耕作方式和生物炭用量对冬小麦产量、土壤氮碳的影响

为探讨旋耕和深松条件下生物炭施用量对冬小麦产量和土壤碳氮的影响,探寻冬小麦最佳耕作方式和生物炭施用量组合,2021-2023年通过二因素随机区组试验,设置旋耕和深松两种耕作方式,以及0、4.5和9 t·hm^(-2)三个生物炭施用水平,比较分析了不同处理间冬小麦产量和土壤碳氮的差异。结果表明,耕作方式和生物炭施用量对麦田土壤硝态氮残留量、总碳含量、全氮含量和微生物量碳、氮含量均有显著影响,两者的交互作用对土壤全氮含量和微生物量碳含量的影响分别在2022和2023年均达到显著水平。在0~20 cm土层,与旋耕相比,深松下土壤总碳含量和全氮含量分别提高13.9%和29.5%,同时深松对20~30 cm土层土壤微生物量碳、氮含量均有促进作用,使土壤硝态氮残留量显著降低8.5%。与不施生物炭相比,施用生物炭对0~30 cm土层土壤微生物量碳、氮含量均有促进作用,并减少0~50 cm土层土壤硝态氮残留量,使总碳和全氮含量增加22.4%和6.7%。在2022和2023年,深松下冬小麦产量较旋耕均显著增加,增幅分别为15.8%和12.0%,其中SSB2处理产量均最高。综合分析表明,深松+9 t·hm^(-2)生物炭效果最好,是高产和提高土壤肥力的耕作与生物碳施用组合,可以应用推广。

不同耕作方式配施有机肥对盐碱地玉米根际土壤微生物群落的影响

本研究旨在探究不同耕作方式配施有机肥对盐碱地玉米根际土壤化学性质及微生物群落结构的影响,从而为改良盐碱地和了解盐碱地玉米根际土壤的微生物群落特征提供重要依据。本研究采用裂区试验设计,主区设置两种耕作措施:CT(传统翻耕)和DV(垂直深旋耕),副区设置4个有机肥施用水平:O1(0 kg·hm^(-2))、O2(7500 kg·hm^(-2))、O3(15000 kg·hm^(-2))、O4(22500 kg·hm^(-2))。研究结果表明,在DVO3和DVO4处理下,玉米根际土壤的pH和全盐含量较其他处理显著降低3.94%~9.20%和6.31%~25.96%,有机质、碱解氮、速效磷和速效钾含量较其他处理显著增加5.29%~45.24%、4.71%~24.34%、13.63%~32.67%和10.77%~34.25%,玉米产量较其他处理显著增加2.51%~22.23%,且DVO3和DVO4处理之间的差异不显著。与其他处理相比,DVO3和DVO4处理下玉米根际土壤微生物群落的丰富度和多样性明显提升,且DVO3和DVO4处理之间差异不显著。此外,DVO3和DVO4处理显著提高了细菌优势菌门中的变形菌门(Proteobacteria)和拟杆菌门(Bacteroidetes),以及真菌优势菌门中的子囊菌门(Ascomycota)和担子菌门(Basidiomycota)的相对丰度,同时显著提高了细菌优势菌属中的Ohtaekwangia、Gp6和Gp7,以及真菌优势菌属中粪盘菌属(Ascobolus)、线黑粉酵母属(Filobasidium)和毛葡孢属(Botryotrichum)的相对丰度,且DVO3和DVO4处理之间的差异不显著。上述菌门和菌属的相对丰度与玉米根际土壤有机质和速效养分含量呈正相关。综上所述,垂直深旋耕配施15000~22500 kg·hm^(-2)有机肥能够显著降低盐碱土壤pH和全盐含量,增加速效养分和有机质含量,提高微生物丰富度和多样性,有利于盐碱地土壤改良和养分循环。

耕作方式与有机肥配施对小麦物质积累和产量的影响

为研究不同耕作方式和有机肥对小麦生长和产量的影响,采用裂区试验设计,主区为耕作方式,分别设置免耕(W1)、旋耕(W2)和深翻(W3),副区为有机肥处理,分别为不施有机肥(F1)和施用有机肥处理(F2),对小麦光合叶面积、物质积累、产量及产量构成因素进行比较分析。结果表明,小麦各生育期的干物质积累量、叶面积指数和产量在不同耕作方式和有机肥配施下存在显著性差异,在深耕配施有机肥和旋耕配施有机肥处理下,各生育时期的小麦叶面积指数、干物质积累量和产量均较高,产量分别为8 052.62 kg/hm^(2)和7 864.03 kg/hm^(2),处理间无显著性差异。因此,在小麦种植中可采用深耕配施有机肥或旋耕配施有机肥的耕作施肥模式,提高小麦产量。

