以渭北旱塬9 a(2007—2016年)的不同耕作定位试验为对象,研究了在秸秆还田条件下3种连年单一耕作即翻耕(CC)、免耕(NN)、深松(SS)和3种轮耕措施即免耕-深松(NS)、深松-翻耕(SC)、翻耕-免耕(CN)对农田土壤固碳速率(CSE)、碳库管理指数(CPMI)、小麦产量和秸秆还田后表观腐殖化系数的影响。结果表明:以翻耕(CC)作为参照土样,免耕提高了0～10 cm表层土壤的固碳速率、有机碳(SOC)及其易氧化组分(EOC)的含量,并增加了表层(0～10 cm)土壤的碳库管理指数(CPMI),在>10 cm土层SOC、EOC含量虽有所减少,但提高了有机碳的稳定系数(KOS);深松则提高了表层和35～50 cm土层的SOC、EOC含量、CSE及CPMI,并增加了0～10 cm、35～50 cm土层的EOC/SOC值和10～20 cm土层的KOS;轮耕处理各土层的CSE、SOC和EOC含量均有所增加,且增加了0～10 cm、35～50 cm土层的EOC/SOC值,其中NS和CN轮耕处理各层CPMI都有所增加。深松、免耕和轮耕处理提高了小麦产量和小麦秸秆量,其中NS处理增加幅度最大,分别为14.3%(籽粒)和12.9%(秸秆);进行9 a小麦秸秆还田,免耕、深松和轮耕措施提高了还田秸秆的表观腐殖化系数,其中NS处理的表观腐殖化系数显著高于翻耕处理。

【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...

针对南方稻田长期免耕存在的主要问题,本研究选择湖南省双季稻区连续7年免耕稻田,进行了不同耕作措施对土壤的总有机碳、活性有机碳的变化情况及其对土壤碳库影响的研究,以期为建立合理的轮耕周期提供理论依据。结果表明:0~20 cm平均总有机碳和活性有机碳含量均为旋耕>连续免耕>翻耕。与连续免耕相比,旋耕有利于提高土壤活性有机碳含量(比连续免耕提高了5.08%),翻耕则会促进土壤活性有机碳分解(比连续免耕降低了2.73%)。晚稻收获时0~20 cm平均碳库管理指数也表现为旋耕>连续免耕>翻耕,其中翻耕使碳库管理指数整体上显著降低(比连续免耕降低了21.7%);旋耕略有提高(比连续免耕提高了3.9%),但...

【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(25.8);欠水年型NT处理土壤蓄墒率最高(29.1),平水年型CT处理土壤蓄墒率最低(25.0)。(2)降水年型、耕作方式及其互作均显著影响冬小麦产量和水分利用效率(WUE),其中耕作方式是冬小麦产量(kg·hm~(-2))和WUE(kg·hm~(-2)·mm~(-1))变化的主导因素。冬小麦产量表现为丰水年型(4985)>欠水年型(3984);NT(4522)>ST(4468)>CT(4465);丰水年型NT处理产量最高(5033),欠水年型ST处理最低(3957);冬小麦WUE表现为丰水年型(15.4)>欠水年型(14.9);NT(16.2)>ST(15.4)>CT(14.0);丰水年型NT处理WUE最高(16.5),欠水年型CT处理最低(13.9)。(3)降水年型、耕作方式及其互作均显著影响春玉米产量和水分利用效率(WUE),其中降水年型是春玉米产量(kg·hm~(-2))和WUE(kg·hm~(-2)·mm~(-1))变化的主导因素。春玉米产量表现为丰水年型(7677)>欠水年型(6999)>平水年型(5887);NT(6900)>ST(6879)>CT(6785);丰水年型ST处理产量最高(8003),平水年型ST处理最低(5723);春玉米WUE表现为丰水年型(18.7)>欠水年型(17.5)>平水年型(14.8);NT(17.8)>ST(17.0)>CT(16.2);丰水年型ST处理WUE最高(19.3),平水年型CT处理最低(13.9)。(4)在冬小麦-休闲-春玉米轮作周期中,耕作方式显著影响作物产量和WUE。其中NT处理多年平均产量和WUE分别较CT处理提高1.6%和9.5%,ST处理多年平均产量和WUE分别较CT处理提高1.2%和3.9%。【结论】综合各降水年型下土壤水分与作物产量得出,保护性耕作可以相对高效地实现保水增产目的,其中以免耕处理蓄水与增产效应最佳。从旱作农田高产高效及长期可持续发展的角度综合考虑,推荐免耕作为黄土高原地区实现蓄水保墒及增产增收目的的耕作方式。

应用甘肃农业大学定西旱农综合试验站的2001—2008年长期定位实验数据对DNDC模型进行验证,4个处理的相对误差均小于±10%,均方根误差在6.41%~12.96%之间,模型模拟值与实测值表现出较强的一致性,证明DNDC在模拟预测该地区土壤有机碳储量上是可行的。对定位试验的4个处理的长期(100 a)模拟表明,免耕覆盖秸秆(NTS)和传统耕作+秸秆还田(TS)能够较大幅度地提高土壤有机碳含量,其土壤有机碳含量分别较初始值增加了74.76%和71.13%,免耕(NT)处理下土壤有机碳含量增加了39.18%,趋势较为平缓。而传统耕作不覆盖(T)处理下土壤有机碳呈下降趋势,较初始值减少了35.54...

