Improved soil characteristics in the deeper plough layer can increase grain yield of winter wheat

In the North China Plain(NCP), soil deterioration threatens winter wheat(Triticum aestivum L.) production. Although rotary tillage or plowing tillage are two methods commonly used in this region, research characterizing the effects of mixed tillage on soil characteristics and wheat yield has been limited. A fixed-site field trial was carried out during 2011–2016 to examine the impacts of three tillage practices(5-year rotary tillage with maize straw removal(RT); 5-year rotary tillage with maize straw return(RS); and annual RS and with a deep plowing interval of 2 years(RS/DS)) on soil characteristics and root distribution in the plough layer. Straw return significantly decreased soil bulk density, increased soil organic carbon(SOC) storage and SOC content, macro-aggregate proportion(R_(0.25)) and its stability in the plough layer. The RS/DS treatment significantly increased the SOC content, total nitrogen(TN), and root length density(RLD) in the 10–40 cm layer, and enhanced the proportion of RLD in the 20–30 and 30–40 cm layers. In the 20–30 and 30–40 cm layers, an increase in SOC and TN could lead to higher grain production than commensurate increases in the surface layer, resulting in a sustainable increase in grain yield from the RS/DS treatment. Thus, the RS/DS treatment could lead to high productivity of winter wheat by improving soil characteristics and root distribution at the deeper plough layer in the NCP.     

耕作方式对旱作农田土壤水热特性及夏玉米产量的影响

设置田间定位试验,研究免耕(NT)、深松耕(DT)和旋耕(RT)对旱作玉米田土壤体积质量、土壤水分、土壤温度及夏玉米产量等的影响。2a研究结果表明,采取耕作措施后,各处理土壤体积质量差异主要集中在0~40cm(P0.05),耕作前后40~60cm土壤体积质量差异不显著(P0.05)。耕作方式对土壤储水量有明显影响,其中,播种后0~50d,深松耕和免耕处理0~100cm土壤储水量均高于旋耕;播种后70~120d,3种耕作方式下土壤储水量差异不显著(P0.05)。各耕作措施对土壤温度的影响在作物生育前期(播种后0~30d)表现明显(P0.05),表现为旋耕玉米田土壤温度高于免耕和深松耕,播种后50~120d各处理间无显著差异(P0.05)。深松耕和旋耕处理玉米籽粒产量较免耕分别高3.35%和1.91%。结合经济效益分析,免耕和深松耕净收入较旋耕分别高138.48元/hm~2和259.38元/hm~2。因此,深松耕为旱作夏玉米田较适宜的耕作方式。     

