稻田小麦保护性耕作技术研究

研究了稻田小麦保护性耕作的播种方式及秸杆还田覆盖方式,及其对小麦产量的综合影响,为大面积应用推广该项技术提供科学依据。     

北方旱区保护性耕作对农田土壤水分的影响

土壤水分是中国北方旱区农业生产的主要限制因子,研究保护性耕作技术体系下土壤水分的动态变化,明确不同耕作模式下的水分平衡规律,对于选择适宜的保护性耕作技术,提高北方旱区土壤水分的利用效率具有重要的指导意义。该文在2a田间试验的基础上采用DSSAT模型对4个不同保护性耕作处理的土壤体积含水量、水分平衡以及水分利用效率进行了模拟和检验。结果表明干旱年份保护性耕作处理土壤体积含水量较传统耕作高,RMSE误差在0.025～0.063;干旱年份传统耕作土壤储水量减少最多,为144.6mm,降水较多年份减少也最多,为46.1mm;干旱年份水分利用效率1.52～1.78kg/m3,免耕覆盖水分利用效率最高,降水较多年份水分利用效率1.70～1.71kg/m3,各处理间差异并不显著。研究结果为保护性耕作技术对农田土壤水分的影响研究提供了理论依据。     

保护性耕作对黄土高原南部地区小麦产量及土壤理化性质影响

以1992年设置于山西省临汾市尧都区的保护性耕作试验基地为基础,研究了长期保护性耕作对旱地小麦产量、土壤理化性质及剖面水分含量的影响。结果表明,11年免耕覆盖和15年免耕覆盖分别比传统耕作平均增产192%和276%; 丰水年份增产率为52%和117%,而干旱年份增产率高达850%和976%,表现为实施保护性耕作年限越长、越是干旱,保护性耕作的增产效果越显著。保护性耕作能降低土壤容重,增加土壤孔隙度,提高土壤剖面水分含量和土壤贮水量,提高表层010 cm土壤有机质、碱解氮和速效钾含量, 但不利于有效磷含量的提高。11年免耕覆盖和15年免耕覆盖,表层010 cm土壤有效磷含量比传统耕作降低68和63 mg/kg,降低了561%和519%,应注意磷肥的施用。     

土壤水分对小麦产量和品质的影响

本文综述了土壤水分对小麦产量和品质的影响。土壤水分既影响小麦产量,也影响其籽粒品质;土壤水分缺少能够影响器官发育,使叶面积减小,叶绿素含量降低,群体叶片光合性能下降。土壤水分缺少还使开花后的光合产物减少,造成灌浆物质不足,原贮存在营养器官中的物质向籽粒的运转速度加快,贮存物质在粒重中的比例提高,在一定程度上弥补了粒重和产量的降低。同时,土壤水分也影响小麦品质,主要表现在蛋白质和淀粉上。     

保护性耕作对坡耕地土壤水分特性和水土流失的影响

在黄土高原西部丘陵沟壑区水土流失严重的坡耕地进行了2 a的定位试验,研究了不同耕作方式对坡耕地土壤水分特性和水土流失的影响.研究结果表明:(1)免耕+覆盖的保护性耕作方式保水效果明显,全年平均土壤含水量比传统耕作高出1%以上,单纯的免耕与传统耕作没有显著差异.(2)免耕可使耕作层土壤水分保持相对稳定,初春播种后土壤较长时间保持较高含水量有利于作物出苗;雨后免耕处理耕作层具有更强保水能力,从而使土壤水分保持相对稳定则有利于作物生长.(3)不同耕作方式对坡耕地土壤水分特性的影响与其对士壤结构的影响有关,免耕虽然增加了耕作层土壤容重,但也增加了团聚体的稳定性,降低了团聚体破坏率,增强了土壤抗蚀力,覆盖能降低免耕地表层土壤容重,增强其持水与保墒能力.(4)免耕措施未必能减少坡地径流量,但可显著降低土壤侵蚀量,免耕辅以秸杆覆盖的保护性耕作可有效防止水土流失,径流量和产沙量较传统耕作处理分别减少了8.35%和88.11%.     

