三峡库区坡耕地免耕秸秆覆盖下氮磷流失特征

为有效防治三峡库区坡耕地氮磷流失,在三峡库区长坪小流域连续进行两年野外径流小区监测试验。在自然降雨条件下进行免耕秸秆覆盖(SM)和对照(CK)两个处理的田间试验,研究了免耕秸秆覆盖措施对地表径流和氮磷养分流失的影响。结果表明：(1)降雨量与径流量极显著正相关,径流主要由几次暴雨事件造成,需要重点防范玉米季暴雨造成的水土流失。免耕秸秆覆盖能减少地表产流产沙,相比对照处理,免耕秸秆覆盖减少19.1%的径流流失,减少63.6%的泥沙流失。(2)免耕秸秆覆盖分别降低了21.3%,25.8%的总氮和总磷流失量,径流量和氮磷流失量呈极显著正相关,免耕秸秆覆盖主要通过减少径流量来减少氮磷流失。(3)坡耕地油菜—玉米种植制的氮磷流失风险期为6—7月初,该时期CK处理41.3%的径流量贡献了81.4%,52.1%的总氮和总磷流失,SM处理38.4%的径流量贡献了75.2%,48.2%的总氮和总磷流失,在该时期通过免耕秸秆覆盖可分别减少17.5%,31.7%的总氮和总磷流失。研究表明,免耕秸秆覆盖是控制三峡库区坡耕地氮磷养分流失的良好水土保持措施。     

云南红壤坡耕地的水土流失及其综合治理

在云南19.5°红壤坡耕地上设置水土流失综合治理试验样方,观测水土流失控制效果。结果表明,各观测样方的地表径流量、土壤流失和养分流失按照裸地(CK1)>传统单作玉米区(CK2)>植物篱玉米秸秆覆盖区>植物篱麻袋覆盖区>植物篱牧草活覆盖区依次降低。2004年较2003年降雨和径流明显增加,各处理土壤养分流失的增幅显著低于土壤流失的增幅;土壤养分流失与施肥量显著正相关;植物篱 覆盖区的养分利用率比传统单作玉米区极显著提高,养分利用率与施肥量负相关。植物篱麻袋覆盖区和植物篱牧草活覆盖区,地表径流减少22.7%~34.0%,土壤流失减少27.1%~67.6%,养分流失减少36.8%~77.8%,养分利用率提高27.9%~45.2%;保持水、土、肥和提高养分利用率的效果都优于植物篱秸秆覆盖区。     

等高反坡阶对坡耕地土壤碳库的影响

[目的]研究坡耕地等高反坡阶措施的蓄水保土和固碳减排效应,为改善云南山区红壤坡耕地土壤侵蚀状况提供科学依据。[方法]自然降雨条件下,通过松花坝迤者小流域1a的野外径流小区定位观测,对有、无等高反坡阶措施条件下的坡面产流产沙和土壤有机碳流失进行对比分析。[结果](1)泥沙作为土壤有机碳流失的重要载体,因其流失所致的流失量占总有机碳流失量的85%以上,最高达95.38%;(2)等高反坡阶具有显著的蓄水减流和保土减沙效应,其减流率在5.56%~53.91%,减沙率在18.84%~83.11%,产沙调控作用更优;(3)雨季前后,原状坡面小区土壤碳储量减少率达9.90%,明显高于等高反坡阶小区土壤碳储量的减少率3.99%;(4)通过相关分析发现,2个小区土壤有机碳的流失率与降雨量均未达到显著相关,但与降雨侵蚀力显著相关(p0.05)。径流、泥沙与2个小区有机碳的流失率均达到了显著正相关(p0.05)。[结论]等高反坡阶通过改变地表微地形,减少了坡耕地有机碳的输出。     

