深松对玉米产量和养分吸收的影响

为了研究深松对我国玉米主产区产量、养分吸收利用以及土壤养分分布的影响,于2011—2014年在我国东北、华北以及西北地区的9个试验站进行深松改土与常规旋耕对比的联网试验。结果表明,相比于传统耕作,3个区域深松均表现出了增产趋势,产量增加的中值为5.8%,其中,东北和西北区域的增产幅度高于华北区域,而东北区域秋季深松增产的变异低于春季深松。相比于常规旋耕,深松对玉米植株地上部氮和磷的吸收有显著的促进作用,在东北、西北和华北区域深松处理的地上部吸氮量和吸磷量均有所增加,中值分别为24%,5%和10%以及17%,8%和19%。深松处理增加了东北和西北区域土壤表层(0—15cm)和亚表层(15—25cm)的有效磷含量,而在华北区域没有趋势性变化。     

不同深松模式对玉米生长和土壤水分的影响

为探讨深松耕作在半干旱地区气候条件下对玉米生长的影响,以玉米品种先玉335为试验材料,研究了4种不同方式深松模式对耕层土壤水分状况、物理性状和玉米发育及产量的影响。结果表明:在苗期春季行间深松对蓄积降水效果不明显,可改善土壤物理性状,促进生长发育;夏季行间深松40cm与对照平作产量差异不显著,夏季深松效果好于春季深松,夏季深松40和30cm对产量影响不显著。     

机械深松营造"土壤水库"工程技术在兰州地区的推广研究

旱作区耕地的“犁底层”已成为农业耕作的一大障碍。介绍了机械深松营造“土壤水库”工程技术及推广研究中采用的方法和主要技术措施;综述了在兰州地区推广应用情况及对比试验结果;并分析探讨机械深松营造“土壤水库”工程技术的增产机理。经过分析认为,该技术是旱作区农业增效农民增收的有效途径,推广前景十分广阔。     

休闲期深松蓄水适期播种对旱地小麦产量的影响

【目的】解决黄土高原旱地麦区多数年份只能等雨晚播种导致产量降低等生产实际问题,研究休闲期深松蓄水和适期播种对旱地小麦产量及其构成因素的影响,以提高自然降水利用效率,构建合理群体结构,实现高产、高效。【方法】于2012—2014年度在山西省闻喜县邱家岭开展大田试验研究,以休闲期深松和当地传统耕作(对照)为主区,以9月20日(早播,T_1)、10月1日(适期播种,T_2)、10月10日(晚播,T_3)3个播期为副区,研究休闲期深松蓄水对旱地小麦产量形成的影响及播期的调节效应。【结果】休闲期深松较对照,两试验年度播种期3 m内土壤水分分别提高59—71 mm、34—52 mm;冬前分蘖数、各生育时期植株干物质量显著提高,两试验年度分别提高穗数8%—18%、8%—15%,产量19%—36%、17%—22%,水分利用效率6%—21%、10%—12%。休闲期深松条件下,越冬至孕穗期土壤蓄水量以适期播种处理最高;冬前群体分蘖数、开花前植株干物质量以适期播种处理最高,但与早播处理差异不显著;开花后植株干物质量以晚播处理最高,但与适期播种处理差异不显著;穗数、穗粒数、产量和水分利用效率均以适期播种处理最高,且与其他处理差异显著,而千粒重随播期推迟而增加。传统耕作条件下,降水少的年份(2012—2013年度)越冬至孕穗期土壤蓄水量以早播处理最高,穗数、穗粒数、产量也均以早播处理最高。此外,3个播期休闲期深松处理,穗数、穗粒数、成熟期植株干物质量、产量与开花前各土层土壤蓄水量相关性较开花后显著,且与开花前深层土壤水分相关性极显著。休闲期深松配套适期播种,播种期土壤水分每增加1 mm,两试验年度增产分别达17 kg·hm~(-2)、23 kg·hm~(-2)。【结论】休闲期深松有利于蓄积休闲期降雨,提高底墒;且休闲期深松蓄水条件下,采用早播和适期播种处理均有利于形成冬前壮苗,但最终以适期播种处理穗数、产量和水分利用效率最高。总之,旱地小麦休闲期采用深松蓄水前提下,10月1日播种可优化产量结构,实现高产与高效。     

