渭北旱塬区不同沟垄覆盖模式对春玉米土壤温度、水分及产量的影响

为提高旱作区降水利用率,改善作物的水分有效性,于2007-2010年在陕西合阳县旱农试验站,设置了垄上覆地膜,沟内分别覆普通地膜、生物降解膜、玉米秸秆、液体地膜和沟不覆盖5个不同沟垄覆盖栽培模式。以传统平作为对照,研究了不同沟垄覆盖栽培模式对春玉米田土壤温度、水分及产量的影响,并对其经济效益进行了比较分析。4a结果表明,沟覆普通地膜和沟覆生物降解膜处理玉米苗期5～25cm平均土壤温度分别较对照增高2.4和2.1℃;沟覆玉米秸秆处理较对照降低1.7℃。不同集雨处理均能显著改善玉米前期土壤水分,而后期沟覆玉米秸秆、沟覆液体地膜和和沟不覆盖处理0～200cm土层土壤贮水量与对照无差异,沟覆普通地膜和沟覆生物降解膜处理下层土壤贮水量低于其他处理。沟覆生物降解膜、沟覆普通地膜和沟覆玉米秸秆处理增产效果显著,4a平均产量分别较对照增产35.2%、34.7%和33.6%,平均水分利用效率提高30.6%、30.2%和28.6%。沟覆玉米秸秆处理净收入最高,生物降解膜次之,4a平均净收入分别较对照增加3299和2752元/hm2。因此,垄覆普通地膜沟覆秸秆和垄覆普通地膜沟覆生物降解膜处理在改善土壤水温效应的同时能显著增产增收,是渭北旱塬区春玉米的高效栽培模式。     

宁南旱区沟垄覆盖改善土壤水热状况提高马铃薯产量

垄覆塑料地膜沟内覆盖集雨种植模式可影响土壤水热状况,促进作物生长,提高作物的产量和水分利用效率。为探讨旱作条件下沟垄二元覆盖的土壤水热效应对马铃薯产量的影响效果,于2015年在宁南旱区设置垄覆地膜沟内覆盖不同材料(普通塑料地膜、玉米秸秆、生物降解膜、麻纤维地膜及液态地膜),以垄覆地膜沟不覆盖为对照,研究沟垄二元覆盖模式对土壤水分、耕层土壤温度、马铃薯生长、产量及水分利用效率的影响。结果表明:垄覆地膜沟覆地膜处理在马铃薯前期、中期土壤蓄水量较对照显著增加(P0.05),垄覆地膜沟覆秸秆处理在马铃薯生育后期土壤蓄水量最高(P0.05)。垄覆地膜沟覆地膜处理增温效果明显,马铃薯全生育期0~25 cm土壤温度较对照显著增加(P0.05),而垄覆地膜沟覆秸秆处理较对照显著降低(P0.05)。在马铃薯整个生育期,垄覆地膜沟覆秸秆处理植株株高和茎粗均明显高于对照处理(P0.05),在马铃薯生育后期垄覆地膜沟覆秸秆处理的地上部生物量显著高于对照处理(P0.05)。沟垄二元覆盖模式下马铃薯增产效果以垄覆地膜沟覆秸秆处理最为显著,较对照增产56.1%(P0.05),且水分利用效率最高(81.1kg/(hm2·mm))。总之,垄覆地膜沟覆秸秆处理对改善土壤水热状况,提高马铃薯水分利用效率和产量的效果显著,建议在宁南旱区进行推广应用。     

