为了探讨保护性耕作节水、增产潜力及其在黑河流域的适应性,设计20 cm留茬(NS20)、20 cm留茬压倒(NPS20)、40 cm留茬(NS40)、40 cm留茬压倒(NPS40)和传统耕作(CT)5个处理,研究了保护性耕作对黑河流域农田土壤含水量、产量和水分利用效率(WUE)的影响。结果表明:相对传统耕作,保护性耕作增加了土壤贮水量:在2003年和2004年休闲期结束后,NPS40、NS40、NS20和NPS20表层0～30 cm土壤贮水量较CT分别增加30.22%、27.29%、20.92%、13.64%和48.32%、38.90%、29.85%、23.28%;2004、2005两年播种...

以黑河流域灌区不同保护性耕作作为研究对象,研究保护性耕作农田土壤微生物量的季节变化及剖面分布规律,探讨保护性耕作农田土壤有机质、土壤水分和土壤微生物生物量碳、土壤微生物生物量氮的变化规律,分析影响土壤微生物量的因素。结果表明,保护性耕作明显提高农田土壤有机质、微生物量C和微生物量N含量,且均表现为自上层到下层显著递减的规律。黑河流域农田土壤微生物生物量碳含量平均值为158.06 mg/kg,变幅为35.04～414.34 mg/kg,随季节变化表现为播种期>休闲期>收获期,土壤微生物生物量氮含量平均值为24.73 mg/kg,变幅为9.47～82.87 mg/kg。土壤微生物生物量氮随季节变化...

研究在保护性耕作条件下不同的覆盖模式对农田土壤风蚀损失量的防治效果,并确定其最佳覆盖模式。结果表明:保护性耕作与传统耕作相比,地表粗糙度大,表层含水率高,不同的覆盖模式可以不同程度的减小土壤的风蚀损失量,损失量由大到小依次为:传统耕作>留茬5cm不覆盖>浅松秸秆覆盖>留茬5cm条带覆盖>压实秸秆覆盖>留茬5cm全覆盖,其中,留茬5cm不覆盖的风蚀量仅次于传统耕作,其风蚀量对比传统耕作降低了30.8%,可见,保护性耕作对减小土壤风蚀量的重要性,留茬5cm全覆盖的抗风蚀效果最佳。

在2年初步试验的基础上，通过对山西寿阳县年雨量、气温与蒸散量的分析，建立了保护性耕作土壤水分模型及其相关子模型。用此模型能预测特定地区作物各生长阶段的土壤含水量、任意年的降水量、任一天的平均气温和年蒸散量与径流量。试验验证结果表明，此模型能较好地反映各种耕作处理下土壤水分的变化情况。

为探讨辽南地区雨养春玉米种植适宜的土壤耕作与秸秆还田模式,于20112014年进行了为期4年的田间小区试验,研究了3种耕作措施(普通旋耕20cm、隔年深松和隔年深翻30cm)与3种秸秆还田方式(无秸秆还田、秸秆隔年还田和秸秆连年还田)相结合,连续进行4年后对土壤水分特征及春玉米水分利用效率的影响。结果表明:不同处理对土壤蓄水能力和水分利用效率的提高作用,总体上以秸秆连年还田>秸秆隔年还田>无秸秆还田,深翻>深松>普通旋耕,且深翻与秸秆连年还田相结合效果显著。与普通旋耕无秸秆还田处理(P)相比,深翻+秸秆连