耕作方式对冬小麦种子发芽特性及贮藏物质转运的影响

为了研究不同耕作方式对成熟种子的萌发和种子贮藏物质转运特性的影响,文章以百农矮抗58(AK58)和百农4199(BN4199)为试验材料,利用标准发芽试验法对旋耕(CK)、深松(S0)和深耕(S1)后收获的小麦籽粒进行种子发芽、幼苗生长和贮藏物质转运研究.研究结果表明,与CK相比,S0和S1促进了AK58种子活力指数、根数和根系活力的增加;对BN4199的根芽比、根冠比和根系活力有促进作用.AK58的含蛋白质量在旋耕条件下最大,含淀粉量在深松下最高;BN4199的千粒质量为深松高于旋耕,但含蛋白质和淀粉量差异不明显.耕作方式对种子千粒质量、蛋白质和淀粉含量影响较为显著.旋耕有利于种子贮藏物质转化效率的增加,深松有利于提高AK58种子的贮藏物质转运量和BN4199的贮藏物质转运率和呼吸消耗.品种基因型对种子的发芽率和发芽指数有决定作用,种子贮藏物质指标和呼吸消耗与根数和根系活力更为相关.

耕作方式和药剂处理对小麦产量和赤霉病发生的影响

研究旨在明确不同耕作措施和药剂处理对小麦产量以及赤霉病防控效果的影响。2019-2022年,设置2种耕作方式(深旋+秸秆旋埋和免耕+秸秆覆盖)、3种药剂(对照、化学药剂和生防制剂)以及5个小麦品种,研究不同耕作和秸秆利用方式下,小麦赤霉病发生情况、药剂防治效果以及基因型差异。结果表明,2022年赤霉病发生较2020年重,主要与花后的降雨量有关;免耕+秸秆覆盖处理的产量较深旋+秸秆旋埋处理高11.76%~58.82%,主因是穗数较高,免耕+秸秆覆盖的土壤禾谷镰刀菌含量和病籽率明显低于旋耕处理,但病穗率和子囊壳数量显著高于深旋+秸秆旋埋处理;在赤霉病发生较轻年份,生防制剂防控效果最佳,其次是化学药剂处理,但在赤霉病发生偏重年份,化学药剂的防治效果略优于生防制剂;‘绵麦902’产量高但易感染赤霉病,‘川麦618’产量较高且赤霉病抗性好。总体来看,免耕秸秆覆盖产量高,选用抗性品种和合理运用药剂能够有效抑制小麦赤霉病的发生。

不同耕作方式对东北旱地土壤养分和生物学性质的影响

为提高黑土区土壤质量和作物产量,并促进区域农业可持续发展,进行了4年田间定位试验,设置了深松、免耕以及传统耕作3种耕作方式,研究了不同耕作方式对土壤速效养分、土壤微生物数量以及土壤酶活性的影响。结果表明,与传统耕作相比,深松能够显著提高上层土壤(0~20 cm)碱解氮、有效磷以及速效钾含量(分别提高23.6%、49.6%和63.3%),同时,显著提高了下层土壤(20~40 cm)有效磷含量(86.2%);深松处理上层土壤pH显著提高,下层土壤各处理间pH变化较小;深松和免耕能够显著增加上层土壤细菌和真菌的数量,深松显著增加放线菌数量;下层土壤各处理间微生物数量差别较小,表现为深松>免耕>传统耕作;深松处理上层土壤蔗糖酶和过氧化氢酶活性最高,免耕增加了土壤脲酶和磷酸酶活性;除过氧化氢酶外,其他3种酶活性均为上层土壤高于下层。深松和免耕处理能增加土壤速效养分含量、微生物数量及酶活性,有助于改善土壤化学和生物学性状,进而提高土壤质量,其中,深松方式效果最为显著,对于培肥土壤和维护土壤生物的生存环境等方面具有重要作用。

