玉米秸秆覆盖免耕对土壤紧实度及水分的影响

为研究秸秆覆盖免耕措施对土壤紧实度、水分等物理性质的影响,以吉林省梨树县高家村试验田为研究对象,探讨免耕秸秆不同覆盖量和免耕秸秆不同覆盖年限条件下,不同耕层深度土壤紧实度及水分变化特征。结果表明:秸秆覆盖免耕地0~20cm耕层土壤紧实度高于传统耕作(CK),20~50cm耕层土壤紧实度低于CK,因免耕年限的增加,犁底层逐渐消失。秸秆覆盖免耕地0~50cm土壤含水量较CK提高了14.78%~23.64%,且随秸秆覆盖量、秸秆还田年限的增加而增大;随耕层深度的增加,水分含量先增加后减少。因此,在雨养农业区,因地制宜地采取秸秆覆盖免耕措施对促进作物生长、保证粮食高产稳产具有重要意义。     

高吸水性树脂对沙质土壤物理性质和玉米生长的影响

对4种典型的不同质量分数的高吸水树脂进行试验,用以研究其对鄂尔多斯沙质土壤的物理性质和玉米生长的影响。结果表明,高吸水树脂能够明显改善土壤水分特性,并且当高吸水性树脂质量分数在0.50%~1.00%时效果最佳;高吸水树脂有效地改善了土壤的持水能力,且在土壤水吸力小于0.8MPa的土壤中的改善作用明显优于土壤水吸力大于0.8MPa的土壤;在鄂尔多斯沙质土壤的有效水方面,聚丙烯酸酯聚合物在质量分数低于0.50%时优于聚丙烯酰胺聚合物,但当质量分数高于0.50%时结论则相反;土壤容重随着高吸水树脂质量分数的增大而降低,土壤总孔隙度随着高吸水树脂质量分数的增大而增大。高吸水树脂质量分数越大玉米存活的时间也越长。     

新型土壤改良剂对夏玉米生理生长特性的影响

通过大田玉米试验,验证新型土壤改良剂对夏玉米生育期土壤水分、紧实度及玉米生理生长特性的影响。结果表明,施用改良剂PJG和PFL夏玉米全生育期平均株高、叶面积分别高于对照20.7%、19.75%和51.88%、72.37%;2种改良剂对干物质积累的影响存在差异,影响效果依次为茎干重>叶干重>根干重。夏玉米光合速率和叶绿素含量受土壤改良剂影响较大,PJG和PFL分别高于对照29.96%、24.48%和73.36%、68.53%。在0~10 cm土层内,施用PJG和PFL后土壤紧实度分别低于对照44.44%和42.91%。施用改良剂PJG后,0~20 cm土层土壤含水量维持在田间持水量的77.9%左右,未施用改良剂土壤,夏玉米生育期表层土壤含水量起伏变化较大。土壤改良剂PJG在夏玉米的施用效果略好于PFL。     

土壤紧实度估算G-A模型参数的空间变异分析

为了分析土壤入渗空间变异特征并为灌溉系统设计和管理提供依据,基于土壤初始重量含水率、土壤紧实度、土壤黏粒含量和入渗过程数据,利用多元线性回归方法,分析选用土壤紧实度对简化的G-A入渗模型参数进行估算的合理性;通过半方差函数分析,进一步探讨了不同畦田规格下土壤入渗空间变异特征.结果表明:土壤紧实度与土壤质地、结构和含水率关系密切,在与土壤入渗参数的回归关系中达到了系统的显著性要求,采用其对简化的G-A入渗模型参数进行估算是可行的;畦田规格由0.5 hm2扩展到3.0 hm2时,简化的G-A入渗模型参数的变异系数均在0.1~1.0,空间变异程度呈中等,空间结构具有中等相关性,且都可用球状模型进行描述,畦田规格差异对G-A入渗模型参数空间变异程度和空间结构影响不具有统计学意义.     