耕作模式对坡耕地土壤水分和大豆产量的影响

为了探讨北方土石低山地区不同耕作模式对坡耕地的土壤水分特征及其对作物产量的影响,以10°坡耕地大豆田为研究对象,监测了传统耕作(CT)、免耕(ZT)、免耕秸秆覆盖(NT)和横垄(CR)4种不同处理下0～100cm土壤水分垂直变化和水平变化,测定了大豆产量和水分利用效率。结果表明:1)在大豆不同生育期中,各处理在0～40cm土壤水分含量均表现为:NTZTCRCT,当土层深度大于40 cm时,各处理间土壤水分含量的大小关系发生波动变化,其中ZT和NT能明显改善0～50cm土层土壤水分含量,较CT处理保墒效果提高25.34%～35.57%。2)CT和ZT处理坡位间土壤水分含量的大小关系,受大豆生育期内总降雨量的影响较小,分别表现为:下坡位中坡位上坡位和下坡位≈中坡位上坡位,而NT和CR处理坡位间土壤水分含量的大小关系,会随着大豆生育期内降雨总量的不同而产生微变。3)各处理剖面土壤水分空间分布格局均表现出下湿上干的特点,CT和CR湿润土层(体积含水率≥11.6%)分别位于坡底40～100 cm和坡顶40～100 cm处,而干燥土层(体积含水率≤8.6%)则分别位于坡顶10～30 cm和坡底10～20 cm处。ZT湿润土层(体积含水率≥12%)分布集中性较差,NT湿润土层分布集中性最好,且范围最大,占据了整个坡面40～100cm深度范围。4)所考虑的3个因素对土壤水分含量影响作用的大小表现为:耕作模式剖面深度坡位。5)在2a试验中,与CT相比CR、ZT和NT处理产量分别平均增加8.77%、15.68%和26.74%,水分利用效率分别平均提高6.32%、11.6%和20.61%,因此建议在研究区种植大豆时,优先采用NT耕作模式。     

稻作区保护性耕作和小麦种植对土壤养分的影响

该文采用4个处理：常规犁耕-休闲(DTF)、常规犁耕-小麦(DTW)、保护耕作-休闲(CTF)和保护耕作-小麦(CTW),分析了10年后稻作区保护性耕作和小麦种植对土壤养分的影响。结果表明：在CTW处理下,土壤全N分别较DTF、DTW和CTF处理高10.03%、26.81%和23.17%。土壤碱解N也呈现相同的趋势;土壤全P,CTW处理下较DTF、DTW和CTF处理分别高12.93%、15.86%和21.36%。在0～10 cm土深,CTW处理下土壤有效P分别是DTF和DTW处理下的4.5和2.1倍;土壤全K在4种处理中与全N和P有类似的趋势;与处理DTF相比,Ca₂-P、Ca₈-P、Al-P、Fe-P、O-P和Ca₁₀-P在CTW下的含量迅速增加;代换态、易还原结合态、碳酸盐结合态、有机质结合态和无定形态Fe、Mn和Cu在CTW处理下含量降低,而残渣态Fe、Mn和Cu则增加。代换态和易还原锰结合态Zn在CTW处理下的含量增加,而相应地,无定形态和有机质结合态Zn则显著降低。而且,在有效Fe、Cu和Mn降低的同时,有效的Zn增加;稻作区,保护性耕作和小麦种植不仅增加表土层土壤养分的含量,而且可通过影响P、Fe、Mn、Zn和Cu的形态,缓解Fe和Mn对作物的毒害。     

保护性耕作对玉米产量及土壤碳氮的影响

尽管保护性耕作从农业管理角度看被广泛认为是有效增加土壤碳和提高土壤质量的一种方式,但是,在土壤垂直分布中改变碳存储量的研究却很少。以美国莱特柏果思县为研究对象,在传统的犁地和耙地的耕作方式下,通过实施保护性耕作方法来测定其对土壤碳的影响(冬季覆盖加带状种植)。在实施保护性耕作5 a前后测定土壤总碳和总氮的含量,从0~65 cm深的土层取样,分别在57个采样点进行收集。每年测量作物产量、冬季和夏季作物的地上生物量、生物质碳、氮含量。结果表明,土壤碳平均增加20 t/hm2且与氮增加2 t/hm2相关。72%~80%的碳的增加是在35 cm土层深以上,35~65 cm土层碳含量增加3~6 t/hm2,净生物质碳增加36%,玉米产量增加了2 200 kg/hm2。分析表明,15~35 cm的土壤碳的含量,是与玉米产量相关的主要土壤参数。在过去45 a中,对年降雨量最低的时期的研究表明,土壤碳介质的增长可增加植物可利用的土壤水,进而提高玉米产量。通过计算测定土壤持水能力表明,土壤中35 cm以上土层碳的增加可能增加土壤蓄水能力且足以满足长达4 d以上的作物用水需求。这些结果表明,在潮湿的美国东南部沿海平原退化的沙质土壤,通过保护性耕作方法可以增加土壤碳和氮累积,增加的土壤碳可能会潜在地减轻短期降雨亏缺对旱地生产系统的不利影响。     

