利于苏北沿海滩涂土壤有机碳固定的绿肥粉垄耦合种植模式研究

为探索利于苏北沿海滩涂土壤有机碳固定的绿肥粉垄耦合种植模式,在苏北沿海滩涂设置:裸地+常规深耕(15 cm)(对照)、裸地+粉垄(20 cm)、裸地+粉垄(30 cm)、裸地+粉垄(40 cm)、种植苕子+常规深耕翻压(15 cm)、种植苕子+粉垄翻压(20 cm)、种植苕子+粉垄翻压(30 cm)、种植苕子+粉垄翻压(40 cm) 8种种植模式试验,研究对比8种模式土壤有机碳固定表现以及下季玉米产量。结果表明:粉垄耕作降低了沿海滩涂土壤容重,提高了土壤>2.00 mm、>0.25~2.00 mm粒级土壤团聚体质量百分数,降低了0.05~0.25 mm、<0.05 mm粒级团聚体质量百分数。粉垄耕作可使沿海滩涂土壤物理结构,尤其是大团聚体结构得以有效改善。绿肥粉垄耦合模式下,土壤养分及可溶性有机碳、活性有机碳含量显著提高,土壤碳库指数、碳库活度指数和碳库管理指数显著上升,土壤>2.00 mm、>0.25~2.00 mm粒级土壤团聚体质量百分数提高,0.05~0.25 mm、<0.05 mm粒级团聚体质量百分数降低,且各粒级团聚体中有机碳含量、>2.00 mm、>0.25~2.00 mm团聚体中有机碳贡献率显著提高,玉米产量显著增加,其中,种植苕子+粉垄翻压(30 cm)模式可较大程度地结合绿肥提供有机碳,粉垄耕作改善土壤物理结构的优势,最有利于滩涂土壤有机碳的积累、固定以及玉米产量的增加,从而达到改善沿海滩涂土壤碳封存、提高滩涂土壤耕地质量、实现沿海滩涂地区增产增收的目的。该模式操作简单、见效快,可在苏北沿海滩涂区域推广使用。

微咸水灌溉下粉垄耕作土壤水盐运移特性

【目的】明确微咸水灌溉条件下粉垄耕作土壤水分入渗规律及水盐运移特征。【方法】基于室内土箱试验,分析3种微咸水矿化度(0g/L(S1)、3g/L(S2)和5g/L(S3))和2种耕作(粉垄耕作(FL)和传统翻耕(FG))条件下的土壤水分入渗特征和水盐运移规律。【结果】水分平均入渗速率和垂直湿润锋推进速率随着微咸水矿化度的升高呈先增大后减小的变化趋势,水平湿润锋运移速度随着微咸水矿化度的升高而持续增加。FL处理下的土壤水分入渗速率、湿润锋推进速率相比FG处理有明显提升。Kostiakov模型可较好地拟合2种耕作措施下的土壤累积入渗量与入渗时间之间的关系(R^(2)>0.99)。灌溉后20 d,FL处理下的土壤含水率均小于相同微咸水矿化度下的FG处理;同一耕作措施下,土壤含水率随着微咸水矿化度的升高而增加。【结论】微咸水灌溉与粉垄耕作对土壤水分入渗、土壤湿润锋运移和土壤水盐再分布具有改善作用。与灌溉前相比,灌溉后20 d,FL处理下的土壤平均脱盐率为42.95%~55.98%,而FG处理下的土壤平均脱盐率为32.34%~43.29%。随着矿化度的增加,FL处理下的平均土壤电导率相比FG处理分别下降22.38%、18.54%和15.68%。

粉垄深松深耕改善南疆重度盐碱土理化性质和棉花产量及其后效

南疆地区棉田土壤高盐碱与板结限制棉田增产增效。粉垄耕作有利于破除土壤板结层、促进灌溉洗盐作用。为探讨粉垄深松深耕对盐碱棉田的改良效果,该研究开展2 a(2021–2022年)田间试验,共设置3个粉垄耕作深度(DT20:深松20 cm,DT40:深松40 cm,DT60:深松60 cm)与常规耕作(五铧犁翻耕20 cm)交替,并设置CT20为连续2 a常规耕作,分析其对土壤理化性质、棉花生长及籽棉产量的影响,通过结构方程模型量化明确作物增产效应。结果表明:1)粉垄深松深耕能够疏松耕作范围内土壤以优化土壤结构。其中DT60较DT20与CT20显著降低耕作深度范围内的土壤容重、粗大团聚体(>2 mm)的含量与黏粒和粉粒(<0.053 mm),这使得土壤的平均重量直径和平均几何直径显著降低,并增加孔隙度和微团聚体(<0.25~0.053 mm)的含量。2)DT40与DT60处理能够显著增加0~40cm土壤水分,并降低土壤盐分和pH值,而DT20处理则仅能降低0~20 cm的土壤盐分,而DT60能够较DT40显著降低0~60 cm土壤盐分和pH值,但不能显著增加土壤水分。盐分降低促进了土壤中0~40 cm土层有机碳和0~60 cm的全氮累积。3)结构方程模型的分析表明,土壤盐分是影响籽棉产量的间接因子,干物质量累计和棉铃质量为直接因子。土壤盐分的降低,有利于土壤养分累积和根系生长,促进养分向植株运移和累积,提高棉花干物质累积量和籽棉产量。因此DT60处理使得土壤盐分降低的效果最佳,使得该处理下的增产效果最佳。综合分析得,粉垄深松深耕60 cm与常规耕作交替的制度能够实现南疆重度盐碱棉田改良与增产增效协同。

