近10余年来随着应用面积的迅速增加,地膜覆盖对中国北方旱作农田生产力可持续性的影响受到越来越多的关注。文章对地膜覆盖栽培技术增产效果作了简要评述,重点综述了近年来关于地膜覆盖对农田土壤有机碳平衡和氮循环过程影响的研究进展。地膜覆盖沟垄栽培技术有效减轻了旱作农业区水热条件不足对粮食生产造成的限制,从而对提高耕地生产力发挥了重要作用。对大量文献分析发现,地膜覆盖沟垄栽培技术的增产效果具有明显的地域性,在中国北方半干旱区范围内,水热限制越强烈的地区增产效应越明显。地膜覆盖对农田土壤有机碳平衡和氮循环影响的研究还比较薄弱。目前的研究结果表明,地膜覆盖促进土壤有机碳矿化但同时增加作物根系有机碳输入,初步...

【目的】明确旱地土壤有机碳矿化对地膜长期覆盖的响应及有机碳矿化的温度敏感性,进而深入理解土壤有机碳的转化与稳定机制,为旱地土壤培肥和作物增产提供理论支撑。【方法】在黄土高原东南部2012年开始的旱地小麦田间地膜覆盖试验的基础上,采集不同覆盖栽培模式(常规施肥(不覆膜)、测控施肥(不覆膜)、垄膜沟播(覆膜)、平膜穴播(覆膜))试验的0—20 cm土层土壤样品,采用不同温度(15、25和35℃)进行室内有机碳矿化培养实验。在培养后的第1、3、5、7、14、21、28、35和42天运用碱液吸收法测定土壤有机碳矿化速率,结合双库指数模型拟合土壤活性和惰性有机碳库的容量及其分解速率,研究地膜覆盖对土壤有机碳矿化特征的影响及有机碳矿化对温度变化的响应规律。【结果】温度升高显著提高了土壤有机碳矿化速率、累积矿化量和惰性有机碳库(Cs)的矿化量,但是显著降低了温度敏感性系数(Q_(10))和活化能(Ea)。25℃和35℃时土壤有机碳矿化速率和累积矿化量均无显著差异,分别为15℃时的2倍,Cs的矿化量分别较15℃时提高了93.4%和105.3%。但是Q_(10)(25-35℃)比Q_(10)(15-25℃)降低了19.3%,Ea(25-35℃)比Ea(15-25℃)同步降低了68.0%。地膜覆盖显著提高了土壤有机碳累积矿化量、Q_(10)、Ea以及Cs的矿化量。同常规施肥相比,垄膜沟播和平膜穴播均显著提高了土壤有机碳累积矿化量,增幅分别为26.5%—38.6%(25℃)和27.8%—64.4%(35℃),且以平膜穴播提升幅度最大;平膜穴播处理亦显著提高了Q_(10)和Ea,其中Q_(10)增幅分别为28.5%(15—25℃)和25.8%(25—35℃),Ea增幅分别为93.4%和193.1%;平膜穴播处理还显著提高了Cs的矿化量,增幅达115.8%—2 208.2%。【结论】黄土高原旱地麦田土壤上地膜覆盖加速了土壤有机碳矿化,尤其是平膜穴播,主要通过增加惰性有机碳库的矿化,进而显著提高了土壤有机碳累积矿化量及其温度敏感性。

【目的】分析干旱绿洲灌区玉米农田土壤碳排放特征及碳平衡对地膜覆盖方式及种植行距的响应,为评价区域典型农作制模式及其关键栽培技术的生态效益提供参考依据。【方法】田间试验于2013—2014年在甘肃河西绿洲灌区进行,共设4个处理:全膜覆盖等行距(50 cm)、全膜覆盖宽窄行(40 cm+80 cm)、半膜覆盖等行距(50 cm)和半膜覆盖宽窄行(40 cm+80 cm)。分析土壤呼吸速率季节变化特征及土壤碳排放量。计算土壤碳排放效率(CEE),并采用净生态系统生产力(NEP)评估农田碳平衡及其强度。【结果】土壤呼吸速率随玉米生育进程呈典型的单峰曲线。全膜覆盖均显著提高了玉米全生育期农田土壤碳排量,且玉米根呼吸碳排放量的贡献率在18.8%—77.2%,平均为49.1%。半膜覆盖宽窄行碳排放效率最高,达到2.65 kg·kg~(-1),分别较全膜覆盖等行距和全膜覆盖宽窄行处理高37.3%和26.2%。4种玉米种植模式中,半膜宽窄行模式净生态系统生产力最高,达到7 446.2kg C·hm~(-2),显著高于其他3种植模式。【结论】4种种植模式均表现为大气CO2的汇,半膜覆盖宽窄行种植模式碳排放量最低的同时碳汇效应最强。

