不同覆盖方式对小麦产量和土壤水热状况的影响

[目的]研究不同覆盖方式对土壤水热变化特征及春小麦产量的影响,为该地区选择蓄水保墒的覆盖材料及方法提供理论依据。[方法]试验以传统无覆盖平作为对照(CK),设置秸秆覆盖量SW1(1 500kg/hm2),SW2(3 000kg/hm2),SW3(4 500kg/hm2),全膜覆土穴播(FT),全膜垄作(RT),共6个处理。[结果]与CK相比,RT能提早小麦出苗时间,缩短生育期时间(103d),而SW3推迟小麦出苗,延缓了生殖生长(生育期124d);小麦苗期FT,RT处理对0—5cm土层增温效果显著,以RT处理增温显著,较CK增温3.97℃,拔节至成熟期FT,RT处理增温效果逐渐减弱,SW1,SW2及SW3处理在小麦苗期对0—5cm土层具有降温作用,拔节至成熟期表现为增温效应,SW3增温效果最好;小麦苗期FT,RT处理0—100cm土层土壤水分含量显著高于CK,SW1,SW2及SW3处理,小麦拔节至成熟期SW1,SW2及SW3处理0—100cm土层土壤含水分量高于其他处理,以SW3处理最高;FT,SW3处理增产效果最佳(FT,SW3SW2SW1RTCK),比CK增产46.23%,且SW3可以显著降低小麦生育期耗水量(18.53%),改善水分利用效率(67.67%)。[结论]秸秆覆盖SW3(4 500kg/hm2)可以改善土壤水热状况,减少小麦耗水量,增加水分利用效率,提高小麦产量,与全膜覆土穴播可能造成的白色污染相比,适宜在旱作小麦生产中应用和推广。     

不同覆盖方式对农田土壤水热状况及马铃薯产量的影响

用田间试验的方法研究了不同覆盖方式对马铃薯农田土壤水、热状况及作物增产的效应。试验设白色半膜垄作(BB)、白色半膜垄作+垄沟秸秆覆盖(BJ)、黑色半膜垄作(HB)、黑色半膜垄作+垄沟秸秆覆盖(HJ)、秸秆覆盖垄作(JL)、裸地垄作(CK)6个处理。结果表明:BB、BJ、HB、HJ4种覆膜处理与CK相比马铃薯生育期内0～5 cm土层土壤温度分别提高了2.54℃、1.91℃、1.52℃、1.10℃;而JL覆盖处理与CK相比土壤平均温度降低了0.96℃,且在马铃薯生育前期降温、生育后期则具有增温作用,但日温差缩小。BB、BJ、HB、HJ及JL覆盖处理与CK相比,马铃薯生育期内0～100 cm土层土壤平均含水量分别提高了13.28%、19.52%、19.47%、26.99%及11.40%,水分利用效率提高了84.64%、101.87%、68.16%、102.12%及28.51%,马铃薯产量提高了73.30%、87.87%、56.00%、81.53%及19.60%。即在6处理中以BJ和HJ处理效果最优。因此,应优先推广使用地膜(白色半膜或黑色半膜)垄作+垄沟秸秆覆盖方式,这两种覆盖方式栽培马铃薯可有效提高天然降水的利用效率,实现稳产高产。本研究结果为该区确立高效覆盖方式提供了理论依据。     

耕作方式对东北春玉米农田土壤水热特征的影响

针对东北春玉米农田春季低温冷害和季节性干旱发生频率高的问题,于2009年-2010年设置3种耕作处理,即传统垄作(LL)、平作播种中耕起垄(PL)和全生育期平作(PP),研究大田条件下耕作方式对土壤水分、土壤温度和玉米产量的影响。2a试验结果表明,耕作方式对0～40cm土层储水量有显著影响,其中PL和PP处理播种时的初始储水量比LL处理高8.7和6.0mm,而苗期则分别高4.1和3.4mm;玉米生育中后期PL和LL处理储水量则呈高于PP处理的趋势。3种耕作方式下土壤温度的差异以苗期为主,即5cm土层的平均温度PL和PP处理显著低于LL处理,但最低温度则以PL和PP处理显著高于LL处理,分别高1.6和1.2℃。总体来看,PL处理不仅可提高玉米苗期土壤的最低温度和耕层土壤储水量,而且可增加中后期土壤积蓄雨水量,促进作物生长发育,因而籽粒产量比LL和PP处理分别高7.6%和6.4%。     