【目的】探究黄土高原旱作农田粮草轮作系统长期保护性耕作对土壤碳含量、碳转化酶活性的影响，为旱作农田土壤固碳和农业可持续发展提供科学依据。【方法】基于甘肃庆阳草地农业生态系统国家野外科学观测研究站开展的长期保护性耕作试验（开始于2001年），分析传统耕作（T）、免耕（NT）、传统耕作+秸秆覆盖（TS）、免耕+秸秆覆盖（NTS）对玉米-冬小麦-饲用大豆粮草轮作系统玉米收获季不同土层（0—5、5—10、10—20 cm）土壤有机碳（SOC）、微生物量碳（MBC）含量、β-葡萄糖苷酶（βG）、纤维二糖水解酶（CBH）、β-木糖苷酶（βX）活性的影响。【结果】（1）保护性耕作措施可显著增加SOC、MBC含量，其中0—5 cm土层提升效果最显著。与传统耕作相比，秸秆覆盖使SOC和MBC含量分别升高19.1%和39.9%，免耕使SOC和MBC含量分别升高15.1%和34.3%。（2）保护性耕作措施显著提高了土壤碳转化酶活性，表现为βG>CBH>βX活性，对保护性耕作措施最敏感的酶是CBH。相比传统耕作，秸秆覆盖使0—5和5—20 cm土层βG、CBH、βX活性分别增加20.3%、37.6%、41.1%和-7.6%、99.9%、3.5%；免耕使0—5和5—20 cm土层βG、CBH、βX活性分别增加12.5%、31.0%、26.1%和-21.1%、22.1%、-12.1%。结构方程结果表明，土壤碳转化酶活性的变化主要受粮草轮作系统内土壤全氮含量的影响。（3）秸秆覆盖可直接影响土壤碳的积累，也可通过改变土壤全氮含量而间接影响土壤碳转化酶活性；免耕措施未显著影响土壤环境，导致土壤碳含量及碳转化酶活性无显著变化。【结论】黄土高原旱作农田粮草轮作系统中，土壤碳的积累主要受到秸秆覆盖的直接效应，而碳转化酶活性主要通过对系统内土壤全氮的间接作用而变化，其中，免耕+秸秆覆盖是提高土壤碳含量和酶活性的最有效措施。β-葡萄糖苷酶是参与土壤碳转化的主要酶。

在江苏省苏州市稻麦两熟高产农田进行了5年的田间定位试验,分析了保护性耕作对土壤不同层次总有机碳、活性有机碳含量的短期影响,计算了各处理的土壤碳库管理指数。结果表明:与常规耕作相比,少免耕、常规耕作+秸秆还田、少免耕+秸秆还田处理显著提高0~5、5~10 cm土层土壤总有机碳、活性有机碳含量及土壤碳库管理指数,常规耕作+秸秆还田处理还有利于提高10~20 cm土层土壤总有机碳、活性有机碳含量及土壤碳库管理指数,但保护性耕作对20~30 cm土层土壤碳库特性无显著影响。相关分析显示,短期内少免耕主要是通过增加土壤总有机碳含量提高土壤碳库管理指数,而常规耕作+秸秆还田、少免耕+秸秆还田主要是通过增加...

土壤碳循环在全球气候变暖上具有重要的作用,也越来越受到人们的关注。保护性耕作具有减少土壤侵蚀、提高秸秆利用效率和增加土壤有机质等特点,对土壤碳汇效应具有重要的影响。国内外在保护性耕作上对土壤碳循环等方面取得了丰硕的成果。随着保护性耕作碳循环方面研究的深入,人们对保护性耕作的农田碳效应及其机制的认识也越来越深入。本文对国内外保护性耕作对农田碳效应的影响进行了比较客观详尽的阐述,并再此基础上提出了未来本领域的研究重点,以期对中国开展相关的研究提供借鉴。

【目的】研究渭北旱塬免耕和传统耕作条件下不同覆盖方式对春玉米产量和水分利用效率的影响,为渭北旱塬春玉米的高产栽培提供参考。【方法】在渭北旱塬以春玉米"沈单10号"为供试材料,以传统耕作不覆盖为对照,研究了传统耕作+秸秆覆盖、传统耕作+地膜覆盖、传统耕作+秸秆地膜双覆盖、免耕不覆盖、免耕+秸秆覆盖、免耕+地膜覆盖、免耕+秸秆地膜双覆盖时春玉米产量和水分利用效率的变化。【结果】免耕秸秆地膜双覆盖对春玉米的农艺性状有明显改善作用,与传统耕作不覆盖相比,其株高增长19.82%,穗位高增长47.55%;免耕和覆盖均可提高春玉米的产量,其中免耕秸秆地膜双覆盖的产量最高,达9 219kg/hm2,比传统耕作...

