深松(耕)时机与方式对土壤物理性状和玉米产量的影响

设计秋季旋耕+夏季免耕(对照)、秋季深松+夏季免耕、秋季深耕+夏季免耕、秋季深耕+夏季下位深松和秋季深耕+夏季侧位深松共5个处理,研究深松(耕)时机与方式对砂姜黑土土壤紧实度、土壤容重、土壤含水量、玉米干质量和产量的影响,筛选砂姜黑土区适宜的深松(耕)时机和方式。结果表明,秋季深松+夏季免耕、秋季深耕+夏季免耕和秋季深耕+夏季深松处理能显著降低土壤紧实度和土壤容重,增加土壤含水量,促进玉米地上部生长,进而增加玉米产量。秋季深耕+夏季深松处理对土壤耕层的改良效果和玉米产量均高于秋季深松+夏季免耕和秋季深耕+夏季免耕。5个处理中,以秋季深耕+夏季侧位深松处理对土壤耕层特性的改良效果最好,玉米地上部干质量和产量最高。秋季深耕+夏季侧位深松处理的土壤紧实度和土壤容重比秋季旋耕+夏季免耕处理分别降低29.0%和12.7%,土壤含水量增加7.8%,玉米产量增加15.5%。在5个不同的深松(耕)时机和方式处理中,秋季深耕+夏季侧位深松处理对土壤的改良效果最好,玉米产量最高。因此,秋季深耕+夏季侧位深松是砂姜黑土区适宜的深松(耕)时机和方式。

耕作方式对山地烟田烤烟根际土壤真菌群落结构的影响

【目的】探究深耕、深松措施对山地烟田土壤真菌群落结构的影响。【方法】采用大田试验,设置常规旋耕20 cm(RT20,对照)、深耕30 cm(DT30)、深松30 cm(ST30)和深松40 cm(ST40)4个处理,利用Illumina MiSeq高通量测序技术分析了不同耕作处理下旺长期烤烟根际土壤真菌群落结构的变化情况。【结果】(1)与RT20相比,DT30、ST30和ST40处理中根际土壤真菌OTU丰度分别提升了9.19%、13.11%和6.32%,其中DT30、ST30处理所特有的OTUs数分别是RT20的1.30倍和1.18倍;(2)不同深耕和深松处理后根际土壤真菌群落丰富度和多样性均有所增加,其中DT30、ST30和ST40处理的Shannon指数与对照相比分别提升了8.23%、7.46%和4.63%,Chao1指数分别提升了8.27%、13.39%和4.26%;(3)在门、属和种水平上不同耕作处理优势菌群及相对丰度均有显著差异,与RT20相比,DT30、ST30和ST40处理中镰刀菌属(Fusarium)真菌相对丰度分别降低了25.34%、14.53%和18.41%,茎点霉属(Phoma)相对丰度分别降低34.96%、31.17%和33.33%;另外,青霉属(Penicillium)和紫霉属(Purpureocillium)等有益真菌相对丰度较RT20均表现出增加趋势。【结论】深耕和深松措施促进了微生物群落结构的重建,有利于提升烤烟根际土壤真菌群落多样性,并在一定程度降低潜在土传病原真菌的相对丰度,促进有益土壤微生物生长,从而对山地烟田烤烟根际土壤微环境有一定改善作用。

小麦、玉米轮作制度下耕作方式对夏玉米农田土壤物理性状的影响

将冬小麦、夏玉米作为整体,研究耕作定位试验(10种不同耕作措施)对山东省半湿润易旱区夏玉米季土壤物理性状的影响。耕作试验(第2年)结果表明:与玉米吐丝期和灌浆中期相比,收获期土壤含水量受耕作方式影响更显著,其中土壤表层0～20 cm土层土壤含水量最高,耕作处理为A2B2R(小麦季免耕+玉米季免耕+秸秆还田),20～40 cm、40～60 cm均为A1B2R(小麦季旋耕+玉米季免耕+秸秆还田)最高。玉米吐丝期和收获期各土层温度均值(上午8时)为A3B2R(小麦季深松+玉米季免耕+秸秆还田)和A1B1R(小麦季旋耕+玉米季隔年旋耕+秸秆还田)耕作方式土壤温度最高,比对照(小麦季旋耕+玉米季免耕+秸秆不还田)增加0.4～0.6℃。处理A1B2R、A2B2R和A4B2R(小麦季深耕+玉米季免耕+秸秆还田)表层0～20cm土壤容重显著降低;小麦季深松和深耕(A3B2R、A4B2R)和小麦、玉米两季均深耕或深松(A3B3R、A4B4R)显著降低深层(40～60 cm)土壤容重,尤其是小麦、玉米两季均深耕或深松。因此小麦、玉米两季均免耕能显著降低表层土壤容重,增加表层含水量;而深耕、深松耕作方式主要影响深耕层土壤容重,其中小麦季、玉米季两季均深松或深耕效果好于小麦单季深松或深耕。