秸秆还田与耕作方式对双季稻土壤团聚体及碳氮含量的影响

为探讨南方双季稻区秸秆还田与不同耕作方式结合对土壤团聚体组成及土壤有机碳、全氮含量的影响,在湖南双季稻区开展了主区为秸秆还田(S1)与不还田(S0),副区为免耕(NT)、浅旋耕(RT)、深耕(TT)的大田裂区试验。结果表明,与其他处理相比,S1+TT处理下0~10 cm土层早、晚稻的土壤大团聚体质量分数分别显著(P<0.05)提高1.70%~9.03%、4.48%~30.53%;10~20 cm土层土壤团聚体的平均质量直径和几何平均直径显著高于除S0+TT外的其他处理,在早稻上二者分别提高了7.23%~18.67%和4.35%~10.77%,在晚稻上二者分别提高了5.06%~23.88%和4.94%~23.19%;早稻10~20 cm土层(除S1+NT处理外)、晚稻0~10 cm土层的全氮含量分别显著提高13.04%~23.81%、10.14%~40.74%;早、晚稻10~20 cm土层和早稻0~10 cm土层的土壤有机碳含量分别显著提高4.36%~26.70%、3.83%~21.71%、3.86%~10.92%。综上,在双季稻区秸秆还田搭配深耕可以提高土壤团聚体的稳定性,及土壤有机碳、全氮含量,有利于促进土壤耕作层团聚体结构稳定,提高土壤质量。

不同施肥与耕作方式对高粱-玉米轮作田杂草多样性的影响

为明确改变施肥和耕作方式是否可有效控制高粱-玉米轮作体系中高粱田杂草发生,破解高粱对除草剂敏感、易产生药害和专用除草剂产品匮乏的难题,选择山西农业大学高粱研究所东白试验基地长期定位施肥田和修文试验基地长期不同耕作方式田,于2017-2021年运用群落生态学方法研究5种施肥方式(不施肥、NPK配施、PK配施、NP配施、NK配施)和3种耕作方式(传统耕作方式:秸秆粉碎还田+秋旋耕;秸秆粉碎还田+深松;秸秆粉碎还田+深耕+秋旋耕)对高粱-玉米轮作体系高粱田杂草多样性的影响。结果表明:不同施肥田和不同耕作方式高粱田分别可统计到12种和9种杂草,且均以藜、水稗和反枝苋3种杂草密度较高;不同施肥处理以NPK均衡施肥和NP处理杂草密度最低(同不施肥相比杂草密度分别下降79.18%和76.97%),但对杂草群落多样性指数影响较小同对照相比差异不显著;各施肥处理连续施用3年后的杂草密度大小依次为CK>PK>NK>NP=NPK;3种耕作方式中以秸秆粉碎还田+深耕+秋旋耕处理杂草密度最低(同传统耕作相比杂草密度下降68.48%),且杂草群落构成与其他耕作方式相比相似性较低,但对多样性指数影响较小;较优施肥和耕作方式处理对杂草的强选择压力形成均为连续实施3年后。因此,推荐秸秆粉碎还田+深耕+秋旋耕和NPK(速效钾含量<200 mg/kg地块)或NP(速效钾含量>200 mg/kg地块)为高粱-玉米轮作体系高粱田杂草物理防治较优处理方式。

不同耕作方式与地膜覆盖对花生生理特性、产量及品质的影响

为优化花生栽培管理措施,进而提升花生产量和品质,本研究通过设置旋耕地膜覆盖(RTM),旋耕露地(RT),深耕地膜覆盖(DTM)以及深耕露地(DT)四个处理,系统研究了不同耕作方式和地膜覆盖对花生生理特性、产量及品质的影响。结果表明:深耕能够改善花生的光合性能,与RTM处理相比,DTM处理在2021年结荚期、饱果期和收获期的叶片净光合速率平均提高了2.57%;此外,深耕有利于花生干物质积累量的增加,与RTM处理相比,DTM处理累积干物质积累量在2021年提高了3.09%。地膜覆盖可以提高花生根系活力、叶片SPAD值、叶面积指数和净光合速率,延缓植株衰老,改善籽仁品质;与DT处理相比,DTM处理在2021年结荚期、饱果期和收获期的根系活力和叶面积指数分别平均提高了11.70%和13.40%。DTM处理与RTM、DT和RT处理相比,2022年荚果产量分别显著提高了5.72%、8.27%和13.08%。综上,深耕地膜覆盖可作为实现花生高产优质生产目标的有效措施。

