1%,多覆盖平均减产10.4%。     

秸秆覆盖对农田土壤风蚀及细颗粒物释放的影响

为了确定保护性耕作措施对北京周边农田土壤风蚀及颗粒物释放的影响,通过风洞模拟试验,对比不同风速和不同覆盖度下农田土壤风蚀速率及TSP、PM_(10)、PM_(2.5)、PM_1的释放差异,并分析了4种细颗粒物在风蚀物中的占比。结果表明:(1)当风速12 m/s时,秸秆覆盖度达到20%能显著降低风蚀速率,当风速16 m/s时,秸秆覆盖度需达到40%才能达到理想的防风蚀效果。(2)TSP、PM_(10)、PM_(2.5)、PM_1 4种细颗粒物的释放量与风速呈正指数函数关系,与覆盖度呈负指数函数关系;随风速的增加,4种细颗粒物的释放能力为AB1B2B3B4B5,当覆盖度10%或60%时,细颗粒物的释放量随风速增大差异逐渐减小;覆盖度达60%以上时,细颗粒物的释放量基本达到稳定值。(3)TSP、PM_(10)、PM_(2.5)、PM_1 4种细颗粒物在风蚀物中的占比随风速的增加而降低,当覆盖度60%时占比接近稳定。     

秸秆覆盖对春玉米农田土壤水分的调控作用

根据山西寿阳试验区年内降水时空分布不均，季节性干旱发生频繁，致使粮食产量低而不稳的现状，于1998～1999年进行了春玉米地秸秆覆盖农田水分调控试验，以减少土壤表层水分蒸发、提高降水利用效率，促进试验区农业的稳定、持续发展。研究结果表明，秸秆覆盖具有明显的抑蒸保墒效应，有效地利用了有限的降水资源，土壤储水量明显增加，促进了农田水分的良性循环，有利于作物的生长和产量形成，因而水分效益显著，不同降水年份，每公顷玉米产量增加582～2235.1kg，作物水分利用效率分别提高0.14～0.50kg/(mm     

秸秆和作物覆盖对土壤流失的影响

人们普遍认为,由于地面上的作物覆盖和秸秆覆盖减小了雨滴对土壤的打击力,又减少了暴雨径流,因而是影响土壤侵蚀的主要因素.本试验对这两个变量如何影响细沟侵蚀作了研究.     

秸秆覆盖对夏玉米农田土壤水分与热量影响的模拟研究

利用试验实测资料确定作物根系吸水模型和水热运移模型的参数,分别利用有限差分法对水热运移模型进行离散和迭代法对模型进行求解,通过模拟研究秸秆覆盖对夏玉米农田土壤水分和热量的影响。研究表明该模型能描述不同覆盖率条件下夏玉米生育期农田土壤水分和热量的变化规律,土壤含水率在0～40 cm逐渐减少,在40～100 cm逐渐增大;土壤温度在0～20 cm逐渐减少。不同覆盖率下土壤含水率和土壤温度的变化规律均为覆盖率150%＞覆盖率100%＞覆盖率50%＞不覆盖。可见秸秆覆盖节水和控温效果明显,为节水条件下的作物高产提     

玉米秸秆覆盖对坡面产流产沙过程的影响

通过室内土槽模拟试验,研究不同降雨条件下玉米秸秆覆盖对沙坡地产流时间和产流产沙过程的影响。处理分为8种降雨强度和5个水平的秸秆覆盖度:0、15%、30%、60%和90%。40组模拟降雨结果表明:华北保护性耕作研究区域沙壤土条件下的产流时间与降雨强度符合幂函数关系;秸秆覆盖能延缓地表径流的产生,自然降雨(雨强10~80 mm/h)过程中,15%、30%、60%和90%秸秆覆盖较无覆盖分别推迟产流时间1.0~15.4、2.1~22.1、3.4~48.2和5.9~73.6 min;秸秆覆盖对地表径流和产沙影响显著,降雨历时1 h,30%秸秆覆盖减少径流总量17.9~/o~38.7%,减少产沙总量34.1%~48.0%0 30%秸秆覆盖水土保持效果显著,考虑到过多的秸秆覆盖(80%)会造成播种机堵塞,所以在保护性耕作研究实践中,建议保持30%~60%(1 400~3 100 kg/hm~2)的玉米秸秆覆盖,以达到较好的水土保持效果和播种质量,该研究可为保护性耕作研究区域适宜的玉米秸秆覆盖量提供依据。     

