不同耕作方式对砂姜黑土孔隙结构特征的影响

砂姜黑土黏闭僵硬问题突出，耕作是改良其结构的重要措施之一。本文基于安徽龙亢农场砂姜黑土耕作试验基地，采集免耕（No-tillage, NT）、旋耕（Rotary tillage, RT）和深翻（Deep ploughing, DP）处理的原状土柱（高20 cm，直径10 cm），利用X射线CT扫描技术和ImageJ 软件等对土壤孔隙结构进行三维重建和可视化处理，定量分析了不同耕作方式对土壤的孔隙度、孔径大小分布、孔隙形态特征、网络特征以及土壤饱和导水率的影响。结果表明：（1）与免耕相比，旋耕和深翻下土壤的大孔隙度分别增加了192.7%和261.1%（P < 0.05）；与旋耕相比，深翻下土壤大孔隙度增加了23.4%；（2）相较于免耕，旋耕和深翻显著增加了土壤孔隙的水力半径、紧密度、分形维数和全局连通性（P < 0.05），显著降低了各向异性程度和欧拉数（P < 0.05），土壤饱和导水率得到显著提升，且深翻的改良效果总体优于旋耕；（3）相关分析表明土壤饱和导水率与除水力半径外的孔隙结构特征参数均存在显著相关（P < 0.05），其中与连通性最大孔隙度的相关性最高（r=0.833**，P < 0.01）。综上所述，深翻扩大了土壤孔隙的水力半径，改善了连通性，提升了复杂程度，从而构建了相对良好的土壤孔隙形态和网络结构，提高了导水能力，消减砂姜黑土结构性障碍效果显著。     

耕作改制对砂姜黑土微量元素的影响

研究旱作改水旱轮作对砂姜黑土中微量元素含量、有效性和赋存形态等的影响结果表明,砂姜黑土旱作改水旱轮作后,微量元素的总含量除Ｍｏ外,均呈贫化趋且达显著水平;Ｃｕ、Ｆｅ、Ｍｎ和Ｍｏ的有效性明显提高,Ｚｎ的有效性降低,严重缺Ｚｎ可能限制作物产量提高,残留态、晶形铁态和碳酸盐态微量元素含量随旱作改水旱轮时间的延续而降低,有机态和无定形铁态微量元素的含量则不断增加,代换态微量元素含量变化与有效态微量元素相似     

砂姜黑土不同耕作管理对稻后麦产量的影响

本文探讨和比较了砂姜黑土稻麦轮作条件下，不同耕作管理和秸秆盖田对稻后麦产量的影响。     

不同土壤调理剂在砂姜黑土上应用效果研究

研究了3种土壤调理剂对砂姜黑土结构性状的影响.HP-1、变性淀粉、苗乐宝使土壤容重分别下降0.16g/cm3、0.12g/cm3、0.11g/cm3,总孔隙度、通气孔隙度分别提高13.0%、10.4%;8.5%、38.2%、40.8%、26.3%;>0.25mm水稳性团粒含量分别比对照增加59.5%、64.4%、104.0%;土壤调理剂更有利于水稳性团粒形成;有机质能加强土壤调理剂改土效果.HP-1、变性淀粉、苗乐宝使土壤田间持水量、饱和持水量、水分渗透系数分别比对照提高10.4%、9.5%、9.2%、14.0%、11.4%、10.3%、357%、329%、290%.土壤调理剂能降低砂姜黑土水分蒸发量,提高水分利用率,促进苞菜生长和对N、P养分吸收,尤其在水分胁迫时作用更显著.     

砂姜黑土连续施肥对作物生长及土壤肥力的影响

砂姜黑土是黄淮海平原主要中低产土壤之一,以往的研究认为它缺N、少P而富K[1],因此施肥一般皆为N、P肥.随着近10多年来耕作施肥活动的加强,土壤养分肥力已发生较大变化[2].本研究是通过连续施肥的定位试验,探讨其N、P、K养分的持续供给能力.     

砂姜黑土的物理性质与肥力水平

本文对安徽省怀远县肥力水平的砂羔黑土，在进行一般学物质分析的基础上，讨论了土壤物理性质与肥力水平的关系。     

耕作改制对砂姜黑土微量元素的影响研究

研究旱作改水旱轮作对砂姜黑土中微量元素含量、有效性和赋存形态等的影响结果表明,砂姜黑土旱作改水旱轮作后,微量元素的总含量除Mo外,均呈贫化趋势且达显著水平;Cu、Fe、Mn和Mo的有效性明显提高,Zn的有效性降低,严重缺Zn可能限制作物产量提高;残留态、晶形铁态和碳酸盐态微量元素含量随旱作改水旱轮作时间的延续而降低,有机态和无定形铁态微量元素的含量则不断增加,代换态微量元素含量变化与有效态微量元素相似,呈两极分化,Cu和Ni增加,而Zn和Mn降低.     

