施肥与耕作措施对土壤养分和小麦产量的影响

为研究有机肥用量与不同耕作方式对土壤质量的变化影响,更好地为农业生产提供科学依据。本文设置低量、中量、高量有机肥施用下结合免耕、翻耕、深松、深松翻耕等不同耕作方式,通过研究麦田土壤理化性质、养分变化以及产量的影响分析。结果表明:短期内施肥与耕作对土壤pH、全氮、有机碳含量变化影响较小;低量有机肥结合免耕或深松处理可降低土壤电导率,免耕下降幅度达3.4%;中量有机肥下免耕、深松处理有利于增加C/N,相比传统耕作分别增加0.9、0.8个百分比;低量有机肥结合翻耕以及中量有机肥结合免耕有利于增加土壤速效钾含量;低量有机肥结合免耕和深松处理,有利于小麦增产,且中量有机肥结合翻耕和翻耕+深松处理,可获高产。综合分析,建议该区避免施入较高有机肥,采用低量有机肥结合免耕措施,有助于土壤肥力提升,又能保证作物产量。     

渭北旱塬麦玉轮作田土壤质量及生产性能提升效应研究

干旱缺水是渭北旱塬粮食生产的主要矛盾。长期采用单一土壤耕作,造成土壤紧实,蓄水纳墒和提供营养的能力变弱,直接影响作物产量的提高。多年研究和生产实践证明,建立与不同作物轮作方式相配套的土壤轮耕模式,可以为作物生长发育创造良好的土壤环境条件,保持农田生态健康发展,促进作物增产增收。于2007年秋季开始,选择在渭北旱塬陕西省合阳县一年一熟旱作"冬小麦→春玉米"轮作田,以连年免耕(CN)、连年深松(CS)和连年翻耕(CP)为对照,并将免耕(N)、深松(S)和翻耕(P)3种土壤耕作技术集成6种土壤轮耕模式。通过连续5年定位试验,研究了6种不同轮耕模式(N/S、S/P、P/N、N/P/S、N/N/S和P/P/S)对土壤容重、土壤孔隙度,田间持水量、水分状况以及水分利用效率(WUE)和经济效益的影响,为渭北旱塬半湿润易旱区建立在一定肥力水平下与作物轮作体系相配套的土壤轮耕模式提供理论依据。结果表明:(1)在040cm土层,6种轮耕模式中以S/P(深松→翻耕→深松→翻耕→深松)土壤物理状况最佳,与对照组相比(CN、CS和CP),土壤容重降低1.2%9.2%,土壤孔隙度和田间持水量分别增加0.3%6.8%和5.5%14.2%;(2)2个休闲期,夏闲期末0200cm土层土壤贮水量和蓄水率,以N/S最高,S/P次之,N/P/S最差;冬闲期末,以S/P(102.7 mm和24.9%)最高,P/N(翻耕→免耕→翻耕→免耕→翻耕)(102.3mm和24.8%)次之,以N/P/S(93.2mm和22.2%)最差;整个休闲期土壤水分状况则以N/S和N/N/S较好;(3)从5年整体效应看,两种作物平均,以平衡施肥下的S/P轮耕模式水分利用效率和经济效益最高,较其他处理组合分别高4.6%41.9%和11.6%58.4%(P0.05)。     