渭北旱原夏闲期麦田不同耕作措施的土壤贮水效应

【目的】研究免耕、深松和翻耕麦田夏闲期土壤贮水能力,揭示3种耕作方式麦田土壤蓄水保墒能力产生差异的机理。【方法】选取渭北旱原中等产量水平的旱作麦田,于2007和2008年麦田夏闲期,研究免耕、深松和翻耕3种耕作方式下,麦田0~300 cm土层土壤贮水量和降雨后土壤水分的时空变化特征。【结果】2007和2008年夏闲前后,免耕、深松处理0~300 cm土层土壤含水量较翻耕处理分别提高47.2%,55.6%和38.9%,22.2%,均达到显著水平（＜0.05）,并且3种耕作方式土壤贮水量的差异主要体现在160或140 cm以上土层;免耕和深松土壤贮水效果总体优于翻耕处理,但免耕和深松处理在2007和2008年的土壤贮水效果有一定差异,前者深松优于免耕,差异不显著,而后者免耕显著优于深松;夏闲期＜10 mm降雨后3,7和13 d,免耕和深松土壤0~100 cm土层含水量均高于翻耕农田,而免耕和深松土壤水分的差异主要出现在降雨后7 d;10~30 mm降雨后7 d,免耕和深松土壤0~200 cm土层含水量明显高于翻耕土壤,但在降雨后1和3 d无显著差异。【结论】夏闲期免耕和深松耕作方式较翻耕方式显著提高了土壤的贮水能力，其机理主要在于免耕和深松耕作方式增强了降雨后土壤的蓄水保墒能力。

耕作及种植方式对土壤入渗参数和畦灌水流运动的影响

为探明耕作和种植方式对土壤入渗参数及畦灌水流运动的影响规律,试验设置了4个处理(深松+旋耕+等行距、深松+旋耕+三密一稀、旋耕+等行距、旋耕+三密一稀旋耕+三密一稀),每个处理中设3种不同畦田规格(畦长30、35、40m,畦宽均为2m),越冬和拔节期分别进行灌水,实测了入渗量、水深、水流推进时间等,基于采用Kostiakov入渗公式计算的土壤入渗参数和WinSRFR4.1软件优化法求解的入渗参数,研究不同处理下入渗参数变异对畦灌水流运动的影响。结果表明:1)田间试验实测值和基于WinSRFR4.1软件优化模拟值间入渗系数和入渗指数相对误差最大值分别为1.24%和1.57%,表明采用2种方法确定不同耕作和种植方式下土壤参数均可行;2)耕作和种植方式的不同会对土壤入渗参数产生较大影响,前者影响更大。3)越冬期和拔节期灌水时入渗系数变异系数最高分别为0.34和0.22,入渗指数变异系数最高分别为0.14和0.13。2次灌水期间相同处理入渗参数也发生了时间变异性,处理深松+旋耕+等行距和深松+旋耕+三密一稀的入渗系数和入渗指数均发生中等变异性,处理旋耕+等行距和旋耕+三密一稀发生弱变异性。4)在土壤入渗参数的变异性影响下,2次灌水过程中,不同处理水流运动时间均发生了变异性。5)基于土壤入渗参数变异性,确定了2次灌水不同耕作及种植方式冬小麦畦灌条件下土壤入渗系数和入渗指数。研究结果可为畦灌系统设计和管理评价提供理论依据和技术支撑。