耕作方式对旱作区麦-玉轮作体系小麦产量、氮素利用和土壤硝态氮残留的影响

为筛选适合黄河中游旱作区麦-玉轮作体系小麦生产的耕作方式,2019年10月至2022年6月在洛阳市小浪底镇进行定位试验,设置深松(SS)、翻耕(PT)和旋耕(RT)3种耕作方式,研究了小麦产量特性,氮素积累分配转运特性及利用效率和0~200cm土层硝态氮残留量.3年中SS较RT和PT显著提高了产量、穗数和穗粒数,但降低了千粒质量.PT较RT提高产量和穗数,但对穗粒数和千粒质量的影响存在年际差异.SS不仅增加了越冬至成熟期各时期的地上部氮素积累量,而且可提高花前氮素转运量及其对籽粒氮素的贡献率,最终使蛋白质产量较RT和PT分别提高17.90%~23.56%和7.92%~12.98%,氮肥偏生产力提高5.63%~15.89%和3.09%~11.00%,成熟期0~200cm土壤硝态氮残留量显著降低7.39%~21.24%和4.76%~23.04%.综上,SS不仅能提高小麦产量,而且能促进氮素积累、转运和利用,降低土壤硝态氮残留量,是黄河中游旱作麦-玉轮作区实现小麦高产高效和环境友好的耕作方式.

不同耕作方式对植烟土壤团聚体分布及稳定性的影响

为探究植烟土壤团聚体分布及稳定性对不同耕作方式的响应,以丘陵烟区烟田黄壤土为研究对象,通过田间定位试验,设置深松1遍(T_(1)处理)、常规旋耕2遍(T_(2)处理)和翻耕1遍+旋耕1遍(T_(3)处理)3个处理,研究不同耕作方式对植烟土壤团聚体分布及稳定性的影响,包括对力稳定性团聚体含量、水稳定性团聚体含量、团聚体平均质量直径、水稳性团聚体稳定率、构体破碎率和不稳定团粒指数的测定与分析。结果表明,与T_(3)处理相比,T_(1)和T_(2)处理可使0~20 cm土壤层的>0.25~2.00 mm粒级团聚体的力稳性团聚体数量显著提高,>20~30 cm土壤层的>0.25 mm粒级团聚体的力稳性团聚体数量显著提高。T_(1)和T_(2)处理可使0~10和>20~30 cm土壤层的平均质量直径(干筛)值,以及0~30 cm土壤层的平均质量直径(湿筛)值显著提高。T_(1)处理可使0~10 cm土壤层的水稳性团聚体稳定率增大,而T_(2)处理可使>10~20和>20~30 cm土壤层的水稳性团聚体稳定率增大。采用T_(1)和T_(2)处理的耕作方式将有助于贵阳市典型丘陵烟区植烟土壤团聚体形成和稳定性的提升,该研究为优化丘陵烟区耕作方式提供理论支撑。

不同耕作方式对广西蔗田土壤生物性和非生物性孔隙结构的影响

【目的】探究传统旋耕与粉垄耕作方式对广西蔗田土壤生物性和非生物性孔隙结构的影响,以期为该地区甘蔗生产中合理选择耕作方式提供理论依据。【方法】以蔗田土壤为研究对象,设粉垄耕作20 cm(F20)和传统旋耕20cm(X20)2种处理,于甘蔗伸长期采集土壤样品,测定0~40 cm深度土层的土壤颗粒分布、容重及有机质含量;利用X射线CT扫描技术并结合ImageJ 1.53c及MATLAB 2019a等软件分离获取土壤生物性和非生物性孔隙的二维和三维特征参数,并对2种处理下孔隙结构进行三维重构可视化。【结果】与X20处理相比,F20处理0~40 cm土层的黏粒含量平均值显著降低32.16%(P<0.05,下同),而粉粒含量平均值显著提高12.82%。F20处理0~10 mm孔径范围的二维生物性孔隙数量高于X20处理,二者非生物性二维孔隙数量差异不明显;F20处理的生物性孔隙圆度较X20处理显著提高10.58%。在孔隙三维参数中,F20处理的生物性孔隙连通度较X20处理显著提高67.55%,其余参数均小于X20处理;F20处理非生物性孔隙的孔隙度、弯曲度、连通度和比表面积均低于X20处理,但均无显著差异(P>0.05)。在三维重构图中,X20处理生物性孔隙多分布在0~10 cm土壤表层区域,F20处理的生物性孔隙则在10~30 cm土层中形成了更多向下延伸的连续管状结构;X20处理的非生物性孔隙分布较疏松,F20处理的作物根系主要生长区周围存在较多非生物性孔隙。【结论】粉垄耕作形成的生物性孔隙结构优于传统旋耕,特别是在形成上下连通的生物性孔隙和更密集的非生物孔隙分布方面具有一定优势,可更好地促进水肥运移通道的形成。在广西甘蔗种植过程中,可采用粉垄耕作以有效改善土壤孔隙结构。