轮耕模式对黄淮海冬小麦夏玉米两熟区的土壤改良效应

【目的】针对黄淮海地区长期采用单一土壤旋耕作业存在的弊端,研究由秸秆覆盖深松、秸秆还田旋耕和秸秆还田深耕组成的不同轮耕模式对黄淮海两熟区农田的土壤改良效应。【方法】连续6年定位实施5种轮耕模式：连年旋耕（CRT,CK）、连年深松（CST）、连年深耕（CDT）、深耕/旋耕（DT/RT）和深耕/旋耕/旋耕（DT/RT/RT）,研究各轮耕模式对冬小麦-夏玉米农田土壤三相比R值、土壤有机碳储量、全氮储量、土壤酶活性、土壤呼吸速率和作物经济效益的影响。【结果】轮耕模式、耕层深度、年份对土壤三相比R值、土壤有机碳储量、全氮储量和酶活性存在显著或极显著影响。与连年旋耕相比,连年深松模式有利于表层土壤有机碳储量、氮储量、土壤脲酶和蔗糖酶活性的积累,而连年深耕、深耕/旋耕和深耕/旋耕/旋耕轮耕模式有利于增加10—40 cm土层的有机碳储量、氮储量、土壤脲酶和蔗糖酶活性,促进土壤营养均匀分布。随着轮耕年限的增加,0—40 cm土层的R值呈整体降低趋势,而土壤有机碳储量、全氮储量呈整体增加趋势,其中深耕/旋耕和深耕/旋耕/旋耕轮耕模式表现更为明显。与试验开展前相比,秸秆全量还田下的连年旋耕、连年深松、连年深耕、深耕/旋耕和深耕/旋耕/旋耕模式在0—40 cm土层的R值分别降低20.8%、33.1%、29.5%、29.7%和30.7%,有机碳储量分别增加6.4%、14.5%、16.0%、20.6%和23.8%,全氮储量分别增加3.1%、11.1%、11.6%、13.3%和15.7%。轮耕对土壤呼吸速率存在极显著影响,与连年旋耕相比,连年深松、连年深耕、深耕/旋耕和深耕/旋耕/旋耕模式冬小麦季的土壤呼吸速分别提高20.7%、19.3%、13.7%和9.2%,夏玉米季分别提高19.1%、18.1%、15.2%和10.4%。但与连年深耕相比,深耕/旋耕和深耕/旋耕/旋耕模式冬小麦季的土壤呼吸速率分别显著降低5.9%和9.6%,夏玉米季分别降低3.3%和7.3%。其中,深耕/旋耕/旋耕模式冬小麦季的土壤呼吸速率比深耕/旋耕降低4.1%,夏玉米季降低4.3%。轮耕、年份及其交互对作物产量和经济效益存在极显著影响。对5种轮耕模式6年的作物周年产量和经济效益综合分析,以深耕/旋耕模式最高,但深耕/旋耕和深耕/旋耕/旋耕模式的作物产量和效益差异均不显著。深耕/旋耕/旋耕、深耕/旋耕、连年深耕和连年深松的周年产量比连年旋耕分别增加18.9%、21.4%、12.9%和15.7%,其经济效益比连年旋耕分别增加31.9%、36.2%、20.3%和25.4%。【结论】深耕/旋耕/旋耕轮耕模式能够改善耕层结构,增加土壤耕层碳氮储量和根区酶活性,且显著降低农田碳排放量,增产增收效果明显,为黄淮海地区冬小麦-夏玉米两熟制农田适宜的轮耕模式,其次是深耕/旋耕轮耕模式。     

保护性耕作对冬小麦-夏玉米农田氮肥氨挥发损失的影响

【目的】保护性耕作有利于水土保持和提高土壤有机碳库,而对氮素氨挥发的影响并不是很清楚。研究长期定位试验下华北农田施肥后氨挥发发生规律,探索保护性耕作条件下的氮素利用率。【方法】采用间歇动态箱式法对翻耕、旋耕和免耕3种耕作方式下冬小麦-夏玉米农田氨挥发通量及其影响因素进行比较研究。【结果】相对于翻耕和旋耕处理,免耕显著促进了小麦季和玉米季地表追肥的氨挥发,但显著降低了小麦基肥期的氨挥发速率。翻耕、旋耕和免耕下小麦-玉米全生育期氨挥发损失量为15.8、18.4和28.6 kg?hm-2?a-1,分别占施肥量的4.9%、5.7%和8.8%。实验室培养分析表明,免耕和旋耕显著提高了表层（0—5 cm）土壤脲酶活性,加速尿素水解为NH4+,从而促进氨挥发。【结论】免耕条件下,肥料表施易发生氨挥发,采用一次性深施是减少免耕氨挥发的有效途径之一。     

Characterization of low-N responses in maize(Zea mays L.) cultivars with contrasting nitrogen use efficiency in the North China Plain

Over-use of N fertilizer in crop production has resulted in a series of environmental problems in the North China Plain(NCP). Thus, improvement of nitrogen use efficiency(NUE) in summer maize has become an effective strategy for promoting sustainable agriculture in this region. Using twenty maize cultivars, plant dry matter production, N absorption and accumulation, yield formation, and NUE in summer maize were investigated under three N levels in two growing seasons. Based on their yield and yield components, these maize cultivars were categorized into four groups including efficient-efficient(EE) cultivars, high-nitrogen efficient(HNE) cultivars, low-nitrogen efficient(LNE) cultivars and nonefficient-nonefficient(NN) cultivars. In both two seasons, the EE cultivars improved grain yield together with increased plant biomass, and enhanced accumulative amounts as well as higher average grain yields than the other cultivar groups under deficient-N conditions. Significant correlations were observed between yield and kernel numbers(KN), dry matter(DM) amount and N accumulation at both post-silking and maturity stages. DM and N accumulation at late growth stage(i.e., from silking to maturity) contributed largely to the enhanced yield capacity and improved NUE under N-deficient conditions. Compared with the NN cultivars, the EE cultivars also showed increased N assimilation amount(NAA) and N remobilization content(NRC), and elevated N remobilization efficiency(NRE), NUE and nitrogen partial factor productivity(PFPN). Our investigation has revealed N-associated physiological processes and may provide guidance for cultivation and breeding of high yield and NUE summer maize under limited N conditions in the NCP.     