不同土壤管理措施下坡耕地产流产沙和氮磷流失特征

采用野外径流小区定位观测法,研究次降雨条件下腐殖酸(HA)、聚丙烯酰胺(PAM)、绿肥(GM)3种土壤管理措施对紫色丘陵区坡耕地产流产沙及氮磷养分流失的影响。结果表明:A型(小雨量、短历时、低雨强)降雨发生频率最高,占降雨样本数的71%,B型(大雨量、长历时、中雨强)和C型(中雨量、中历时、高雨强)降雨是引发土壤侵蚀的主要降雨类型。不同土壤管理措施下侵蚀性降雨的临界降雨量差异不显著,降雨量10.0mm时坡面开始产流产沙。A型降雨下产流量:CK(123.49L)HA(60.67L)GM(53.67L)PAM(32.15L),差异显著(P0.05);产沙量:CK(30.91g)HA(10.49g)GM(5.50g)PAM(5.12g),CK组与GM组和PAM组差异显著(P0.05)。B型降雨下不同土壤管理措施间产流量与产沙量差异不显著(P0.05)。C型降雨下产流量:CK(375.45L)HA(26L)GM(239.00L)PAM(182.10L),CK组与PAM组间差异显著,措施间产沙量差异不显著(P0.05)。次降雨条件下各土壤管理措施径流中氮素流失量差异显著,对照组全氮流失量是绿肥和聚丙烯酰胺2.1~2.6倍,水解氮流失量约为绿肥和聚丙烯酰胺2.7倍。不同土壤管理措施径流中磷素流失量总体趋势为:对照腐殖酸聚丙烯酰胺绿肥,差异不显著(P0.05)。不同土壤管理措施径流中磷的流失形态主要以水溶态为主。研究结果表明,A型降雨下聚丙烯酰胺、腐殖酸、绿肥减流减沙和减少氮磷流失效益显著,其中聚丙烯酰胺效益最优。     

有机培肥对红壤坡耕地产流产沙的影响

采用侵蚀小区田间监测方法,研究秸秆覆盖、生物质炭和猪粪等有机物料添加对红壤坡耕地产流产沙的影响。结果表明:2015年红壤坡耕地侵蚀量达到36 t/hm~2,78%~86%发生在花生季,达到中度侵蚀。与对照(CK)处理相比,单施化肥(NPK)处理没有降低产流产沙(P0.05)。与NPK处理相比,秸秆覆盖(NPK+Str)处理显著降低了产流产沙(P0.05);生物质炭(NPK+BC)处理显著降低了产流(P0.05),但是减沙效果不明显(P0.05);猪粪(NPK+SM)处理尽管提高了地表径流(P0.05),但是显著降低了产沙(P0.05)。秸秆资源在该区匮乏,秸秆覆盖难以推广。生物质炭的团聚能力弱,颗粒小,质量轻,易随水流失,在坡耕地上改良效果不明显。猪粪在该区资源丰富,不但提高土壤肥力,促进了团聚体形成,而且水土保持效果好,是该区农业生态环境可持续发展的重要措施之一。     