【目的】采用耕作指数(TI)定量评价了耕作措施对双季稻田土壤质量的影响,旨在为选择合理的土壤耕作措施提供依据。【方法】试验始于2005年,在湖南省宁乡县设免耕(NT)、旋耕(RT)和翻耕(CT)3个处理,测定了2007、2008年水稻收获期0—20 cm土层有机质(SOM)、土壤容重(BD)、全氮(TN)及pH等理化性状指标,利用目的线性回归模型计算TI。【结果】有机质含量和土壤容重对双季稻田土壤质量影响显著,水稻产量与土壤有机质含量显著正相关(R2=0.45),与土壤容重显著负相关(R2=0.67);可通过测定有机质含量和土壤容重计算得到TI,TI=0.40 SOM'+0.60 BD',且与...

为了探索耕作措施和秸秆还田对麦田土壤碳氮水的动态变化的影响，在田间定位试验的基础上，通过深耕（Ｔ１）、深耕＋秸秆还田（Ｔ２）、浅耕（Ｔ３）、浅耕＋秸秆还田（Ｔ４）４种不同耕作方式处理，对麦田碳储量、土壤含水量、全氮含量以及作物水氮利用效率的变化进行了研究。结果表明，秸秆还田在不同时期对土壤碳储量有一定的影响，与播前土壤有机碳储量相比，０～２０ ｃｍ土层各处理在越冬期有较高的有机碳储量，２０～４０ ｃｍ土层则于拔节期有机碳储量达到最大值，４０～６０ ｃｍ土层除Ｔ１处理，其他处理皆为拔节期最大。综合来看，在整个生育期有机碳储量均表现为秸秆还田处理大于秸秆不还田处理。深耕处理提高了小麦生育前期的土壤．．．

【目的】阐明长期免耕及覆盖措施对渭北旱塬农田土壤团聚体结构和有机碳含量的影响，探索改善区域土壤的适宜耕作措施。【方法】在连续16年的黑垆土田间定位试验中选择传统耕作（CT）、免耕无覆盖（NT）、免耕+秸秆覆盖（NS）、免耕+地膜覆盖（NP）、免耕+秸秆覆盖+地膜覆盖（NSP）等共5种田间管理措施，于2019年10月春玉米收获期采集0—40cm土层土样，测定容重、团聚体粒级分布及有机碳含量。【结果】（1）免耕及覆盖措施（NT、NP、NS和NSP）影响了黑垆土容重和团聚体粒级分布。免耕及覆盖措施均提高了耕层（0—20 cm）土壤容重，其中0—10 cm土层容重提高7.1%—17.8%，犁底层容重和孔隙度变化与耕层相反。耕层大团聚体比例显著提高、微团聚体比例显著降低，促进耕层微团聚体向大团聚体的转化。各粒级团聚体重量百分比在耕层（0—20 cm）分布为：较大团聚体（0.25—2 mm）>大团聚体（>2 mm）>微团聚体（0.053—0.25 mm）>粉黏粒组分（0.25 mm团聚体有机碳为主，犁底层以粉黏粒组分和较大团聚体有机碳为主。【结论】长期免耕及覆盖措施促进耕层微团聚体向大团聚体转化。与传统耕作相比，免耕和地膜覆盖均降低了耕层各粒级团聚体有机碳含量。而免耕覆盖（NS、NP和NSP）比免耕无覆盖（NT）均增加了各粒级团聚体有机碳含量。免耕结合秸秆覆盖（NS）显著改善土壤容重且对各粒级团聚体有机碳含量提升幅度最大，是最佳处理。