不同培肥方式下春玉米氮磷钾养分累积与分配特征

通过2年田间定位试验,研究不同培肥方式（常规栽培T1、深松T2、深松＋深施肥T3、综合培肥T4）对春玉米氮、磷、钾养分积累及产量构成的影响。结果表明,T3、T4处理增产效果显著,与常规栽培（T1）相比,分别增产8.9%~16.5%,9.2%~18.1%。此外,T3、T4处理显著增加植株氮、磷、钾的累积,与T1相比,2个处理植株氮素积累量分别增加9.8%~17.0%,13.6%~26.2%,磷素积累量分别增加7.2%~11.2%,14.3%~21.6%;且2个处理氮、磷增量多集中于籽粒,T3、T4处理籽粒中氮积累量较T1的增幅分别为21.7%~25.1%,29.0%~39.5%,磷积累量的增幅分别5.6%~20.1%,11.2%~33.0%。

深松(耕)时期与方式对砂姜黑土耕层养分和冬小麦、夏玉米产量的影响

在冬小麦—夏玉米周年轮作下,设置5个深松(耕)时期与方式结合处理,分别为秋季旋耕+夏季免耕(ART+SNT,对照)、秋季深松+夏季免耕(ASS+SNT)、秋季深耕+夏季免耕(ADMP+SNT)、秋季深耕+夏季下位深松(ADMP+SSSS)和秋季深耕+夏季侧位深松(ADMP+SSSL),研究深松(耕)时期与方式对砂姜黑土耕层有机质、全氮、速效磷和速效钾含量及冬小麦、夏玉米产量的影响,以筛选砂姜黑土区适宜的土壤耕作制度,为提升砂姜黑土地力和作物持续增产提供依据.结果表明,深松(耕)能够增加15~40 cm土层有机质、全氮、速效磷和速效钾含量,提高冬小麦、夏玉米产量,且深松(耕)对冬小麦季的影响大于夏玉米季.秋季深耕+夏季深松处理对土壤养分提升和作物增产的效果均高于单一秋季深松(耕)处理.与单一秋季深松(耕)处理相比,秋季深耕+夏季深松处理15~40 cm土层土壤有机质、全氮、速效磷和速效钾含量分别提高10.5%、6.6%、12.3%和6.0%,冬小麦—夏玉米周年产量提高3.6%.5个处理中,以秋季深耕+夏季侧位深松处理对土壤养分的改良效果最佳,冬小麦—夏玉米周年产量最高.秋季深耕+夏季侧位深松15~40 cm土层土壤有机质、全氮、速效磷、速效钾含量和冬小麦—夏玉米周年产量分别比秋季深耕+夏季免耕处理增加7.9%、9.5%、38.8%、7.9%和2.9%,分别比秋季旋耕+夏季免耕处理增加28.2%、30.9%、217.7%、20.4%和17.3%.综上,在5个不同的深松(耕)时期与方式结合处理中,秋季深耕+夏季侧位深松处理对土壤养分改良和作物增产的效果最佳,是砂姜黑土区适宜的深松(耕)时期和方式.

基于旱地小麦“三提前”蓄水保墒技术播种方式的研究

采用大田试验于2011～2012年在山西农业大学闻喜试验基地进行旱地小麦休闲期"三提前"蓄水保墒技术的深翻模式和深松模式研究,并在此基础上研究全膜覆土穴播、膜际条播、沟播、宽幅精播、条播5种播种方式对土壤水分、产量及水分利用效率的影响。结果表明:"三提前"蓄水保墒技术可提高底墒,显著提高从越冬期到抽穗期0～300cm土壤的蓄水量,显著增加群体分蘖,显著增加穗长、可育小穗数,减少不育小穗数,增加穗数、穗粒数,使产量和水分利用率提高,且以深松模式效果较好。休闲期采用"三提前"蓄水保墒技术,全膜覆土穴播和膜际条播较其它播种方式具有较好的蓄水保墒效果,群体分蘖增加,育出冬前壮苗,穗数及穗粒数增加,产量提高。结果还表明,休闲期采用深翻模式,全膜覆土穴播或膜际条播方式较其它播种方式均可显著提高水分利用效率,但两种播种方式间差异不显著;休闲期采用深松模式,水分利用效率以全膜覆土穴播最高。搞清旱地小麦休闲期"三提前"蓄水保墒技术最适配套播种方式,可为旱地小麦蓄水、保墒、高产、稳产提供理论依据。