几种保护措施对紫色丘陵区坡耕地土壤团聚体结构及有机碳的影响

探索生物炭、聚丙烯酰胺以及玉米秸秆对紫色丘陵区坡耕地土壤团聚体结构的影响,以及团聚体有机碳分布特征,为紫色丘陵区坡耕地保护措施提供最优选择。采用土壤理化分析对无保护措施(CK)、单施生物炭(BC)、聚丙烯酰胺表施(PAM)、玉米秸秆覆盖(SM)处理下的土壤团聚体组成及其有机碳含量进行测定。结果表明:(1)研究区土壤团聚体以5mm和5~2mm粒级为主,分别占58.18%~40.12%和30.34%~24.46%。与CK相比,3种保护措施都有效增加了土壤大团聚体含量,其中SM处理效果最好。不同措施下土壤团聚体平均重量直径(MWD)基本表现为SMPAMBCCK,团聚体分形维数规律与MWD相反。(2)不同保护措施下土壤团聚体有机碳随团聚体粒级表现出较大差异,但多在0.5~0.25mm粒级范围达到峰值,在0—30cm土层范围内,土壤各粒级团聚体有机碳平均含量基本表现为SMPAMBCCK,且随土层的增加,同一处理各粒级团聚体有机碳呈减少趋势。(3)土壤团聚体对有机碳的贡献率在5mm和5~2mm粒级范围达到最大,前者贡献率为53.64%~27.92%,平均达40.12%,后者为30.92%~11.80%,平均达25.35%,可将2mm粒级团聚体作为紫色丘陵区土壤有机碳固定的特征团聚体。(4)不同保护措施下土壤有机碳密度基本上表现为SMPAMBCCK,相同处理下土壤有机碳密度随土层增加而减小,且各处理之间的差异也随土层增加而减小。3种保护措施均有效改良了土壤结构,提高了土壤有机碳含量,其中以秸秆覆盖措施效果最好,表明秸秆覆盖为研究区较为理想的一种坡耕地保护措施。     

氮肥形态和地膜覆盖对坡耕地玉米产量和土壤氮素流失的影响

采用二因素四水平随机区组试验设计,利用模拟径流小区观测的方法,研究氮肥形态和覆盖对坡耕地玉米产量及土壤氮素流失通量及途径的影响。结果表明:土壤径流以地表径流为主,氮素主要流失途径是地下径流,占总径流量的71.3%,氮素流失的主要形态是硝态氮,占无机氮的92.0%,占水溶性总氮的57.1%。地膜覆盖降低径流深和土壤侵蚀量,增加水溶性氮流失量,提高玉米产量,但是酰胺态氮肥和缓控释肥地膜覆盖可降低氮素流失量,且酰胺态氮肥对玉米增产效果显著;裸地条件下硝态氮肥和缓控释肥可降低地下径流深和氮素流失量,且缓控释肥对玉米增产效果显著。综合考虑水土流失治理和粮食增产增收,四川紫色坡耕地适宜肥料类型为缓控释肥,其次是硝态氮肥,酰胺态氮肥通过地膜覆盖也能较好地控制氮素流失和增加玉米产量。     

不同农艺措施对巢湖沿岸坡耕地水土及径流氮输出的控制效果

基于巢湖沿岸坡耕地水土和养分流失监测的定位试验,于2014—2015年连续2a进行观测,研究小麦—芝麻模式下,植物篱(黄花菜)(PH)、植物篱+秸秆覆盖(PHS)和等高垄作(CR)3种农艺措施对水土和径流氮输出的控制效果。结果表明,植物篱、植物篱+秸秆覆盖和等高垄作能有效减少地表径流量和土壤流失量,3种农艺措施的降低效果依次为PHSPHCR。与CK(当地常规耕作)相比,PH、PHS和CR处理平均分别减少24.5%,36.5%和19.7%的径流流失和31.0%,45.6%和25.4%的土壤流失,表现出显著的水土保持作用,且减沙效果大于减流效果。3种农艺措施显著降低了径流液颗粒态氮(PN)的浓度,提高了溶解态总氮(DTN)、硝态氮(NO~-_3—N)和溶解态有机氮(DON)的浓度,但对总氮(TN)和铵态氮(NH~+_4—N)浓度无显著影响。CK处理径流液中PN和DTN所占TN的比例基本相当,而在其3种农艺措施下,DTN是N随着径流迁移的主要形态。在DTN中,NO~-_3—N占较大比例,DON次之,NH~+_4—N所占比例最小。CK处理N随地表径流平均年度累积流失量为9.35kg/hm~2,占当年施N量的2.83%。与CK相比,PH、PHS和CR处理的N素年度累积流失量平均分别降低了28.3%,40.7%和21.2%,其对N素输出的控制效应主要是通过减流减沙来实现的。该研究可为巢湖流域坡耕地水土流失和面源污染防治提供科学依据。     