耕作对渭北旱塬小麦-玉米轮作田土壤水分和产量的影响

【目的】探讨不同降水年型下,耕作方式对冬小麦-休闲-春玉米轮作田土壤水分和作物产量的影响,为旱区粮田降雨高效利用与耕作制度创新提供理论支撑。【方法】于2007—2019年在渭北旱塬进行长期定位保护性耕作试验,以传统翻耕(CT)为对照,设置免耕(NT)和深松(ST)2种少耕耕作方式,分析不同降水年型下耕作方式对小麦-玉米轮作田休闲期土壤蓄墒、作物产量和水分利用效率的影响。【结果】(1)降水年型、耕作方式及其互作均显著影响休闲期末期土壤贮水量和休闲期蓄墒率,其中降水年型是休闲末期土壤贮水量和休闲期蓄墒率变化的主导因素。休闲末期0—200 cm土层土壤贮水量(mm)表现为丰水年型(430.6)>欠水年型(405.9)>平水年型(381.5);NT(417.4)>ST(402.3)>CT(398.2);丰水年型NT处理休闲末期0—200 cm土层土壤贮水量最高(438.5),平水年型ST处理最低(370.2);休闲期蓄墒率(%)表现为丰水年型(27.1)>欠水年型(26.6)>平水年型(25.1);NT(27.6)>ST(26.4)>CT(25....     

轮耕对渭北旱塬麦田土壤有机质和全氮含量的影响

【目的】研究由秸秆覆盖免耕、秸秆覆盖深松和秸秆还田翻耕组成的不同保护性轮耕模式对渭北旱塬连作麦田土壤肥力的影响。【方法】2007-2014年在陕西合阳实施夏闲期免耕/深松轮耕（NT/ST）、深松/翻耕轮耕（ST/CT）、翻耕/免耕轮耕（CT/NT）、连续免耕（NT/NT）和连续翻耕（CT/CT） 5种不同耕作模式定位试验,测定并分析2011-2014年小麦收获后不同耕作处理下土壤有机质和全氮变化规律及产量差异。【结果】与连续翻耕相比,连续免耕有利于表层土壤有机质和全氮积累,而免耕、深松和翻耕组成的3种轮耕处理更有利于提高20-40和40-60 cm土层土壤有机质和全氮含量,其中随着耕作年限延长,连续免耕处理下土壤养分逐渐表现出“上层富集,下层贫化”的现象;而免耕/深松轮耕更有利于耕层及耕层以下土壤养分均匀分布。随着轮耕年限增加,各耕作处理0-60 cm土层土壤有机质含量和总量均呈现出整体增加趋势,其中以免耕/深松处理增加趋势比较明显。与2007年相比,免耕/深松、深松/翻耕和翻耕/免耕3种轮耕处理的0-60 cm土层年平均有机质含量增加速率分别为4.53%、3.02%和2.26%,2014年土壤有机质总量分别增加了4.07、2.68和1.65 kg·m^-3。轮耕7年后,免耕/深松、深松/翻耕和翻耕/免耕轮耕处理较连续翻耕处理0-60 cm土层土壤有机质含量分别显著增加25.3%、15.2%和10.2%,有机质总量分别增加31.57%、21.45%和13.94%,其中免耕/深松处理较连续免耕有机质含量增加9.20%,总量增加3.84%。在2011-2014年期间,与连续翻耕相比,连续免耕和3种轮耕处理0-60 cm土层土壤全氮含量及总量均有不同程度增加。其中2014年免耕/深松、深松/翻耕和翻耕/免耕轮耕处理较连续翻耕处理0-60 cm土层土壤全氮含量分别增加17.3%、8.0%和6.4%,氮总量分别显著增加了0.21、0.13和0.09 kg·m^-3,其中,免耕/深松处理较连续免耕全氮含量增加了3.02%,总量减少了2.26%。2011-2014年冬小麦平均产量表现为深松/翻耕＞免耕/深松＞连续翻耕＞翻耕/免耕＞连续免耕,其中深松/翻耕和免耕/深松处理冬小麦平均产量接近,分别较连续翻耕处理显著增产10.36%和9.80%,较连续免耕处理显著增产17.84%和17.24%;翻耕/免耕较连续翻耕处理减产1.59%,较连续免耕处理增产5.08%,但差异不显著。不同保护性轮耕措施下,各土层土壤有机质含量与全氮含量间呈显著正相关;0-20 cm土层有机质含量与轮耕年限呈显著线性相关。【结论】3种轮耕模式较连续翻耕有利于提高0-60 cm土壤有机质和全氮总量,且较连续免耕有利于土壤养分含量在耕层及耕层以下土层均匀分布,其中以免耕/深松轮耕处理效果最优,且增产效应较佳,为渭北旱塬连作麦田较适宜的休闲轮耕模式。     