深松和秸秆覆盖条件下紫色土坡耕地水分养分流失特征

旨在明确深松和秸秆覆盖2种措施在紫色土坡耕地中的水分养分流失特征规律,利用径流小区,结合平作、垄作、深松、完整秸秆覆盖和粉碎秸秆覆盖措施共设置9个试验处理,开展了2年的田间试验,对产量、地表径流、壤中流以及径流中的养分流失进行了测定。结果表明:(1)与平作相比,深松可显著增加壤中流量和壤中流中的总氮浓度,增加39.6%的总径流,以及85%的总氮量流失,同时还会降低玉米产量。(2)秸秆覆盖降低地表径流,增加壤中流量和壤中流中的总氮浓度,总径流增加6.4%,总氮量流失增加9.4%,秸秆覆盖对产量无显著影响。(3)粉碎秸秆覆盖的地表径流总氮浓度比完整秸秆覆盖处理低43.2%,2种覆盖方式在地表径流、壤中流及壤中流总氮损失上无显著差异。(4)深松+垄作处理养分流失量在所有处理中最高,产量最低,不适合在紫色土坡耕地应用。本研究阐明了深松和秸秆覆盖在紫色土坡耕地上相对新型的2种耕作措施在紫色土坡耕地上的产量效应和水土养分流失特征,为该措施在紫色土坡耕地利用的可行性评价提供了很好的参考。     

长期保护性耕作对丛枝菌根真菌多样性的影响

为了明确我国北方干旱地区长期保护性耕作以及深松对丛枝菌根真菌(AMF)多样性的影响,笔者于2014年在山西省临汾市连续22年实施保护性耕作的长期定位试验基地,针对免耕覆盖(NTS)、深松免耕覆盖(SNTS)及传统耕作(TT)3种处理方式,进行了不同耕作条件下土壤AMF物种丰度、孢子密度、Shannon多样性指数以及AMF侵染率等因素的比较研究。结果显示,长期保护性耕作(NTS和SNTS)共分离鉴定出AMF 7属9种,其中根孢囊霉属(Rhizophagus)和斗管囊霉属(Funneliformis)各2种,球囊霉属(Glomus)、近明球囊霉属(Claroideoglomus)、无梗囊霉属(Acaulospora)、硬囊霉属(Sclerocystis)和隔球囊霉属(Septoglomus)各1种;而传统耕作(TT)共分离鉴定出AMF 6属8种,没有检测到无梗囊霉属。NTS、SNTS和TT处理在不同土层的AMF优势种基本一致,0~40 cm土层为摩西斗管囊霉(Fu.mosseae)和变形球囊霉(G.versiforme),40~80 cm土层为摩西斗管囊霉、变形球囊霉和聚丛根孢囊霉(Rh.aggregatum),80~120 cm土层为聚丛根孢囊霉,120 cm土层以下只有NTS和SNTS处理中存在聚丛根孢囊霉,说明保护性耕作措施促进了AMF向土壤深层发展。NTS和SNTS处理在同一土层的AMF物种丰度、孢子密度和Shannon多样性指数均高于TT处理,SNTS处理高于NTS处理。同一耕作措施不同土层的AMF物种丰度、孢子密度和Shannon多样性指数均随土层加深而逐渐降低;NTS和SNTS处理在小麦各生育期的丛枝侵染率和孢子密度均高于TT处理;各处理在小麦拔节期的AMF侵染率最高,分别为14.9%、16.1%和10.6%,而在收获期的土壤孢子密度最高,分别为111.7个·(100g)~(-1)、125.0个·(100g)~(-1)和90.3个·(100g)~(-1)。研究认为,长期免耕覆盖、尤其深松免耕覆盖,提高了AMF多样性。该研究结果可为中国北方旱作农田生态系统中AMF自然潜力的充分发挥,以及保护性耕作技术的合理应用提供科学依据。     