垄覆黑膜沟覆秸秆促进夏玉米生长及养分吸收

针对中国西北干旱半干旱地区降水年际变率大、年内分配不均衡的气候特点,探究更为有效的农田集雨模式以实现农业的稳产高效和可持续发展。通过2 a田间试验,对比研究了不覆盖(CK)、垄覆白膜沟不覆盖(M1)、垄不覆盖沟覆秸秆(M2)、垄覆白膜沟覆秸秆(M3)和垄覆黑膜沟覆秸秆(M4)5种集雨模式对夏玉米生长、养分吸收利用及土壤有机质含量和硝态氮分布的影响。结果表明,夏玉米地上部生物量随生育进程的动态变化符合Logistic生长模型。处理M4地上部生物量理论最大值最高,快速生长持续时间最长,根系最发达;夏玉米根系主要分布在0~40 cm土层,且覆盖条件下,根长分布呈浅根化趋势。覆盖秸秆可有效提高土壤有机质含量;不同集雨模式下土壤硝态氮峰值所在土层深度存在差异,其中处理M3和M4硝态氮入渗较深,但其峰值仍保持在200 cm土层内,不会产生深层渗漏。夏玉米各器官中养分累积量表现为果叶茎根(其中K素累积量为茎略大于叶)。2 a中各覆盖处理夏玉米植株氮、磷和钾吸收效率及肥料偏生产力均显著(P0.05)高于对照。其中处理M4的平均肥料偏生产力分别较处理M1、M2和M3提高8.37%、14.93%和3.74%。综合分析,全程微型聚水覆盖(M3和M4)尤其是垄覆黑膜沟覆秸秆可较好的促进植株生长及养分吸收,同时能维持地力,具有较大的增效潜力。该研究可为干旱半干旱地区改善集雨种植模式、提高农业生产力提供参考。     

长期施肥及不同施肥条件下秸秆覆盖、灌水对土壤酶和养分的影响

以陕西省合阳县的28年定位试验为依托,通过主成分分析和聚类分析,研究了施肥及不同施肥条件下秸秆覆盖、灌水对土壤脲酶、磷酸酶、转化酶、过氧化氢酶活性和土壤养分含量的影响。结果表明,NP肥施用对土壤脲酶无显著影响,而使磷酸酶、转化酶活性分别较对照提高119.6%和22.0%,NP有机肥(NPM肥)使脲酶、磷酸酶、转化酶活性分别较对照提高53.2%、130.8%和60.6%,NPM肥的作用大于NP肥;秸秆覆盖和灌水对脲酶、磷酸酶、转化酶活性的影响因施肥条件不同而表现不同;NP肥能提高土壤速效氮、速效磷和全氮含量,NP肥施用基础上灌水能提高土壤有机质、碱解氮和速效磷含量,NPM肥施量、NP肥及NPM肥施用基础上秸秆覆盖均能显著提高土壤有机质、碱解氮、速效磷、速效钾、全氮和全磷含量,其中速效磷的提高幅度最大,NPM肥较对照提高64.4mg/kg,NPM肥基础上秸秆覆盖使速效磷含量较施用NPM肥提高44.0mg/kg,施肥、秸秆覆盖和灌水对土壤全钾含量和过氧化氢酶活性影响总体上不显著。主成分分析和聚类分析表明,NPM肥和NPM肥结合灌水更有利于土壤养分和酶活性综合因子的提高,提高土壤肥力;秸秆覆盖有利于提高土壤养分,不利于酶活性综合因子的提高;灌水的影响较小。生产上应注意大量秸秆覆盖对土壤酶活性的不利影响。     

控释肥配施玉米秸秆对麦季土壤酶活性及养分的影响

为了探究控释尿素掺混肥与玉米秸秆长期互作对麦季土壤酶活性和土壤养分状况的影响,基于华北平原棕壤区小麦—玉米轮作8年定位施肥试验,对比研究了玉米秸秆还田(S)与不还田条件下施用控释尿素掺混肥(CRF)与普通尿素掺混肥(BBF)对麦季土壤酶活性及土壤养分的影响。结果表明:秸秆不还田条件下,CRF处理较BBF处理显著提高土壤中性磷酸酶(返青期和成熟期)、蔗糖酶(返青期和孕穗期)和纤维素酶(返青期和孕穗期)活性及成熟期有机质、硝态氮和有效磷含量,其中,成熟期中性磷酸酶活性显著提高29.6%,硝态氮含量显著提高34.8%。秸秆还田条件下,BBF+S处理成熟期脲酶、纤维素酶,孕穗期中性磷酸酶活性显著高于CRF+S处理,其他时期2种类型掺混肥土壤酶活性无显著差异。CRF+S处理成熟期土壤全氮、有机质、硝态氮和有效磷含量显著高于BBF+S处理。氮肥种类和玉米秸秆还田的交互作用对土壤中性磷酸酶、蔗糖酶和纤维素酶活性及土壤全氮、硝态氮、铵态氮、有效磷和速效钾含量影响显著,秸秆还田较不还田处理显著提高中性磷酸酶、蔗糖酶活性、速效钾和有效磷含量。综上表明,玉米秸秆还田和不还田条件下控释尿素掺混肥较普通尿素掺混肥处理均能显著增加土壤有机质含量,提高小麦后期速效氮磷养分的供应强度和供应容量,其中玉米秸秆还田配施控释尿素掺混肥处理在提高土壤酶活性和土壤养分方面表现最优。研究结果可为秸秆还田下氮肥优化施用提供理论依据。     

