保护性耕作下陇东春玉米—冬小麦—夏大豆轮作系统土壤水分动态及水分利用效率

在黄土高原西部连续5年定位观测了4种耕作措施[传统耕作（T）；传统耕作＋秸秆覆盖（TS）；免耕（NT）和免耕＋秸秆覆盖（NTS）]下春玉米-冬小麦-夏大豆轮作系统中的水分动态及其水分利用效率，结果表明：土壤含水量受降水的影响较大。年内和年际的变率大，200cm内土壤含水量在350～600mm变动；土壤贮水量5—7月上旬因作物利用迅速下降，在雨季得到补充，到冬季缓慢下降；水保耕作措施对玉米Zea mays、小麦Triticum aestivum和大豆Glycine max生育期200cm土体耗水量影响不大，但秸秆覆盖能有效增加玉米-小麦-大豆轮作系统的水分利用效率；与传统耕作相比。免耕没有造成轮作系统的减产和水分利用效率的降低．免耕、秸秆覆盖可增加农民收入；在土地利用强度极高的玉米-小麦-大豆轮作系统。改大豆为利用营养体的豆科牧草。可提高系统的水分和光能利用率。

外源供氮水平对大豆生物固氮效率的影响

采用稳定性同位素15N自然丰度（15N natural abundance）技术,以小麦为参照植物,研究了盆栽条件下,在外源供氮0、0.8、2.0、4.0 mmol·L^-1水平下大豆的生物固氮百分率以及生物固氮数量对植物氮的贡献.结果显示：（1）0-2.0 mmol·L^-1外源供氮可显著提高大豆的生物量和固氮百分率,且于2.0 mmol·L^-1处理下地上生物量最高,达104 g·m^-2,比CK增加了48%;（2）在0.8 mmol·L^-1的供氮水平下大豆生物固氮量最高,为1.318 g·m^-2,占大豆植株总吸氮量的70.4%,而在4.0 mmol·L^-1供氮水平下生物固氮量仅占植株总吸氮量的44%;随供氮水平的升高,大豆生物固氮量占总吸氮量的比重下降,说明在高水平外源氮下,大豆生物固氮能力受到抑制;（3）大豆生物固氮百分率、固氮数量及吸氮数量与地上生物量间均呈显著正相关关系.结果表明,应用稳定性15N同位素技术可以定量大豆的生物固氮效率,根瘤菌接种配合低浓度外源氮有利于大豆生物固氮潜能的释放,对提高大豆产量、减少化肥投入有积极的指导意义.

秸秆还田对旱作冬小麦后茬土壤水分的影响及其APSIM模拟

APSIM(agricultural production systems simulator)模型作为一种作物生长机理模型,可敏感捕捉气候变化、土壤水分变化引致的系统组分响应,适用于降水不确定性地区的农业系统生产预测。为确定APSIM模型对秸秆还田等水土保持耕作拦截夏季降水的模拟功能,在甘肃黄土高原开展了秸秆还田处理,对冬小麦收获后休闲期土壤水分的影响及其APSIM模拟。结果表明:自然降水条件下,免耕+秸秆还田(S)处理下土壤水分蒸发量较休闲裸地(F)、耕作+覆草(TS)及传统耕作(T)降低16.7%～23.9%,裸地休闲或耕作会造成土壤水分流失,秸秆还田的保水作用明显,APSIM模拟可代表71%～92%的土壤水分变化;在人工模拟降水(66 mm.h-1)情况下,土壤蒸发在2 t.hm-2(SS)、4 t.hm-2(LS)秸秆还田量下比裸露休闲地(F)分别降低了27.8%和49.4%,APSIM模拟值解释了96%～99%的土壤水分变化。表明本土化的APSIM模型可以描述研究区土壤水分变化,适用于农业系统研究。