玉米秸秆“富集深还”与土壤亚表层培肥

由于长期浅耕,土壤亚表层不仅缺乏有机质,还过于紧实,急需找到一种简单而有效的快速松土培肥方法。本文简要总结了已有3种秸秆还田模式的优缺点,重点介绍了秸秆"富集深还"技术及田间操作要领,以及采用该技术还田的秸秆的分解速率和亚土层培肥效果。富集深还,即将玉米联合收割机抛洒在地表的秸秆,按条带大比例富集,使用专用筒式犁具,以风力注入的方式埋入土壤亚表层(20—40 cm)。这种模式的最大特点是不扰动土层顺序、不影响第二年种植。秸秆埋置模拟试验表明,秸秆还田330天时,其分解率就达到65%以上,剩余秸秆腐殖化,使土壤有机碳含量增加10%~15%,土壤耕层由原来的15—18 cm增加到30—35 cm。秸秆深还对腐殖物质结构特征没有产生不良影响,对H/C、亲水性等指标还有改善作用,促使黑土胡敏酸结构简单化和年轻化。秸秆深还没有引起第二年玉米产量降低。因此,采用该方法,秸秆能够连年全量还田,实现了种还分离(种植条带与秸秆深埋条带分离)与免耕播种的有效结合,可打破犁底层,并快速提升犁底层土壤有机质含量,为土壤亚表层快速培肥及肥沃耕层构建提供技术手段。

几种典型的深耕深松装备分析

文中介绍了几种典型的深耕深松装备的特点,重点阐述了一种新的粉垄深耕深松技术及装备,该技术颠覆了传统耕作模式,将几千年来的犁翻碎土改成垂直旋削碎土,通过文献显示粉垄深耕深松技术能使土壤养分、水分、氧气和光能得到最大化利用,实现大幅增产,同时达到节水、节肥、降低土壤盐碱化的效果。

耕作方式对山地烟田土壤物理性状及烤烟根系空间分布的影响

为探讨不同耕作方式对山地烟田烤烟产量产值的影响,揭示山地烟田深耕深松增产增效机理,以烤烟‘K326’为研究材料,采用大田试验,设置旋耕20 cm(RT20,对照)、深耕30 cm(DT30)、深松30 cm(ST30)和深松40 cm(ST40)4个处理,研究不同耕作方式对烤烟生长发育、烟田土壤物理性状和烤烟根系空间分布特征的影响。结果表明:与对照RT20相比,深耕、深松措施显著提高烤烟产量、产值,其中DT30、ST30、ST40产量分别提高12.2%、12.3%和16.0%,产值分别提高10.5%、13.8%和21.8%。深耕、深松措施明显改善土壤亚表层(20~40 cm)物理结构,其中DT30、ST30、ST40土壤容重分别比对照低6.1%、5.3%和8.0%,毛管孔隙度分别比对照高11.3%、13.1%和21.6%;团棵期DT30、ST30和ST40土壤含水量分别比对照高4.9%、2.3%和5.7%,现蕾期分别比对照高4.5%、3.8%和5.6%。深耕、深松措施增加烤烟根系鲜重绝对量,促进烤烟根系纵向下扎生长,缓解上层根系的拥挤度。DT30、ST30和ST40处理根深指数分别比对照高5.32%、8.26%和16.20%。土壤亚表层(20~40cm)不同处理间烤烟根系鲜重差异最显著,其中深耕、深松措施20~30cm烤烟根系鲜重比对照高162.2%~469.0%, 30~40 cm比对照高56.5%~292.9%。研究发现:深耕、深松措施改善山地烟田土壤容重、孔隙度、土壤水分等土壤物理性状,优化植烟土壤环境,促进烤烟根系生长发育,优化根系空间分布构型,对增加烤烟干物质、提高烟叶产量产值有较好的现实生产意义。