稻草编织物覆盖对坡耕地红壤土壤侵蚀和养分流失的控制作用

采用田间小区试验,研究了稻草编织物覆盖在坡耕地红壤水土流失控制上的作用及其对玉米生长的影响。结果表明:在坡耕地红壤上,稻草编织物覆盖能有效抑制土壤侵蚀和养分流失,增加玉米产量。在种植玉米条件下,稻草编织物覆盖比无覆盖处理土壤的径流量和侵蚀量分别降低了38.40%和75.36%,比薄膜覆盖处理土壤的径流量和侵蚀量分别降低了15.41%和5.83%。稻草编织物覆盖侵蚀土壤流失的有机质、全氮、全磷和全钾分别占无覆盖处理流失量的12.04%,12.15%,12.11%和12.48%,薄膜覆盖处理则分别占无覆盖处理流失量的48.66%,52.55%,54.54%和53.37%。对坡耕地红壤地表径流、土壤侵蚀量和养分流失的控制作用效果为稻草编织物覆盖>薄膜覆盖>无覆盖。稻草编织物覆盖在降雨集中时期控制水土流失作用更为显著。稻草编织物覆盖和薄膜覆盖玉米产量分别比无覆盖处理增加8.05%和29.67%。     

耕作措施对缓坡耕地土壤养分分布及肥料利用率的影响

为研究不同耕作措施对坡耕地土壤养分坡面分布特征及作物产量与肥料利用率的影响,该研究在2017-2018年期间,以宁南山区10°缓坡耕地为研究对象,开展传统平作（CK）、垄沟种植（NH）、垄沟+秸秆覆盖（SM）和垄沟+地膜覆盖（PM）4种不同耕作措施对坡耕地耕层养分、作物产量的影响及其坡位效应分析研究,探讨不同耕作措施下作物肥料利用率。结果表明,相较于CK,NH、SM和PM 3种耕作措施显著提高耕层土壤有机质和土壤碱解氮含量,分别提高了18.50%和14.47%、18.22%和17.64%、21.75%和18.71%,3种耕作措施之间差异并不显著。CK处理下耕层土壤有机质含量和速效氮随着坡位自上而下的变化而增加,表现出流失风险,而PM、SM和NH 3种措施表现出能够削弱坡位效应的作用,由高到低顺序为：坡中>坡下>坡上。相对于CK,其他3种耕作措施下坡耕地土壤有效磷、速效钾有所降低,其中PM措施下土壤有效磷显著低于其他耕作处理。NH、SM和PM显著增加作物产量,玉米和马铃薯产量比CK分别增加27.03%和2.89%、12.85%和8.50%、204.56%和2.52%,且具有显著的坡位效应。2个覆盖措施SM和PM显著提高作物肥料利用率,种植玉米N、P利用率分别提高89.43%和44.62%、97.31%和49.66%,种植马铃薯分别提高89.43%和44.62%、97.31%和49.66%。由此可知,以垄沟、覆盖为核心的保护性耕作措施能够有效阻断养分损失途径,阻控土壤养分的坡面运移,提高肥料利用率和作物产量。     

Phosphorus Nutrition of Lowland Rice in Tropical Lowland Soil

Rice is a main food crop for about half of the world's population, and phosphorus (P) is the main limiting nutrient in rice production in tropical lowlands. A greenhouse experiment was conducted to evaluate P requirements of lowland rice grown on a lowland soil (Inceptisol). Dry matter, grain yield, and yield-attributing characteristics were significantly (P < 0.01) influenced by P fertilization. Based on quadratic response, maximum shoot dry weight and grain yield were obtained with the application of 190 mg P kg^?1 of soil. Maximum panicle, tiller number, and plant height were obtained with the application of 177 192, and 175 mg P kg^?1 of soil, respectively. Mehlich 1–extractable P for maximum grain yield was 15.6 mg kg^?1 of soil. Variability in grain yield with plant growth and yield parameters was in the order of tiller > shoot dry weight > panicle number > spikelet sterility > plant height > grain harvest index > panicle length > weight of 1000 grains. Phosphorus uptake in shoot and concentration and uptake in grain significantly (P < 0.01) increased grain yield. However, variability in grain yield was greater with concentration and uptake of P in the grain. Similarly, P harvest index was also significantly associated with grain yield. Agronomic P-use efficiency, apparent P-recovery efficiency, and P-utilization efficiency decreased quadratically with increasing P rates, whereas physiological P-use efficiency increased quadratically and agrophysiological P-use efficiency decreased linearly with increasing P rates. Agrophysiological and utilization P-use efficiencies had significant positive correlation with grain yield.     