长期秸秆还田对污染农田土壤与农产品重金属的影响

在浙东某地选择一污染农田,布设了秸秆还田、秸秆不还田、秸秆还田+石灰及秸秆不还田+石灰4个处理试验,进行了为期9年的土壤、秸秆、谷物、蔬菜等农产品中重金属动态监测。结果表明,污染农田中施用石灰可明显降低水稻秸秆和谷物及蔬菜中重金属的积累,但对土壤重金属含量影响不明显;施用石灰对水稻秸秆和谷物及蔬菜中重金属降低作用随试验时间逐渐减弱。与秸秆不还田比较,秸秆还田在短期内对土壤、水稻秸秆和蔬菜重金属积累的影响较小,但4~5年后秸秆不还田农田土壤镉、汞积累及水稻秸秆和蔬菜中镉、铅、汞积累明显低于秸秆还田农田,对土壤中铅积累的影响较小;随着试验时间的增加,秸秆还田与秸秆不还田农田之间土壤、水稻谷物及蔬菜中重金属积累的差异逐渐加大。秸秆还田农田土壤有机质和速效钾含量高于秸秆不还田农田。研究结果表明,在镉、汞污染农田中长期推行秸秆还田不利于农产品质量的提高,应控制重污染水稻秸秆还田。     

秸秆覆盖量对农田土壤水分和温度动态的影响

2009年4-11月,在山西寿阳旱地农业试验区对覆盖量为1500、3000、4500、6000kg/hm24个不同秸秆覆盖量处理和不覆盖处理的春玉米试验小区进行田间定位观测,采用自动记录土壤剖面水分测定仪和自计温度测定仪实时观测了不同秸秆覆盖处理的玉米全生育期的土壤水分和温度动态,结合生育期土壤蒸发的动态观测,研究了农田秸秆覆盖量对土壤水热动态的影响。结果表明,秸秆覆盖在作物生长前期和旱季对土壤表层的土壤蒸发和温度调控效果明显,秸秆覆盖量越大效果越明显。按照对土壤水分和温度的综合作用,试验区域秸秆覆盖对土壤水分和温度调控效果最佳秸秆覆盖量为4500kg/hm2;秸秆覆盖量越高对土壤蒸发的抑制效果越好,但覆盖量对降雨入渗和土壤温度的影响受降雨强度、土壤湿度、土壤类型等具体条件的不同而产生不同的效果,其规律有待进一步研究。     

免耕秸秆覆盖对旱作农田土壤水分的影响

通过20012004年的田间试验研究了免耕秸秆覆盖旱作农田的土壤水分效应。结果表明,免耕秸秆覆盖对表层土壤水分含量影响较大,在作物播种期可以减少表层水分蒸发,显著增加表层土壤含水量,但随着生育进程的推进,秸秆覆盖的抑蒸效果逐渐减弱。免耕秸秆覆盖对各个时期0200 cm土壤剖面上水分总量的影响不大,但年际间变化较大。采用免耕秸秆覆盖可以提高小麦-豌豆轮作系统作物产量以及水分利用效率、促进农田生态系统的良性循环,持续提高土壤肥力。     