添加材料对黄绵土团聚特性的影响

探究不同添加材料对黄绵土团聚体数量、水稳性团聚体稳定率、团聚体大小和分形维数等的影响,以期为增加黄绵土土壤团聚体和提高其稳定性提供科学依据。在陕西富平中试基地设置野外培养试验,以黄绵土为研究对象,通过添加材料(玉米秸秆和生物质炭),设置4个试验,分别为对照(零添加,CK)、玉米秸秆(5%,S1)、生物质炭(5%,S2)、玉米秸秆与生物质炭混施(各5%,S3),培养30 d后,采集黄绵土土壤样品,利用团聚体测定常用干法和湿法进行测定稳定性指标。结果表明:在整个培养过程中,添加玉米秸秆的处理较其它处理需水量高。通过干法和湿法测定黄绵土不同粒径的团聚体百分含量,各处理下黄绵土不同粒径团聚体含量呈现相同趋势,0.25 mm的团聚体含量的大小次序分别为S3S2S1CK。水稳性团聚体稳定率以S3处理最高,在干法和湿法处理下,土壤团聚体平均重量直径和几何平均直径大小顺序趋势一致,均为S3S2S1CK。湿法下,黄绵土土壤团聚体分形维数与0.25 mm土壤团聚体含量存在良好的负相关线性关系,即R~2=0.960 4。综合分析表明,添加材料可有效改善土壤结构,增加其稳定性,并且混合使用材料对土壤团聚体改善效果优于单一添加材料。     

耕作方式对黄土高原土壤有效磷和速效钾的影响

为明确黄土旱塬区农田长期免耕耕作对土壤有效磷和速效钾的影响,建立适宜的高产高效耕作技术体系。在陕西省长武县的西北农林科技大学长武黄土高原农业生态试验站,选择连续3年进行免耕耕作的试验田,于2015年9月,在冬小麦播种前分别进行免耕、翻耕和旋耕3种耕作处理。2016年冬小麦收获后,分析了3种耕作方式下0～30cm土层土壤有效磷和速效钾含量。结果表明,在0～30cm土层,土壤有效磷和速效钾含量在3种耕作方式下都随着土壤深度的增加而减少。10～20、20～30cm土层有效磷和速效钾含量较0～10cm土层分别减少了16.07%、32.74%和15.54%、27.08%,且都有显著性差异(p0.05)。不同耕作方式下,0～10cm土层,翻耕方式下土壤有效磷含量比免耕显著减少了11.31%;翻耕、旋耕方式下土壤速效钾含量分别比免耕显著减少了6.16%、4.97%(p0.05)。20～30cm土层,翻耕方式下土壤有效磷含量比免耕显著增加了18.12%,翻耕方式下土壤速效钾含量比免耕、旋耕下分别显著增加了17.17%、9.22%(p0.05)。因此,在长期进行免耕的黄土旱塬上,需要进行适当的翻耕或旋耕。     

施用有机肥对土壤团聚体的影响研究

为研究施用不同有机肥对土壤团聚体的影响,在马龙县旧县镇花龙潭进行了有机肥田间试验。以不施肥作为空白对照,研究不同施肥处理对机械稳定性团聚体和水稳性团聚体的影响以及有机质含量和土壤团聚体的关系。结果表明,与空白对照相比,其他处理均能不同程度提高土壤中0.25mm团聚体的含量,其中WP有机肥+有机碳配施对团聚体的影响已经达到了显著水平。与空白对照相比,各处理土壤中有机质的含量均有升高。因此,施用不同有机肥可以增加土壤团聚体水稳性和机械稳定性,提高土壤有机质含量,改善土壤结构。     

秸秆和生物炭对黄绵土稳定性能影响的研究

为研究不同有机物料对黄绵土土壤团聚体和稳定性的影响,以陕西富平黄绵土为研究对象,通过添加两种有机物料(生物炭和秸秆),分析团聚体组成、水稳性团聚体稳定性、平均质量直径、几何平均直径和分形维数等指标,旨在为改良黄绵土障碍因子及合理提升肥力提供科学依据。利用光照恒温培养箱,设置4个试验处理,分别为对照(无添加,CK);玉米秸秆(5%秸秆,S1);生物炭(5%生物炭,S2);生物炭和秸秆混施(5%生物炭+5%秸秆,S3),培养90 d后采集土壤样品,选择干筛法和湿筛法测定团聚体,分析不同处理下黄绵土的稳定性能。结果表明:(1)添加有机物料的处理需水量均高于对照处理,增加量分别为0.42、1.10和1.76g。(2)不同处理下的0.25 mm的团聚体数量大小依次为CK S1S2S3。(3)不同有机物料添加下的黄绵土土壤水稳性团聚体稳定率、平均质量直径、几何平均直径和分形维数均优于对照,水稳性团聚体稳定率较对照CK处理提高幅度为3.35%～17.21%,平均质量直径提高幅度为9.81%～83.01%,几何平均直径提高幅度为3.11%～21.25%;且生物炭对土壤团聚体作用改善效果优于玉米秸秆,两者混合施用效果较单一施用效果提升显著,黄绵土分形维数与0.25 mm的团聚体数量存在显著的负相关关系,且R~2=0.957。综合分析,添加有机物料可有效增加黄绵土大团聚体含量,从而提升土壤稳定性和抗蚀性,并且以生物炭和秸秆混合施用效果最优。     