干旱地区深松灭茬镇压联合整地机的研究与试验

为解决干旱地区现有保护型整地机功能单一、进地次数、镇压效果差等问题,设计一种深松、灭茬、镇压联合作业机。对深松铲与土壤的接触力学分析,设计弹簧缓冲装置,并对圆盘灭茬刀进行力学分析与试验。运用ANSYS模拟镇压辊与土壤接触过程,设计防粘土装置,对整机稳定性进行分析计算。田间试验结果表明:该机深松深度为(489.3±8.6)mm,深松稳定性94.6%,能完全打破犁底层;当机车前进速度为1.4m/s时,圆盘转速为500r/min,根茬粉碎率90.3%,碎土率89.3%,土地平整度30.8mm,整地效果较好。该机各项指标能够较好的满足设计要求。     

黄淮海平原地区深松和灌水次数对冬小麦- 夏玉米节水增产的影响

目的 研究黄淮海平原地区冬小麦-夏玉米不同深松时机交互不同灌水次数对作物产量及水分生产效率的影响,为优化黄淮海地区土壤耕作方式提供理论依据。方法 采用土壤耕作方式与灌水次数相结合的方法,设置秋深松+冬小麦2水（QS-2）、秋深松+冬小麦3水（QS-3）、夏深松+冬小麦2水（XS-2）、夏深松+冬小麦3水（XS-3）、对照（CK）共5个处理,研究深松与灌水次数对冬小麦-夏玉米一年两熟农田土壤物理性质、植株生长发育、产量、总产出值及水分生产效率等的影响。结果 深松和灌水次数对土壤容重、土壤紧实度、土壤储水量、总产出值、水分生产效率均有不同程度显著影响。与对照相比,QS-2、XS-2、XS-3处理均显著降低深松后第1年土壤耕层（0—40 cm）及深松后第2年0—20 cm土层的土壤容重;深松各处理均显著降低第1年土壤紧实度,对第2年土壤紧实度影响效果不明显;秋深松后第2年QS-2处理的冬小麦整个生育期平均土壤储水量较CK显著增加18.14%,QS-3处理次之,夏深松后第2年XS-2、XS-3处理分别较CK显著提高24.7%、25.6%;秋深松能显著提高当季冬小麦生长发育,QS-2、QS-3处理地上生物量分别较CK增加了19.29%、27.06%,第2年QS-2和QS-3处理地上生物量较CK均有所提高,差异不显著,秋深松对第2年冬小麦生长发育影响效果减弱,夏深松第2年XS-2和XS-3处理的叶面积和地上生物量均较对照显著提高,夏深松能显著促进后茬冬小麦生长发育;QS-2处理对2年冬小麦-夏玉米总产出值和水分生产效率均显著提高,第1年总产出值和水分生产效率分别较CK提高27.21%、23.51%,第2年分别提高19.54%、18.84%,夏深松显著提高第2年冬小麦-夏玉米总产出值及水分生产效率,XS-2处理分别提高18.50%、17.65%,XS-3处理分别提高19.57%、15.35%。结论 黄淮海平原冬小麦-夏玉米连作采用冬小麦播前秋深松耕作方式,冬小麦全生育期灌水2次,有利于降低农田土壤容重、降低土壤紧实度、提高土壤储水效果、显著提高深松周期内冬小麦-夏玉米总产出值及水分生产效率。建议在黄淮海平原地区平水年和丰水年（夏玉米季降雨充沛）,冬小麦-夏玉米种植区采用秋深松+冬小麦灌2水耕作模式,实现高产与高效。     