环保地膜覆盖对土壤水分及玉米产量的影响

为了提高旱作农区降雨利用效率,并解决地膜覆盖造成的环境污染问题,在渭北旱塬进行了普通地膜、生物降解膜和液态膜玉米集雨种植栽培试验。结果表明：普通地膜和生物降解膜覆盖处理在玉米不同生育阶段较对照0～60 cm土层土壤贮水量均有所提高,与液态膜及不覆盖处理（CK）相比呈显著性差异（p＜0.05）;不同材料覆盖处理的土壤水分空间变化规律相同,普通地膜和生物降解膜覆盖处理可有效提高土壤含水率,并能增强0～200 cm土层土壤含水率的稳定性;普通地膜和生物降解膜处理的玉米籽粒产量比对照（CK）分别提高了19.96%和19.67%,水分利用效率分别比对照提高32.08%和31.81%,均与对照（CK）呈显著性差异,液态膜处理的籽粒产量及水分利用效率与对照无显著性差异。可见,生物降解膜与普通地膜在土壤保水及对玉米产量的影响方面均具有显著效果,且相互间没有明显差异,生物降解膜可以替代普通地膜应用于农业生产。     

沟垄二元覆盖对旱作马铃薯耗水特征、产量及水分利用效率的影响

为探讨旱作区沟垄二元覆盖模式下土壤水分、阶段耗水特性及对马铃薯产量和水分利用效率的影响效果,于2016年在宁夏南部山区通过设置垄覆地膜,沟内分别覆盖普通地膜(DD)、秸秆(DJ)、生物降解膜(DS)、液态地膜(DY)、麻纤维地膜(DM)和沟不覆盖(DB)等6种沟垄二元覆盖模式,以传统平作为对照(CK)。结果表明,DJ处理的马铃薯整个生育期土壤蓄水量最高,明显改善了马铃薯生育期土壤水分状况。在马铃薯整个生育期0~200 cm土层土壤含水量以DJ处理最高,尤其耕层(0~40 cm)土壤含水量最为显著。各处理阶段耗水量、耗水强度、耗水模系数在马铃薯各生育阶段表现不同,总体呈生育前期较低、中期增加、后期降低的趋势。在播种-苗期阶段、块茎形成-块茎膨大期阶段以DS处理的马铃薯耗水量、耗水强度和耗水模系数最大,DJ处理最低;苗期-现蕾期阶段以DD处理的耗水量、耗水强度和耗水模系数最大,其次为DM处理,DS处理最小;现蕾期-块茎形成期阶段以DY处理的耗水量、耗水强度和耗水模系数最大,DJ处理次之,DM处理最小。沟垄二元覆盖模式能够提高马铃薯产量和水分利用效率,以DJ和DD处理的增产效果最显著,分别较CK增产47.77%、44.84%;DJ处理的水分利用效率最高(68.2 kg·hm^-2·mm^-1),较CK显著提高58.97%。综上可知,垄覆地膜沟覆秸秆种植模式可显著改善马铃薯中后期0~200 cm土层土壤水分状况,使前期耗水少,中后期耗水增多,且能显著提高产量和水分利用效率。本研究结果为宁南旱作马铃薯覆盖种植高产技术提供了科学依据。     

典型黑土垄作区耕地沟蚀对土壤养分的影响研究

近年来东北黑土区沟蚀吞食耕地现象加剧,养分流失、耕地质量下降等问题凸显。以宾县的糖坊镇和三宝乡为研究区,综合"3S"技术和统计学的模型方法,对研究区沟蚀对土壤中有机质、全氮、全磷和速效钾含量的影响及不同垄向耕作下沟蚀对各养分的影响及差异展开研究。其中横垄种植指作物垄的方向和地块坡向方向成垂直的种植方式,顺垄种植是作物垄的方向和地块坡向方向平行的种植方式。结果表明:沟蚀对土壤养分含量影响较大,有机质和全氮含量较无侵蚀区分别减少33.43%和46.67%,速效钾与全磷含量则变化不明显,在沟蚀区进行秸秆覆盖能够有效减少土壤养分的流失。沟蚀在造成养分含量下降的同时,也影响了土壤的理化结构,降低了土壤中有机质和全氮含量之间的相关性。横垄沟蚀、顺垄沟蚀及无沟蚀对照组土壤有机质和全氮含量大小均表现为无沟蚀区顺垄沟蚀橫垄沟蚀。无侵蚀区土壤养分含量最高,沟蚀区顺垄耕作较横垄耕作更具保肥意义。     