生物炭和秸秆还田对干旱区玉米农田土壤温室气体通量的影响

为了研究生物炭及秸秆还田对干旱区玉米农田温室气体通量的影响,以内蒙古科尔沁地区玉米农田为试验对象,采用静态箱-气相色谱法对分别施入生物炭0 t·hm^-2（CK）、15 t·hm^-2（C15）、30 t·hm^-2（C30）、45 t·hm^-2（C45）及秸秆还田（SNPK）的土壤进行温室气体（CO₂、CH₄和N₂O）通量的原位观测,并估算生长季CH₄和N₂O的综合增温潜势（GWP）与排放强度（GHGI）。结果表明：添加生物炭能够显著减少土壤CO₂和N₂O的排放量,并促进土壤对CH₄的吸收作用。其中处理C15对CO₂的减排效果最好,与对照相比CO₂排放量降低21.16%。随着施入生物炭量的增加,生物炭对N₂O排放的抑制作用不断增强,处理C45对减排效果最好,与对照相比N₂O排放量降低86.25%。处理C15对土壤吸收CH₄的促进效果最好,CH₄吸收量增加56.62%;处理C45对CH₄的排放有促进作用,使生长季土壤吸收CH₄减少81.36%。SNPK对温室气体的减排作用接近处理C15。添加生物炭和秸秆还田对提高玉米产量和降低农田GWP与GHGI均有显著效果,施用生物炭及秸秆还田均有效提高了科尔沁地区的玉米产量,且玉米产量随着施入生物炭含量的增大而提升。从GWP上来看,施用15 t·hm^-2生物炭对温室气体减排的整体效果最好。从GHGI上来看,施用生物炭及秸秆还田均具有一定的经济效益和减排意义,其中施用15 t·hm^-2生物炭的综合效益最高。因此综合经济效益与环境因素,建议科尔沁地区农田在种植玉米时添加15 t·hm^-2生物炭,如不具备购买生物炭条件,可以考虑秸秆还田来实现玉米增产与温室气体减排。     

秸秆覆盖下超高产夏玉米农田产量和土壤水分的动态变化

试验于2010年在山东农业大学农学实验站完成,设3种覆盖处理,分别为0（D0）,0.6（D0.6）,1.2kg/m2（D1.2）,研究了超高产条件下秸秆覆盖对夏玉米农田产量和土壤水分动态变化的影响。结果表明,秸秆覆盖条件下,D0.6和D1.2处理的籽粒产量分别为1 328.8,1 204.9g/m2,均达超高产水平,且分别比D0处理提高了12.1%和1.8%。播种到灌浆期间,秸秆覆盖可显著增加超高产夏玉米农田0-90cm范围内的土壤水分含量;灌浆期以后,各覆盖处理对土壤水分含量的影响逐渐减小。D1.2和D0.6处理分别比D0处理的蒸散量增加了7.1%和9.2%,从而使水分利用效率（WUE）降低。实验表明,在黄淮海夏玉米主产区,秸秆覆盖显著增加籽粒产量,是实现夏玉米超高产的有效手段之一,但并没有显著提高WUE。     

地膜和秸秆覆盖对旱地农田土壤水分和大豆产量的影响

为探明黄土高原半干旱丘陵沟壑区不同覆盖措施对土壤水分和作物产量的影响,在陕北安塞县山地梯田进行了系统试验,监测并分析了地膜覆盖(M)、谷子秸秆覆盖量5 000 kg/hm~2(J_5)、谷子秸秆覆盖量2 500 kg/hm~2(J_2)和传统耕作(CK,对照处理)4个处理对农田土壤水分、大豆(中黄35)主要植株性状、产量及水分利用效率的影响。结果表明:(1)在大豆生育期内,0—280 cm土层平均土壤体积含水量M处理最高,比最低的CK高30.08%;根系广泛分布的0—60 cm土壤剖面中的耗水量顺序为:CKMJ_5J_2,其中CK和M的耗水量分别比J_2高10.82%(p0.05)和9.70%(p0.05),CK的耗水量比J_5高8.12%(p0.05),其他处理间差异均不显著;(2)各覆盖处理的大豆株高、单片叶面积、单株生物干重和百粒重都大于CK,其中M的上述性状值均最大;(3) M,J_5和J_2分别比CK增产46.73%(p0.01),34.61%(p0.05)和15.69%,M和J_5之间差异不显著;(4) M,J_5和J_2的水分利用效率依次比CK高48.30%(p0.01),45.71%(p0.01)和28.14%(p0.05),M和J_5之间差异不显著。研究表明,在半干旱区CK的产量和水分利用效率均最低,地膜覆盖保水和增产效果显著但存在污染问题和环境风险,秸秆覆盖是目前该区适宜推广的保护性耕作措施。     

