玉米秸秆深还剂量对土壤水分的影响

针对目前秸秆浅旋和直接翻压还田存在的问题,设计了秸秆机械化集中深还田试验,为探讨秸秆集中还田后不同时期的土壤水分分布状况,对不同部位的土壤水分进行了周年监测,结果显示:秸秆集中的部位与玉米播种部位隔开适宜的距离,秸秆还田形成的大孔隙将不会影响玉米的正常生长,秸秆还田的第一年,秸秆处于强吸水阶段,秸秆集中部位的土壤含水量随秸秆剂量的加大而降低、秸秆深还第二年,秸秆仍处于吸水状态,其趋势与第一年类似,但降低的幅度比第一年小;随着秸秆腐解,土壤与秸秆之间的含水量趋近于平衡,其蓄水与供水功能逐渐显现。秸秆深还后土壤水分运动始终处于饱和状态,因此应根据土壤与秸秆的水分状况实施机械化深还,以使秸秆与土壤的水分尽快融合,真正达到保水保肥的目的。     

半湿润区秸秆还田对土壤水分、温度及玉米产量的影响

为探索半湿润区玉米高产和水分高效利用的栽培技术模式,采用秸秆还田和土壤耕作相结合的方法,设置秸秆离田旋耕垄作(CK)、秸秆深翻还田(SP)、秸秆覆盖还田免耕(SC)、秸秆覆盖还田深松(SS)4个处理,研究不同处理对土壤水分、土壤温度、玉米产量和水分利用效率的影响.结果表明:(1)2018年和2019年的土壤贮水量分别呈...     

玉米秸秆覆盖麦田下的土壤温度和土壤水分动态规律

玉米秸秆覆盖冬小麦田后，冬季和早春季节对土壤温度有明显的增温作用，有利于保护小麦安全越冬，春季则有降温作用，影响春季小麦的分蘖和生长，覆盖处理能有效地抑制土壤无效蒸发，提高麦田的水分利用率；覆盖量为3000kg/hm^2时，有增产作用，覆盖量为6000kg/hm^2，有一定的减产作用。     

玉米秸秆整株还田对小麦生长发育及产量的影响

简述了玉米整株还田技术、所需配套机具和工艺特点以及对小麦生长发育及产量效应的影响,玉米秸秆整株还田经过1年腐解其腐解率达90％以上。玉米整株还田耕深20cm,秸秆在8cm土层以下覆盖率达95％以上,能保证冬小麦播种质量,小麦基本苗及分蘖测定分别比粉碎还田增加23株和0.2个,小麦生育期干物质量及千粒重分别增加8.95％和1.33％,小麦产量提高3.81％。     

秸秆还田对宁南旱作农田土壤水分及作物生产力的影响

在宁南旱区通过研究秸秆还田对土壤水分及作物生产力的影响,为该区土壤扩蓄增容及作物水分利用效率的提高提供理论依据。在3年秸秆还田定位试验中,设置了不同秸秆还田量处理（谷子秸秆按3000、6000、9000kg·hm-2粉碎还田;玉米秸秆按4500、9000、13500kg·hm-2粉碎还田,对照为秸秆不还田）,对不同处理条件下的土壤含水量、作物水分利用效率和作物产量等指标进行了分析。结果表明,随秸秆还田量由高到低,在试验第3年（2009年）玉米播种期0～200cm土层的土壤贮水量分别较CK提高8.8%、9.9%和6.8%;成熟期0～200cm土层的土壤贮水量分别较CK提高14.8%、13.9%和12.8%;产量分别较CK显著提高30.7%、29.2%和12.5%（P〈0.05）;作物水分利用效率分别较CK显著提高41.1%、35.9%和21.3%（P〈0.01）。在宁南半干旱区采用秸秆还田能较好地保蓄土壤水分,利于土壤水库的扩蓄增容,且对提高作物产量和作物水分利用效率有显著效果。     