包膜尿素和普通尿素混施对夏玉米产量、氮肥利用率和土壤硝态氮残留的影响

为探索一次性施肥（包膜尿素和普通尿素混施）对夏玉米产量、氮肥利用率、施肥经济效益和土壤硝态氮残留的影响,以夏玉米品种‘富友9’为材料进行了大田试验,试验设不施氮、常规施氮、减氮10%（30%包膜尿素）、减氮10%（50%包膜尿素）、减氮20%（30%包膜尿素）和减氮20%（50%包膜尿素）共6个处理,分析调查了夏玉米产量、氮素吸收和土壤无机氮动态变化。结果表明,包膜尿素在田间的释放曲线为抛物线形,释放期为81 d（氮素累积释放80%）。与常规分次施氮相比,采用包膜尿素和普通尿素混施处理的夏玉米产量增加2.85%~20.87%,氮肥利用率提高19.1~25.3个百分点。包膜尿素和普通尿素混施的情况下,夏玉米每公顷净收益（扣除肥料投入）比常规施氮增加1 000~4 484元。夏玉米收获后,在100~200 cm土体内残留硝态氮较常规施氮降低35.1%~56.6%,减少了硝态氮淋失风险。研究表明,减氮10%~20%的一次性基施混施肥在夏玉米上实现了增产增收,减少了硝态氮在深层土壤的残留量,降低了环境污染风险,综合夏玉米产量、氮肥利用率、施肥经济效益和土壤硝酸氮残留等因素来看,减氮10%（30%包膜尿素）施氮配方的效果最好。研究结果可为为夏玉米轻简化生产和氮肥减施增效提供技术支撑。     