基于计算实验的砒砂岩与沙复配土团聚结构与质地变化的仿真研究

团聚体的形成主要靠粘粒的内聚力及铁铝氧化物的胶结作用,本文考虑单一因素粘粒对团聚体形成的影响,并定量化表达和探讨对有机质含量较小的砒砂岩和沙复配土中粘粒和水稳性团聚体的相关性,并通过计算机模拟仿真进行相关性验证,达到以土壤质地中粘粒的含量预测土壤团聚体的目的。本文将砒砂岩与风沙土分别按1∶1,1∶2,1∶5和0∶1质量比复配并在2010年建立小区,经过20102013年连续4年的试验连续取样观测,用激光粒度分析仪和湿筛法分别对其粒度组成及水稳性团聚体分析研究。根据混合后未种植以及20102013年5次实验数据表明(相关系数分别是0.742、0.794、0.887、0.714、0.755),不同年份的粘粒含量和团聚体具有正相关性,且相关性随年份变化相对稳定,时间变异不大。根据multi-agent(MAS)方法建立人工土壤团粒模型(Artificial Soil Aggregates Model,简称ASAM),以粘粒含量对团聚体含量的进行预测,预测结果与实测值基本吻合。研究结论:(1)针对有机质含量较少的砒沙岩与沙复配土,粘粒含量和团聚体含量具有较好的正相关性,且相关性随年份变化相对稳定;(2)仿真结果表明,利用ASAM模型仿真,计算仿真结果与实测数据趋势基本一致,首次将计算实验方法应用于复配土壤微结构变化过程研究,对不同复配土壤微结构变化定量描述提供了新的方法,并对土壤复杂性仿真提供了一条可行性途径,具有一定推广和应用前景。     

保护性耕作对土壤酶活性动态变化的影响

研究不同保护性耕作措施在小麦生育期对土壤酶活性的影响。结果表明,与传统耕作相比,保护性耕作可以提高土壤酶活性,但在不同生育期不同措施对不同种类的酶活性影响有所差异。所有保护性耕作措施下,土壤碱性磷酸酶和纤维素酶的酶活均表现为收获期大于播前,说明在一个小麦生育期内保护性耕作可以提高土壤碱性磷酸酶及纤维素酶的活性。与传统耕作相比,保护性耕作方式可以显著增加土壤总体酶活性,播前以秸秆粉碎还田旋耕播种的效果最好,增幅达29.17%,收获期秸秆覆盖深松+旋+播种下土壤总体酶活性最大,增幅达到27.27%,总体来看覆盖深松、旋耕对增加土壤总体酶活效果最好。     

不同比例砒砂岩与沙复配对作物产量及土壤性质的影响

通过小区模拟试验,研究不同比例砒砂岩与沙复配对作物产量及成土理化性质的影响,寻找适宜作物生长的最佳混合比例。砒砂岩与沙混合比例共设3个处理:1:1(C1)、1:2(C2)和1:5(C3),每处理重复3次,种植作物为冬小麦。试验结果表明:小麦产量以C3处理增产效果最佳,比C2处理增产4.4%,比C1处理增产8.7%。新复配土壤容重C3C2C1,水稳性团聚体C1C2C3,有机质C3C2C1。种植一季作物后各处理土壤容重均有所下降,水稳性团聚体均有所升高,有机质C1、C2处理有所提高,C3处理稍有下降,土壤养分含量除有效磷外,全氮、速效钾及有机质均处于极低水平,在随后的推广应用中应不断加大氮肥和钾肥的投入,增施有机肥,提高复配土壤的养分水平,从而达到新增耕地的可持续利用。该研究可为毛乌素沙地的开发利用、沙化土壤的治理以及当地水土流失的防治提供理论依据和技术支撑。     

