耕作措施对土壤水热特性和微生物生物量碳的影响

通过山西寿阳设置的8a田间定位试验,比较了全量秸秆还田、免耕覆盖和常规耕作3种耕作措施下土壤含水量、温度及土壤微生物生物量碳变化.结果表明:免耕覆盖与全量还田处理显著提高土壤含水量,与常规耕作相比表层土壤体积含水量在玉米苗期、拔节期、灌浆期和成熟期分别高出18％、22％、29％、21％和3％、10％、12％、13％,具有保水保墒的作用.在苗期不同耕作措施对土壤温度的影响达到显著水平,5 cm处免耕覆盖、全量还田与常规耕作处理土壤温度依次为:18.12、18.76和19.44℃,免耕覆盖和全量还田处理平均温度比常规耕作分别低1.32℃和0.69℃.土壤微生物量碳在整个生育期动态变化是首先迅速上升在玉米生育高峰期(拔节期)达到最高峰,然后开始下降,成熟期趋于平缓.免耕覆盖与全量还田处理下玉米各生育期土壤表层微生物量碳显著高于常规耕作,在苗期、拔节期、灌浆期和成熟期分别比常规耕作高出70％、40％、85％和30％和10％、20％、15％和15％.土壤微生物量碳与土壤温度和土壤含水量相关和极相关.     

玉米免耕技术气候适宜性评价

由于不同区域自然条件的差异,农业技术自身特点及对应用环境条件的要求,导致不同农业技术的应用效果存在较大差异和不确定性,对农业技术的适宜区域进行评价对农业技术推广具有重要意义。根据实地调研结果,应用Delphi法确定了农业技术气候适宜性评价的初始指标集,并利用粗糙集理论实现评价指标的筛选,根据模糊数学原理、最小因子定律和耐性定律建立了农业技术气候适宜性评价模型,并对中国玉米免耕技术进行气候适宜性评价。结果表明,决定免耕技术气候适宜性的核心气象因子为温度和降水,而评价免耕技术气候适宜性的关键指标为降水和玉米生育内≥10℃积温。在1981-2010年间,中国玉米免耕技术适宜区域主要包括：东北地区的黑龙江省和吉林省的中东部以及辽宁省,华北地区的河北省、山西省的南部,山东省、河南省、陕西省的中南部、长江中下游的平原与丘陵区、西南地区的重庆市、四川省、云南省、贵州省以及华南地区和海南省。     

地膜残留量对棉田土壤水分分布及棉花根系构型的影响

根系是获取水分和养分的重要器官,并通过根区环境的相互作用影响作物的生产效率,分析地膜残留量对土壤水分及根系构型的影响对认识、分析和评价残膜污染,发展残膜防控技术具有重要意义。该文通过2 a田间模拟试验,设置了0 (A)、225 (B)、450 (C)、675 (D)和900 kg/hm2(E) 5个地膜残留量处理,分析了地膜残留量对土壤水分分布及根系构型的影响。结果表明,残膜量对土壤水分,根系形态、产量及水分利用效率均有一定影响。根系生物量的80%～95%分布于0～30 cm的土层范围,该区域是土壤水分分布及棉花根系构型受地膜残留量影响较显著的区域。无残膜(0 kg/hm2)处理的土壤水分状况、根系构型显著优于高残膜量(900 kg/hm2)处理。随着残膜量的增加,生育期内0～50 cm土壤平均含水率逐渐降低,各土层出现不同程度的水分亏缺,并产生水分优势流或水分阻隔效益。残膜量的增加显著降低了根系生物量、根质量密度、根长密度、根表面积密度、根系体积和根系平均直径。残膜含量的增加显著降低了产量和水分利用效率。2 a数据表明,与A处理相比,E处理生育期土壤含水率平均降低了37.36%,根质量密度平均降低了70.73%,根长密度平均降低了61.35%、根表面积密度平均降低了216.50%、根系体积平均降低了47.39%、根系平均直径平均降低了82.65%。籽棉产量和水分利用效率平均降低了18.50%和13.69%。因此建议采取合理的棉田净土措施,降低残膜污染对土壤水分及根系构型的影响,有利于提升产量和水分利用效率。     

全生物降解膜田间降解特征及其对棉花产量影响

以广东上九公司提供的3种淀粉基全生物降解地膜为供试材料,在我国主要覆膜棉区的黄河流域棉区(河北成安)和西北内陆棉区(新疆石河子)进行田间试验评价。结果表明:由于配方以及外界环境条件的不同,3种降解膜的降解特性、增温保墒性能以及对棉花产量的影响存在区域的差异性。在河北试验点降解膜的降解速率要明显快于新疆试验点,3种供试降解膜的诱导期在河北试验点基本在30 d以内,而在新疆试验点则可以达到30~45 d左右,埋土180 d后河北试验点失重率已经达到50%~80%,而在新疆试验点最高仅为31.2%,3种降解膜降解速率比较表现为A>B>C膜。与普通膜和日本的全生物降解地膜相比,国内的3种供试地膜品种都表现为降解过快,影响其增温保墒性能。特别是覆盖A和B膜的土壤温度在河北试验点比普通膜平均低1~2℃,土壤水分低2%~3%,在新疆试验点土壤温度平均低2~3℃,土壤水分低3%~5%。从产量结果来看,与普通膜相比,国内供试的A和B膜在2个试验点都表现减产:在河北试验点减产5%左右;在新疆试验点减产幅度较大,达20%以上。供试C膜和日本降解膜表现为增产趋势,但与普通膜产量结果比较差异并不显著。     