渭北旱塬小麦玉米轮作区不同耕作方式 对土壤水分和作物产量的影响

【目的】陕西渭北旱塬属于暖温带半湿润易旱气候区,干旱对旱地农作物生产威胁严重,降水短缺及其季节分布不均制约着旱地冬小麦和春玉米生长发育,是导致作物产量低而不稳的主要因素。论文旨在探索渭北旱塬冬小麦-春玉米轮作区在不同轮耕措施下土壤蓄水保墒效果和作物增产增收效应。【方法】于2007-2013年在陕西合阳实施了免耕/深松、深松/翻耕、翻耕/免耕、连续翻耕等不同耕作处理田间定位试验,测定休闲期和作物生育期土壤水分及作物收获期土壤理化性状,分析各耕作处理作物产量和水分利用效率的变化规律。【结果】（1）3种耕作处理均能降低土壤容重,提高土壤孔隙度,增加田间持水量和土壤有机质,且以免耕/深松轮耕处理效果最佳,与连续翻耕相比,免耕/深松轮耕处理平均土壤容重较连续翻耕处理降低3.6%,平均土壤孔隙度、田间持水量和土壤有机质含量较连续翻耕处理分别增加4.4%、11.6%和6.9%。（2）在6个试验年度的3个休闲期间,平均土壤蓄墒率：免耕/深松＞翻耕/免耕＞深松/翻耕＞连续翻耕,免耕/深松、深松/翻耕和翻耕/免耕处理平均土壤蓄墒率较连续翻耕处理分别增加22.4个百分点、4.4个百分点和4.9个百分点,增墒效果显著;免耕/深松、深松/翻耕和翻耕/免耕处理0-200 cm土层平均土壤蓄水量较连续翻耕处理分别高18.2、1.3和11.8 mm。（3）在冬小麦生长期,免耕/深松、深松/翻耕和翻耕/免耕处理0-200 cm土层平均土壤蓄水量较连续翻耕处理分别增加13.2、1.7和14.6 mm;在春玉米生长期,免耕/深松和深松/翻耕处理0-200 cm土层平均土壤蓄水量较连续翻耕处理分别增加17.8和15.1 mm,深松/翻耕处理低于连续翻耕处理5.0 mm。（4）在冬小麦生产年度,免耕/深松、深松/翻耕和翻耕/免耕处理平均产量较连续翻耕处理分别增产8.1%、8.9%和4.9%,水分利用效率平均提高14.3%、13.8%和10.2%;在春玉米生产年度,免耕/深松和深松/翻耕处理平均产量较连续翻耕处理分别增产10.2%和6.4%,水分利用效率平均提高4.6%和8.2%,翻耕/免耕与连续翻耕处理平均产量接近,水分利用效率接近。【结论】综合可知,3种轮耕模式中,与连续翻耕处理相比,深松/翻耕轮耕模式土壤水分状况较差,但其作物产量和水分利用效率较高;翻耕/免耕轮耕模式土壤水分状况较好,但其作物产量和水分利用效率较差;而免耕/深松轮耕模式对于改善土壤耕层物理结构、提高土壤蓄水保墒效果和作物增产效应最佳,为渭北旱塬区麦玉轮作田较适宜的休闲轮耕模式。     

不同耕作方式和工作深度对玉米生产的影响

为了比较不同耕作方式和工作深度对玉米生产的影响,在华南农业大学农场进行了两组对比试验,试验土壤为沙壤土和粘壤土,试验作物为玉米。第一组试验中安排了５种耕作方式,分别为犁耕加圆盘耙（ＭＢ＋ＤＨ）,凿形耕（ＣＨ）,圆盘耙两次（ＤＨ２）,旋耕（ＲＴ）和不耕（ＮＴ）,第二组试验中安排了２种耕作方式,犁耕加圆盘耙（ＮＤＬ）和犁耕、圆盘耙加深松（ＮＬ）。试验结果表明,不同的耕作方式和工作深度对土壤容重、土壤耕     

Increase in yield and nitrogen use efficiency of double rice with long-term application of controlled-release urea

Controlled-release urea(CRU) has better characteristics than conventional urea for synchronizing nitrogen(N) release with plant uptake. Understanding the effects of CRU on crop yield and N use efficiency(NUE) has long been the key to evaluate the performance of CRU. A long-term experiment over five consecutive years was conducted in Changsha, Hunan Province, China, to investigate the effects of polyethylene-coated urea with a 90-d release period on the yield and NUE of double rice(early and late...     

耕作方式与秸秆还田对冬小麦/夏玉米籽粒糖类积累和产量的影响

试验设在冬小麦/夏玉米轮作区的长期定位大田中,在常规耕作、旋耕、耙耕和免耕4种耕作方式下分别设置秸秆还田与不还田两种处理,研究不同耕作方式与秸秆还田与否对小麦、玉米收获期籽粒可溶性糖含量、蔗糖含量及淀粉累积的影响。结果表明:收获期籽粒中淀粉的合成与蔗糖的积累量、可溶性糖含量没有明显的关系,在淀粉积累量较低的耕作方式下,蔗糖含量与可溶性糖含量却没有相应的降低,说明籽粒的贮存容量和物质转化能力成为影响淀粉积累的主要因素。旋耕和免耕的籽粒贮存容量和物质转化能力明显高于耙耕与常规耕作,从而使千粒重明显增加,加之耕作对穗数的影响,最终表现为旋耕与免耕的产量较高。秸秆还田有利于小麦产量的增加,但对玉米产量的影响不大。因此,少免耕配合秸秆还田有利于籽粒的充实,从而提高作物产量。     

