不同耕作方式对红壤旱地土壤理化性状及玉米产量的影响

通过田间试验,研究了免耕(T1)、翻耕(T2)、免耕+秸秆覆盖(T3)、翻耕+秸秆覆盖(T4)、翻耕+秸秆深埋(T5)5种耕作方式下土壤理化状况及玉米(Zea mays L)产量.结果表明,使用了秸秆的耕作方式(T3、T4、T5)有利于改良土壤的理化性状、提高玉米产量;翻耕与免耕相比,翻耕能改良土壤物理性状、提高土壤有机质和氮素含量、提高玉米产量,但翻耕土壤中有效磷和速效钾的含量比免耕土壤中低.T5对降低耕层土壤容重、增加土壤孔隙度、提高土壤含水量、改善土壤结构、提高有机质和氮素含量及提高玉米产量有最好的效果;T3对提高耕层土壤有效磷和速效钾含量最明显,对改善土壤结构也表现出较好的效果.因此,丘陵区红壤早地采用翻耕+秸秆深埋的耕作方式,对改良土壤理化性状,提高经济效益有重要意义.     

赤红壤贮水量变化过程的聚类分析研究

根据长期定位观测资料．用多元数据分析的有序样本分类中的最优分割法对南亚热带地带性土壤──赤红壤的土壤水分贮水量的变化过程进行聚类分析并进行土壤水分的季节划分，结果表明．赤红壤贮水量最高贮量出现在3～7月，最低出现在1～2月和10～12月，而8～9月为干湿交替变化的过渡阶段．     

麦季稻秆还田方式对后续稻季CH4排放的影响

通过田间试验研究了麦季4种稻秆还田方式（不还田、表面覆盖、均匀混施和原位焚烧）对后续稻季CH4排放的影响,以探讨稻．麦轮作系统中秸秆还田对稻田温室气体排放的后续效应。试验于2007年小麦播种期将4．8t·hm^-2水稻秸秆分别以不同方式还田（不还田处理除外）,利用静态箱／气相色谱法对2008年后续稻季CH4排放进行观测。结果表明,不同麦季稻秆还田方式显著影响后续稻季的CH4排放。与不施稻秆处理相比,表面覆盖和均匀混施处理后续稻季CH4排放量增加了75％和40％,且CH4排放量差异主要体现在水稻生长前期（0．60d）;原位焚烧处理CH4排放量与稻秆不还田处理相比无显著差异（P〉0．05）;与不施稻秆处理相比,均匀混施处理显著增加稻季开始前土壤全C质量分数6％和全N质量分数12％（P〈0．05）;各处理水稻（Oryza sativa L．）产量无显著差异（P〉0．05）;稻秆麦季均匀混施与表面覆盖相比能在一定程度上抑制后续稻季CH4排放．同时避免了秸秆焚烧导致的C、N、P等元素的大量损失,是较为合理的麦季稻秆还田方式。     

固氮植物篱改善退化坡耕地土壤养分状况的效果

在四川宁南县坡地农业实验站对固氮植物篱在坡耕地上防治水土流失和改良土壤的效果进行了长期定位研究．结果表明等高固氮植物篱在防治土壤养分退化方面效果明显：与传统顺坡种植（ＣＫ） 相比,在坡耕地上培植新银合欢（Ｌｅｕｃａｅｎａｌｅｕｃｏｃｅｐｈａｌａ） 等高植物篱和山毛豆（Ｔｅｐｈｒｏｓｉａ ｃａｎｄｉｄａ）等高植物篱,正常耕作３～６ ａ 后,作物带土壤全氮可增加８０％ ～１３０％ ,有机质增加２０％ ～４０％ ,有效钾和阳离子交换量等养分均有不同程度增加．由于肥力状况改善,等高植物篱处理的农作物产量也明显高于ＣＫ．     