基于加速度补偿的土壤紧实度测量方法与传感器设计

针对目前基于圆锥指数的土壤紧实度测量中,无法消除土壤摩擦力对紧实度测量的影响,要求检测传感器匀速贯入土壤,因此存在使用不便、精度不高的难题。为了提高土壤紧实度实时测量方法的精度及可操作性,在圆锥指数方法基础上,设计了土壤紧实度实时检测传感器,并加入了加速度的同步测量,消除了使用过程中金属杆插入速度不均造成的误差,提高了土壤紧实度测量精度。通过大量试验验证了自制传感器具有较好的静态性能和动态性能,其测量范围为0~900 k Pa,灵敏度为0.041 896,稳定性测量标准差为5 k Pa,测量精度为±0.02%FS,超调量为7.81%,过渡时间为0.632 s。与美国SC-900型土壤紧实度仪对比其准确性的线性拟合决定系数均达到0.96以上,结果表明设计的土壤紧实度传感器与SC-900型土壤紧实度仪在实际测量中性能相当,且使用更方便、价格更低廉。为农林生产、环境保护及生态监测提供了一种具有自主知识产权、精准获取土壤紧实度的有效手段。     

玉米保护性耕作技术难题的解决方案

2013年,随着长春市玉米保护性耕作实施面积的扩大,技术模式的创新和发展,在深入推进中出现了急需破解的技术问题。怎样提高实施的规范性,以使保护性耕作更加科学、有效、持续的推广？带着这些问题,2013年7月以来,长春市农机技术推广总站和县（市）、站组织科技推广人员深入下去,与农机合作社、农业合作社开展了保护性耕作的土壤紧实度、土壤容重的测查,对保护性耕作大垄双行种植、原垄种植、二比空种植、高光效种植模式的行距、穗数测查,     

污水灌溉区土壤重金属污染对玉米生长影响研究

随着污水灌溉面积的持续扩大,研究污水灌溉带来的重金属污染问题,特别是重金属污染物对土壤-作物系统的影响显得尤为重要。通过试验,研究了重金属铅对玉米生长发育和对玉米性状及产量的影响。研究表明,随着土壤铅污染浓度的升高,单株叶面积、株高、总干物重等形态指标呈降低的趋势,平均单株穗长、穗粗、穗重、总粒数、百粒重下降,秃尖长度增加,玉米产量呈下降趋势。当土壤铅浓度为300 mg/kg时,玉米亩产下降21%左右。     

苗期调亏处理对玉米根系生长影响的试验研究

以玉米为试验材料，利用盆栽试验研究了调亏灌溉对苗期根系形态、活力和干物质累积的影响。试验结果表明：调亏灌溉减少根系干物质累积，根冠比、平均根长和根活活力（TTC还原量）提高；单析根系各数下降；根系活力在复水后仍保持较高水平，表明调亏在量上抑制根系生长，但在形态和吸收功能上出现出一定的补偿效应。     

秸秆还田配施氮肥对土壤性状与水分利用效率的影响

为揭示宁夏扬黄灌区秸秆还田配施氮肥对土壤性状与玉米水分利用效率的影响,在秸秆全量还田(9 000 kg/hm2)条件下,设置4种不同纯氮施用水平:SR+N0(0 kg/hm2)、SR+N1(150 kg/hm2)、SR+N2(300 kg/hm2)和SR+N3(450 kg/hm2),以秸秆不还田施氮量333 kg/hm2为对照(CK),研究秸秆还田配施氮肥对土壤容重、含水率、养分含量、玉米产量及水分利用效率的影响。结果表明,秸秆还田配施氮肥可改善耕层(0～40 cm)土壤容重和孔隙状况,以SR+N2和SR+N3处理效果最优,耕层平均土壤容重分别较CK降低8. 0%和8. 8%,土壤总孔隙度分别较CK提高11. 4%和12. 5%。秸秆还田配施氮肥有利于提高耕层土壤有机碳和全氮含量,随施氮量的增加土壤碳氮比降低,其中以SR+N2和SR+N3处理效果最优。SR+N2处理改善土壤肥力效果最优,其土壤碱解氮、有效磷、速效钾含量分别较CK提高33. 6%、47. 0%、30. 8%。SR+N2处理在玉米生育中后期具有较好的蓄水保墒效应,玉米增产和改善水分利用效率效果最优,两年平均玉米籽粒产量和水分利用效率分别较CK提高33. 9%、26. 2%。通过两年研究发现,在宁夏扬黄灌区,秸秆还田配施氮肥可有效改善土壤物理性质、增加土壤养分含量、调节土壤碳氮比、增强土壤的蓄水保墒能力,从而显著提高玉米籽粒产量和水分利用效率,以秸秆还田配施纯氮300 kg/hm2效果最优。     