不同地表条件下黑土区坡耕地侵蚀过程中土壤团聚体迁移

土壤侵蚀过程中,土壤团聚体的迁移反映了团聚体的破碎程度及径流的搬运能力,直接影响着侵蚀强度.以东北典型薄层黑土区耕层土壤为研究对象,采用模拟降雨试验方法,研究裸露休闲、纱网覆盖与秸秆覆盖3种地表条件下不同粒级(>5 mm,2～5 mm,1～2 mm,0.5～1 mm,0.25～0.5 mm和<0.25mm)土壤团聚体的迁移特征.结果表明:(1)纱网覆盖与秸秆覆盖具有削减径流和抑制侵蚀的作用,其中抑制产沙作用更明显,减沙率分别为75%和99%以上;(2)3种地表条件下,<0.25 mm团聚体是主要的流失粒级,其占到团聚体流失总量的50%以上;各粒级流失量均表现为:裸露休闲>纱网覆盖>秸秆覆盖;(3)纱网覆盖和秸秆覆盖下的团聚体粒级分布与裸露休闲的相比,差异较为明显的均是<0.25 mm粒级,该粒级流失量较裸露休闲的分别减少74.62%和99%;秸秆覆盖与纱网覆盖之间差异明显的是<0.25 mm与1～5 mm粒级,流失量较纱网疆盖的分别减少97.81%和86.03%;(4)秸秆覆盖下团聚体平均重量直径表现为最大;分形维数和平均重量比表面积均表现为:裸露休闲>纱网覆盖>秸秆覆盖.     

黄土高原黑垆土施肥的作物累积产量及土壤肥力贡献

施肥的作物产量和土壤肥力贡献是评价施肥是否科学的关键参数,为了给黄土高原黑垆土区施肥及农业可持续发展提供科学的决策依据,通过设置在黄土高原黑垆上的长期定位试验系统研究了不同施肥的作物产量和土壤肥力贡献。试验设不施肥(CK)、单施氮肥(N)、氮磷配施(NP)、秸秆与氮磷配施(SNP)、单施有机肥(M)和有机肥与氮磷配施(MNP)6个处理。结果表明,所有处理玉米和小麦累积产量与种植年限显著正相关。MNP、SNP、NP、M4处理玉米年均产量分别为8 856、7 089、7 226、7 043 kg·hm~(-2),小麦年均产量分别为4 916、3 747、4 132、3868kg·hm~(-2),均显著高于对照(CK)。SNP、M和MNP处理玉米和小麦产量与NP处理相近或高于NP处理。氮肥、磷肥的作物累积产量贡献量与种植年限分别呈二次凹函数和凸函数关系。氮磷配施(NP)、秸秆还田的作物累积产量贡献量则与种植年限显著正相关,其年均玉米产量贡献量分别为3408、2191kg·hm~(-2),小麦产量贡献量分别为429、206kg·hm~(-2)。长期施用有机肥及秸秆还田可显著增加土壤有机质和全氮含量。长期施磷肥土壤有效磷含量显著增加,而长期施用有机肥土壤有效磷和速效钾含量均显著增加。总体而言,黄土高原黑垆土区长期平衡施用化肥、施用有机肥、秸秆与化肥配合施用及有机肥与化肥配合施用均可增加作物产量,提升土壤肥力质量,适宜化肥施用量为N 90kg·hm~(-2)、P_2O_5 75 kg·hm~(-2),秸秆还田可隔年施磷。     

