保护性耕作小麦—玉米农田生态系统能流特点的研究

通过在黑龙港地区主要土壤类型壤质潮土上连续3年的耕作试验,研究在不同耕作条件下农田生态系统的能流特点与能量分配的合理性。结果表明,与传统耕作制度相比,保护性耕作(免耕)能够明显提高小麦—玉米一年两作农田生态系统的能量转化率,能量投产比间的差异显著(P<0.01);不同耕作农田生态系统的熵变和自由能绝对值的差异均无统计学意义,但在一定程度上表明免耕增强了农田生态系统的有序性,从而提高了系统的相对生产力。

保护性耕作和植物残体对土壤养分状况的影响

研究了不同耕作和秸秆还田方式对1年2熟(冬小麦-玉米)条件下壤质潮土养分含量的影响。结果表明,随着土壤耕翻程度的降低,土壤养分含量逐渐增加。免耕表土(0～10cm)有机质、全N和速效磷的含量显著(P<0.05)高于常规耕作(浅耕)方式,其速效钾含量也明显高于其他耕作方式,速效磷和速效钾的增加与免耕土壤有机质含量的提高以及由此导致的pH值下降显著相关,他们之间存在着显著(P<0.05)的线性关系;秸秆覆盖有利于表土养分的积累,但与其他秸秆还田方式积累养分量的差异未达到显著水平。

风蚀对土壤养分再分配和生产力的影响

风蚀引起大量植物营养的输移，导致土壤养分和土地生产力的变化。在加拿大Ａｌｂｅｒｔａ南部建立了２个风蚀预测系统（ＷＥＰＳ）模型的试验区。从 ２９次风蚀事件中，选取了 ４００多个风积物样品。通过对风积物中营养物含量与相邻原始表土中营养物含量的比较及作物产量的监测，发现在试验１区，２５ ｃｍ高处风积物中全氮的平均富集率（风积物中养分、有机质与侵蚀表土中养分、有机质的比值）为１．１１，有机碳平均富集率为１．０２；试验Ⅱ区，全氮平均富集率为１．０８，有机碳为１．０５。土地生产力的变化通过春小麦的产量反映出来，随着风蚀的加强，春小麦的产量呈线性下降趋势。结果表明，必须采取有效措施控制风蚀，以确保加拿大半干旱草原地区的农业可持续发展。