压实对土壤应力分布的影响仿真分析

机械土壤压实是保护性耕作急需解决的难题之一,了解压实土壤内部应力分布是减轻机械土壤压实的关键研究之一.采用离散单元法对车轮土壤压实过程进行了仿真模拟,结果表明:压实后不同耕深的土壤硬度增大,随深度变化明显,且随着土壤压实次数增多,土壤颗粒接触力增大,纵向影响域加深;车轮前3次通过,土壤硬度增加趋势明显,超过3次后土壤硬度虽有增加,但是增加程度不明显,层深为15 cm时,压实3次的土壤硬度相比没压实的增加了155.2％,而压实6次比压实3次仅增加了22.9％.研究成果对田间耕作管理措施的制定以及行走机构的优化设计提供了参考.     

土壤压实对农作物影响概述

回顾了近几十年来国内外尤其是欧美等机械化发达国家在土壤机械压实危害方面的研究成果。土壤机械压实危害主要表现在土壤容积质量和机械阻力增加,大孔隙减少,土壤物理、化学、生物性状恶化,进而影响作物的生长发育,土壤结构发生退化,已成为当前制约农业可持续发展的障碍因素之一。     

免耕条件下轮胎压实对土壤物理特性和作物根系的影响

为研究免耕条件下轮胎压实对土壤物理特性及作物根系的影响,于2013—2016年在河北涿州免耕试验田设置免耕(NT)、免耕深松(STNT)、免耕压实(CNT)和免耕压实深松(CSNT)4种处理,分析4种处理对土壤水稳团聚体、土壤容重、土壤紧实度、作物根系生长的影响。试验结果表明,在3年的试验周期内,CNT处理对大团聚体含量的影响具有累积效应,随着耕作时间的增加,CNT处理各土层土壤大团聚体含量逐渐减小,在深度上CNT处理对大团聚体含量的影响深度逐渐增加,且CNT处理能够显著减小土壤团聚体平均质量直径(MWD);10~40 cm土层,CNT处理土壤容重明显高于NT、STNT、CSNT处理;0~30 cm土壤紧实度由大到小表现为:CNT、NT、CSNT、STNT,CNT处理平均土壤紧实度分别比NT、CSNT、STNT处理大38.2%、58.9%、59.4%;0~20 cm土层CNT处理玉米平均根系质量百分比分别比NT、STNT、CSNT处理大24.0%、24.9%、19.3%(P0.05),CNT处理20~40 cm土层平均根系质量百分比仅有11.6%;CNT、NT、STNT、CSNT处理小麦平均最大根长密度分别为0.63、0.83、0.84、0.83 cm/cm3。免耕条件下轮胎压实对土壤物理特性及作物根系生长影响显著,深松技术能够显著缓解压实,未受轮胎压实的免耕区域虽然能够增加土壤容重、紧实度,但影响不显著,短期内不需采取疏松措施。     

黄淮海夏播玉米花期高温热害空间分布规律研究

黄淮海夏播玉米区是我国优势玉米种植区之一,近两年均遭受花期高温热害,严重影响了玉米产量和品质。通过调整玉米播种时间,可使玉米花期错过高温热害严重时期,从而减轻或规避热害风险,但需获知各地高温热害发生强度和频率的空间分布规律。因此,以该地区为研究区域,以日高温时长为玉米花期热害指标,计算得到黄淮海地区玉米花期高温热害强度,分析2013年热害的空间分布规律;利用63 a气象数据和日高温时长概率分布函数计算黄淮海各县区玉米花期出现高温热害风险的概率和空间分布规律。结果表明,2013年黄淮海地区夏播玉米散粉期高温热害胁迫较重的地区主要位于河南省平顶山市、信阳市等地,高温热害程度严重。如果这些热害重灾区提前7 d左右播种,将显著减少玉米花期与高温时期的耦合,降低因花期高温热害造成的产量损失。基于物候时期、县域环境这一更加精细的时空尺度研究玉米气象灾害风险分布规律,既可为气象灾害研究提供新视角,又可用于指导重灾区通过调整播期规避风险,具有重要的理论和现实意义。     