秸秆集中深还田对土壤水分特性及有机碳组分的影响

采用自主研制的"深开沟-覆土-合垄"翻转犁开沟,深度为40cm,将秋收后的玉米整株秸秆按0,6 000,12 000,18 000kg/hm2直接深还田,探讨该模式实施2a后对土壤水分特性及有机碳组分的影响。结果表明,土壤稳定入渗率表现为12 000kg/hm2(S2)6 000kg/hm2(S1)18 000kg/hm2(S3)CK;在同一水吸力下,秸秆上层土壤含水量表现为12 000kg/hm2(S2)18 000kg/hm2(S3)6 000kg/hm2(S1)CK,而在秸秆下层中则表现为12 000kg/hm2(S2)6 000kg/hm2(S1)18 000kg/hm2(S3)CK;各秸秆还田处理土壤ROC、POC、LFOC含量均随土层深度的增加而先增加后降低,且各组分含量与TOC呈正直线相关关系,达到1%的极显著水平,各组分碳含量均以12 000kg/hm2(S2)处理最高;土壤氧化稳定系数为CK秸秆深还田处理。由此说明,秸秆深还田能够提高土壤中水分的利用效率以及土壤中有机碳的固存,且以12 000kg/hm2(S2)处理效果最为显著。     

秸秆还田对西藏中部退化农田土壤水分的影响

对西藏中部退化农田进行秸秆还田后的土壤水分效应以及土壤水分与土壤有机质、土壤速效养分的关系进行了探讨,初步结果表明,在西藏高原干旱、半干旱条件下,秸秆直接还田,特别是高茬和秸秆覆盖由于使土壤表层环境得以较好保护,对遏制土壤风蚀、减少土壤水分蒸发具有重要作用。同时,由于土壤水分对土壤环境、土壤过程的深刻影响,土壤有机质、碱解氮、速效钾含量均随之提高,土壤速效磷含量则与土壤含水量呈微弱负相关。     

冬小麦期覆盖秸秆对夏玉米土壤水分动态变化及产量的影响

以不覆盖的处理为对照，研究了冬小麦期覆盖秸秆对夏玉米土壤水分动态变化及产量的影响。结果表明，秸秆覆盖有明显的增产效果。受充足的降雨影响，秸秆覆盖的保墒效果不太明显，但夏玉米的水分利用效率(WUE)有较大的提高。秸秆覆盖对表土层(0～30cm)具有明显的保墒效果，尤其是夏玉米生长前期。在深土层(100～110cm)秸秆覆盖处理的土壤含水率低于不覆盖处理，形成一个缺水带。一年两熟条件下，夏玉米可以充分利用夏季多雨的特性，结合秸秆覆盖措施，可提高对降雨的利用效率。     

黑土区覆混耕作中玉米秸秆还田对土壤水分入渗性能的影响

覆盖混埋耕作主要通过联合整地机对秸秆进行切碎并均匀混入土壤,对降低风蚀水蚀、提高耕层土壤蓄水能力及构建优质种床具有重要作用。为探究覆混耕作中玉米秸秆对土壤水分入渗性能的影响,该研究利用Design Expert软件,根据Box-Behnken试验原理通过室内土柱模拟试验,以覆混耕作中秸秆混埋深度、秸秆混埋量、秸秆长度为影响因素,以渗水量为指标进行三因素三水平二次回归正交试验。通过建立响应面数学模型,分析了各因素对土壤水分入渗性能的影响,并对影响因素进行了综合优化。试验结果表明：对渗水量影响主次顺序为秸秆混埋深度、秸秆长度、秸秆混埋量;当秸秆混埋深度为20 cm、秸秆混埋量为80%、秸秆长度为9 cm时,渗水量达到最优值0.249 L。利用优化后的参数进行试验验证,土壤渗水量为0.247 L。研究结果可为覆混耕作中联合整地机的作业参数调整提供参考和土壤水分入渗性能研究提供参考。     

玉米秸秆还田地块小麦高产关键技术措施

随着农民环保意思的增强和国家在农作物秸秆还田方面政策和财力的倾斜,玉米等农作物秸秆机械化直接还田已成为新乡市农民的首选。该市推广玉米秸秆还田技术已经8年了,现在推广玉米秸秆还田技术的面积已达到99％,积累了一整套玉米秸秆还田地块小麦高产经验．该市小麦单产和总产连续8年增产．2011年每公顷小麦产量超过7500kg。     