　在年降水量415mm的黄土高原中部黄绵土和年降水量632mm的黄土高原南部红油土上,分别以春小麦和冬小麦为供试作物进行大田试验,研究地膜覆盖(春小麦设不覆膜、播种后覆膜30d、覆膜60d和全程覆膜4个水平;冬小麦设不覆膜、播种后覆膜75d、覆膜150d和全程覆膜4个水平)和施氮(春小麦设不施氮和每公顷施氮75kg2个水平;冬小麦设不施氮和每公顷施氮225kg2个水平)对土壤水分、温度、氮素有效性、土壤中CO2和N2O释放量的影响。结果表明,在2年的春小麦试验中,覆膜对2m深土层的贮水量基本没有影响,但能显著提高0～20cm土层的含水量;覆膜对5cm土层土壤温度的影响呈"U"型变化,即在作物生...

采用培养熏蒸-提取法测定了不同施肥处理和长期地膜覆盖条件下土壤微生物量碳和氮的含量。结果表明:长期不同施肥处理对土壤微生物量碳和氮产生显著影响。长期施有机肥和有机无机肥配合施用使土壤微生物量碳平均提高102.6%和60.1%,使土壤微生物量氮平均提高107%和41.2%;施氮肥处理则使土壤微生物量碳平均降低30.8%,使微生物量氮平均降低1.46%。地膜覆盖对土壤微生物量碳和氮影响不显著,不同施肥处理覆膜后变化趋势不同。其中,对照、N4及M4N2P1处理土壤微生物量碳覆膜后平均升高20.4%、44.6%和12.9%,土壤微生物量氮平均升高22.9%、12.7%和56.5%;而M4处理土壤微生物...

【目的】农田土壤水热特性是决定作物生长发育和资源利用效率的关键因素，研究前茬处理方式对后茬农田土壤水热特性的影响，为试区高效麦玉轮作模式耕作措施的优化提供依据。【方法】在甘肃河西绿洲灌区，通过田间试验，研究前茬小麦秸秆不同处理方式和耕作措施（２５ ｃｍ高茬收割立茬免耕—ＮＴＳＳ，２５ ｃｍ高茬等量秸秆覆盖免耕—ＮＴＳ，２５ ｃｍ高茬等量秸秆翻压—ＴＩＳ和传统低茬收割翻耕—ｃＴ）对后茬地膜覆盖栽培玉米农田土壤水热特性的影响。【结果】与ｃＴ相比，ＮＴＳＳ、ＮＴＳ可提高后茬地膜覆盖玉米农田０—１１０ ｃｍ土层播种至苗期、拔节至大喇叭口期、吐丝至开花期的平均土壤含水量，分别高５．０％—７．８％、４．４．．．

现代土壤肥料研究推动全球不同国家和地区建立了主要作物对氮、磷、钾等矿质养分需求量的推荐指标,这些量化指标成为科学施肥的基础,促进了农业实现增产、增收、增效和环境安全。土壤培肥是发展农业的基础。有机肥、绿肥、秸秆还田是培肥土壤的主要措施,尽管已有研究证实,过量施用有机肥料不仅造成人力、物力浪费,还会产生农田养分流失和环境污染。迄今为止,在国际范围,对农田培肥尚无量化推荐指标。近年由德国科学家建立并尝试采用的农田有机质平衡算法及推荐指标将可能打破这一僵局。本文择要介绍这一方法原理、应用范围和示例,以期为我国提供可资借鉴的经验。有机质平衡算法的科学基础是通过多点长期定位试验,获得作物和有机肥料的土壤有机质碳当量值,前者用以度量不同作物在其典型种植方式下,引起土壤有机质碳量变化的趋势,后者用于表征不同有机肥料施入土壤后产生的有机质量。通过有机质碳当量值,可以对作物在典型种植方式下引起土壤有机质的亏缺量或盈余量、秸秆还田或施用有机肥引起土壤有机质的增加量统一在一个量纲基准上进行分析和计算。该方法作为官方推荐方法,自2004年始在德国多个州和奥地利推广采用,既适用于综合农业,也适用于有机农业。在不允许使用矿质氮肥的有机农业上,该法兼作农田氮素养分管理方法。多点大田校验试验显示,采用此方法,农田土壤有机质供应水平从"低"提高至"平衡"等级时,产量增加幅度可达到50%—150%。有机质平衡算法作为专为农民研制的分区、分类、量化技术指标,延续德国为农民定制的其他技术指标风格,采用了五等级评价指标体系架构。五等级的各分级名、分级释义充分汇总各地长期试验和大量农户调查与验证结果,形成了全国统一的等级释义,保证了指标体系架构的稳定性,既便于各地农民记忆和长期推广,也便于与国家绿色农业补贴政策关联,是有机质平衡算法的前台指标。而与5个分级对应的农田有机质碳当量值范围、作物与肥料有机质碳当量作为支持前台指标的专业指标,允许各地农业科研机构根据本地条件,在保证前台指标释义不变前提下进行相应调整,从而保证了整个指标体系的可扩展性、科学性和实用性,促进了其在各地的广泛推广,切实提高了农民科学施肥与耕地保育技术水平,推动了农田精准化、标准化管理和农业面源污染管控效率,这一做法也值得我国借鉴。在中国应用这一方法的关键是研制适合各主要农区作物和有机肥料的有机质碳当量值。鉴于目前我国长期定位试验数量有限,可借鉴德国相关研究基础,采用长期与中、短期定位试验结合,大田定位试验与模拟试验、校验试验及农田定位调查相结合方式,边试验、边研制、边校验改进、边推广,逐步完善。

