The prospects of reduced tillage in tef (Eragrostis tef Zucca) in Gare Arera, West Shawa Zone of Oromiya, Ethiopia

Soils in Ethiopia are traditionally ploughed repeatedly with an oxen-drawn plough before sowing. The oxen ploughing system exposes the soil to erosion and is expensive for farmers without oxen. This study was undertaken to assess agronomic and economic impacts of alternative, reduced tillage methods. Field experiments were carried out on a Vertisol and a Nitisol for 2 years to study the effect of zero tillage, minimum tillage, conventional tillage, and broad bed furrows (BBF) on the yield of tef (Eragrostis tef Zucca). No significant differences in tef biomass and grain yields were observed between the treatments on both soils in the first year. In Nitisol in the second year, yield was lower in the zero tillage treatment as compared to the other treatments. No difference in yield was observed between single plough, conventional, and BBF. On Vertisol, the yields were higher in BBF as compared to the other treatments. The yields on Vertisol were 1368, 1520, 1560 and 1768 kg ha⁻¹ for the zero tillage, minimum tillage, conventional tillage and BBF treatments respectively. More than twice as much grass weed was observed on zero tillage treatment as compared to the BBF treatment on both soils. Zero tillage gave the lowest gross margin on both soils whereas BBF gave the highest gross margin. The gross margin on Nitisols for the zero tillage and BBF treatments were −108 and 1504 Birr/ha respectively and corresponding numbers for the Vertisol were 520 and 1924 Birr ha⁻¹. On Vertisol there were no significant difference in gross margin between minimum tillage and conventional tillage. Minimum tillage is an interesting option on Vertisols, particularly for female-headed households as it reduces the tillage cost. It may also improve overall productivity of the farming system because it allows partial replacement of oxen with cows and reduces soil erosion.     

坡耕地局部打破犁底层对水分入渗的影响

针对我国东北半干旱地区坡耕地的耕作层逐年变薄,结构坚硬、紧密的犁底层上移变厚,造成土壤透水、通气性极差,土壤径流、泥沙侵蚀严重,严重影响水分的入渗。利用同心环有压入渗试验及野外模拟降雨试验,研究了在垄作区田的坡耕地中,根据区田土垱之间打破犁底层范围的不同,来分析坡耕地的犁底层对水分入渗的影响。结果表明局部打破犁底层后水分稳定入渗率提高,产流时间延长,径流和泥沙明显减少。     

滨海废弃盐田复垦区土壤盐分和有机质的空间变异特征

为了揭示废弃盐田复垦区棉田土壤盐分和有机质的时空变化特征,该文利用棉花关键生长节点的土壤采样数据,采用经典统计学和地统计学相结合的方法,对土壤盐分和有机质的空间分布特征进行分析。结果表明:研究区不同时期不同深度的土壤含盐量和有机质含量变幅较大,二者的变异强度均为中等;随着时间的变化土壤含盐量和有机质含量均呈现下降的趋势,各层土壤含盐量与有机质含量相关性程度不高。研究区土壤含盐量与有机质含量均具有中等强度的空间自相关性。Kriging插值结果表明土壤有机质呈条带状分布,苗期和花期土壤有机质含量由西向东逐渐增加,花铃期土壤有机质含量以东北部含量最低,收获期有机质含量高值区主要集中在西北部和东南部。土壤含盐量的三维空间分布在不同时期不同深度具有相似性,其空间分布特征总体较为接近;苗期和花期土壤含盐量高值区出现在东南部方向;花铃期和收获期土壤含盐量空间分布比较散乱,呈斑块状分布。研究结果为莱州湾南岸盐田复垦区的盐渍土科学改良、合理利用及农业可持续发展提供技术支持。     

铧式犁犁体曲面研究现状与展望

犁耕作业是一种应用最为广泛的耕地方式,良好的犁体曲面不仅能使土壤达到理想的农艺作业要求,而且可以降低犁耕作业过程中的能量消耗,通过对犁体曲面的几何特征、性能参数、耕作过程和设计方法等方面进行阐述分析,总结基于犁耕作业过程中的土垡运动及受力的各类研究方法,分别从经验设计、几何形成线法、土迹线模拟法、基于犁耕工艺过程的犁体...     