土地利用方式和施肥管理对黑土物理性质的影响

为了探讨东北黑土区土壤水分的调控能力及其影响因素以及土壤水分对降水和不同植被覆盖的响应,以海伦农田生态系统国家野外科学观测研究站内的长期定位试验为基础,利用中子水分仪测定土壤体积含水量,研究裸地、休闲地以及包括单施有机肥、化肥+秸秆还田、单施化肥和不施肥4种处理的农田耕层土壤物理性质和土壤水分动态.结果表明:与休闲地相比,农田土壤容重增加7.47％,而孔隙度、饱和含水量和田间持水量均呈降低趋势,分别下降2.59、6.04和1.90百分点;肥料的施入尤其是施用有机肥和秸秆还田能够改善土壤物理性质;裸地土壤物理性质最差.由于植被耗水量较大,农田和休闲地土壤剖面年平均体积含水量显著低于裸地,施用化肥和秸秆还田可显著降低农田土壤剖面年平均体积含水量.各处理土壤剖面水分变异系数均随土壤深度的增加(0～70 cm深处)而呈先减小后增加趋势.由于植被生长的耗水作用,休闲地和农田土壤水分变化比裸地强烈,秸秆还田加剧了农田土壤水分的变异.土壤储水量的动态变化与降水量之间存在明显相关性,不同土地利用方式和施肥管理对浅层土壤储水量的影响较大,但随着土壤深度的增加,各处理对土壤储水量的影响越来越不明显.     

南方高产茶园土壤养分特性

本文对南方高产获园土壤养分特性进行研究．结果表明，高产茶园土壤表层碱解Ｎ１００．３ｍｇ／ｋｇ、全Ｎ１．３８ｇ／ｋｇ．有机质３１．０ｇ／ｋｇ，均按丰富；茶叶产量与上壤碱解Ｎ呈显著正相关．由于重施磷肥，磷素在土壤中趋于积累．土壤表层全磷含量比相应的荒地土壤平均高０．４７ｇ／ｋｇ．由于少施钾肥．老茶园土壤比荒地土壤全钾含量明显下降，下降率最高达３０．２５％，平均达２５．６０％．高产茶园土壤具有独特的熟化层（２０－４０ｃｍ）．红壤茶园土壤肥力最高，赤红壤和砖红壤茶园相近．根据研究结果，建议采用‘控氮、降磷、增钾”的施肥原则．     

黄土高原丘陵沟壑区农业生态系统碳循环模拟研究

利用甘肃农业大学定西旱农综合试验站的2001—2008年长期定位试验数据对DNDC模型进行了验证,结果表明：模型可以用于安定区县域尺度农田土壤有机碳储量及其变化的模拟。模拟不同处理间碳的循环结果显示,秸秆还田或覆盖可提高作物秸秆与根系残留的外源碳携入量,也能提高土壤异氧呼吸对内源碳的消耗。利用DNDC模型以及区域气象、土壤和作物资料,对该区域表层（0～20 cm）农田土壤碳循环进行模拟研究的结果表明,2008年农田土壤（面积为1.2×109 m2）表层（0～20 cm）有机碳总储量为2.8×109 kg,平均土壤有机碳密度为2.33 kg.m-2。通过对该区域农田土壤模拟不同碳投入的情景,分析预测2008年至2037年土壤有机碳储量,得出增加有机肥能够显著增加土壤有机碳的积累,其次为免耕同时增加秸秆还田率50%,而单独实施这两种措施,土壤有机碳的积累速度较慢。     

华北地区几种冬闲覆盖作物碳氮蓄积及其对土壤理化性质的影响

充分利用华北地区冬季空闲耕地及光热资源,以冬闲耕地为对照,研究二月兰（Orychophragmus violaceus）、毛苕（Vicia uillosa Roth.）、黑麦草（Secale cereale L.）、草木樨（Melilotus officinalis）、紫花苜蓿（Medicago satiua L.）5种不同冬闲覆盖作物地上部、地下部以及总碳、氮的蓄积量及其对土壤理化性质的影响。结果表明：5种覆盖作物总干物质质量在4.6-8.82 t.hm-2之间,是冬闲田干物质质量的1.6-3.1倍。5种覆盖作物全碳蓄积量在1.80-3.14 t.hm-2之间,是冬闲田碳蓄积量的1.9-3.3倍。与对照相比,各覆盖处理均明显提高氮素蓄积,尤以苜蓿最佳,达到了202.8 kg.hm-2,差异显著。试验选择5种肥覆盖均可提高土壤有机质质量分数（0.90-2.86 g.kg）;黑麦草覆盖可明显降低土壤容重（0.08 g.cm3）;毛苕和苜蓿栽培均可显著降低土壤pH,但同时土壤盐分有所增加;二月兰和黑麦草栽培在提高土壤水分含量方面表现最好。     