长期定位施肥对砂姜黑土肥力及生产力的影响研究

长期定位试验研究化肥与有机肥配施对砂姜黑土土壤肥力和作物产量的影响结果表明 ,长期施肥可提高土壤碱解氮、速效磷及有机质含量 ,不同肥料组合间差异较大 ,以有机肥与化肥配施处理效果最佳 (但同时必须重视K素的投入 ) ,土壤速效钾仅全部施用有机肥处理有所增加 ,单施N、P化肥处理下降最多 ,至 15年后下降2 5 .8%。长期未施肥处理 (对照 )碱解氮变化最大 ,较试验前下降 2 6 .5 % ,其他养分指标变化较小。有机肥与化肥配施处理产量前期不及单施化肥处理 ,中后期则反之。砂姜黑土基本生产力随种植时间延长而渐降 ,土壤对秋粮大豆或玉米的供肥能力高于小麦。     

秸秆还田方式对砂姜黑土有机碳组分和孔隙结构的影响

砂姜黑土容重高、土壤有机碳(soil organic carbon,SOC)含量低是限制作物产量的关键因子,秸秆还田能有效改善土壤结构,提高土壤有机碳含量。为探明砂姜黑土区适宜的秸秆还田方式,进一步培肥改良耕地地力,该研究利用砂姜黑土连续6 a耕作与秸秆还田定位试验,探究不同秸秆还田方式(免耕还田、旋耕还田、深翻还田)对砂姜黑土不同土层(0～10、>10～20、>20～40 cm)有机碳及其组分颗粒有机碳(particulate organic carbon,POC)、矿物结合态有机碳(mineral-associated organic carbon,MAOC)和孔隙结构的影响。研究结果表明:在0～10 cm土层内,3种还田方式下SOC及其组分、土壤总孔隙度和大孔隙度(>50 μm)均无显著性差异(P>0.05)。与旋耕还田相比,免耕还田使>10～20和>20～40 cm土层SOC含量分别降低了14.1%、23.7%(P<0.05),对>10～40 cm土层内孔隙结构特征参数无显著影响(P>0.05);与旋耕还田相比,深翻还田使&...     

不同稳定性有机物料对砂姜黑土理化性质及玉米产量的影响

针对黄淮海平原广泛分布的砂姜黑土结构性差、有机质含量偏低的特征,通过中国科学院封丘农田生态系统国家试验站2年砂姜黑土不同外源有机物料施用处理盆栽试验[共设8个处理,分别为空白(CK)、施秸秆(S)、施有机肥(M)、施1/2秸秆+1/2有机肥(SM)、施生物炭(C)、施1/2生物炭+1/2秸秆(CS)、施1/2生物炭+1/2有机肥(CM)和施1/3生物炭+1/3有机肥+1/3秸秆(CSM)],研究了等C、N输入下不同稳定性有机物料(生物炭、秸秆、有机肥)对砂姜黑土理化性质及玉米产量的影响。结果表明,与CK处理相比,施用外源有机物料能显著降低土壤容重19.60%~32.23%,增加饱和含水量7.91%~28.99%、田间持水量10.47%~30.76%,提高耕层土壤总孔隙度10.36%~28.21%,提升全量有机质11.00%~37.00%;并对活性有机质组分(低活性有机质、中活性有机质、高活性有机质)产生显著影响,其中高活性有机质增加幅度高达39.22%~83.83%。从有机物料的配比效果来看,CSM处理土壤容重最低,为1.28 g?cm?1,C、S处理土壤容重分别为1.30 g?cm?1、1.36 g?cm?1。CSM处理土壤总孔隙度最大,为58.53%;S、CS、SM处理次之,分别为55.62%、56.90%、54.38%;C、M处理最小,分别为53.18%、50.38%。CS、CM、CSM处理土壤总有机质含量较高,分别为30.76 g?kg?1、32.99 g?kg?1、31.45 g?kg?1;C、S处理相对较低,分别为25.36 g?kg?1、26.16 g?kg?1。CS、SM、CSM处理玉米产量最高,分别为463.67 g?盆?1、376.31 g?盆?1、471.77 g?盆?1,且差异性显著。可见不同稳定性有机物料施入能够改善土壤理化性质,提高玉米产量,生物炭配合秸秆、有机肥还田处理改良土壤及增产效果最佳。     

覆盖作物根系对砂姜黑土压实的响应

轮作直根系的覆盖作物被认为是缓解土壤压实的有效手段,但不同覆盖作物对土壤压实的适应性在不同气候和土壤条件下存在较大差异.为筛选更适宜缓解砂姜黑土压实的覆盖作物品种(模式),在安徽典型砂姜黑土设置不压实(Non-compacted,NC)与压实(Compacted,C)处理,通过种植不同覆盖作物(休闲、苜蓿、油菜、萝卜+...     

淮北平原砂姜黑土玉米产量与土壤性质的区域分析

以淮北平原作为调查区域,对砂姜黑土区48个样点的玉米产量及0～20 cm耕层土壤性质进行了分析.结果表明:在涡阳县东、西部,蒙城县南部和怀远县北部,玉米产量多在8.7 t/hm2以上,土壤容重较小;而在蒙城县北部,玉米产量多在7t/hm2以下,土壤容重最大,平均达到1.6 g/cm3以上.涡阳县土壤有机碳含量最高,平均...     