以保护性耕作长期定位试验为研究对象,比较分析了华北平原保护性耕作与传统耕作冬小麦田土壤水分的动态变化、作物耗水量、水分利用效率及作物产量。结果表明:免耕冬小麦田0~180 cm土壤含水量高于翻耕,随土层深度的加深含水量之间差异减少。土体0~30 cm贮水量呈波浪状变化,其中免耕具有很好的蓄水保墒作用;耕作处理之间0~180 cm的土体贮水量虽无显著差异,但免耕处理土体贮水量高于翻耕,秸秆还田高于无秸秆处理。秸秆直立免耕(ZT1)处理作物耗水量最少,分别比翻耕(CT),翻耕+秸秆还田(CTR),旋耕+秸秆还田(RTR),秸秆粉碎免耕(ZT2)少消耗3.8,39.6,55.8,61.8 mm的水分...

根据多年农田试验和定位观测的结果,在分析旱塬农田土壤水分曲线特征的基础上,从耕层土壤和深层土壤两个层次研究了覆盖耕作对农田土壤水分有效性的影响,包括有效水含量、速动易效水与缓动易效水。结果表明:免耕覆盖量10500kg/hm2的处理耕层土壤总有效水含量最高,免耕覆盖量7500kg/hm2的处理次之,常规耕作最低;深层土壤有效水量的变化趋势也随秸秆覆盖量的增加而增加,常规耕作和免耕无覆盖差异不大,免耕覆盖量10500kg/hm2比常规耕作高34.5mm;耕层和深层土壤速动易效水与缓动易效水整体上均随秸秆覆盖量增加而增加,速动易效水较缓动易效水含量低。

【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。

为探究东北水热资源限制下春玉米农田保护性耕作的合理推广，本研究基于44篇已发表文献中的2 705对数据，应用Meta分析方法比较4种保护性耕作（秸秆覆盖SM、免耕NT、免耕+秸秆覆盖NM和深松SN）与传统耕作CK下东北春玉米农田土壤温度和土壤含水量的差异，并探讨不同因素对其影响程度。结果表明：保护性耕作对生长季内的玉米农田有增湿降温的效应，土壤含水量提升5.93%和土壤温度降低2.93%；土壤含水量增加效应由大到小依次为SM>NM>SN>NT；土壤温度在SM、NT下显著降温，NM、SN显著增温，但NM增温幅度仅为0.006%。保护性耕作下土壤含水量和土壤温度在各亚组间均无显著性差异；部分亚组内土壤含水量有显著性差异，显著性依次为：土壤质地>土层深度>生育期>年均气温>年降雨量>秸秆覆盖量，土壤温度仅在秸秆覆盖量亚组内有显著性差异。此外，覆盖（3 000,6 000]kg/hm~2秸秆时，蓄水保墒效果最佳。综上，在年均气温[0,10]℃的东北春玉米可种植区实施4种保护性耕作均有显著的增湿降温效应。

以7年不同耕作的定位试验为研究对象,研究了深松、旋耕、免耕等保护性耕作对关中塿土小麦-玉米轮作条件下土壤结构体分布以及结构体中有机碳和全氮含量、储量的影响。结果表明,与传统耕作相比,深松、旋耕、免耕以及秸秆还田+传统耕作均提高了>5 mm粒级结构体的含量。随着土壤结构体粒径的增大,结构体有机碳含量逐渐减小,有机碳含量在5 mm结构体中平均含量为9.57 g/kg。在>0.25 mm的各粒级结构体中,全氮含量也随着结构体粒径的增加而减小。深松和旋耕处理较免耕和传统耕作更有利于结构体中有机碳、氮含量的增加;深松和旋耕比较,深松更有利于<2...

【目的】研究太湖地区气象因子对旱作农田土壤水分的影响程度,厘定影响农田土壤水分的主要气象因子,为气候变化背景下农田水分管理提供科学依据。【方法】提取野外试验研究平台的旱作物生长季监测数据(逐日气象资料和土壤水分资料),采用相关分析、逐步回归分析和通径分析等方法进行统计分析,计算直接通径系数和间接通径系数、决策系数。【结果】(1)供试实验基地农田土壤水分与日降水量、日蒸发量、日照时长、平均风速及日最大空气湿度等因子分布呈极显著正相关和负相关(相关系数分别为0.648、-0.566、-0.454、-0.331及0.371),但与日最高气温不显著相关;(2)通径分析表明,气象因子对旱作农田土壤水分的...