冬麦播前耕作方式对麦玉轮作体系中玉米季土壤水分、籽粒灌浆特征及产量的影响

【目的】黄淮海平原是我国典型的冬小麦-夏玉米周年轮作区,研究小麦季播前耕作对夏玉米产量形成的影响,为麦玉轮作模式下优化耕作模式以促进夏玉米高产稳产提供理论依据。【方法】基于6年长期定位试验,设置3种冬小麦播前耕作模式,连年深耕(deeptillage,DT)、连年免耕(no-tillage,NT)和一年深耕两年免耕的轮耕(rotationtillage,RT)。【结果】RT、DT处理较NT处理显著提高夏玉米灌浆期耕作扰动的0—40cm土层贮水量,RT处理较DT处理高4.89%—11.02%(2022年)和4.43%—6.06%(2023年),RT处理较NT处理高8.16%—16.69%(2022年)和6.78%—17.23%(2023年)。RT处理在玉米灌浆期仍能维持较高叶面积指数,灌浆期前中期RT处理叶面积指数较DT处理增加1.41%—14.28%(2022年)和9.03%—14.46%(2023年),较NT处理增加14.80%—27.56%(2022年)和21.25%—29.39%(2023年)。RT处理花后干物质转移对籽粒贡献率较DT、NT处理提高3.77%、40.36%(2022年)和7.26%、19.91%(2023年)。Logistic方程模拟结果表明3个灌浆阶段的参数大体表现为速增期>渐增期>缓增期,其三粒位表现下部籽粒>中部籽粒>上部籽粒,3个处理各参数变化均表现为RT>DT>NT,其中RT处理提前达到最大灌浆速率,且平均灌浆速率较DT、NT分别增加6.35%、8.06%(2022年)和6.34%、9.84%(2023年)。RT、DT处理百粒重较NT处理显著提高2.71%、6.03%(2022年)和9.02%、12.56%(2023年),RT处理产量较DT、NT处理显著提高8.92%、14.15%(2022年)和6.25%、19.45%(2023年)。分析产量形成结构方程模型可知,0—40 cm土层贮水量对产量的直接效应和间接效应分别为0.420和0.551,0—40 cm土层贮水量不仅能直接促进产量形成,还能通过地上部生物量以及平均灌浆速率影响产量。【结论】土壤贮水量是提高产量的重要驱动因子,RT能够提高夏玉米灌浆期土壤贮水量,从而增加叶面积指数,延缓叶片衰老时间,增加干物质积累,优化籽粒灌浆特性,促进干物质和籽粒灌浆速率的提高,最终提高夏玉米产量。

长期秸秆还田与耕作方式对稻田土壤有机碳及甲烷功能基因的影响

为探究秸秆还田与耕作方式对稻田土壤甲烷功能微生物的影响及其影响机制,自2017年起进行长期定位试验,采用裂区试验设计,秸秆还田(主因素)设秸秆全量还田(S)与不还田(S0),耕作方式(副因素)设免耕(N)、旋耕(R)、翻耕(T),研究长期秸秆还田与不同耕作方式对土壤的甲烷氧化菌(pmoA基因)、产甲烷菌(mcrA基因)基因丰度、有机碳组分、容重、总孔隙度的影响。结果表明,秸秆还田下pmoA、mcrA的丰度、土壤总有机碳及土壤易氧化有机碳的含量明显增加。不同耕作方式条件下,免耕可以显著增加pmoA丰度,翻耕显著增加mcrA丰度(P<0.05)。不同秸秆还田与耕作方式耦合条件下,NS处理分别提高了土壤总有机碳含量2.45%~11.38%、水溶性有机碳含量5.63%~50.03%、易氧化有机碳含量3.39%~8.76%。相关分析表明,土壤总有机碳含量的提高可以促进pmoA与mcrA丰度的增加,而土壤总孔隙度的提高会降低pmoA丰度。综上,秸秆还田与免耕提高了稻田土壤pmoA基因丰度及pmoA/mcrA值,影响甲烷排放。