秸秆和地膜双元覆盖对设施黄瓜根系生长和根际土壤养分的影响

[目的]研究秸秆和地膜双元覆盖条件对设施黄瓜结果期根系生长和根际土壤养分含量的影响,为北方寒旱区设施农业可持续生产提供理论依据和技术支持。[方法]以设施黄瓜为试材,采用日光温室试验和室内测定的分析方法。[结果]玉米秸秆加地膜的双元覆盖处理可明显增加根际土壤有机质、氮、磷、钾等养分含量,促进植株根系生长,其中0.72kg/m2秸秆量并覆膜处理效果和推广性最佳,与对照相比,在结果后期提高根际土壤有机质、全磷、全钾、碱解氮含量及根系数、根冠比、总根长、根表面积、根系活力分别达20.83%,22.83%,5.16%,5.53%,73.24%,32.76%,65.42%,45.94%和10.41%。[结论]秸秆和地膜复合的双元覆盖效果优于秸秆或地膜单一覆盖处理。     

不同覆盖材料对玉米幼苗生长和土壤养分含量及分布的影响

采用盆栽试验方法 ,研究了半腐熟的小麦秸秆和城市生活垃圾、地膜、高粱秆席片、纸板等覆盖材料对玉米幼苗生长以及土壤有机质和速效氮、磷、钾含量分布的影响。结果表明 :秸秆、地膜和席片覆盖显著地增加了玉米株高、地上部植株干重、根系干重和叶片数 ,促进了玉米幼苗的生长发育 ,而纸板和垃圾的作用不显著 ;与其它覆盖材料和对照相比较 ,秸秆和垃圾覆盖材料明显地提高了上 (0～ 7cm)、中 (7～ 14 cm)、下 (14～ 2 1cm) 3层土壤中的有机质和速效氮、速效钾的含量 ,而速效磷的增加上层土壤 (0～ 7cm )大于中层土壤 (7～ 14 cm ) ,下层土壤(14～ 2 1cm)没有增加。     

玉米二元覆盖农田水分动态及水分利用效率研究

旱地玉米采用垄面覆膜、垄沟覆不同用量麦草的二元覆盖试验结果表明:随麦草覆盖量的增加土壤保墒效果明显;其中0~100cm土层土壤玉米全生育期累积贮水量5250kg/hm2和9750kg/hm2的麦草覆盖处理比垄面覆膜垄沟未覆麦草处理平均增加146.2mm,水分利用效率提高16.67%~28.65%,降水利用率提高12.39%~18.29%,玉米增产12.10%~18.15%。     

不同覆盖方式下减氮对玉米生长与氮素吸收、运转和分配的影响

以玉米正红505为试验材料,采用两因素随机区组设计,设置3个氮肥水平(常规施氮、减氮20％和减氮40％)和3种覆盖方式(地膜覆盖、秸秆覆盖和无覆盖),以不施氮肥无覆盖为CK,研究不同覆盖方式和氮肥水平对土壤水分与全氮含量、玉米干物质积累、氮素吸收、运转和分配及产量的影响.结果表明:(1)与CK和减氮40％处理相比,耕层...     

不同地面覆盖对土壤性状和秋播大蒜产量及品质的影响

为探究秋播大蒜适宜的地面覆盖类型及其对大蒜产量的影响机制,从而为地面覆盖在大蒜高产高效栽培中的应用提供理论依据,以'麻江红蒜'为试验材料,以不覆盖处理为对照,分别设置白色地膜、黑色地膜、银灰色地膜、1～2cm和3～4cm稻草、1～2cm和3～4 cm稻壳共7种地面覆盖处理,分析不同处理对土壤含水量、温度和酶活性以及大蒜...     