耕作系统对小麦产量影响及与水保关系

到1995年,联邦政府将要求那些因处于强烈侵蚀区而享受补助资金的农民实行水土保持耕作法。本项研究旨在确定连作小麦中各种耕作方法对产量和经济效益的影响,为此对6种耕作系统进行了10年的研究。有壁犁耕作系统的产量最高,免耕系统的产量最低,有壁犁系统的效益最大,圆盘耙系统的效益次之。对于强烈侵蚀区的农民来说,圆盘耙系统是最经济又能满足水土保持要求的耕作方法,而免耕系统是最不经济的耕作方法。     

旱地小麦保护性果作对土壤水分的影响

 为检验保护性耕作技术在我国北方干旱地区的适应性,采用覆盖免耕、覆盖深松等方法,研究了保护性耕作对地表径流、水分蒸发、0～50cm土层贮水量、水分利用效率和小麦产量的影响。结果表明:保护性耕作比传统耕作径流强度减少57.3%,降雨入渗量提高98.6%,土壤蓄水量提高10.5%,蒸发量减少11.2%,供作物生长的有效水分增加19.7mm,小麦单产提高12.2%;因此,保护性耕作是北方干旱地区控制水土流失,提高小麦产量的有效耕作法,是宜于推广的一项技术措施。     

旱作麦田保护性耕作蓄水保墒和增产增收效应

为了揭示渭北旱塬连作麦田不同保护性耕作措施下土壤蓄水保墒效果和冬小麦增产增收效应。于2007－2009年通过田间试验研究了渭北旱塬夏闲期免耕、深松和翻耕等3种耕作方式对麦田夏闲期蓄水保墒效果,以及3种耕作处理与平衡施肥、常规施肥和低肥等3种施肥处理组合对冬小麦生育期土壤水分动态、产量和经济效益的影响。免耕和深松较翻耕保墒作用好,夏闲期免耕、深松较翻耕0～300 cm土层3 a平均土壤含水率分别增加了0.6和0.5个百分点,平均贮水量分别增加了24.2和21.5 mm;生育期内平衡施肥免耕、深松较翻耕处理0～200 cm土层2 a平均土壤贮水量分别增加了17.7和14.4 mm;以平衡施肥深松处理产量最高,2 a平均产量高达5033.1 kg/hm2,较平衡施肥翻耕和平衡施肥免耕分别增产5.5%和6.3%;以平衡施肥免耕经济效益最高,2 a平均纯收益高达5 553.7元/hm2,较平衡施肥深松和平衡施肥翻耕分别增收3.3%和9.2%。综合考虑各处理土壤蓄水保墒效果和小麦增产增收效应,平衡施肥深松处理是渭北旱塬连作麦田较佳的耕作和施肥处理组合。     

翻耕和覆盖对我国黄土区麦田土壤水分的影响

Effects of different methods of tillage and mulch on soil moisture at fallow stage were studied in rainy and rain-deficient years.Soil moisture content per 20 cm was measured vertically within 0-300 cm soil layers in an experiment with five treatments:deep-loosening tillage(DLT),traditional tillage(TT),plastic mulch(PM),straw mulch(SM) and plastic plus straw mulch(PSM),All mulch treatments were under no tillage conditions.Total storage of precipitation in soil from 0 to 300cm was determined before sowing,Results showed that the new methods of tillage and mulch were the basic ways to improve water condition in dryland wheat fields.In a rainy year,PM with no tillage played a significant role in storing and conserving precipitation.while in a rain-deficient year,the role was not significant,Due to evaporation.DLT did not promote the storage of soil moisture,SM was the best way to store and conserve soil moisture,In SM treatment the wheat yields increased by more than 20%.     

保护性耕作对土壤物理特性及玉米产量的影响

保护性耕作措施是干旱区农田提高作物产量的新型耕作技术。为了探讨其区域适应性,在2004～2007年期间,以毛乌素沙地南缘的靖边县北部风沙区农田为研究对象,选用了免耕、秸秆覆盖、覆膜和传统翻耕(CK)4种措施,采用完全随机试验设计进行了田间定位试验研究。结果表明,秸秆覆盖和免耕地的地温在春播初期略比传统翻耕低0.1℃,但随后迅速回升,覆膜在玉米生长期都高于其他措施。耕作措施对播种前土壤容重没有显著影响,而对收获后土壤容重影响显著,与传统翻耕相比,免耕降低了表层土壤容重1.65%,但次层20～40 cm容重增加了1.8%。3种保护性耕作措施均增加了土壤含水量,顺序依次为秸秆覆盖>覆膜>免耕>翻耕,且在作物需水关键期免耕和秸秆覆盖下的土壤含水量相对稳定,保证作物需水,提高水分利用率,分别为8%、22.0%和13.3%。使作物分别增产4.44%、13.14%和19.26%。因此,保护性耕作在风沙区有利于改善农田土壤物理条件,提高作物产量,适于在风沙区推广。     