不同耕作方式和生物炭对土壤养分、酶活性和玉米产量的影响

为探究灌淤土对不同耕作方式及不同生物炭添加量的反应,对其养分含量及酶活性进行测定,以期为河西走廊地区选择适宜的耕作方式与培肥制度提供科学依据。采用8年田间定位试验,设置4种耕作方式(N:玉米免耕,M:玉米少耕,F:玉米秋翻,S:玉米深松)和3种生物炭用量(B1:2.5 t/hm^(2),B2:5.0 t/hm^(2),B3:7.5t/hm^(2))的交互处理,以玉米免耕不施生物炭为对照(CK),共计13个处理。结果表明:(1)在0~20 cm土层,与CK相比,不同处理均能显著提高灌淤土土壤有机碳、速效养分和酶活性(P<0.05),不同耕作方式下土壤有机碳、速效养分含量及土壤酶活性随生物炭施用量增加而增加;(2)在20~40 cm土层;与CK相比,不同处理均能提高灌淤土土壤有机碳、速效养分和酶活性,但各处理间差异不显著(P>0.05);(3)不同处理均能够增加玉米产量,但各处理间差异不显著(P>0.05),各施生物炭处理较CK处理增产效果在0.07%~21.30%之间,FB3处理产量最高,显著高于其他处理(P<0.05);(4)相关性分析表明,土壤养分与土壤酶活性呈显著正相关关系(P<0.05)。深松耕作配合生物炭添加能够有效提升土壤养分及酶活性,有利于作物生长,为该区较适宜的耕作方式,可施入7.5 t/hm^(2)以上的生物炭作为灌淤土改良剂。

耕作方式对土壤中微生物残体的影响研究进展

微生物残体的续埋效应在农田生态系统中对土壤有机碳(SOC)的贡献超过了50%。合理的耕作方式能通过影响土壤微生物群落与团聚体,促进微生物残体在土壤中的积累。因此,研究微生物残体的作用机制,对分析长期高效的农田耕作措施对SOC的固持作用至关重要。本文综述微生物残体对SOC的贡献途径与大小、耕作方式对SOC和微生物残体的影响、耕作方式影响微生物残体的原因,分析耕作方式影响微生物残体调控SOC含量的作用机制,为农田固碳提供依据。

秸秆还田和耕作方式对玉米光合特性及产量的影响

探究秸秆还田和耕作方式对玉米光合特性及产量的影响,为玉米产量提高提供合理的耕作方式。本试验采用裂区设计,在主区秸秆还田和传统种植模式下,设置深松后旋耕(SS-RT)、旋耕(RT)、深松(SS)和免耕(NT)4个耕作方式副区处理,对其2022年春秋两季玉米的光合特性、叶绿素相对含量、叶面积指数、干物质积累和产量进行测定和比较分析。结果表明,较传统种植模式,秸秆还田模式下SS-RT、RT、SS和NT处理的叶面积指数分别提高11.01%、6.48%、8.24%、8.75%,叶绿素相对含量分别提高5.96%、5.14%、5.27%、6.49%,净光合速率分别提高7.57%、9.04%、8.90%、9.39%,穗干物质量分别提高9.03%、5.40%、6.73%、8.78%,周年产量分别提高2.92%、4.73%、2.28%、3.52%;且秸秆还田模式下SS-RT处理的春秋季产量均值较RT、SS和NT分别提高2.38%、12.26%、17.01%。综上可知,秸秆还田模式下深松后旋耕、旋耕、深松和免耕均可提高玉米的光合性能、干物质积累量和周年产量,且以秸秆还田结合深松后旋耕的效果更佳。