保护性耕作对太行山前平原土壤热水解和酸解有机碳的影响

【目的】研究传统耕作转为保护性耕作后土壤热水解碳（HWC）和酸解碳（AHC）的分布和积累特征。【方法】2001年在河北栾城设置翻耕+玉米秸秆不还田（CK）、翻耕+玉米秸秆粉碎还田（CT）、旋耕+玉米秸秆粉碎还田（RT）和免耕玉米秸秆直立还田（NT）4个处理。2007年小麦收获后,采集0—5 cm、5—10 cm、10—20 cm和20—30 cm土层样品,测定热水解有机碳（HWC,80℃水浴下提取24 h）和酸解有机碳（AHC,6 mol•L-1 HCl,105℃下提取4 h）的浓度,分析两种活性碳的层化比率值（SR）,并基于等效质量碳库储量计算方法,比较了不同耕作处理对土壤活性碳分布和储量的影响。【结果】连续6年保护性耕作后,HWC和AHC在土壤表层积累,具有较高的层化比率值。在0—10 cm土层,保护性耕作（RT和NT）系统HWC的SR值（1.68—1.98）显著高于传统翻耕（CK和CT）处理（1.30—1.50）,保护性耕作下AHC的SR值（1.62—1.83）亦高于传统翻耕（1.12—1.63）。与传统翻耕CT相比,保护性耕作系统0—30 cm剖面的HWC储量无显著变化,但免耕显著增加了AHC的储量。【结论】在太行山前平原地区,保护性耕作导致土壤剖面中HWC和AHC在表层积累,呈现高度层化特征,可能会潜在影响土壤质量和农田固碳速率。     

耕作措施和氮肥用量对陇中旱农区粮饲兼用玉米光合特性与水分利用效率的影响

全膜双垄沟播技术使玉米成为陇中旱农区主栽作物之一,但该技术下玉米的高产导致土壤养分和水分耗竭,影响玉米生产的可持续性,依托2012年布设在陇中旱农区的田间定位试验,研究4种耕作方式(CT:传统翻耕,RT:旋耕,SS:深松耕,NT:免耕)和4种施氮水平(N1:不施氮,N2:施纯氮100kg·hm~(-2),N3:施纯氮200kg·hm~(-2),N4:施纯氮300kg·hm~(-2))对粮饲兼用玉米光合特性、干物质积累量、产量及水分利用效率的影响。结果表明:深松耕和免耕显著增强玉米光合性能,且随着施氮量的增加玉米光合性能也增强;各生育时期干物质积累量均表为SSNTRTCT、N4N3N2N1,成熟期时SS较CT显著增加37.4%,N4较其他处理增加15.0%~85.0%;与传统耕作相比,深松耕和免耕可以提高玉米籽粒产量,2014年SS和NT较CT分别增加33.0%、18.8%,2015年分别增加19.7%、11.6%,且深松耕处理生物量显著高于传统耕作;施纯氮300kg·hm~(-2)和200kg·hm~(-2)均可以提高玉米籽粒产量、生物量和水分利用效率,但施纯氮200kg·hm~(-2)与300kg·hm~(-2)无显著差异,施纯氮200kg·hm~(-2)处理下籽粒产量、生物量和水分利用效率较不施肥处理分别增加68.4%、63.5%、52.2%,较施氮100kg·hm~(-2)分别增加40.2%、31.7%、30.5%。因此,在陇中旱农区应用全膜双垄沟播技术种植粮饲兼用玉米,覆膜前深松耕或免耕,施氮200kg·hm~(-2)左右比较适宜,既有利于粮饲兼用玉米籽粒产量、饲料产量的提高,也可以提高水氮利用效率,促进玉米生产的可持续发展。     