耕作方式对土壤水动态变化及夏玉米产量的影响

一个连续２年的田间耕作试验在夏玉米生长期内完成,分析对比３种不同耕作方式对土壤水动态变化过程及对作物产量的影响。耕作扰动对土壤水动态变化的影响是明显的,夏玉米生长初期免耕下的表层土壤持有较高的水分,这归因于土壤非耕扰动、冬小麦残茬覆盖以及耕层土壤孔隙尺度分布的变化;另一方面,深松土壤受到耕作活动的强烈干扰,苗期耕层土壤蓄水明显小于传统耕作。耕作方式对土壤水差异的影响伴随着作物的生长发育过程显著减弱。深松耕作对作物根系生长发育状况及作物增产效果的作用是十分显见的。     

耕作方式对农田土壤水分变化特征及水分利用效率的影响

探讨耕作方式对土壤含水量及水分利用效率的影响,对于高效利用自然降水,提高自然降水利用效率,增加作物产量具有重要的理论与实践意义。因此,采用铝盒称重法测定不同年份、季节、土壤剖面及冻融前后土壤含水量,研究不同耕作方式对土壤含水量及作物水分利用效率的影响。结果表明:在特定时期内土壤含水量随土层深度的增加而减少,特别是土层40cm以下尤为明显,而且随季节呈波动性变化且受降雨影响较大;季节冻融作用明显降低土壤含水量,但深松较其他处理土壤含水量增幅为0.93%~2.23%;土壤贮水量随季节呈先增后降的趋势变化,且生育前期明显高于生育后期;不同耕作方式对田间耗水量和耗水系数无显著影响,但深松耕作显著提高作物水分利用效率,并且水分利用效率与产量的相关性达到极显著水平(r=0.76**)。综合分析认为,保护性耕作结合深松是有效改善耕层结构,增加土壤含水量,提高自然降水利用效率的有效耕作方法。因此,该研究可为东北雨养农业区留茬深松保护性耕作技术的推广提供理论依据。     

黑龙江风沙土区不同耕作措施对玉米地土壤水分及产量的影响

针对黑龙江省西部风沙土区干旱频繁发生、土壤风蚀严重的特点,采取打茬播种、旋耕播种、免耕等不同保护性耕作措施,与当地传统耕作的玉米进行对比试验。结果表明:旋耕措施对土壤含水量具有显著改善作用。旋耕处理土壤结构较好,能够有效接纳降水,增大储水库容;免耕条件下对土壤水分的影响主要表现在玉米生长前期及中期,免耕处理耕作次数较其它处理少,在春季保持了底层土壤水分。旋耕处理的玉米产量最高,与对照相比增加了31.2%;其次为打茬播种处理,产量比对照增加了13%;免耕处理的玉米产量最低,与对照相比产量降低了20.4%。     

农牧交错区保护性耕作对土壤含水量和温度的影响

试验比较了保护性耕作与常规翻耕处理土壤的含水量和温度。结果表明,保护性耕作土壤含水量比常规翻耕处理有所增加,整个生长季表现为:秸秆覆盖>留茬>常规翻耕;0-40 cm土层,随着土壤深度的增加含水量逐渐增加,其中留茬处理较常规翻耕处理增加11．8 g／kg,秸秆覆盖较常规翻耕处理增加23．2 g/kg。地温的变化规律表现为玉米大喇叭口期以前保护性耕作各土层地温均低于常规翻耕处理,即常规翻耕>留茬>秸秆覆盖;0-20cm耕作层内,播种时留茬处理土壤温度比常规翻耕处理低0．5℃,秸秆覆盖处理比常规翻耕处理低6．6 ℃;出苗时,留茬处理的土壤温度较常规翻耕处理低0．8℃,秸秆覆盖处理较常规翻耕处理低413℃;大喇叭口期以后,各处理地温逐渐降低并趋于一致。保护性耕作土层的含水量增加,有利于作物生长;而早春地温低则不利于出苗,易对作物生长造成不利影响,两者有一定的补偿效果,有必要进一步深入研究以克服其早春地温低回升慢的缺点。     

不同播种方式对旱地小麦土壤温湿度及产量的影响

为进一步明确适合当地旱地小麦的播种方式,从土壤温度、耕作层水分、灌浆期旗叶叶绿素值及穗干物质积累方面设计了平作播种、沟作播种、畦作播种1、畦作播种2共4种播种方式.结果表明,沟作播种模式可明显提高越冬期耕作层土壤温度与土壤湿度.但沟作播种明显降低了小麦的有效穗数,不利于灌浆的进行.而平作播种在保证了小麦有效穗数的基础上...     