对比分析传统耕作与免耕对小麦产量的影响

小麦免耕栽培是一项新型的保护性耕作方式。免耕机械与四轮拖拉机配套使用，可以一次完成播种、施肥、覆土、镇压等多项作业，具有省工、省时、节本增效、增加土壤有机质含量等优点。下面我们主要进行对比分析传统耕作与免耕对小麦产量的影响，以为大面积推广提供科学依据。     

秸秆和生物炭对砒砂岩与沙“复配土”稳定性的影响

本研究将不同有机物料添加到砒砂岩与沙体积比为1∶2的复配土中,试验设置4个处理,对照(不添加有机物料,CK)、单施秸秆(秸秆5%,T1)、单施生物炭(生物炭5%,T2)、配施生物炭和秸秆(生物炭5%+秸秆5%,T3),分别培养30 d后采集土壤样品,分析各处理的土壤需水量、团聚体粒径分布、水稳性团聚体稳定效率、平均重量直径、平均几何直径和分形维数等。研究结果表明:培养周期,四种处理的平均需水量以对照最高,且处理间差异显著(P0.05)。各处理的团聚体百分含量(0.25 mm)以CK最低,T3最高,趋势呈现为CK T1T2T3,添加有机物料后的复配土稳定性指标均比对照高,且混施物料对团聚体稳定指标改善效果优于单一物料。在干筛法和湿筛法处理下,不同团聚体分形维数的范围为2.79～2.89,表现趋势为T3 T2 T1 CK;湿筛法,复配土分形维数(y)与WR_(0.25)(x)之间存在良好的线性方程关系,即为y=-0.002 8x-2.989 2,且R~2=0.93。研究综合分析,通过增加有机物料的施入可有效增加复配土稳定性,并且可改善结构,而且有机物料的混施后的改善效果更好。     

陕西省土地整理中新增耕地土壤养分研究

本文旨在分析土地整理中新增耕地土壤养分含量特征,明确影响新增耕地生产力的主要因素。通过采集陕西省2015年陕北、关中、陕南地区整理后的101个新增耕地土壤样品,测定其pH值、有机质、全氮、有效磷和速效钾含量,分析土壤养分状况。通过与全国第二次土壤普查养分分级标准比较,表明新增耕地土壤养分含量较低。陕西省新增耕地土壤养分含量陕北、关中地区受原土地利用类型影响较大,陕南地区土壤养分差异主要由同区域内地块间随机变化引起;经检验,新增耕地土壤中各养分间相关性较低。土壤有机质含量低是导致肥力较低的主要原因,后期利用应通过有机-无机肥的合理配施和测土配方施肥技术的应用、推广秸秆还田技术,最终实现新增耕地的稳产、高产。     

治沟造地新增耕地的土壤质量评价——延安宝塔区为例

以延安市宝塔区治沟造项目为例,利用39组土壤样品的有机质、全氮、有效磷等测试数据,采用土壤养分地球化学单指标和综合指标评价方法,分析评价治沟造地新增耕地的土壤养分特征。结果显示:治沟造地形成的新增耕地质量等级低;粒径组成与有机质、全氮、有效磷和速效钾相关关系弱;新增耕地利用时间短,造成有机质、速效钾和有效磷含量低,但全氮含量高,并非来自有机质释放。建议在对新增耕地进行土壤培肥时,注重有机、无机肥配合使用,以全面提高土壤养分质量。     