旱地垄沟覆膜栽培对土壤硝酸盐时空分布和玉米产量的影响

通过大田试验,考察了旱地垄沟覆膜栽培对土壤硝酸盐时空分布和玉米生物性状及产量的影响。试验设计了垄沟覆膜、平作不覆膜、平作覆膜和裸地对照4个处理,并对其土壤水分、硝酸盐的时空分布和玉米产量进行研究。结果表明:在整个玉米生长季,垄沟覆膜栽培模式下土壤0~40 cm土层含水量显著高于平作不覆膜;NO_3~--N主要集中在0~40 cm土层,且垄沟覆膜-垄上NO_3~--N表聚现象比其它处理更明显,10 cm处垄上NO_3~--N含量是沟内的1.6倍、平作不覆膜的2倍;垄沟覆膜和平作覆膜比平作不覆膜处理单株干物质量分别增加了36.15%、16.11%;单株含氮量分别增加了13.97%、3.59%;垄沟覆膜产量高于其他处理。垄沟覆膜栽培能够在保持作物生长状况良好,获得较高产量的同时,增加作物对氮素的吸收利用,同时增加NO_3~--N的表层累积,将其保持在根区,从而降低了NO_3~--N淋洗的发生,降低环境风险,是旱区获得经济和环境双重效益的玉米栽培模式。     

秸秆和地膜覆盖条件下玉米农田土壤有机碳组分生长季动态

基于黄土高原8 a的春玉米覆盖定位试验,研究了秸秆和地膜覆盖下土壤有机碳、微生物量碳、潜在可矿化碳及颗粒有机碳在作物不同生育期的季节变化特征,探讨旱作农田不同碳组分对地表覆盖的响应规律。结果表明:1)秸秆和地膜覆盖下土壤有机碳及其各组分含量在玉米生长期间总体呈苗期下降、拔节期上升、大喇叭口—抽雄期下降、灌浆和收获期回升的变化趋势。2)与不覆盖对照相比,秸秆覆盖在大部分作物生育期均显著提高了土壤有机碳各组分含量,有助于培肥地力和土壤固碳;而地膜覆盖在作物生育后期导致土壤有机碳及各组分含量显著下降。3)秸秆覆盖下表层土壤颗粒有机碳对总有机碳变化具有重要贡献,地膜覆盖后土壤有机碳变化可能主要来自于潜在可矿化碳和颗粒有机碳,而土壤微生物量碳相对含量在不同处理间差异不大。4)对照和地膜覆盖处理土壤潜在可矿化碳和颗粒有机碳的相对含量在大喇叭口—抽雄期均有显著下降,而秸秆覆盖下两种组分的相对含量则保持平稳,表明秸秆覆盖对生育后期土壤潜在可矿化碳和颗粒有机碳有重要的补给作用。总之,黄土高原的春玉米田秸秆覆盖具有明显的提升土壤有机碳及组分含量的作用,地膜覆盖则无明显效果,且在春玉米生育后期降低了土壤总有机碳及各组分的含量。     

不同保水措施对退化干旱山地新植核桃园土壤养分和微生物的影响

[目的]探索退化干旱山地不同保水措施对土壤理化特征的影响,为北方干旱退化山区土壤环境改良提供科学依据。[方法]以太行山新垦片麻岩山地新植核桃园为试材,进行保水剂、玉米秸秆覆盖和地膜覆盖等保水措施的不同组合处理,研究土壤养分和微生物数量的变化。[结果]秸秆覆盖能显著提高土壤养分含量和微生物数量。细菌、放线菌数量和有机质、全氮、全磷、全钾、有效磷、速效钾含量较对照分别提高了14.04%,17.42%,25.53%,60.29%,25.90%,15.31%,143.67%和51.44%。保水剂使得土壤养分含量和微生物数量略有下降。地膜覆盖降低了土壤细菌、真菌、放线菌、纤维素分解菌数量和有机质、全氮、全磷含量,较对照分别降低了27.19%,21.0%,10.11%,31.07%,1.11%,22.06%和6.06%,却提高了土壤全钾、有效磷、速效钾含量,较对照分别提高了12.6%,9.65%,8.09%。多元组合处理对土壤养分含量和微生物数量的影响相互之间差异较大;而保水剂+秸秆覆盖+地膜覆盖的组合并没有达到最佳效果;在所有处理中,保水剂+秸秆覆盖的组合对土壤的改良效果最好,与对照相比,提高土壤细菌、放线菌数量和有机质、全氮、全磷、全钾、有效磷、速效钾含量分别达16.67%,3.37%,6.64%,92.65%,12.67%,1.8%,94.25%和105.76%。[结论]土壤养分、微生物数量与土壤水热气状况密切相关;保水措施在改变土壤水热气状况的同时,也改变了土壤养分和微生物数量。