Influence of Conservation Tillage on Soil Aggregates Features in North China Plain

Tillage greatly influences the aggregation and stability of soil aggregates. This study investigated the effects of conservation tillage on soil aggregate characteristics. During a four-year study period （2001-2005）, soils were sampled from no-tillage （NT）, rotary tillage （RT）, and conventional tillage （moldboard tillage, CT） plots at the Luancheng Agriculture and Ecology Experimental Station in Hebei Province, China, and the amount, size distribution, and fractal dimension of the aggregates were examined by dry and wet sieving methods. The results indicated that NT significantly increased the topsoil （0-5 cm） bulk density （BD）, while RT maintained a lower BD as CT. Dry sieving results showed that NT had higher macro-aggregate content （R0.25）, and a larger mean weight diameter （MWD） and geometric mean diameter （GMD） than other treatments in the 0-10 cm layer, while RT showed no difference from CT. In wet sieving, results showed that most of the aggregates were unstable, and the MWD and GMD of water-table aggregates showed the trend of NT 〉 RT 〉 CT. At 0-5 cm layer, the fractal dimension （D） of water-stable aggregates under NT was lower than it was under RT and CT. At 5-10 cm, RT yielded the highest D, and showed stability. After four years, NT increased the aggregation and the stability of soil aggregates; while due to intense disturbance, the aggregation and stability of the upper layer （0-10 cm） under RT and CT decreased.     

耕作方式与氮肥减施对黄褐土麦田土壤酶活性及温室气体排放的影响

为探明夏玉米秸秆粉碎还田后,不同耕作方式和氮肥减施对土壤酶活性及温室气体排放的影响,采用静态箱气相色谱法,以传统翻耕和常规施氮量为对照(PT+CN),测定并分析了免耕减氮(N T+LN)、免耕常规施氮(N T+CN)、旋耕减氮(R T+LN)、旋耕常规施氮(R T+CN)、翻耕减氮(PT+LN)对麦田土壤-作物系统温室气体排放的影响及其与土壤酶活性的关系。结果表明:土壤中脲酶和蔗糖酶活性均表现为0~20cm高于20~40cm土层,拔节期脲酶和蔗糖酶活性达到最高值。减少施氮量降低了土壤脲酶和蔗糖酶活性,其中以NT+LN处理土壤脲酶和蔗糖酶活性最低;不同处理小麦田均表现为CH4的汇和CO2与N2O的源。与对照相比,NT+LN、RT+LN、PT+LN、NT+CN、RT+CN处理的CH4平均吸收通量分别减少了25.57%、25.06%、18.03%、11.96%、11.61%,CO2和N2O平均排放通量分别降低了17.57%、12.28%、11.36%、10.24%、4.96%和34.05%、26.48%、20.60%、15.61%、3.02%;土壤脲酶与CH4排放通量呈负相关,与CO2、N2O排放通量呈正相关。蔗糖酶与0~20cm土层的CH4排放呈显著负相关,与N2O排放呈显著正相关,但20~40cm土层的蔗糖酶活性与温室气体排放通量相关性不显著。综上所述,在秸秆还田、减少化肥用量、提倡固碳减排的背景下,旋耕减氮处理是在保持较高土壤酶活性的同时减少农田温室气体排放的最优组合。     