玉米秸秆覆盖冬小麦免耕播种对土壤微生物量碳的影响

土壤微生物量碳(SMBC)是土壤有机碳的一部分,在养分循环中起着重要作用.本研究目的在于揭示我国华北平原玉米秸秆覆盖冬小麦免耕对土壤微生物量碳的影响.4～5年的试验结果表明,不同耕作方式对农田SMBC含量的时空变异具有显著的影响.玉米秸秆覆盖免耕播种处理上层(0～10cm)的含量比下层(10～20cm)增加47.4%,而清茬翻耕和还田翻耕处理的含量在土壤中的分层不显著.不同的耕作方式的SMBC含量均随气温降低而减少.全年平均来看,在0～10咖土层,不同耕作方式的SMBC含量大小表现为覆免>还翻>清翻,在10～20cm土层则表现为还翻>覆免=清翻.整个耕层(0～20cm)表现为还翻>覆免>清翻.在气温较低时,覆盖免耕的SMBC含量比清茬翻耕和还田翻耕低.在土壤表层,不同耕作方式SMBC含量的稳定性大小表现为还翻>覆免>清翻;在下层,不同耕作方式之间差异不显著.     

秸秆覆盖对三峡库区坡面侵蚀的影响

[目的]分析农作物秸秆不同覆盖处理对坡面产流、产沙影响,为三峡库区坡耕地水土保持措施优化提供技术支持。[方法]利用人工模拟降雨技术,分析了5种不同雨强下不同秸秆覆盖处理的径流、泥沙过程。[结果]坡面覆盖秸秆能推迟坡面初始产流。在小雨强时,秸秆覆盖推迟初始产流显著,但随着雨强的增加,推迟初始产流的作用降低。在坡面下坡段覆盖秸秆推迟初始产流效果优于在坡面上坡段覆盖秸秆。对于产流产沙而言,在坡面上坡段覆盖秸秆与无覆盖差异不显著,但在坡面下坡段覆盖秸秆时径流模数和侵蚀模数为无覆盖的61.57%~69.1%和14.54%~18.31%,且减少地表径流和泥沙流失效果优于在坡面上坡段覆盖。秸秆覆盖后土壤流失比(SLR)介于0.022~0.611之间,且随着覆盖率的增加而降低,在坡面下坡段覆盖秸秆SLR值在上坡段的1/4。[结论]合理选择农作物秸秆在坡面覆盖的坡位及覆盖度,能有效降低坡面产流与侵蚀产沙,产生较好的水土保持效应。     

秸秆覆盖对滨海盐渍土土壤养分的影响

采用小麦秸秆(A)、30cm玉米秸秆(B_1)、50cm玉米秸秆(B_2)、玉米整杆(B_3)、杂草(T)5种不同类型,设计0.3kg/m~2(F_1)、0.6kg/m~2(F_2)、0.9kg/m~2(F_3)、1.2kg/m~2(F_4)4种梯度覆盖量,通过田间试验研究不同秸秆类型与覆盖量组合对滨海盐渍土土壤各养分指标的影响,并进行土壤养分综合评价,筛选较好的处理组合。结果表明:秸秆覆盖1a,A、B_1、B_2、B_3类型处理地块土壤各养分指标在覆盖量为0.6kg/m~2时增加效果较好;T类型处理地块土壤碱解氮含量与有机质含量分别在覆盖量为0.6kg/m~2与0.9kg/m~2时增加效果较好,对土壤速效磷、速效钾含量无显著增加效果。AF_2处理对土壤有机质、碱解氮、速效磷含量的提升效果最明显,B_1F_2处理对土壤速效钾含量的提升效果最明显。不同处理均可增加土壤养分,各类秸秆与覆盖量的最佳组合对滨海盐渍土土壤养分提升效果表现出AF_2B_1F_2B_3F_2B_2F_2TF_4的顺序,AF_2处理对土壤养分有较好的提升效果。     