土壤改良剂对燕麦土壤理化性状及微生物量碳的影响

采用聚丙烯酸钾、聚丙烯酰胺、腐殖酸钾、聚丙烯酸钾+腐殖酸钾和聚丙烯酰胺+腐殖酸钾复配5种土壤改良剂,研究其对燕麦土壤理化性状及微生物量碳的影响。结果表明,不同土壤改良剂均能提高土壤有机质、碱解氮、速效磷和速效钾含量,各指标分别比对照增加了8.24%～30.22%,7.60%～19.29%,5.15%～29.45%和27.86%～68.86%;各土壤改良剂处理0-60cm各土层土壤容重均有不同程度的降低,其中,聚丙烯酸钾+腐殖酸钾均降低幅度最大,各处理间差异不显著;各土壤改良剂均能显著提高0-10cm,10-20cm和20-40cm各土层>0.25mm团聚体含量,其中>2mm和2～1mm土壤团粒结构增幅较大,聚丙烯酸钾+腐殖酸钾和聚丙烯酰胺+腐殖酸钾复配处理显著高于单施处理;土壤改良剂能促使燕麦全生育期内0-10cm,10-20cm和20-40cm各土层的土壤微生物量碳含量显著提高,复配较单施效果显著,随着土壤深度增加土壤微生物量碳逐层递减;各土壤改良剂处理籽粒产量和生物产量均显著高于对照,其中聚丙烯酸钾+腐殖酸钾和聚丙烯酰胺+腐殖酸钾籽粒产量较其他处理高,分别为4 694.2kg/hm2和4 566.9kg/hm2,较对照增产21.66%和18.36%,两处理生物产量也表现较佳。     

灌漠土长期有机配施土壤肥力特征和作物产量可持续性分析

为揭示长期施用有机肥对灌漠土土壤培肥效果,依托甘肃河西绿洲灌区灌漠土长期定位培肥试验(1988-至今),设计有机肥磷肥配施(MP)、有机无机配施(1/2MN+P)、氮磷配施(NP)和不施肥(CK)4个处理,测定其第31年和已有的土壤养分和作物产量数据,研究灌漠土长期有机培肥对土壤肥力特征和作物产量的影响。结果表明:有机无机配合施用第31年和历年平均值与试验初始值相比,土壤有机质增加72.5%和24.9%,土壤全氮增加72.3%和25.7%,土壤全钾增加16.1%和33.0%;与无肥对照(CK)相比,土壤有机质增加54.9%和19.1%;土壤全氮增加47.3%和14.9%,土壤全磷增加73.0%和15.3%。有机无机配合施用能有效降低土壤pH。有机无机配施处理第31年和逐年平均值与对照(CK)相比,小麦/玉米间作体系产量增加149.2%和139.2%,肥料贡献率(FCR)为0.58,变异系数(CV)为0.21,可持续性指数(SYI)为0.61,养分和产量各项指标均达到高优水平。灌漠土长期有机无机配施措施能持续增加灌漠土土壤有机质、全氮、全磷、全钾、碱解氮、有效磷和速效钾含量,降低土壤pH,提高土壤肥力和肥料贡献率,显著提高小麦/玉米间作体系产量及其稳定性和可持续性。研究结果可为甘肃河西绿洲灌区农田土壤科学培肥和农业可持续发展提供决策依据。     