不同耕作方式与秸秆还田对土壤酶活性及水稻产量的影响

为探索不同耕作方式与秸秆还田对土壤酶活性及水稻产量的影响,在水稻抽穗期、灌浆期、成熟期,对土壤过氧化氢酶、酸性磷酸酶、脲酶、蔗糖酶活性进行测定。试验共设置6个处理,分别为：免耕+全量秸秆还田（NTS）、麦耕稻免+半还田（RT1）、麦免稻耕+半还田（RT2）、翻耕+全量还田（CTS）、少耕+半还田（MTS）、连耕+不还田（CT）。结果表明：（1）各处理的土壤酶活性均随土壤深度的增加而下降;（2）土壤酶在不同时期活性差异显著,过氧化氢酶和酸性磷酸酶活性在3个时期先减后增,脲酶和蔗糖酶活性则与之相反;（3）在0～7和7～14 cm土层中,NTS处理土壤酶活性最高,显著高于其他处理,与CT处理相比,抽穗期NTS处理过氧化氢酶、酸性磷酸酶、脲酶、蔗糖酶活性在0～7 cm土层分别提高了121.38%、57.44%、63.37%、80.92%,在7～14 cm土层分别提高了130.42%、40.61%、52.40%、85.23%,在14～21 cm土层中,不同耕作方式对土壤酶活性无显著影响,秸秆还田处理下的土壤酶活性>秸秆不还田处理,与CT处理相比,抽穗期CTS处理过氧化氢酶、酸性磷酸酶、脲酶...     

坡耕地不同耕作方式对土壤性状的影响

通过田间实验,在坡耕地采用垄沟种植的耕作方式,设置垄覆膜旋耕(X)、垄覆膜灭茬翻耕(F)、垄覆膜灭茬深松(S)3种处理方式;垄、沟比为60:40.结果显示,不同的耕作方式对土壤产生不同程度的扰动,使土壤耕作层密度总体上存在显著差异,其中0～20 cm及20～40 cm深松耕作方式土壤密度相对较低.其中X处理在一定程度上...     

不同耕作措施对土壤水分和青贮夏玉米水分生产率的影响

适宜的耕作与覆盖措施可在不同程度节约农业用水。本文选用了翻耕处理、燃茬免耕处理和覆盖免耕处理为主要耕作措施,开展了为期2a的田间试验,研究不同措施对农田土壤含水量、土面蒸发、夏玉米生长指标、产量和水分生产率的影响。研究结果表明在降雨较少年份(2010年),覆盖免耕处理0～20cm土壤含水量均高于其他2处理,2a试验期间覆盖免耕处理0～120cm土壤贮水量一直高于其他2处理,且其土面蒸发量最小。2a试验期间,覆盖免耕青贮夏玉米产量较翻耕和燃茬免耕分别提高了11%和9%,青贮夏玉米水分生产率分别提高了11.7%和14.8%。覆盖免耕能减少土面蒸发和提高水分生产率,因此建议在北京地区夏玉米种植采用覆盖免耕措施。     

耕作方式对土壤水分入渗、有机碳含量及土壤结构的影响

为探明不同耕作方式对土壤剖面结构、水分入渗过程等的作用机理,采集田间长期定位耕作措施(常规耕作、免耕、深松)试验中的原状土柱(0~100 cm)及0~10 cm、10~20 cm、…、90~100 cm环刀样、原状土及混合土样,通过室内模拟试验进行了0~100 cm土层土壤入渗过程和饱和导水率的测定,分析了不同土层的土壤有机碳含量、土壤结构特征及相互关系。结果表明:从土柱顶部开始供水(恒定水头)到水分全部入渗到土柱底部的时间为:常规耕作免耕深松;土柱土壤入渗速率和累积入渗量为:深松免耕常规耕作;土柱累积蒸发量为:常规耕作免耕深松。土壤的饱和导水率表现为:0~10 cm和50~60 cm土层,免耕深松常规耕作;20~50 cm和60~100 cm土层,深松免耕常规耕作。随土层的加深,0.25 mm水稳性团聚体含量和土壤有机碳含量均表现为先增加(10~20 cm)再降低的趋势。在0~40 cm土层和80~100 cm土层,均以深松处理0.25 mm水稳性团聚体含量最高。在60 cm以上土层,土壤有机碳含量表现为:免耕深松常规耕作,而60 cm土层以下土壤有机碳显著降低,均低于4 g·kg?1,且在70 cm以下土层,常规耕作免耕深松。综上,耕作措施能够改变土壤有机碳含量,改善土壤结构,促进土壤蓄水保墒;深松更利于水分就地入渗,而免耕则更利于有机碳的提升和水分的储存,其作用深度在0~60 cm土层。     