砂姜黑土长期定位培肥技术研究

根据20年定位试验资料,阐述了有机肥与化肥配施、单施有机肥、单施化肥及不施肥等五种施肥方式对作物产量和土壤肥力的影响。两季作物的总产量以有机肥与化肥配施处理最高,较单施有机肥和单施化肥分别增产18.4%～36.1%和7.4%～23.4%。有机肥与化肥配合,能显著增加土壤有机质、全氮、全磷、有效氮、磷的含量。每kg氮素增产粮食数也以等量的有机肥与化肥配施的处理最多。有机肥加化肥是砂姜黑土培肥改良较理想的施肥方式,但同时必须重视钾肥的施用。     

不同耕作处理下冻融对农田黑土硬度的影响

为探讨冻融作用对农田黑土硬度的影响,在吉林省德惠市中层黑土小区上进行了9a的田间定位试验,对不同耕作方式下冻融前后的土壤硬度以及土壤硬度与土壤含水量之间的关系进行了对比分析。结果表明,土壤硬度与土壤水分呈对数显著性负相关关系(R2=0.838 8)。冻融前免耕较秋翻显著增加了土壤硬度(p<0.05),主要表现在2.5-17.5cm深度之间。冻融后免耕较秋翻降低了2.5-17.5cm的土壤硬度,并且在2.5-10cm达到差异显著性水平(p<0.05)。冻融后土壤硬度明显低于冻融前,冻融前后两种处理下玉米连作的土壤硬度均高于玉米-大豆轮作,但最大土壤硬度均对作物的生长没有限制作用。     

砂姜黑土长期定位施肥对小麦生长及土壤养分含量的影响

砂姜黑土10年定位试验结果表明:施肥是砂姜黑土小麦增产的关键,N肥增产贡献率为69.4%,P肥增产贡献率为23.3%,K肥为7.3%。P、K肥的肥效随时间的推移逐渐提高。凡施肥处理土壤有机质含量都有所提高,施P处理土壤速效P含量提高幅度较大,每年每公顷施135kg K2O尚不能满足一年两季作物的高产需求,应适当提高K肥用量。     

土层置换对草甸土理化性状及作物产量的影响

研究旨在探讨土层置换对土壤物理性质和化学性质的变化及对作物产量的影响,这对作物高产具有重要意义。试验地点选在黑龙江省宝清县草甸土上,以玉米绥玉7、马铃薯克新13和甜菜德国KWS3418为材料,设置土层置换和浅翻深松2个处理,分析不同处理对土壤含水率、硬度、土壤三相、速效养分及产量的影响。结果表明:与浅翻深松处理相比,土层置换处理后2年内,明显改善土壤物理性质,0~40 cm土层土壤含水率分别提高3.7%和3.0%;土壤硬度分别下降17.6%和21.6%。20~40 cm土壤固相分别降低0.3%和0.7%;液相分别提高3.7%和1.1%;气相分别提高2.0%和4.2%。进而容重降低,提高土壤通透性。土层置换处理改善20~40 cm土层土壤化学性质,提高土壤速效养分。20~40 cm土层平均养分变化为:碱解氮分别提高48.4%和46.0%;速效钾分别提高12.9%和38.9%;速效磷分别提高11.9%和15.6%。土壤不同层次物理和化学性质的改变能够提高作物产量,与浅翻深松处理相比,2011年、2012年玉米分别增产31.6%、17.9%,马铃薯分别增产70.5%、25.0%,甜菜分别增产12.4%和38.9%,差异达到显著水平。综合以上分析表明,土层置换处理后土壤2个作物生育期内能够改善心土层土壤物理性状、化学性状,从而提高作物产量。因此土层置换技术可为低产土壤改良及作物高产提供理论依据和技术支持。     

长期耕作对典型黑土水力性质的影响

为揭示长期耕作对黑土耕地水文退化的作用,以典型黑土区不同纬度带的未经机械耕作的林地与长期耕作的耕地土壤进行对比,研究沟垄耕作对土壤垂直和水平方向物理性质和水力性质的影响。结果表明：长期耕作使得总体物理与土壤水力性质严重退化,与林地土壤相比,耕地土壤质地未发生变化,有机质含量显著降低,容重从1.03（0.84~1.17）g·cm-3显著提高至1.31（1.20~1.46）g·cm-3,穿透阻力显著增加,持水供水与导水性显著降低,有效含水量从0.19（0.14~0.23）cm3·cm-3降至0.15（0.10~0.21）cm3·cm-3。物理质量指数S值从0.061（优）降至0.025（差）。长期沟垄耕作使得犁底层的饱和导水率（6.61 cm·d-1）仅为耕作层的1/10.。耕作导致耕作层垂直方向导水率（64.67 cm·d-1）低于水平方向（82.84 cm·d-1）。犁底层的穿透阻力（897.04 kPa）为耕作层的1.89倍,造成了耕作层与犁底层水力性质分层。长期耕作导致的耕地土壤水力性质分层和方向分异是促进耕地坡面径流“沟渠效应”而加速侵蚀退化的重要原因。