施用生物炭对紫色土坡耕地耕层土壤水力学性质的影响

该研究通过野外坡耕地小区施用1%秸秆生物炭1年后的对比试验,揭示生物炭对川中丘陵区紫色土耕作层土壤水力学参数、大孔隙度及其对饱和导水率的贡献率所产生的影响。试验设对照区与施用生物炭区2个处理,各处理有3个平行小区,耕作层土壤分为表层和亚表层(2~7和7~12 cm)。比较2个处理小区试验结果,可以发现:1)施用生物炭导致植物难以利用的土壤滞留水和易流失的结构性孔隙水的含量(θstr)下降,而基质性孔隙中植物有效水含量显著提高(P0.05),由(0.058±0.003)cm3/cm3增加至(0.085±0.002)cm3/cm3;2)表层和亚表层土壤中对产流起主要贡献的半径125μm的总有效孔隙度分别平均增加54%和8%,其中孔径500μm的孔隙增加最为明显,高达110%和355%;3)表层和亚表层土壤的饱和导水率分别平均增加45%和35%。研究证明,施用生物炭,一方面,能增加土壤有效水的持水量,有利于植物抗旱;另一方面,提高土壤导水率,有利于水分入渗,从而减少地表径流及土壤侵蚀的发生。     

秸秆腐解物覆盖对园林土壤理化性质的影响

为了了解不同类型不同厚度的作物秸秆腐解物的覆盖在园林上的应用效果,采用玉米、小麦、棉花秸秆的腐解物为覆盖材料,覆盖3、6、9 cm,研究了不同秸秆腐解物及不同厚度覆盖对土壤理化性状的影响。结果表明,覆盖可以显著降低表层（0～10 cm）土壤体积质量,提高土壤渗透性,具有显著的保水作用,如覆盖1 a,各材料覆盖6 cm效果理想,如覆盖2 a,玉米秸秆和小麦秸秆覆盖最佳覆盖厚度为9 cm,棉花秸秆最佳覆盖厚度为6 cm;3种秸秆覆盖6 cm时,杂草减少96%以上,覆盖9 cm时,杂草抑制率达100%;覆盖1 a后土壤中有机质和养分含量显著增加;覆盖后地面径流浑浊度减少90%以上;覆盖还能减缓土壤温度变化幅度。农业废弃物园林覆盖省水、省肥、省工,符合节约型园林的要求,生态效益显著,值得推广应用。     

秸秆粉碎氨化还田对土壤体积质量及持水特性的影响

为尝试解决秸秆还田中秸秆分解缓慢、易诱发病虫害及与作物争氮等问题,通过室内土柱培养试验对比研究了秸秆粉碎程度及秸秆不同C/N值对自身分解速率、土壤体积质量、土壤持水特性的影响。结果表明：短期内秸秆粉碎程度对秸秆分解速率影响不大,但粉碎秸秆在试验后期分解速率明显高于长秸秆,氨化措施可显著加快秸秆的分解速率;粉碎秸秆对土壤体积质量的减小作用明显较长秸秆为好,在整个试验期,粉碎氨化秸秆处理的土壤体积质量均显著低于同时期其他处理;各处理土壤持水能力差异不大,但粉碎氨化秸秆能明显增强土壤耐旱性。该结果为探索一种能最大效益发挥秸秆改良土壤作用的秸秆还田新方式提供了一定的参照。     

基于遗传算法的土壤水分运动参数识别

土壤水分运动参数的识别是研究土壤水分运动的基础。该文以反映土壤含水率实测值和计算值吻合程度的均方差最小为优化目标,以土壤导水率和扩散率经验参数上下限为约束条件,建立了土壤水分运动参数识别的优化计算模型。采用遗传算法和田间均质土壤一维非饱和运动数值计算相结合的方法,获得土壤导水率和扩散率经验参数最优值。经验证计算,土壤含水率实测值和计算值吻合程度较高,表明这一方法是可行的。     

耕作方式和秸秆还田对砂姜黑土碳库及玉米小麦产量的影响

长期秸秆还田免耕覆盖措施导致沿淮区域砂姜黑土耕层变浅、下表层(10～30 cm)容重增加、土壤养分不均衡等问题凸显,限制了小麦-玉米周年生产力的提高。耕作和秸秆还田措施合理的搭配组合是解决这一问题的有效方法。通过8年的小麦-玉米一年两熟田间试验,设置4个处理:1)玉米季免耕-小麦季免耕秸秆不还田(N);2)玉米季深耕-小麦季深耕秸秆不还田(D);3)玉米季秸秆免耕覆盖还田+小麦秸秆免耕覆盖还田(NS);4)玉米季秸秆免耕覆盖还田+小麦季秸秆深耕还田(DS)。通过分析作物收获后不同土壤深度(0～60 cm)总有机碳(TOC)、颗粒态碳(POC)、微生物生物量碳(MBC)、易氧化态碳(KMnO4-C)、可溶性有机碳(DOC)和土壤碳库管理指数(CPMI),并结合小麦-玉米的周年产量变化,以期获得培肥砂姜黑土的最佳模式。研究结果表明:1)相对于长期免耕措施(N),DS处理能够提高0～30 cm土层TOC、POC、MBC、KMnO4-C等组分含量和CPMI;而NS措施仅提高土壤表层(0～10 cm)TOC、活性有机碳组分含量和CPMI;2)DS处理显著提升了小麦-玉米的周年生产力,其麦玉的周年产量均值分别比N、D和NS处理高出14.7%、12.9%和8.5%;3)MBC和KMnO4-C对于耕作和秸秆还田措施都是较为敏感指示因子。总的来说,玉米季小麦秸秆覆盖还田+小麦季玉米秸秆深耕还田(DS)是改善沿淮地区砂姜黑土土壤碳库、提高小麦-玉米周年产量的一种有效农田管理模式。     