不同可降解地膜对土壤水热变化和玉米产量的影响

为解决长期地膜覆盖造成的"白色污染"问题,进行了生物降解地膜、液体地膜和普通地膜膜下滴灌种植试验,探讨不同地膜覆盖降解情况及对土壤水热变化及玉米产量的影响。结果表明,不同降解地膜间以EBP(氧化-生物双降解生态塑料)为主要成分的生物降解地膜增温保墒效果较好,虽低于普通地膜处理,但明显高于裸地处理。不同地膜覆盖处理间以EBP为主要成分的生物降解地膜产量最高,其次是液体地膜,以聚已酸丁二酯(PBSA)为主要成分的生物降解地膜产量最低。膜下滴灌玉米田使用以EBP为主要成分的生物降解地膜,可有效减少"白色污染",而且产量显著高于普通地膜覆盖处理,可在辽西地区推广应用。     

耕作方法对黄土高原旱作玉米产量和土壤水温特性的影响

全膜双垄沟播是黄土高原旱作玉米主要生产技术,但此技术的土壤耕作主要依赖传统耕作和旋耕,在形成犁底层的同时造成耕层变浅,影响玉米生长、产量形成以及土壤健康。本文以打破犁底层、改善土壤结构、提高黄土高原旱地玉米(Zea may L.)产量和有限降水资源利用效率为目标,布设大田定位试验,比较研究了深松耕、免耕、旋耕和传统耕作对旱地全膜双垄沟播玉米土壤水分、温度、土壤容重、产量以及水分利用效率的影响。结果表明:全膜双垄覆盖条件下,深松耕和免耕较旋耕和传统翻耕能有效增加0~30 cm土壤贮水量,其0~30 cm土层土壤含水量较翻耕、旋耕分别增加50.0%、43.7%和14.8%、10.3%;深松耕能有效降低5~30cm土层土壤容重,其5~10 cm和10~30 cm土层土壤容重,深松耕较传统耕作分别降低10.9%和12.9%,随着土层的加深,深松耕、免耕的土壤容重呈降低趋势,旋耕和传统翻耕呈增大趋势;深松耕在苗期、拔节—抽雄期较传统翻耕分别具有明显的增温和降温作用,有利于玉米生长和产量提高;2个平水年,深松耕处理的玉米生物产量、籽粒产量和水分利用效率分别较传统翻耕增加6.1%~5.6%、18.6%~28.8%和28.1%~32.9%,具有明显的增产和提高水分利用效率的作用。因此,在黄土高原半干旱区同等降雨条件下,深松耕能有效增加全膜双垄沟播玉米的土壤贮水量,改善土壤结构,协调水温关系,有利于增产和提高水分利用效率,是全膜双垄沟播玉米一项理想的土壤耕作方法。     

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。     

秸秆不同还田方式对土壤低吸力段持水能力及蒸发特性的影响

利用张力计测定蒸发过程中低吸力段土壤水分特征曲线,对比研究了秸秆在经过粉碎、氨化及与无机土壤改良剂混合三种措施处理后对土壤饱和含水量、低吸力段土壤持水及供水能力和早期干旱过程中土壤脱水速度的影响。结果显示:粉碎秸秆施入土壤后提高了土壤饱和含水量、持水及供水能力,而长秸秆对土壤饱和含水量、持水及供水能力的影响较小;粉碎并氨化的秸秆对土壤饱和含水量、持水及供水能力的提高作用更为显著。粉碎秸秆及长秸秆处理均易造成早期干旱过程中脱水速度过快,氨化后或当秸秆与无机土壤改良剂混合施入土壤时,土壤低吸力段脱水速度明显减慢,利于土壤有效水的保存。该结果为提出新的能最大效率发挥秸秆改良土壤作用的秸秆还田方式提供了一定的理论基础。     

Effect of temperature on soil microbial biomass and its metabolic quotient in situ under different tillage systems