不同耕作方式对广西旱坡地土壤粒径分布特征的影响

【目的】针对南方旱坡地犁底层上移、土壤水肥流失严重、产量不稳等问题,通过探讨不同耕作方式对旱坡地土壤粒径分布特征的影响,为构建和改善土壤耕层结构、促进作物根系生长、选择有效的耕作方式和作物提质增效提供理论依据。【方法】以广西旱坡地主栽甘蔗品种“桂糖44号”为供试作物,在广西钦州市开展大田试验,设置3种耕作方式(粉垄耕作、旋耕、免耕),采用激光粒度仪测定甘蔗地0~40 cm土层中土壤的粒径分布。通过对土壤粒径组成、土壤质地、粒度参数特征和粒度频率分布的研究,阐明不同耕作措施对调控土壤粒径分布的作用。【结果】(1)不同耕作处理中土壤主要以中砂粒、细砂粒和粉粒为主,占比高达75.10%~87.59%;土壤质地类型可以划分为砂土、壤质砂土和砂质壤土。(2)各土层土壤整体分选效果极好,土壤平均粒径在2.66~4.58 mm;偏度表现为极负偏,表明土壤粒度中粗粒物质占比远大于细粒物质;土壤峰度等级在很宽平和中等之间,且随着土壤深度的增加土壤峰度等级趋于宽平。(3)与旋耕和免耕相比,粉垄耕作增加土壤耕层深度,降低了表层土壤中粘粒、粉粒和细砂粒含量,使其在耕作底层累积;同时土壤粒径分布频率曲线由双峰分布变为单峰分布,且峰值高度、峰值范围对应粒径大小和土壤粒度累计频率曲线斜率也远大于旋耕和免耕处理,表明粉垄耕作使得土壤粒径分布更加集中。【结论】不同的土壤耕作方式可以显著的改变土壤粒径分布,进而促进构建合理的土壤耕层结构和作物根系生长发育。粉垄耕作处理对构建土壤耕层结构效果较好,土壤粒径整体趋于粗粒化,促进土壤的不均匀性,增加土壤结构稳定性。研究结果可进一步在广西地区旱坡地种植管理中推广应用,确保农作物增产稳产。

基于微根管技术的不同耕作方式下玉米根系生长动态监测

为探究东北黑土区从传统耕作转变为保护性耕作后玉米根系的变化特征,评价保护性耕作的适宜性及微根管技术的可靠性,采用微根管技术对免耕(NT)、旋耕(RT)和条耕(ST)等3种耕作方式下玉米根系进行原位监测,并与传统土钻法进行比较。结果表明,耕作方式对根系形态指标的影响随生育期进行逐渐由表层向深层土壤延伸,影响指标也由少到多。不同耕作方式下超过65%的玉米根系集中分布在0~30 cm土层。苗期以后,ST处理总根长、根长密度明显高于其他处理,但仅在成熟期时差异显著(P<0.05)。耕作方式对根系构型与分布的调控主要通过影响土壤剖面含水量和穿透阻力等来实现。整个土壤剖面ST处理平均含水量最高。0~15 cm土层NT处理土壤穿透阻力显著高于ST和RT处理,最高为1558.20 kPa,15~45 cm土层各处理土壤穿透阻力较为接近。微根管法与土钻法测得的根长密度相对误差基本在10.0%以内。本试验条件下,耕作方式转变可以显著影响根表面积、体积、直径、根长密度等根系特征,土壤水分状况和穿透阻力对作物根系生长具有较大影响。利用微根管法获得的根长密度与土钻法所得结果具有较好的相关性,2种方法相结合在今后作物根系生长动态监测中具有重要推广应用价值。

不同耕作方式对风沙区土壤特性及玉米产量的影响

为探究不同耕作方式对辽西北风沙区土壤特性及玉米产量的影响,设置高留茬秸秆全量覆盖还田免耕(GS)、不留茬秸秆覆盖免耕(NGS)、高留茬无秸秆免耕(GNS)和深翻耕作(CT)4种耕作方式,通过测定不同耕作方式的土壤含水率、土壤团聚体与玉米产量相关性状,筛选出适合辽西北风沙区的耕作方式。结果表明:5、6、7月份的土壤含水率最高,且GNS(高留茬无秸秆免耕)处理提高了0~2 m土层含水率。CT(深翻)处理的田间持水量最高,0~20 cm土层的CT(深翻)处理比NGS(不留茬秸秆覆盖免耕)处理提高18.0%。GNS(高留茬无秸秆免耕)处理的土壤机械稳定性团聚体效果最好,>0.25 mm团聚体显著高于其他处理。GNS(高留茬无秸秆免耕)处理的玉米百粒重与产量最高,可达11.83 t/hm^(2)。结果表明,高留茬无秸秆免耕改善了辽西北风沙区的土壤结构状况,提高了土壤的保水性、团聚体的稳定性,增产效果明显。