秸秆排水体埋深对盐渍土水盐分布的影响及排水抑盐效果

为探究秸秆排水体对盐渍土水盐运移的影响及其排水排盐效果,通过室内土柱试验,研究在淡水(CK)和微咸水灌水情况下秸秆排水体埋深为40和60 cm时供试土壤的水盐分布状况。结果表明,入渗阶段,湿润锋与入渗时间呈幂函数关系,累积入渗量与入渗时间则可采用Kostiakov模型进行拟合;蒸发阶段,秸秆排水体对埋设深度以下的土体具有明显的保水作用,40 cm埋深的处理在40~70 cm土层范围以及60 cm埋深的处理在50~70 cm土层范围土壤水分变化的相对变化量均0;秸秆排水体有利于保持灌水后土壤的脱盐状态,40 cm埋深处理和60 cm埋深处理比无埋设的对照处理分别减少了19.61%和15.68%的盐分变化量;秸秆体的排水排盐效果与灌水矿化度和秸秆排水体埋深密切相关,灌溉水矿化度适当的增加和秸秆体的埋设加深将有利于排水效果的提升,低灌溉水矿化度结合秸秆体深埋具有更好的排盐效果。该研究为微咸水灌溉及盐渍土的开发利用提供依据和参考。     

低锌旱地土壤水分对小麦产量和锌利用的影响

【目的】西北旱地土壤有机质含量低,pH和碳酸钙含量高,导致土壤有效锌含量低,加之水分缺乏,不仅制约冬小麦生长和产量,还严重影响小麦锌的吸收利用。本研究选取西北旱地典型缺锌区,在土施锌肥的基础上,设置了2年的补充灌水田间试验,进一步研究水分对土壤锌有效性、 小麦生长、 产量以及锌和相关元素吸收利用的影响。【方法】田间试验于2010~2012年在陕西永寿县进行,采用裂区设计,锌肥为主处理,在不施锌与施锌(ZnSO4·7H2O)50 kg/hm2的基础上,设置在冬小麦关键生长期补充和不补充灌水2个副处理。在成熟期采集植株样品,测定了小麦产量、 生物量,各器官部位的锌及氮、 磷、 钾、 铁的含量; 采集0—40 cm土层土壤,测定了土壤有效性锌含量。【结果】在返青期、 孕穗期补灌20~30 mm水分对小麦产量、 土壤有效锌含量无显著影响,却有提高小麦各部位锌含量、 锌肥利用率的趋势,不施锌和施锌条件下,灌水比不灌水处理小麦籽粒锌含量分别提高3.8%~16.3%、 3.8%~13.1%,灌水使锌肥利用率提高21.2%~177.8%。灌水量和灌水时期的不同也影响锌在小麦各器官部位的分配与累积,第一季施锌和不施锌条件下,灌水比不灌水处理锌收获指数分别降低5.1%和2.0%,而第二季锌收获指数分别提高2.1%和2.7%。两季灌水对小麦籽粒中铁及大量元素氮磷钾含量的影响亦各不相同。【结论】在旱地缺锌土壤上,小麦生长关键期灌水对小麦产量、 土壤有效锌含量无显著影响,却有提高小麦各部分锌含量、 锌肥利用率的趋势,说明水肥结合对旱地石灰性土壤锌和锌肥有效性的影响应引起进一步重视,这对提高旱地缺锌地区作物和人体锌营养水平具有潜在意义。     