Variations in the microbial biomass and the in situ metabolic quotient (qCO₂) due to climatic conditions were determined in a typical soil from the Argentine Rolling Pampa. Microbial C was evaluated by fumigation-incubation and qCO₂ was calculated using soil respiration in the field. An inverse relationship between microbial C and soil temperature was fitted to a model (r ²=0.90, P=0.01). No significant association with the soil water content was detected because the soil was generally near field capacity and thus water availability did not limited microbial growth and activity. Values of qCO₂ increased (r ²=0.89, P=0.01) as the result of metabolic activatìon, likely induced by a higher maintenance energy requirement at high temperatures. The highest values of qCO₂ were obtained when microbial C was the lowest, which was attributed to self consumption of microbial C in the presence of high temperatures. Consequently, microbial C was generally higher (P=0.05) in winter than in summer. Therefore, when microbial C is used as an index of soil biological activity, the influence of temperature should be taken into account.     

耕作方式和水分处理对棉花生产及水分利用的影响

为了确定麦后移栽棉适宜耕作方式和灌溉控制指标,该文设计了翻耕、免耕和少耕3种耕作方式处理,同时针对少耕耕作方式在蕾期和花铃期均设计了2种水分亏缺处理（土壤水分控制下限分别为田间持水率的60%和50%）,分析了不同耕作方式及少耕不同土壤水分处理对麦后移栽棉耗水规律、籽棉产量、水分利用效率及纤维品质的影响。研究结果表明,翻耕和少耕处理对麦后移栽棉的总耗水量、籽棉产量、水分利用效率均无显著性影响;免耕处理虽可节水19.96%,但产量降低了13.15%。不论蕾期还是花铃期,少耕水分亏缺均不利于棉铃生长,显著降低了成铃数,且籽棉产量随水分亏缺程度的增大而显著降低,其中蕾期同等程度水分亏缺的减产率大于花铃期;不同耕作方式对棉花的纤维品质无显著影响,而水分亏缺有降低品质的趋势。因此,少耕耕作方式在不减产的情况下,起到了保土保水的效果,且蕾期和花铃期土壤水分均控制在田间持水率的70%以上,可作为该耕作方式的灌溉控制指标。     

覆膜耕作方式对河套灌区土壤水热效应及玉米产量的影响

通过设置垄作全膜、垄作半膜、平作全膜以及平作半膜4个覆膜耕作处理,探究不同覆膜耕作方式对河套灌区土壤水热及春玉米产量的影响。结果表明:1)2个生长季内垄作全膜处理各阶段土壤含水率和温度均最高,保水保温效果明显。2)耕层土壤温度的变化规律和含水率的变化规律相反,随着土壤温度升高,土壤含水率逐渐降低。3)玉米生育期内随着温度升高和作物耗水量增大,全膜覆盖和垄作耕作方式的蓄水保墒效果愈加明显;干旱条件下,耕作措施较覆膜方式对地温的影响更为明显;而在水量充沛条件下,覆膜方式则表现出对地温更显著的影响。田间起垄耕作结合全膜覆盖的种植方式,可以获得较高的穗行数和穗粒数,有利于干物质的积累,促进滴灌条件下玉米产量的形成,同时提高水分利用效率,为河套灌区农业节水和玉米高产提供了技术依据。     

耕作方式对黄绵土无机磷形态的影响

以设置在陇中黄土高原并已经进行了5年的田间定位试验为基础,采用蒋-顾石灰性土壤无机磷分级法,研究了不同耕作方式对黄绵土无机磷形态的影响。结果表明,供试土壤中78.6%的磷以无机磷形式存在,且以Ca-P占绝大多数。无机磷各形态含量排列顺序为:Ca10-P Ca8-P O-PAl-P Fe-PCa2-P。与传统耕作不覆盖(T)相比,免耕秸秆覆盖(NTS)、免耕不覆盖(NT)、传统耕作结合秸秆还田(TS)均可降低土壤中的Ca8-P、O-P和0—5 cm土层中的Ca10-P含量,其中NTS最为明显;NTS处理可提高土壤中的Al-P、Fe-P含量。不同处理中,Ca2-P、Ca8-P、Al-P、Fe-P均以0—5 cm土层中含量最高,且随着土层的增加呈下降趋势;但是Ca10-P 以5—10 cm土层含量最高;各处理O-P在土壤剖面中的变化没有显著差异。