基于蓄排水模式下盐碱地土壤稳定性空间变异效应研究

针对陕西卤泊滩盐碱地在蓄排水模式下对土壤物理特征、稳定性及有机碳储量的影响展开研究,力求为提高治理盐碱地的土壤物理性质、稳定性及有机碳储量提供科学依据。在陕西富平设置盐碱地模型试验,分别设置排水和蓄水2种处理,测定分析0~30cm土层土壤容重、孔隙度、田间持水量及平均质量直径(WMD)、几何平均直径(GMD)、水稳性团聚体稳定率(WASR)、团聚体破坏率(PAD)、分形维数(D)和有机碳储量,并分析各指标间关系。结果表明:蓄水处理较传统排水处理可有效降低0~30cm土层土壤容重幅度为1.3%~4.2%,同时提高土壤孔隙度和田间持水量。干筛和湿筛处理下0~30cm土层土壤稳定性均呈现蓄水处理高于排水处理,土壤WMD和GMD表现趋势相似且均随着土壤深度的增加而增加;土壤水稳性团聚体稳定率提高幅度为14.5%~53.4%;平均团聚体破坏率较排水处理低3.2%,差异显著(P0.05)。蓄水处理可有效提高0~30cm土层土壤有机碳含量和有机碳储量,两者分别较排水处理高13.4%~27.9%和9.9%~18.8%。0~30cm土层土壤平均团聚体破坏率、分形维数与土壤有机碳储量(Y)均存在负相关关系,且相关系数分别为r=0.927 0和r=0.969 3,差异性显著(P0.05)。综上所述,蓄水处理较排水处理可有效改善土壤质量,提高土壤稳定性及土壤有机碳储量,可良好的实现盐碱地治理。     

推广农机深松技术 筑牢粮食生产根基

粮食安全是国家安全的基础。在耕地面积有限的情况下,要保障中国人的饭碗主要装中国粮,就必须提升耕地质量,提高粮食单产和品质。随着农村大量富余劳动力的进城、土地“三权分置”改革的推进,农业生产由单个家庭经营逐渐向专业化、集约化、规模化发展,加速了农业机械的大范围推广应用。但在传统农业生产中,无论是畜力耕作还是机械化耕作,都不能打破长期形成的坚硬犁底层,影响土壤透水性、透气性,不利于提高耕地质量,也影响了粮食产量的进一步提升,急需推广深松技术。     

施用厨余有机肥对皖北小麦产量及土壤理化性质的影响

为探究厨余废弃物资源化利用对皖北小麦产量和土壤理化性质的影响，本文开展为期两年的有机肥替代化肥试验，设置4个处理，即厨余有机肥替代20%化肥（COF20）、商品有机肥替代20%化肥（SOF20）、纯施化肥（UF）和不施肥（CK），在成熟期对小麦产量及土壤养分进行测定分析。结果表明，COF20和SOF20处理的小麦产量和土壤养分含量均显著高于对照组CK，但产量相较于UF处理有所下降；COF20和SOF20处理下的土壤容重均显著低于UF和CK，同时两种有机肥替代处理下的1～2 mm、0.5～1.0 mm非水稳性团聚体所占比例显著高于UF和CK;COF20和SOF20处理显著提高土壤pH，缓解土壤酸化问题；此外，COF20处理下的土壤有机质、全氮和碱解氮显著高于其他处理。总体来看，厨余有机肥替代化肥能够提高土壤肥力，有助于皖北地区小麦稳产。     

延长县2018年治沟造地项目新增耕地土壤养分特征分析

通过对陕西省延安市延长县2018年治沟造地项目新增耕地土壤养分含量分析,以全国第二次土壤普查养分分级标准为依据,研究新增耕地土壤养分特征,探讨提升新增耕地土壤养分及加强其土地生产力的措施。结果表明,土壤pH整体呈现弱碱性至碱性;土壤有效磷(AP)和有机质(OM)含量偏低,处于4～5级水平;土壤速效钾(AK)和全氮(TN)含量极低,处于5～6级水平。从地域分布来看,黑家堡镇土壤pH较雷赤镇显著高5.41%,整体呈现西北部高于东南部的趋势;安沟镇土壤AP和TN较黑家堡镇分别高16.35%和21.87%,整体呈现中南部高于西北部和东南部的趋势;雷赤镇土壤AK较郑庄镇显著高55.92%,整体上呈现东南部高于西部的趋势。通过相关性分析可知,除AP与TN之间存在极显著相关(p0.01)之外,pH、OM、TN、AP和AK之间均无明显的相关关系,养分协调性极差。因此,建议在新增耕地施肥上适当增加偏酸性肥料和氮磷复合肥料的施用量,在种植方式上通过种植绿肥作物逐渐改善土壤养分协调性,以全面调解土壤养分状况。     