基于离散元法的铧式犁仿真优化分析及试验

本文以减小犁体阻力,提升耕作效率为目的,基于EDEM以抛物线曲面犁体为基础展开研究,对犁体耕作过程进行仿真分析,观察土壤颗粒的扰动行为,对犁体不同的导曲线、铧刃角、安装角和工作速度对于犁体耕作阻力的影响展开分析,得出了较为理想的犁体参数;结果表明,相比较于抛物线曲面,椭圆曲面在相对稳定阶段时阻力大小为1 591.551 N,比抛物线曲面降低了4.4%,并且对于土壤抬升效果更加明显;对犁体的前进速度、铧刃角和安装角进行单因素分析,在安装角为25°时犁体阻力最小,随着前进速度和铧刃角增加,犁体阻力也随之增大,故在合适的范围内应选取较低的前进速度和铧刃角以降低犁体阻力。     

耕作层土壤养分含量的空间自相关分析——以秦安县郭嘉镇为例

为了探究土壤养分含量的空间分布特征,运用空间自相关理论,在Geo Da095i,Arcgis等软件的基础上,以甘肃省秦安县郭嘉镇为例,采用Moran,I统计量研究了土壤主要养分元素含量在三种不同权重矩阵下的空间自相关程度以及空间分布规律。结果表明:秦安县郭嘉镇耕作层土壤中各主要养分空间分布并非随机状态,而是存在一定的空间自相关特性;全域型空间自相关的研究表明,rook权重下秦安县郭嘉镇耕作层土壤中有机质、全氮、全磷、全钾、有效磷和速效钾含量的Moran's I指数分别为0.3088、0.0024、-0.0522、-0.2220、0.2678和0.2264,表明有机质、全氮、有效磷和速效钾的含量在空间分布上呈现空间正相关,而全磷和全钾的含量在空间分布上呈现空间负相关;局域空间自相关结合Moran散点图和LISA聚集图的分析结果揭示出郭嘉镇各行政村养分元素含量分布的空间分布规律,可以直观地得到各养分元素含量分布的"高—高"、"低—低"聚集区和"低—高"、"高—低"孤立区的具体位置,其中有机质、全氮、有效磷和速效钾都在空间分布上出现"高-高"聚集区和"低-低"聚集区,而全磷的含量只有"低-低"聚集区,全钾的含量在空间分布上较为分散,没有明显的聚集区。     

“蒸发悖论”现象在吉林省地区的表现

利用吉林省有效的45个气象站1963—2012年的气象资料,分析50年吉林省20 cm口径蒸发皿蒸发量的变化趋势,结合温度变化,着重分析"蒸发悖论"在吉林省的时空分布规律。结果表明:50年来吉林省蒸发皿蒸发量呈显著下降趋势,其中春季的下降速率和下降的幅度最大,而夏、秋、冬三个季节中虽然存在小幅上升的变化趋势,但是并不显著。50年来吉林省整体上存在"蒸发悖论"。地理上,吉林省存在"蒸发悖论"现象气象站的数量呈自西向东逐步增加的分布形式,但悖论在长白山山区极少出现。不同年代际中,吉林省存在悖论的站点数量也不同,80年代最多,其后依次为00年代、70年代,90年代最少。从季节来看,春季全省存在悖论,其他三季悖论现象则以中部长春地区为中心,夏、秋两季向东部地区扩展,冬季向中部地区收缩。     

利用小蒸发皿观测资料确定参考作物蒸散量方法研究

参考作物蒸散量是土壤－植被－大气系统水分能量平衡模型的重要参数,如何准确获得将直接影响模型应用和最终模拟预测精度。该文利用分布于黄土高原地区65个气象站1971～2000年的气象资料,以FAO推荐的Penman-Monteith方法确定的参考作物蒸散量为标准,提出了根据平均相对湿度与风速为变量确定由20 cm小蒸发皿观测的水面蒸发量计算参考作物蒸散量的系数Kp。结果表明：由蒸发皿观测值计算的3 d或更长尺度的ET₀与Penman-Monteith方法计算的ET₀结果一致性很高,在对Kp方程系数进行适当的地域性调整后,由蒸发皿观测值和Kp确定的ET₀与Penman-Monteith方法确定的ET₀结果一致,从而认为在黄土高原地区参考作物蒸散量计算可以应用20 cm蒸发皿系数法。     

轻小型平移式喷灌机低压末端喷头改进设计与试验

为解决轻小型平移式喷灌机末端喷头低压工况下喷洒射程小、水流破碎不充分以及组合喷洒均匀度低等问题,该研究以Nelson R55型旋转折射式喷头为原型,基于二级破碎、面槽分流、旋转射流和非全圆限制喷洒的工作原理,设计出系列化旋转折射式末端喷头,采用Creo建模与激光快速成型、实测试验、模型计算以及多目标综合评价等方法,完成喷头的实体制作、水力性能测试与评价,确定出喷头最优设计参数。研究结果表明：1）通过调节喷盘曲面与沟槽的分流比可对近远端水量分布进行调控,且以均匀集中的曲面-沟槽分布调控效果为优;2）半圆形与V形流道截面设计相比,射程增幅42.84%~66.03%,峰值喷灌强度降幅36.88%~62.17%;3）优选出\