雷州半岛桉林-砖红壤水分动态变化特征研究

根据定位观测数据,对雷州半岛浅海沉积物发育的桉林地砖红壤水分状况及其动态变化进行了初步探讨.结果表明,受水分蒸发量大等因素的影响,0～100 cm土层月均贮水量较低;主要受降雨分布的影响,土壤水分呈明显的季节性变化特征且季节性干旱时间较长,8～     

陇东黄土旱塬区几种作物田间耗水量及土壤水分亏缺分异特征

基于陇东黄土干旱塬区轮作及复种模式田间试验土壤水分观测资料，对轮作种植下几种作物的农田耗水量、土壤贮水利用程度及土壤水分亏缺分异规律及数量特征进行了比较分析．主要结论是：在完全雨养农业生产条件下，降水年型、作物播期和生育期及作物耗水特性不同是引起作物田间耗水量、土壤贮水利用程度及土壤水分亏缺分异的主要原因；秋播冬小麦田间耗水对播前土壤贮水表现了较大的依赖性，而播前土壤贮水对春播玉米、马铃薯和谷子生长耗水的补偿效应相对较小；秋播与春播作物在农田土壤贮水利用程度及土壤水分亏缺状况方面的差异也很明显，这表现在无论干旱年还是丰雨年．秋播冬小麦对土壤贮水的利用程度显著高于春播玉米、马铃薯和谷子，而其生育期土壤水分亏缺状况则比春播玉米、马铃薯和谷子严重得多，尽管春播各作物间也存在着一定的差异．     

The combination of subsoil and the incorporation of corn stover affect physicochemical properties of soil and corn yield in semi-arid China

ABSTRACT

The main objective of this study was to investigate the effects of combining subsoil and incorporation of corn stover on soil profile, soil physicochemical properties, and corn yield. A five-year field trial was conducted that consisted of two treatments arranged in a completely random design and replicated three times. Two soil management operations were tested: subsoil + corn stover incorporation (plow construction [PC] treatment) and conventional rotary tillage (control check [CK] treatment). Compared with rotary tillage, it was found that combining subsoil and corn stover incorporation significantly affected corn grain yield in all seasons. Further, combining subsoil and corn stover incorporation significantly increased the thickness of the plow layer, quantity of plow layer soil, thickness of the plow pan and soil bulk density, as well as soil organic matter, available nitrogen, available phosphorus, and available potassium. Evidence indicates that reconstructing the soil plow layer through combination of subsoil and corn stover incorporation improved soil structure, nutrient content, and corn yield. It is of interest that farmers are now applying subsoil and returning crop straw instead of solely relying on rotary tillage.     

Modeling water and soil quality environmental impacts associated with bioenergy crop production and biomass removal in the Midwest USA

The removal of corn stover or production of herbaceous crops such as switchgrass (Panicum virgatum) or big bluestem (Andropogon gerardii) as feedstocks for bioenergy purposes has been shown to have significant benefits from an energy and climate change perspective. There is potential, however, to adversely impact water and soil quality, especially in the United States Corn Belt where stover removal predominantly occurs and possibly in other areas with herbaceous energy crops depending upon a number of geo-climatic and economic factors. The overall goal of this research was to provide a thorough and mechanistic understanding of the relationship between stover and herbaceous crop production management practices and resulting range of impacts on soil and water quality, with a focus on eastern Iowa, USA. Comparisons of the production of herbaceous bioenergy crops to continuous corn (Zea mays L.) and corn-soybean (Glycine max L.) rotations on five different soils representative of the region were performed. Indices for total nutrient (nitrogen and phosphorus) loss to surface water and groundwater, total soil loss due to water and wind erosion, and cumulative soil carbon loss were derived to assess long-term sustainability. The Agricultural Policy/Environmental eXtender (APEX) agroecosystem model was used to quantify the sustainability indices and to generate sufficient data to provide a greater understanding of variables that affect water and soil quality than previously possible. The results clearly show the superiority of herbaceous crop production from a soil and water quality perspective. They also show, however, that compared to traditional cropping systems (e.g., corn-soybean rotations with conventional tillage), soil and water quality degradation can be reduced under certain conditions at the same time stover is removed.     