退耕还林背景下植被特征与土壤质量的关系

研究喀斯特地区典型地带性黄棕壤不同退耕还林模式(柳杉纯林、柳杉阔叶混交林和灌草地)植被恢复过程中植被特征与土壤质量之间的协同效应,为生态恢复重建决策提供理论依据。以贵州省六盘水市钟山区退耕还林示范区退耕还林地为研究对象,通过植物群落特征调查和土壤质量测试分析,运用相关和回归分析的方法对植被恢复过程中植被与土壤质量的协同效应进行研究。在植被恢复过程中,柳杉纯林、柳杉阔叶混交林和灌草地的植被地上生物量与土壤速效钾含量、水解氮含量、水稳性团聚体含量之间呈正相关;植被物种多样性与土壤全钾含量和水解氮含量之间呈正相关,与土壤速效钾含量呈负相关;柳杉纯林和柳杉阔叶混交林植被覆盖度与土壤有机质含量和水解氮含量呈显著相关性。喀斯特地区退耕还林地植被恢复过程中,土壤质量得到不断恢复提高,并能促进植被的生长繁衍,推动植被恢复演替进展、植被的恢复健康和演替的同时,亦进一步推动土壤质量的改善提高,二者之间表现为正向互作效应。     

不同改良材料对废弃宅基地复垦土壤养分提升的影响

针对废弃宅基地复垦土壤结构性不良、养分等营养物质含量较低等问题,本文以熟化剂、有机肥、熟化剂+有机肥等作为改良材料,并采用小区试验,开展了不同改良材料对提升废弃宅基地复垦土壤养分的效应研究。通过种植3季作物后,采集土壤样品,分析土壤养分含量,结果发现:(1)施入改良材料后,土壤养分含量均有显著提升,土体养分含量随着土层深度的增加而递减;(2)在0~60cm范围内土壤养分变化显著,60~105cm范围内土壤养分变化差异不大;(3)从耕作层来看,全氮含量在处理间变化规律为TFCTFTCTSFTSCTST0;有效磷含量的变化规律为TSFTFTSTFCTCTSCT0,土壤速效钾含量的变化规律为TSFTFTSTFCTSCTCT0、有机质含量变化为TFTFCTSFTSCTCTST0。由此得出,通过有机肥与粉煤灰配合使用以及耕作种植等技术措施,能显著改善新增耕地土壤养分状况;尽管仅经过3个生育季表层土壤的培肥与改良,却能够获得0~60cm土层养分状况不同程度地提升效果,体现了作物根系对土壤养分空间分配与提升的作用。     

渭北台塬区废弃宅基地整治前后土壤总碳变化研究——以陕西省澄城县为例

通过对澄城县废弃宅基地整治前后(0～60cm)土壤总碳含量变化及整治后耕作近10年土壤总碳变化情况研究分析,探究废弃宅基地整治前后及多年耕种对土壤总碳变化的影响。结果表明:渭北台塬区废弃宅基地土壤总碳含量在0～20、20～40、40～60cm三个土层上依次为18.25、17.45、17.51g·k~(-1);经过10年的耕种,0～20cm土层土壤总碳含量最高,为23.44g·kg~(-1),各层土壤总碳含量总体呈现0～20cm40～60cm20～40cm,总碳含量增幅呈现20～40cm40～60cm0～20cm,其中0～20cm,相比5年前呈现出降低趋势;澄城县成熟耕地土壤总碳平均含量在三个土层上分别为20.74、28.60、15.18g·kg~(-1),相比成熟耕地,20～40cm土层土壤总碳含量增幅潜力最大。