玉米秸秆夹层改善盐碱地土壤生物性状

为探索玉米秸秆夹层对盐碱地改良的效果,2008年自通辽市花吐古拉采集盐碱土进行玉米秸秆隔离层处理,2009年开始种植大麦,研究玉米秸秆造夹层对盐碱土中微生物数量、土壤酶活性、大麦生物性状及产量的影响。结果表明,玉米秸秆造夹层显著增加了(P0.01)盐碱土中细菌、放线菌、真菌、亚硝酸细菌和纤维素分解菌的数量以及脲酶、蛋白酶、淀粉酶、纤维素酶和过氧化氢酶的活性,而降低了(P0.01)盐碱土中多酚氧化酶的活性。随玉米秸秆用量增加,微生物数量增加(P0.01),脲酶、蛋白酶、淀粉酶、多酚氧化酶的酶活性升高(P0.01),而纤维素酶和过氧化氢酶的酶活性变化不明显。随玉米秸秆掩埋深度增加,微生物数量减少(P0.01),蛋白酶活性降低(P0.01),多酚氧化酶活性升高(P0.01),其他酶活性变化不明显。随着时间的增加,盐碱土中微生物数量和酶活性显著增加(P0.01)。各处理中A3B1(秸秆用量60 000 kg/hm2、掩埋深度10 cm)各种酶活性最高,产量达到1914 kg/hm2,是较优的玉米秸秆造夹层改良盐碱地的处理。该研究表明玉米秸秆夹层处理能够很好地改善盐碱地的生物性状。     

Long-term effects of lantana residue additions on water retention and transmission properties of a medium-textured soil under rice–wheat cropping in northwest India

Abstract. Hydraulic properties of soils after rice cropping are generally unfavourable for wheat cultivation. Poor drainage, delayed planting and oxygen stress in the root zone may adversely affect the wheat crop after lowland rice cultivation. We studied long-term effects of lantana ( Lantana spp. L.) residue additions at 10, 20 and 30 t ha⁻¹ yr⁻¹ (fresh biomass) on physical properties of a silty clay loam soil under rice–wheat cropping in northwest India. At the end of ten cropping cycles, soil water retention, infiltration rate, saturated hydraulic conductivity and drying rate of soil increased significantly with lantana additions. The available water capacity (AWC), on volume basis, declined at rice harvest (from 22.0 to 18.8–20.9%), but increased at wheat harvest (from 12.9 to 13.4–15.0%) after lantana treatment. The volumes of water transmission (>50 μm) and storage pores (0.5–50 μm) were greater, while the volume of residual pores (<0.5 μm) was smaller in lantana-treated plots than in controls at both rice and wheat harvest. Infiltration rate in the lantana-treated soil was 1.6–7.9 times that of the control (61 mm d⁻¹) at rice harvest, and 2–4.1 times that of the control (1879 mm d⁻¹) at wheat harvest. Thus lantana addition improved soil hydraulic properties to the benefit of the wheat crop in a rice–wheat cropping sequence.     

Twenty years of conservation tillage research in subarctic Alaska: II. Impact on soil hydraulic properties

Soil management practices are needed in the subarctic that stabilize the soil against the forces of wind and water as well as conserve soil water for crop production. There is a paucity of information, however, regarding the long-term effects of conservation tillage on soil hydraulic properties in subarctic Alaska. The objective of this study was therefore to characterize infiltration, water retention, and saturated hydraulic conductivity of a soil 20 years after establishing tillage and straw management treatments in interior Alaska. The strip plot experimental design, established on a silt loam and maintained in continuous barley (Hordeum vulgare L.), included tillage as the main treatment and straw management as the secondary treatment. Tillage treatments included no tillage, autumn chisel plow, spring disk, and intensive tillage (autumn and spring disk) while straw treatments included retaining or removing stubble and loose straw from the soil surface after harvest. Soil properties were measured after sowing in spring 2004; saturated hydraulic conductivity was measured by the falling-head method, infiltration was measured using a double-ring infiltrometer, and water retention was assessed by measuring the temporal variation in in-situ soil water content. No tillage resulted in greater saturated hydraulic conductivity and generally retained more water against gravitational and matric forces than other tillage treatments. Infiltration was greater in autumn chisel plow than other tillage treatments and was presumably suppressed in no tillage by an organic layer overlying mineral soil. Infiltration was also enhanced by retaining straw on rather than removing straw from the soil surface after harvest. No tillage is not yet a sustainable management practice in this region due to lack of weed control strategies. In addition, the formation of an organic layer in no tillage has important ramifications for the soil hydrological and thermal environment. Therefore, minimum tillage (i.e., autumn chisel plow or spring disk) appears to be a viable management option for maximizing infiltration in interior Alaska.