玉米立茬与粉碎秸秆覆盖对生长季土壤呼吸的影响

农田土壤呼吸(Rs)是全球CO_2循环的重要组成部分,生长季土壤呼吸对于作物的产量有巨大的影响,同时,作物残茬的覆盖模式会影响土壤呼吸。该文应用了粉碎秸秆覆盖地表(SH)和立茬覆盖地表(ST)是两种主流的作物残茬覆盖地表模式,自2000年起,玉米收获之后,在试验地块施用这2种作物残茬覆盖地表的模式。自2013年开始,在试验地块测量每年冬季的土壤结冻深度,积雪的厚度与CO_2通量,土壤温度与湿度。总土壤呼吸分为异养呼吸(HR)和根际呼吸(RR),该文使用放射性碳标记技术和数学方程计算异养呼吸和根际呼吸的CO_2通量。试验结果显示,与SH处理相比,ST处理地表平均积雪厚度可以增加44%,最大土壤冻深降低18%,并且冻土完全融化的时间将提前10到27 d。ST与SH的平均CO_2通量分别为16.55和14.02 mmol/m~2h。对于整个生长季,SH与ST的土壤呼吸差别在生长季开始和结束时期较小,在生长季的中期较大。ST的平均Rs比SH多3.3 mmol/m~2h,在ST中,HR是Rs的主要构成部分,而RR只约占总土壤呼吸10%。冗余分析结果显示,Rs和HR与土壤温度和积雪厚度呈正相关,与冻土深度呈负相关。该文的研究结果显示相比较于粉碎秸秆残茬覆盖,立茬覆盖地表有利于提高生长季的土壤呼吸,可为玉米的光合作用提供较多CO_2,这将有利于作物增产。     

不同灌期对农田氮素迁移及面源污染产生的影响

通过分析从秋灌到秋浇后河套灌区乌拉特灌域典型区不同类型土壤剖面（0～160 cm）、浅层地下水中和沟道中氮素质量分数的变化过程,以便为灌区氮素污染控制提供相应的理论指导。研究结果表明：秋灌期深层土壤剖面（120～160 cm）中NO-3-N累积不明显,秋浇后3种类型土壤剖面（80～160 cm）中NO-3-N平均质量分数分别增加了1.25、2.72和2.89 mg/kg。土壤剖面中的NH+4-N质量分数分布相对较均匀。3种耕地土壤剖面中NO-3-N和NH+4-N质量分数的变化具有季节性的增高或降低。盐荒地土壤剖面中NO-3-N和NH+4-N都处于积累状态,对整个灌区农业面源污染物的排泄有减缓作用。浅层地下水中NO-3-N和NH+4-N质量分数在秋浇期的增幅大于秋灌期。农田土壤、浅层地下水和沟道中的氮素质量分数有着较好的时间相关性,秋浇期河套灌区土壤中NO-3-N最易发生淋洗,且是灌区产生农业面源污染最严重的时期。     

长期秸秆覆盖免耕对土壤某些理化性质及玉米产量的影响

免耕农作是一项重要的农业生态管理系统,长期秸秆覆盖免耕条件下土壤性质的变化及作物产量可以反映这一系统的可持续性,研究表明,长期（１９７０年－１９９４年）免耕与犁耕相比土壤容重并未增加,而表层（０－５ｃｍ）土壤有机Ｃ和有机Ｎ显著增加,并有随Ｎ肥施用量增加而增加的趋势,土壤ｐＨ随ＮＨ４ＮＯ３化肥施用量的增加而明业降低,免耕表层土壤的交换性Ｃａ,Ｍｇ,Ｋ和可提取Ｐ与犁耕比较明显的表聚现象,交换性Ｃａ,Ｍ     

连年秸秆覆盖对玉米产量及土壤微生物残体碳积累的影响

为明确连年秸秆覆盖对玉米产量及土壤微生物残体碳的影响,从而揭示秸秆覆盖条件下土壤有机碳积累的微生物学机制,该研究基于田间8 a长期定位小区试验,比较了不覆盖秸秆（CK）和覆盖秸秆（SM）两处理中玉米产量,同时利用一阶动力学模型对土壤（0～10 cm和>10～20 cm）中有机碳、微生物残体碳及两者比例的年际变化进行了拟合。结果表明：1）秸秆覆盖在前5 a内没有显著提高玉米产量,第6年开始产量显著增加;在前2～3 a没有显著提高土壤有机碳和微生物残体碳含量;2）利用一阶动力学模型参数得到,SM处理显著提高了表层土壤有机碳、微生物残体碳以及两者比例的最大值,较CK处理分别高12%、39%、6%;3）SM处理显著延长了表层土壤有机碳、微生物残体碳以及两者比例达到最大值的时间,较CK处理分别多13、12和2.5 a,然而SM处理并没有显著影响下层土壤有机碳、微生物残体碳及两者比例的变化。因此,秸秆覆盖能够通过显著提高表层微生物残体碳及其对土壤有机碳的贡献,进而有利于对整个耕层土壤有机碳的固持。