为探明黄土高原旱作丘陵区全生物降解渗水地膜覆盖对土壤水热状况和谷子产量的影响，于2021—2022年进行大田试验，设置渗水地膜（T1）、普通地膜（T2）、全生物降解渗水地膜（T3）3种不同类型地膜覆盖，以不覆膜（CK）为对照，测定不同类型地膜覆盖处理的谷子干物质积累量、产量及土壤含水率、土壤温度等指标，并对全生物降解渗水地膜降解情况和经济效益进行分析。结果表明：全生物降解渗水地膜（T3）30 d后开始出现降解，到150d地膜出现网状裂纹，大部分地膜破碎成小块，单位面积降解率平均为54.3%。覆膜处理下谷子全生育时期的土壤温度日变化均表现为先增高后降低的趋势，16:00时土温达到最高，10 cm土层处3种地膜处理较不覆盖处理升高0.5～8.0℃，20 cm土层处升高0.3～6.5℃，在气温较高时，T3处理的土壤温度较T2处理降低0.5～3.5℃。与不覆膜（CK）相比，各覆膜处理均可使耕层0—40 cm土层土壤含水率升高7.8%～38.1%。地膜覆盖能显著提升谷子拔节期、抽穗期、灌浆期地上部干物质积累量，T1、T2和T3处理相对于CK平均增幅分别为37.7%～91.2%、37.2%～92.1%和15.4%～56.6%。在产量方面，全生物降解渗水地膜处理（T3）2年籽粒产量、生物产量分别较CK增加35.4%～37.5%、30.8%～44.1%，净收入平均增加9 861.71元/hm2。从谷子生长、产量和水热动态及经济效益、生态效益等方面综合考虑，全生物降解渗水地膜可替代普通地膜应用到黄土高原旱作谷子生产中，且能有效缓解普通地膜造成的土壤环境污染问题。

在年降水量 4 15 mm的黄土高原中部黄绵土和年降水量 6 32 mm的黄土高原南部红油土上 ,分别以春小麦和冬小麦为供试作物进行大田试验 ,研究了地膜覆盖 (春小麦设不覆膜、播后覆膜 30 d、覆膜 6 0 d和全程覆膜 ;冬小麦设不覆膜、播后覆膜 75 d、覆膜 15 0 d和全程覆膜等 4个水平 )和施氮 (春小麦设不施氮和每公顷施氮75 kg,冬小麦设不施氮和每公顷施氮 2 2 5 kg2个水平 )对小麦产量和氮效率的影响。试验结果表明 ,覆膜对春小麦产量和吸氮量的效应因底墒、施氮、覆膜进程和生育期降雨量而异。在湿润年份 (1999年 ) ,无论施氮与否 ,在低底墒时 ,各种覆膜处理...