保护性耕作对潮土结构特性的影响

研究不同保护性耕作措施对潮土结构特性的影响,探求不同秸秆还田方式下土壤结构的变化规律.以河北省石家庄市栾城县长期定位试验为研究基础,采用了传统翻耕、翻耕秸秆还田、旋耕秸秆还田、免耕覆盖还田、免耕立秆还田和免耕粉碎还田6种处理,分别对不同耕层的土壤容重、有机碳含量、团聚体及有机无机复合体进行了测定,对比分析了不同保护性耕作对潮土结构特性的影响.结果表明:免耕覆盖还田的土壤容重值最低;干筛情况下,免耕秸秆覆盖还田的MWD值显著高于其它处理30.4%～47.4%,而湿筛情况下,免耕立秆还田与粉碎还田MWD值高于其它处理;立秆还田的土壤分散系数最低,而粉碎还田的分散系数比其它处理高20.48%～330.93%;翻耕处理的原土复合量、原土复合度分别高于免耕处理10.82%～21.62%、8.97%～20.97%.不同秸秆还田方式对土壤结构稳定性的影响有很大差异:覆盖还田能改善田间土壤结构;立秆还田能提高微团聚体的稳定性;粉碎还田通过增加土壤有机碳含量而增加水稳性大团聚体的含量.     

保护性耕作对土壤养分及有机碳库的影响

以稻草覆盖免耕方式稻田冬种马铃薯(Solanum tuberosum L.)为例,研究了保护性耕作对土壤养分以及有机碳库的影响.结果表明:保护性耕作能显著增加表层土层的养分含量,土壤氮素含量比传统耕作增加0.81%～7.24%,磷素含量增加14.95%～19.21%,钾素含量增加0.57%～15.40%,且全氮、全磷、全钾含量与传统耕作之间均达到了极显著差异水平,除碱解氮含量与传统耕作之间差异不显著外,速效磷与速效钾含量与传统耕作之间达到了显著差异水平与极显著差异水平;保护性耕作能增加土壤总有机碳与活性有机碳含量,提高土壤碳库管理指数,0～10 cm土层土壤的碳库管理指数分别比传统耕作高出9.10%、13.95%,10～20 cm土层则比传统耕作略低.因此保护性耕作能使土壤朝着有利于土壤质量提高的方向发展.两个保护性耕作处理:免耕稻草覆盖(8 cm)、免耕覆盖稻草(8 cm)后盖黑色地膜之间差异不大.     

秸秆还田对土壤有机碳结构的影响

秸秆还田既可以缓解土壤污染问题又可以增加土壤养分及改善土壤结构从而提高土壤质量。研究秸秆还田后土壤有机碳结构的变化对了解碳周转规律、促进农业管理和生产以及环境可持续发展具有重要意义。选取3种性质差异较大的土壤,分别为红壤、褐土及黑土。实验分为对照处理和添加质量分数为5%的水稻秸秆的秸秆处理。土壤在温室条件下培养24个月,每4个月取样一次,测定土壤中总有机碳含量及采用碳1s X射线吸收光谱测定土壤有机碳分子结构及各类型有机碳含量。实验结果显示,(1)黑土中总有机碳含量最高,达29.5-32.5 g·kg^-1,是红壤的4.7-6.4倍,褐土的3.9-4.9倍。加入秸秆后,红壤、褐土及黑土中有机碳含量较对照分别显著增加124%-196%、60%-110%和21%-28%。(2)3种土壤的对照中,有机碳主要以脂肪碳、羧基碳和烷氧碳存在。这3部分有机碳占总有机碳的百分比在红壤、褐土和黑土中分别为69.1%-86.6、79.6%-88.5%和87.3%-90.3%。加入秸秆后,3种土壤中有机碳类型依旧是上述3种有机碳占主导。(3)秸秆处理使红壤和黑土中有机碳疏水性增强,提高土壤团聚体稳定性,对改善土壤结构起促进作用。(4)秸秆加入后,红壤和褐土中发生正激发效应,这两种土壤中有机碳结构简单、稳定性减弱;黑土中发生负激发效应,其中有机碳结构趋于复杂,稳定性增强。     

不同养分和水分管理模式对土壤生态环境影响

室内盆栽培养下 ,通过对土壤pH、Eh、有机质、Fe形态、容重和结构等主要理化性质指标的测定和分析 ,比较和研究了不同养分和水分管理模式对土壤生态环境的影响。结果表明 ,在连续淹水下 ,施用有机肥料 ,特别是厩肥 ,降低了土壤Eh ,加剧了土壤的还原状态 ,同时也使土壤无定型态铁氧化物含量上升 ,对改善土壤物理环境效果也明显削弱 ;在干湿交替下 ,有机无机肥料配施不但可提高土壤有机质 ,而且可明显改善土壤氧化还原状况和物理特性     