降解地膜覆盖对土壤环境和旱地马铃薯生育的影响

为减轻农田白色污染,提高旱作区农作物水分利用效率,在内蒙古阴山北麓进行了地膜覆盖模拟试验。研究不同覆膜处理对土壤温度、水分和旱地马铃薯生长发育的影响。不同覆膜处理土壤温度无显著差异。2008与2009年降解膜C水分利用效率分别为73.25与63.05,均高于其他2种降解膜。从马铃薯生长发育来看,3种降解膜处理出苗率均显著高于普通膜,株高和叶片数降解膜处理要显著低于普通膜,商品薯产量和数量不同膜处理无显著差异。降解膜保温效果良好,但保水性能相对较差;多年生产实践表明当地农作物生长发育主要限制因子为水分,所以降解膜在该干旱区的推广还有待考虑。     

北方旱区免耕对农田生态系统固碳与碳平衡的影响

农田系统对大气CO2库呈碳汇还是碳源效应取决于土壤有机碳的固定和温室气体释放之间的平衡,而耕作措施会改变土壤有机碳含量和储量,影响农田系统的碳循环与碳平衡。该研究以北方旱区山西临汾20 a长期保护性耕作定位试验为基础,田间原位测定土壤呼吸和土壤有机碳含量,确定各类农业投入碳排放参数,利用碳足迹方法综合分析不同耕作措施(传统耕作CT和免耕NT)下农田生态系统碳平衡。结果表明:在化肥、机械等农业投入产生的间接碳排放量方面,化肥投入碳排放量约占系统农业总投入碳排放量的73.5%~77.4%,是农业投入中主要的碳源。由于免耕减少了翻耕、旋耕和秸秆移除3道程序,NT比CT少排放约5.1%,NT产量显著提高28.9%,且碳生产力大于CT。0~60 cm土壤有机碳储量NT(50.86 Mg/hm2)比CT(46.00 Mg/hm2)高10.5%。与CT相比,在小麦休闲期和生育期NT土壤呼吸CO2释放总量高于CT。但根据农田系统碳平衡公式分析得出,NT更有利于农田生态系统固碳,呈碳汇效应,而CT表现为碳源。因此,长期免耕耕作能够提高农田土壤固碳量,减少大气温室气体排放,对于改善北方旱区土壤碳库和减排效果是一个良好的选择。     

山西寿阳县旱作农业气候生产潜力研究

根据1967-1999年气象资料，依据布达哥夫斯基连乘原理，估算了寿阳县的光合生产潜力、光温生产潜力和光温水生产潜力，其多年平均值分别为19．3、12．9和4．9万kg／hm^2。4—9月作物生育期内气候生产潜力总值的逐年变化趋势为：光合、光温生产潜力呈总体减小变化，而光温水生产潜力总体减少趋势不明显；4—9月逐月气候生产潜力等值线图表明，20世纪90年代末光合、光温及光温水生产潜力均有不同程度的降低，1999年后的三种气候生产潜力保持继续减少的趋势。     

内蒙古呼和浩特地区近40年来气候变化特征分析

利用1961年至2001年呼和浩特地区的气象资料,分析了40 a来气温、降水、日照的变化特征,结果表明:呼和浩特地区的季节和年平均气温以及最低、最高气温均呈明显上升趋势,且季节温度升高率:冬季>夏季>秋季>春季;降水总体呈下降趋势,下降幅度不是很大,各年际之间呈跳跃性摆动;年平均日照时数总体呈下降趋势且下降幅度很大,各年际之间呈现周期性变化;年潜在蒸散量(ET0)总体呈升高趋势,但季节变化有较大差别。研究结果充分表明,呼和浩特地区气候正在趋于暖干化,日照时数变短,这对本区发展农牧业具有很大的消极作用。     

南疆棉田降解地膜应用及配套技术

正2017年新疆棉花种植面积占全国比重超过60%,地膜覆盖在棉花生产中已成为一项应用广泛的常规栽培技术。由于普通聚乙烯(PE)地膜降解难、回收难,其应用所带来的残膜污染呈现日益加重的趋势。大量的残膜造成耕地质量下降、棉花减产及次生环境污染等一系列问题。据新疆环境监测部门调查,新疆已成为我国最大的棉田地膜污染区。在当前崇尚绿色环保、改善生态环境的大背景     

我国农田地膜残留污染的解决之道在哪儿

《农用薄膜管理办法》的发布实施再一次引起了社会对农膜残留污染问题的关注,地膜覆盖技术何去何从,农膜污染应该如何防治,出路何在?为此农业农村部农膜污染防控重点实验室根据已有的研究结果,回应社会关切,探索提出有关解决农田地膜残留污染的解决方案.