农业废弃物制备的生物质炭对红壤酸度和油菜产量的影响

利用自行研制的生物质炭化炉在田间条件下制备花生秸秆炭和油菜秸秆炭,采集秸秆气化站产生的稻壳炭,研究了这3种生物质炭对酸性土壤的改良效果和对油菜产量的影响。结果表明:施用稻壳炭、花生秸秆炭和油菜秸秆炭均可提高土壤p H,降低土壤交换性酸含量,效果随施用量的增加而增强。生物质炭对酸性土壤的改良效果主要决定于其本身的含碱量,施用花生秸秆炭和油菜秸秆炭显著增加土壤交换性盐基阳离子、有效磷、有效阳离子交换量和盐基饱和度,并提高油菜籽产量。田间条件下施用花生秸秆炭和油菜秸秆炭3年后土壤p H仍明显高于对照处理,说明生物质炭对土壤酸度的改良具有持续性。因此,花生秸秆炭和油菜秸秆炭是优良的酸性土壤改良剂。     

Mid-Season Prediction of Wheat-Grain Yield Potential Using Plant,Soil, and Sensor Measurements

ABSTRACT

The components that define cereal-grain yield potential have not been well defined. The objective of this study was to collect many differing biological measurements from a long-term winter wheat (Triticum aestivum L.) study in an attempt to better define yield potential. Four treatments were sampled that annually received 0, 45, 90, and 135 kg N ha^?1 at fixed rates of phosphorus (P) (30 kg ha^?1) and potassium (K) (37 kg ha^?1). Mid-season measurements of leaf color, chlorophyll, normalized difference vegetative index (NDVI), plant height, canopy temperature, tiller density, plant density, soil moisture, soil NH₄-N, NO₃-N, organic carbon (C), total nitrogen (N), pH, and N mineralization potential were collected. In addition, soil texture and bulk density were determined to characterize each plot. Correlations and multiple linear-regression analyses were used to determine those variables that can predict final winter wheat grain yield. Both the correlation and regression analyses suggested mid-season NDVI, chlorophyll content, plant height, and total N uptake to be good predictors of final winter wheat grain yield.     

沙质土壤改良剂对科尔沁地区风沙土物理性质及玉米产量的影响

一次性在沙地施加沙质土壤改良剂,研究了其在不同年份对科尔沁沙地风沙土土壤团聚体含量、土壤贮水量以及玉米产量影响的长效机制。结果表明,各处理均能显著提高0—40cm土层间粒径大于0.25mm的团聚体含量,能促进粒径0.1~0.25mm小团聚体逐渐向粒径为0.25~0.5mm和粒径大于2mm的大团粒结构转变,其中以第4a的0—10cm土层处理表现最为明显,粒径0.1~0.25mm小团聚体较CK减少了34.55%,粒径0.25~0.5和大于2mm的大团粒结构分别较CK增加了1.63和12.31倍;在贮水量方面,施入土壤改良剂第3a,第4a,第2a以及第1a分别较CK提高了42.21%~48.48%,32.48%~38.11%,28.35%~34.3%和19.15%~29.47%;在产量方面,各处理间差异均显著,各处理较CK增产幅度在15.1%~59.62%。施加沙质土壤改良剂在前3a可逐年改善土壤团粒结构、贮水能力和提高产量,说明其具有显著的改土和增产效果。     

植被固土减蚀作用的力学效应

通过分析黄土丘陵沟壑区第一副区、第二副区和水蚀风蚀交错区不同植被坡面土壤的抗剪切力特性,研究植被固土减蚀的力学效应.结果表明,不同植被坡面土壤抗剪强度随垂直压力的增大而呈线性增大,抗剪强度与剪切面上的法向压力成正比,且符合库仑定律;由于根系的固结作用,植被坡面土壤的抗剪强度明显增加,植被坡面的黏聚力和内摩擦角角度大于裸地坡面的黏聚力和内摩擦角角度;不同植被坡面的黏聚力是裸地黏聚力的1.04～2.11倍,不同植被坡面的内摩擦角角度是裸地内摩擦角角度的1.03～1.19倍;不同植被坡面黏聚力与侵蚀产沙量呈显著的负相关关系,随着黏聚力的增大,产沙量呈下降的趋势;不同植被坡面产沙量随径流切应力的增大而增大,具有较好的线性相关关系.在上述分析基础上,建立了临界径流切应力与土壤抗剪强度和黏聚力的关系,从力学层面认识了坡面侵蚀产沙的过程机理.     