基于压实分析模型的土壤应力传递系数研究

机械压实是造成土壤退化的重要原因之一,研究并预测土壤应力有助于科学规划田间机械使用,缓解压实问题。基于分析模型预测土壤应力的关键在于选择合适的集中系数。然而在已有的研究中集中系数取值混乱,导致该模型使用时存在很大争议,其原因在于对该参数随土壤环境的变化缺乏规律性认识。本文通过对集中系数表达式的进一步推导,在理论上提出了能够代表土壤环境对集中系数影响的无量纲参数σ_z/σ_0,定义为应力传递系数(STC)。基于水稻土和黄棕壤两种土壤,通过控制含水率和湿密度于室内重塑30种状态的土壤,在单轴压缩实验中运用土压力传感器测量计算应力传递系数,建立应力传递系数与土壤环境参数,如含水率、干密度和先期固结压力等之间的相关性分析。结果表明应力传递系数随土壤含水率的增大而增大,土壤初始干密度和先期固结压力与应力传递系数之间负相关性明显。根据所得应力传递系数计算相应土壤状态下的集中系数,其取值在1.20~12.39之间,与以往的研究结果相差不大,但包含了关于集中系数随土壤环境变化的具体信息。这意味着作为一个稳定可测的无量纲参数,应力传递系数为集中系数的计算提供了一个相对科学的方法,在定量描述土壤环境对集中系数影响的同时,完善了分析模型。     

农田土壤机械压实研究进展

回顾了国际上近几十年在土壤压实起因、测定方法、压实危害以及减轻压实的技术措施等方面取得的研究成果。介绍了国际推行的减轻土壤压实作用的技术策略。     

玉米苗期水肥耦合效应研究

良好的出苗情况是玉米高产稳产的前提.辽西半干旱地区春季旱情严重,如何保证玉米出苗,实现苗齐、苗匀、苗壮,是农业生产中急需解决的难题.在坐水播种条件下,通过"311-B"D饱和最优设计,研究玉米苗期坐水量与施肥量的耦合效应,对玉米苗地上部干质量进行二次回归拟合,建立了各因素的回归数学模型.试验结果表明:坐水量是影响玉米苗地上部分干质量的主要因素,其次为磷肥,再次为氮肥;各因素交互作用顺序为:NP＞水N＞水P;从各因素交互作用角度来看,以略高的坐水量(49.356t/hm2)、中等的氮肥(63.923 kg/hm2)和中等的磷肥(128.25 kg/hm2)为水肥耦合的最佳组合.     

围垦年限和土壤容重对海涂土壤水分运动参数的影响

为探讨围垦年限和土壤容重双因素对海涂土壤水分运动参数的影响,在室内试验的基础上结合理论计算,对海涂4个年限围垦区土壤2个不同容重下土壤导水率、水分特征曲线和扩散率的变化进行了研究。结果表明:围垦年限对土壤颗粒组成、结构及钠盐含量等影响显著,土壤饱和导水率随围垦年限的增长而减小;持水能力、土壤水分扩散率随围垦年限的增长而增大。土壤饱和导水率、吸渗率、土壤水分扩散率及相同土壤吸力下的含水率均随容重的增大而减小,随着围垦年限的增长,土壤容重对水分运动参数的影响更明显。     

轮胎压实对土壤水分入渗性能的影响

固定道保护性耕作可以有效地降低土壤压实程度,改善土壤结构。为此,以大田土壤水分入渗试验为依据,分析一年两熟区固定道保护性耕作系统对土壤水分入渗特性的影响,为其推广应用提供理论参考。试验结果显示:一年两熟区机具随机行走作业在表层土壤造成明显的压实;固定道保护性耕作可以降低0～30cm土层容重,降低0～40cm土层土壤紧实度,改善土壤结构,从而显著提高土壤水分入渗性能;相对于非固定道保护性耕作,固定道保护性耕作土壤水分稳定入渗强度提高111.1%,3h累积入渗量提高92.4%。