为解决冷凉区旱地玉米生产中存在的干旱缺水、低温冷凉和土壤肥力下降等问题,于2011—2014年采用裂区设计,在山西省旱作节水农业示范基地——阳曲县河村,设置4种不同耕作覆盖处理,研究旱地玉米不同耕作覆盖处理的土壤水、肥、热及产量效应,结果表明:1)秋深耕+秸秆还田较春旋耕+无秸秆还田明显提高苗期5 cm日平均地温和日最低平均地温,3年平均分别提高1.1和1.3℃。覆膜处理3年平均较不覆膜处理增加苗期5 cm日平均地温和日最低平均地温1.7和1.2℃;2)秋深耕+秸秆还田苗期0～10 cm土壤含水量较春旋耕+无秸秆还田平均增加1.9个百分点。3)玉米苗期秋深耕+秸秆还田0～12.5 cm土壤紧实度平均为春旋耕+无秸秆还田的3.0倍,从15.0 cm开始2个处理土壤紧实度基本一致。4)连续3年耕作覆盖处理后,秋深耕+秸秆还田土壤肥力明显得到改善,其中0～20 cm土壤有机质含量、土壤全磷和全钾都较春旋耕+无秸秆还田有显著(P<0.01)增加,增幅分别为5.8%、6.4%和6.1%,覆膜土壤全氮含量显著高于不覆膜,增幅为8.6%。5)秋深耕+秸秆还田有显著(P<0.01)增产作用,4年平均增加经济产量12.2%,4年覆膜处理较不覆膜处理经济产量平均增加25.3%。所有处理中,秋深耕+秸秆还田+覆膜产量最高。6)覆膜处理中,秋深耕+秸秆还田WUE平均较春旋耕+无秸秆还田增加5.4%;而不覆膜处理中,秋深耕+秸秆还田WUE平均较春旋耕+无秸秆还田增加12.0%。因此,目前适宜该区域的蓄水保墒、增温稳温、培肥地力和高产高效的土壤耕作覆盖措施为秋深耕+秸秆还田+覆膜。

　利用人工模拟降雨试验,研究了不同耕作管理措施对坡耕地降雨入渗的影响,并采用有限差分法对入渗过程进行了数值模拟。结果表明,土壤入渗速率的计算值与实测值吻合较好,且耕作管理措施可明显增加坡面土壤的水分入渗,在相同入渗时间情况下,土壤稳渗速率大小排序为等高耕作>人工掏挖>人工锄耕>直线坡,在中小坡度和中小雨强条件下,这种特征表现更为显著。

利用田间试验研究了不同耕作施肥措施对四川水早轮作土壤小麦缺锰的影响。结果表明,在缺锰条件下喷施锰肥、深耕均显著减轻小麦缺锰症状、改善小麦锰营养,从而提高籽粒产量;秸秆覆盖和猪粪对小麦缺锰症状影响相对较小,小麦产量略高于对照或与对照持平。各处理的整体效果依次为:喷施锰肥>深耕>稻秸覆盖>猪粪和对照。以上结果说明,水早轮作土壤上小麦缺锰与根系不能有效利用底层土壤中的有效锰有关。因此,促进小麦根系下扎及其利用底层土壤有效锰的能力将是避免水早轮作田小麦缺锰的重要途径。不同基因型小麦比较,耐缺锰基因型3317的缺锰症状较轻,植株地上部锰累积量高,而锰敏感基因型川麦22则正好相反,表明3317较强的吸收和...

【目的】开展不同耕作措施下土壤孔隙结构研究,为土地合理耕作及耕地水土保持提供参考。【方法】以广西甘蔗地为研究对象,在常规耕作和三年免耕条件下,利用CT(Computed tomography)扫描技术,通过相关插件计算获得甘蔗地土壤孔隙数量、孔隙体积和表面积,土壤弯曲度、孔隙连通性和水力半径等孔隙结构,并进行三维重建和可视化。【结果】耕作区的孔隙面密度大于免耕作区;耕作区的孔隙度均值(1.069%)和孔隙数均值(1194个)都小于免耕区的孔隙度均值(1.195%)和孔隙数均值(1519个);由弯曲度和连通

以东北冷凉风沙区普遍采用的玉米垄作保护性耕作方式为研究对象,通过定点试验(2004～2007年),研究不同保护性耕作措施对玉米耕层土壤肥力水平的影响。研究结果表明:不同保护性耕作措施下的土壤微生物数量均大于传统耕作(CK),其中留茬覆盖(B2)>留茬(B1)>灭茬(B3)。灭茬方式(B3)的土壤脲酶活性最高,留茬覆盖(B2)处理前期土壤脲酶活性较低,但后期增长迅速。留茬覆盖(B2)措施对土壤碱性磷酸酶活性的影响最显著。不同保护性耕作措施土壤有机质含量均高于传统耕作(CK),其中留茬覆盖(B2)比对照高1.58%,但差异不显著。同一种保护性耕作措施下土壤有机质含量都表现出随覆盖年限的延长而提高的...

【目的】研究不同施肥和覆盖栽培模式对渭北旱塬旱地冬小麦产量和水分利用的影响。【方法】通过田间试验,研究测土推荐施氮、顶凌追肥、垄覆沟播、秸秆还田覆盖等措施对冬小麦产量、生物量、收获指数、水分利用效率及土壤水分周年变化的影响。【结果】旱地早春追肥使冬小麦增产6%—14%,水分利用效率提高7%—10%,达到12.2—13.6 kg.hm-2.mm-1;"减氮+垄覆沟播"增产达15%—41%,水分利用率提高10%—30%,达到12.2—16.5 kg.hm-2.mm-1。主要原因是,通过测土优化氮肥用量,采用基肥﹕追肥(3﹕1)方式,并与起垄覆膜栽培措施相结合可促进冬小麦利用深层土壤水分,提高冬小麦...