轮耕对宁南旱区冬小麦花后旗叶光合性能及产量的影响

 【目的】探索免耕/深松隔年轮耕模式对冬小麦花后光合性能及产量的影响。【方法】采用免耕/深松/免耕、深松/免耕/深松、传统翻耕3种耕作处理,在宁南旱区进行连续4年定位试验,2010年测定小麦花后土壤水分、旗叶面积、叶绿素相对含量、光合特性和产量的变化。【结果】与传统耕作相比（对照）,小麦开花期和灌浆期免耕/深松/免耕、深松/免耕/深松处理的0—200 cm土壤贮水量平均分别增加15.24%、23.45%（P＜0.05）;旗叶面积和相对叶绿素含量平均分别提高12.78%、8.89%和25.20%（P＜0.05）、11.19%;旗叶日均净光合速率     ( )平均分别提高1.55和1.68 μmol•m-2•s-1（P＜0.05）;旗叶日均蒸腾速率( )平均分别提高0.44和0.58 mmol•m-2•s-1（P＜0.05）; 而小麦旗叶日均水分利用效率( )差异不显著（P＞0.05）。在灌浆期,两种轮耕模式均保持了较高的最大光化学效率（0.52）、PSⅡ实际光化学效率（0.40）和光合电子传递速率（92.67）。两种轮耕模式的小麦籽粒产量分别较传统耕作增加6.88%和11.98%（P＜0.05）。【结论】在干旱缺水条件下,不同轮耕模式小麦花后都显示出良好的蓄水保墒能力和较高的光合特性,显著提高小麦的产量,是宁南旱区较为适宜的土壤耕作模式。     

Soil carbon storage and stratification under different tillage/residue-management practices in double rice cropping system

The importance of soil organic carbon(SOC) sequestration in agricultural soils as climate-change-mitigating strategy has become an area of focus by the scientific community in relation to soil management.This study was conducted to determine the temporal effect of different tillage systems and residue management on distribution, storage and stratification of SOC, and the yield of rice under double rice(Oryza sativa L.) cropping system in the southern China.A tillage experiment was conducted in the southern China during 2005–2011, including plow tillage with residue removed(PT0), plow tillage with residue retention(PT), rotary tillage with residue retention(RT), and no-till with residue retention on the surface(NT).The soil samples were obtained at the harvesting of late rice in October of 2005, 2007 and 2011.Multiple-year residue return application significantly increased rice yields for the two rice-cropping systems; yields of early and late rice were higher under RT than those under other tillage systems in both years in 2011.Compared with PT0, SOC stocks were increased in soil under NT at 0–5, 5–10, 10–20, and 20–30 cm depths by 33.8, 4.1, 6.6, and 53.3%, respectively, in 2011.SOC stocks under RT were higher than these under other tillage treatments at 0–30 cm depth.SOC stocks in soil under PT were higher than those under PT0 in the 0–5 and 20–30 cm soil layers.Therefore, crop residues played an important role in SOC management, and improvement of soil quality.In the 0–20 cm layer, the stratification ratio(SR) of SOC followed the order NTRTPTPT0; when the 0–30 cm layer was considered, NT also had the highest SR of SOC, but the SR of SOC under PT was higher than that under RT with a multiple-year tillage practice.Therefore, the notion that conservation tillage lead to higher SOC stocks and soil quality than plowed systems requires cautious scrutiny.Nevertheless, some benefits associated with RT system present a greater potential for its adoption in view of the multiple-year environmental sustainability under double rice cropping system in the southern China.     

保护性耕作条件下土壤物理性状的研究

设置留茬覆盖、留茬无覆盖、旋耕3种处理,研究大豆田的土壤温度、土壤水分、土壤容重的动态变化。结果表明,留茬覆盖处理保水、保土、保肥的效果越好,对地表温度影响也越大。留茬无覆盖处理在耕作层(15cm以上)温度要高于旋耕处理,对种子萌发和出苗有利,但是其土壤水分较留茬覆盖处理低。不同耕法条件下0～20cm土层容重:留茬无覆盖留茬覆盖旋耕,但在20～30cm土层3种处理容重差距不大。     

不同耕作方式对旱地土壤环境和玉米产量的影响

为了探明干旱地区玉米抗旱播种的有效方法,进行了不同耕作方式对旱地土壤环境和玉米产量的影响试验。结果表明,免耕探墒播种条件下,2～7cm土层土壤容重较旋耕增加了4.31%,没有达到显著水平;旋耕较免耕探墒提高了地温,但免耕探墒条件下0～20cm土壤水分含量最高;少耕处理的产量最低,为6555.38kg/hm2,免耕探墒播种的产量为6591.82kg/hm2,较旋耕降低553.36kg/hm2,减产效果没有达到显著水平。免耕探墒播种是旱地农业生产中有效的抗旱播种方法。