不同降水年型黄土旱塬冬小麦免耕与深松轮耕蓄墒增收效应

目的 为旱区不同降水年型冬小麦蓄墒增产耕作方式的选择提供科学依据。方法 于2007—2018年在陕西黄土旱塬实施免耕与深松轮耕长期定位试验,设置免耕/免耕/深松（NNS）、免耕/深松（NS）和连续免耕（N）3种耕作处理,分析不同降水年型轮耕模式下冬小麦休闲期和生育期蓄墒效果及ET、WUE、产量和经济效益。结果 降水年型对冬小麦休闲期及生育期土壤蓄墒、ET、WUE、产量和经济效益影响显著。丰水年型较干旱和平水年型分别提高冬小麦休闲期（23.9%和31.9%）和生育期（6.5%和16.6%）0—200 cm土层土壤蓄墒量,并在冬小麦水分急剧消耗的拔节期至灌浆期,分别增加耗水量1倍和3倍以上,且较干旱和平水年型WUE分别提高21.1%和16.3%,增产70.0%和25.8%,增效2倍和1/2倍以上。干旱、丰水和平水年型分别以免耕/深松（NS）（106.1 mm）、连续免耕（N）（192.0 mm）和连续免耕（N）（91.5 mm）处理休闲期0—200 cm土壤蓄墒量最高;生育期0—100 cm土壤蓄墒效果受降雨和冬小麦生长发育影响波动较大,但120—200 cm深层土壤蓄水量基本呈“先增后减”的稳定变化趋势,并以免耕和深松轮耕措施蓄墒效果较好;免耕/免耕/深松（NNS）处理在干旱和丰水年型WUE及增产增效优势显著,在平水年型,连续免耕（N）处理产量和经济效益最高,分别为4 297 kg·hm ^-2和4 773元/hm ²。受深松作业及其频次影响,免耕/免耕/深松（NNS）和免耕/深松（NS）轮耕处理分别增加生产成本172和227元/hm ²,但生产投入的高低并非是影响经济效益的关键因素。较免耕/深松（NS）处理,免耕/免耕/深松（NNS）能以较少的深松频次节省生产成本,以较高的籽粒产量实现经济效益的最大化,具有减耗节水、提高冬小麦WUE和节本增效的优势,并在多数试验年份下保持节水减耗、经济高效的生产正效应,更具生产普适性。结论 从可持续农业生产及绿色低耗高效的发展目标综合分析,推荐免耕/免耕/深松（NNS）轮耕措施为黄土旱区冬小麦蓄墒增产增收的最适耕作方式。     

履带自走式果园气爆深松施肥机研制

针对现有果园人工施肥作业劳动强度大、效率低,以及机械开沟、挖穴施肥作业翻动土壤破坏土层结构和损伤果树根系的问题,该文结合新疆及中国北方干旱区果园土壤深松和深位施肥的要求,研制了一种履带自走式果园气爆深松施肥机,解决了坚硬土层快速打穴、定量取肥排肥、高压气爆深松施肥等关键技术难题。该机采用全液压驱动履带行走方式,主要由打穴注肥装置、定量加肥装置、气爆发生装置等关键部件组成,可一次完成果树根部土层定点打穴、气爆松土和定量深位施肥等多道工序。为提高作业效率和施肥效果,以单次作业时间和肥料扩散半径为评价指标,以打穴深度、施肥插杆内径、气爆压力为影响因素,进行了二次旋转正交组合试验,通过Design-ExpertV8.0.6.1软件,建立了评价指标与各影响因素的数学回归模型,分析了显著因素对评价指标的影响,优化试验参数,确定最优参数组合为:打穴深度600 mm、施肥插杆内径30 mm、气爆压力0.6 MPa。田间验证试验结果表明:在优化参数组合下,单次作业时间为22.1 s,肥料扩散半径为413.6 mm。试验样机经新疆维吾尔自治区农牧业机械产品质量监督管理站检测,各项检测指标均达到了样机设计的技术要求。该研究成果可为果园气爆深松施肥机产品研发与改进提供技术支撑。