Influence of Soil and Fertilizer Nutrients on Sustainability of Rainfed Finger Millet Yield and Soil Fertility in Semi-arid Alfisols

Productivity of rainfed finger millet in semiarid tropical Alfisols is predominantly constrained by erratic rainfall, limited soil moisture, low soil fertility, and less fertilizer use by the poor farmers. In order to identify the efficient nutrient use treatment for ensuring higher yield, higher sustainability, and improved soil fertility, long term field experiments were conducted during 1984 to 2008 in a permanent site under rainfed semi-arid tropical Alfisol at Bangalore in Southern India. The experiment had two blocks—Farm Yard Manure (FYM) and Maize Residue (MR) with 5 fertilizer treatments, namely: control, FYM at 10 t ha^?1, FYM at 10 t ha^?1 + 50% NPK [nitrogen (N), phosphorus (P), potassium (K)], FYM at 10 t ha^?1 + 100% NPK (50 kg N + 50 kg P + 25 kg K ha^?1) and 100% NPK in FYM block; and control, MR at 5 t ha^?1, MR at 5 t ha^?1 + 50% NPK, MR at 5 t ha^?1 + 100% NPK and 100% NPK in MR block. The treatments differed significantly from each other at p < 0.01 level of probability in influencing finger millet grain yield, soil N, P, and K in different years. Application of FYM at 10 t ha^?1 + 100% NPK gave a significantly higher yield ranging from 1821 to 4552 kg ha^?1 with a mean of 3167 kg ha^?1 and variation of 22.7%, while application of maize residue at 5 t ha^?1 + 100% NPK gave a yield of 593 to 4591 kg ha^?1 with a mean of 2518 kg ha^?1 and variation of 39.3% over years. In FYM block, FYM at 10 t ha^?1 + 100% NPK gave a significantly higher organic carbon (0.45%), available N (204 kg ha^?1), available P (68.6 kg ha^?1), and available K (107 kg ha^?1) over years. In maize residue block, application of MR at 5 t ha^?1 + 100% NPK gave a significantly higher organic carbon (0.39%), available soil N (190 kg ha^?1), available soil P (47.5 kg ha^?1), and available soil K (86 kg ha^?1). The regression model (1) of yield as a function of seasonal rainfall, organic carbon, and soil P and K nutrients gave a predictability in the range of 0.19 under FYM at 10 t ha^?1 to 0.51 under 100% NPK in FYM block compared to 0.30 under 100% NPK to 0.67 under MR at 5 t ha^?1 application in MR block. The regression model (2) of yield as a function of seasonal rainfall, soil N, P, and K nutrients gave a predictability in the range of 0.11 under FYM at 10 t ha^?1 to 0.52 under 100% NPK in FYM block compared to 0.18 under MR at 5 t ha^?1 + 50% NPK to 0.60 under MR at 5 t ha^?1 application in MR block. An assessment of yield sustainability under different crop seasonal rainfall situations indicated that FYM at 10 t ha^?1 + 100% NPK was efficient in FYM block with a maximum Sustainability Yield Index (SYI) of 41.4% in <500 mm, 64.7% in 500–750 mm, 60.2% in 750–1000 mm and 60.4% in 1000–1250 mm rainfall, while MR at 5 t ha^?1 + 100% NPK was efficient with SYI of 29.6% in <500 mm, 50.2% in 500–750 mm, 40.6% in 750–1000 mm, and 39.7% in 1000–1250 mm rainfall in semi-arid Alfisols. Thus, the results obtained from these long term studies incurring huge expenditure provide very good conjunctive nutrient use options with good conformity for different rainfall situations of rainfed semiarid tropical Alfisol soils for ensuring higher finger millet yield, maintaining higher SYI, and maintaining improved soil fertility.