耕作方式转变对冬小麦季农田温室气体排放和产量的影响

合理耕作方式对农业可持续生产和减缓全球气候变化有重要意义。为评价耕作方式转变对农田温室气体排放的影响,本研究针对连续16年的长期旋耕小麦/玉米农田进行不同的轮耕处理,采用原位静态箱-气相色谱法分析了小麦季农田土壤3种温室气体CH_4、CO_2、N_2O排放规律。试验共设3个处理:在前期旋耕基础上分别进行翻耕处理(XF)和深松处理(XS),另外保持旋耕(X)作为对照。试验结果表明:CO_2排放通量在耕作后1周有明显排放峰,XF处理显著低于X和XS处理;N_2O排放通量在耕作和灌溉施肥后有明显排放峰,XS处理显著高于XF和X处理;两种气体排放通量在越冬期出现最低值。CH_4从耕作后到越冬期有持续明显的吸收过程,其中XS处理的吸收通量显著高于XF和X处理。农田土壤在冬小麦生长季表现为CO_2的源,累积排放量为XS(5 241 kg·hm^(-2))>X(5 160 kg·hm^(-2))>XF(4 840 kg·hm^(-2)),XS与X处理间差异不显著,均显著高于XF;N_2O的源,累积排放量表现为XS(4.38 kg·hm^(-2))>XF(2.39 kg·hm^(-2))>X(2.26 kg·hm^(-2)),XS与XF处理间差异不显著,均显著高于X处理;CH_4的汇,累积吸收量为XS(6.14 kg·hm^(-2))>XF(5.64 kg·hm^(-2))>X(3.70 kg·hm^(-2))。将累积温室气体换算为CO_2当量,对增温效应的贡献表现为XF(5.32 t·hm^(-2))<X(5.66 t·hm^(-2))<XS(6.23 t·hm^(-2)),三者之间差异达显著水平。经翻耕处理后,0~10 cm土壤有机质含量明显低于X处理,而10~20 cm土壤有机质升高,表层有机质降低可能是翻耕处理CO_2的排放减少的主要原因。不同耕作处理后小麦产量差异明显,X处理冬小麦产量最高,且显著高于XS处理,XF处理与X和XS处理差异均不显著。综合考虑耕作方式对温室气体排放和冬小麦产量的影响,短期内旋耕-翻耕可能是较适宜的轮耕模式,旋耕深松模式不利于控制温室气体排放,但未来需要加强对不同轮耕模式长期效应研究。

热带香蕉地振动深松机的设计与研究

针对香蕉地地形特殊,传统深松机作业方式单一、造价高、牵引阻力大、松土效果不理想及作业不稳定等问题,研制了一种热带香蕉地振动深松机,设计了该机的总体方案及主要部件的结构。该机具有结构简单紧凑、深松效果好、省力、耕深大的特点,其可保证在不翻动土壤前提下有效促进作物根系发育生长,对香蕉的抗旱增产具有很好的效果。

砂姜黑土农田年内轮耕对夏玉米氮素和干物质积累、转运的影响

为进一步探索适宜黄淮海区域砂姜黑土小麦玉米轮作区玉米高效、可持续生产适宜机械耕作措施,自2010年开展定位机械耕作试验,在秸秆全量还田条件下分别设置7个冬小麦-夏玉米年内轮耕处理:旋耕-免耕(对照)、免耕-免耕、深松-免耕、深耕-免耕、旋耕-隔年旋耕、深松-隔年深松、深耕-隔年深耕,于2012,2013年分别取样对夏玉米氮素积累、转运和干物质积累进行比较分析。结果表明,玉米成熟期地上部氮素积累量2年均为旋耕-隔年旋耕处理值最高,分别比对照(旋耕-免耕)增加14. 57%(2012年)和30. 95%(2013年),且差异显著,其他处理与对照间差异均不显著。灌浆期地上部氮素积累量连续2年均为对照、免耕-免耕和深耕-免耕处理较低,灌浆期间地上部氮素积累量连续2年均为对照、免耕-免耕和深耕-免耕处理较低,地上部干物重2年均为对照最低,显著低于深松-免耕、旋耕-隔年旋耕(2012年)和深松-隔年深松(2013年)处理。各处理籽粒产量与对照相比差异不显著,但2012年深松-免耕处理产量最高,显著高于深耕-免耕和深耕-隔年深耕处理。因此,建议黄淮海区域砂姜黑土农田小麦季和玉米季以旋耕和深松为主进行周年内或年际间轮耕,促进玉米植株氮素积累尤其是灌浆期间,促进干物质生产。

榆树市玉米宽窄行倒茬平作耕作模式的研究分析及其关键配套机具的探讨

榆树是全省农业机械化重点县(市)。文章通过阐述榆树市玉米宽窄行倒茬平作耕作模式、播种方式及深松追肥、对土壤生态属性的影响。