稻草覆盖对红壤旱地棉田土壤肥力和生物学性状的影响

通过对棉田进行不同量的稻草覆盖,研究了不同稻草覆盖量对土壤的化学性状和生物学性状的影响。结果表明：稻草覆盖不但能改善土壤的化学性状,增加土壤微生物,同时能增强土壤酶活性。棉花种植前和收获后相比,稻草覆盖能够明显增加土壤有机质、全氮、全磷、全钾和速效钾的质量分数,并随着覆盖量的增加而升高,而速效氮、速效磷质量分数在棉花种植前和收获后相比呈下降趋势。少量覆盖最有利于土壤微生物的增加,中量覆盖放线菌和硝化细菌会有所减少,大量覆盖反而会让部分微生物减少。另外,稻草覆盖处理均有提高土壤中过氧化氢酶、蔗糖酶及脲酶活性的作用,且过氧化氢酶、蔗糖酶的活性随着稻草覆盖量的增加而增强。     

Amelioration of Streamwater Acidity by Catchment Liming-Response of Podzolic Soils to Pasture Improvement

The effects of agricultural improvement by cultivation, re-seeding, lime and fertiliser additions on the soil solution chemistry of acid podzolic soils have been investigated in a field experiment in a mid-Wales catchment. the treatment resulted in an increase in the pH, alkalinity and calcium content of soil waters from the surface, organic-rich horizon. in the year following treatment, soil waters in the mineral horizons became more acid and had higher aluminium concentrations than observed at the control site. This response is ascribed to soil water acidification resulting from increased nitrification rates following liming and cultivation. in subsequent years, soil water acidity in these lower horizons was neutralised by lime-rich water percolating from the surface. No changes in stream water acidity and calcium content were observed in the catchment containing the area of agriculturally improved soils. This suggests that the selective treatment of moorland catchments to improve agricultural productivity may not always be accompanied by amelioration of acid stream water.     

川西亚高山针叶林人工恢复过程的土壤性性质变化

研究川西岷江上游高山针叶林区不同年龄阶段的人工云杉林地凋落物及其养分贮量和土壤养分及主要理化性质的变化趋势，结果表明：（1）人工云杉林的凋落物及其氮、磷、钾贮量、以60年代抚育成熟林最高，40年代抚育成熟林大幅度下降，分别下降34．1％及49．8％，70．5％，46．7％；（2）人工云杉林地表土的有机质、全氮、全磷随林龄的增加而降低，据典型土壤剖面资料，40年代比60年代抚育林土壤分别降低72．4％，78．6％，42．2％；（3）相应于土壤有机质的变化，与60年代人工云杉成熟林相比，40年代成熟林土壤的自然含水量、总孔工、保肥力（CEC）和交换性盐某养分等均明显降低，表现出肥力退化的趋势，因此，当人工云杉林达到成熟林后，后采取诸如适当间伐等措施，以改善林地生态条件，避免土壤肥力退化，图4表6参11。     

不同耕作方式对土壤性质与玉米生长的影响研究

通过种植前对土壤进行不同耕作处理试验,探讨不同耕作方式和耕作深度（30 cm,35 cm,45 cm）对土壤理化性状及玉米（Zea mays L）根系生长的影响。结果表明,三种耕作方式对土壤容重、土壤含水量、土壤微生物总量、玉米根系生长的影响表现为：深松耕作〉传统耕作〉免耕。其中,深松耕作对表层土壤（0～25 cm）容重降低作用大于深层土壤（25～45 cm）;对增加土壤含水量、增加土壤微生物总量、促进玉米根系生长方面的作用,深层土壤大于表层土壤;从不同耕作深度进行比较,深松45 cm〉深松35 cm〉深松30 cm〉传统耕作,即耕作越深,对土壤物理性状和作物根系生长影响越大。不同耕作处理间玉米产量无显著性差异。综合研究区的土壤性质、作物生长、自然环境等因素,雨养农区可采用免耕—深松的循环耕作模式,改良土壤性质,提高经济效益。