为研究不同地膜覆盖材料对旱区谷子的增产效果和机理,利用田间试验研究不同地膜覆盖(白色聚乙烯地膜(WP)、白色可降解地膜(WD)和黑色可降解地膜(BD))对土壤水温、谷子叶片和群体水分利用效率及产量构成的影响。结果表明:1)与对照(CK,露地)相比,各覆膜处理均使020cm土层土壤温度和土壤含水量显著提高,0100cm土层的蓄水保墒能力有所增加。其中WP处理的地温日较差最大,增温效应最明显,WD、BD处理依次减弱。WP处理的020cm土层保水效果最好。各覆膜处理均使谷子生育前期0100cm土层的蓄水保墒能力

【目的】研究地膜覆盖对西藏土壤性质及玉米生长和产量的影响效应,为提高玉米栽培效益提供科学依据。【方法】以西藏林芝为研究区,选择"正红211"为供试玉米品种,以未覆盖地膜为对照,采用田间试验研究地膜覆盖对土壤性质和玉米生长、产量的影响。【结果】与未覆盖地膜相比,地膜覆盖可以有效提高土壤温度和含水量,降低土壤体积质量,增加土壤孔隙度和土壤微生物数量,其中细菌、放线菌、固氮菌和真菌数量分别增加了28.0%,29.17%,118.68%和50.95%。地膜覆盖可有效促进土壤N、P、K的转化,土壤碱解氮、速效磷和速效钾含量明显提高,但有机质含量略有降低。地膜覆盖玉米生育进程提早,整个生育期缩短15d,实...

【目的】研究西北旱作区长期地膜覆盖农田添加不同量生物炭对土壤团聚体稳定性和有机碳含量的影响，为旱作覆膜农田地力提升、作物的可持续生产提供科学依据。【方法】在连续多年双垄沟覆膜农田基础上，采用裂区设计，主区为全膜双垄沟覆盖种植和传统平作不覆膜种植2个处理，副区为生物炭添加水平，分别为不添加（N）、低量添加（L):3 t·hm~(-2)、中量添加（M):6 t·hm~(-2)和高量添加（H):9 t·hm~(-2)。测定生物炭不同添加量对覆膜农田不同粒级土壤团聚体含量、团聚体稳定性、团聚体有机碳含量及玉米产量的影响。【结果】生物炭连续添加两年后，各覆膜处理能显著提高0—60 cm土层土壤大粒级（>0.25 mm）团聚体的机械稳定性（6.1%—8.7%）及水稳性团聚体的百分含量（15.9%—83.6%），玉米产量可显著（P0.25 mm粒级团聚体含量（MR_(0.25)）和湿筛>0.25 mm粒级团聚体含量（WR_(0.25)）分别平均提高6.8%和29.6%，且随生物炭添加量的增加增幅逐渐增大。此外，生物炭添加提高了覆膜农田土壤有机碳及团聚体有机碳含量，其中以高量添加（9 t·hm~(-2)）效果最好，分别提高13.9%和25.9%。玉米产量与生物炭添加量显著相关（λ=0.42,P

本文总结了冀中平原南皮试区棉花光解地膜覆盖栽培节水试验的结果。结果表明，光解地膜覆盖能显著地改善棉田土壤生态条件，提高经济学产量；现阶段，应用光敏降解地膜是防止农田生态环境“白色污染”的重要措施之一。

【目的】研究不同秸秆覆盖量免耕条件下不同剖面深度土壤的红外光谱特征,探讨免耕对土壤有机碳组成的影响及秸秆来源土壤有机碳在不同土层的分布特征。【方法】以吉林省梨树县黑土秸秆覆盖免耕长期定位试验区不同层次土壤为研究对象,对比分析无秸秆覆盖(CK)、33%秸秆覆盖、67%秸秆覆盖、100%秸秆覆盖4种处理土壤红外光谱特征。【结果】连续5年秸秆覆盖免耕种植后的土壤,红外光谱吸光值随着剖面层次的加深而降低;差减土壤矿物光谱后的谱图表明:0—5 cm土层土壤红外基团吸收明显增加,芳香碳、脂肪碳、烷基碳较之下层土壤具有明显的吸收峰。【结论】秸秆覆盖有利于有机碳在表层的累积,显著增加秸秆来源的芳香碳、脂肪碳及...

为探究不同地表覆盖措施对毛竹林样地土壤总有机碳、土壤活性有机碳、土壤酶活性以及土壤营养成分的影响,以浙江省台州市黄岩区覆盖1年翻耕、覆盖2年翻耕、覆盖2年未翻耕山地毛竹林地为研究对象,并选取毗邻自然生长的毛竹林为对照,采用野外样地调查以及室内实验分析的方法,对不同处理样地的050 cm内各土层土壤有机碳含量、土壤活性有机碳含量、土壤酶及土壤养分进行了比较分析,研究不同覆盖年限和耕作措施对土壤有机碳、活性有机碳、土壤酶及土壤养分的影响。研究结果阐明了覆盖经营改善毛竹林土壤质量的机理,同时为维持竹林可持续经营