轮耕对土壤物理性状和冬小麦产量的影响

针对华北地区土壤连续单一耕作存在的主要问题,进行了土壤轮耕效应的研究。试验选择冬小麦夏玉米玉两熟区连续5 a免耕田,设置免耕、翻耕和旋耕3种轮耕处理（即免耕一免耕,免耕一翻耕和免耕一旋耕）,冬小麦播种前进行耕作处理。研究结果表明：多年免耕后进行土壤耕作（翻耕、旋耕）可以显著降低土壤体积质量;旋耕显著降低0～10 cm土壤体积质量,翻耕则降低0～20 cm体积质量;随时间变化各处理土壤体积质量差异逐渐降低。翻耕、旋耕均显著增加了0～10 cm土壤总孔隙,同时翻耕显著增加了10～20 cm土壤总孔隙;翻耕、旋耕显著提高了5～10 cm毛管孔隙。0～10 cm土壤饱和导水率表现为旋耕＞翻耕＞免耕,翻耕、旋耕在5%水平上显著高于免耕;10～20、20～30 cm土层均表现为翻耕＞旋耕＞免耕,且10～20 cm翻耕5%水平上显著高于免耕;饱和导水率与体积质量呈显著线性负相关。翻耕、旋耕有效穗数与免耕相比分别提高了24.1%、22.3%;冬小麦的实际产量表现为：旋耕＞翻耕＞免耕,翻耕、旋耕分别比免耕增产11.8%、16.9%。总之,长期免耕后进行土壤耕作有利于改善土壤物理性状,提高作物产量。     

不同耕作方式对水稻产量和土壤肥力的影响

于2005～2006年在双季稻田研究了不同耕作方式对水稻生长、产量和土壤肥力的影响。结果表明:免耕抛秧水稻根干重低于翻耕移栽稻,根系绝大部分分布在表层土壤,根系活力比翻耕处理的高,分蘖时间比翻耕移栽的早而比翻耕抛秧的迟;每公顷有效穗数略低于翻耕抛秧而高于翻耕移栽,结实率高于翻耕处理。随着免耕次数的增加,各处理产量基本持平;免耕1年有利于土壤物理性质的改善,免耕有利于土壤养分在表层土壤富集。     

轮耕对土壤物理性状及水稻产量影响的初步研究

针对南方稻田连续免耕存在的主要问题,进行了土壤轮耕效应的初步研究。试验选择双季稻区连续7年免耕稻田,设置免耕、旋耕和翻耕3种耕作处理（即免耕-免耕,免耕-旋耕和免耕-翻耕）,早稻和晚稻采取同-耕作措施。研究结果表明：连续免耕后进行土壤耕作（翻耕、旋耕）可以降低耕作层土壤容重,增加土壤水贮量,尤为翻耕显著,早、晚稻均表现为这-趋势;晚稻收获时,表层0～5cm的毛管孔隙度表现为免耕-翻耕、免耕-旋耕在5％水平上显著高于免耕-免耕,而下层差异不显著;早、晚稻晒田时,表层0～5cm原状土饱和导水率均表现为免耕～翻耕在5％水平上显著高于免耕-免耕和免耕-旋耕,而5～10cm无显著性差异;早、晚稻的实际产量均表现为免耕-旋耕〉免耕-翻耕〉免耕-免耕,起主要作用的构成因素是有效穗数。     

保护性耕作对丘陵区水稻土团聚体稳定性的影响

长期保护性耕作通过增加土壤有机碳而成为稻田土壤结构改良的一项有效措施,而保护性耕作对土壤团聚体稳定机制的影响尚未完全清楚。本文供试土样采自耕作制定位试验水旱轮作、冬水免耕、垄作免耕和厢作免耕耕层（0～ 20 cm）土壤,土样经过糊化作用、湿润作用和再次糊化作用等预处理,用以阐明稻田土壤团聚体的破碎机制。研究结果表明：糊化作用和湿润作用后紫色水稻土团聚体稳定性差异不明显,而保护性耕作显著影响团聚体的稳定性。糊化作用后团聚体水稳性强弱顺序为：垄作免耕＞厢作免耕＞冬水免耕＞水旱轮作,湿润作用后团聚体水稳性强弱顺序为：厢作免耕＞垄作免耕＞冬水免耕＞水旱轮作。糊化作用下团聚体稳定性与有机碳浓度相关性不显著（r＝0.432,p＞0.05）,湿润作用下团聚体稳定性与有机碳浓度呈极显著正相关（r＝0.626,p＜0.01）。因此,研究结果说明保护性耕作有利于紫色水稻土大团聚体有机碳含量提高,进而增强团聚体的水稳性。