粉垄技术“活土增粮提质保水减灾降碳及高效”促进农业发展

世界首创的农耕新技术——粉垄技术,通过特殊耕具深垦活土提升耕地生产力和改良盐碱地释放农业巨大新质生产力,实现10%~50%粮食增产,同时叠加提质、保水、减灾、降碳和省工、高效新效应,被袁隆平誉为“农耕革命”。新发明的粉垄耕具用于系列智能化粉垄整机实现高效耕作,替代“现行农业”传统耕作模式,可活化各种宜耕土地资源和进入粉垄耕作与高效种植快速推广新时代,极大增加耕地来源和提高农业生产率,解决目前耕地与水资源短缺、农业与民生及健康的深层次问题;实现土、水、气、温、光等“五大资源”再度倍数增用,提出和阐明“粉垄定律”等粉垄技术新理论;“粉垄农业”高低纬度和高原地区均适应而可全球通用,引领新的农业科技革命而引发千年农业之大变局。若中国实施耕地10亿亩和盐碱地5亿亩改造可新增生产能力7亿亩,增产粮食将可多养活几亿人口,年增贮天然降水2000亿m3,降碳数量巨大,扩筑中国发展之根基。

广西地区甘蔗粉垄与旋耕耕作方式下土壤孔隙特征变化

[目的]分析广西地区甘蔗地不同耕作方式下土壤孔隙结构特征参数的变化规律,为粉垄技术的推广应用提供一定的理论依据。[方法]选取经过3年粉垄20 cm耕作(F_(20))和旋耕20 cm耕作(X_(20))处理的两种不同耕作方式下的甘蔗地土壤作为研究对象,同时利用X射线CT扫描技术并结合ImageJ等软件来获取土壤孔隙分布二维和三维特征的参数指标,并对土壤孔隙结构进行了三维重构可视化。[结果]两种耕作处理下均会对土壤二维和三维孔隙数量产生影响,呈现较小孔隙高于较大孔隙的情况。F_(20)处理在二维及三维孔隙数量形成上要低于X_(20)处理,但前者整体圆度均高于后者。F_(20)处理整体上土壤孔隙面密度远低于X_(20)处理,但相同土层深度下前者土壤孔隙复杂度要高于后者。F_(20)处理的孔隙度和紧实度均值(2.08%,25.22)低于X_(20)处理均值(4.71%,27.23)(p<0.05),但前者比表面积均值(2.62 mm^(-1))高于X_(20)处理均值(2.50 mm^(-1))(p<0.05)。两种处理下连通度均值无明显差异,但F_(20)处理的弯曲度均值1.42%与X_(20)处理均值1.45%差异显著(p<0.05)。两种处理下分支长度密度差异较大,X_(20)处理其均值(115.87 mm/cm^(3))高于F_(20)处理均值(50.41 mm/cm^(3))(p<0.05)。同时两种处理的三维重构上F_(20)处理孔隙分布较为均匀且甘蔗的主要生长区连通性孔隙分布要优于X_(20)处理。[结论]相较传统旋耕而言,在广西地区进行甘蔗种植的过程中,粉垄耕作在土壤孔隙结构上更具优势性,更有利于促进甘蔗根系生长,提高甘蔗的产量。

粉垄耕作对坝地土壤特性及甘蓝产量的影响

为揭示粉垄耕作对坝地土壤特性和甘蓝产量的影响,设置平畦旋耕、平畦粉垄30 cm、平畦粉垄40 cm、起垄旋耕、起垄粉垄30 cm和起垄粉垄40 cm共6个处理,测定不同处理对土壤理化性质、酶活性、甘蓝品质与产量的影响。结果显示,在0~20、>20~40 cm土层,与平畦旋耕处理相比,起垄粉垄40 cm处理显著(P<0.05)降低了土壤容重,降幅分别为4.14%、11.45%;显著提高了土壤孔隙度,增幅分别为2.38、5.12百分点;显著降低了土壤pH值(pH值分别下降0.25、0.20)和电导率(降幅分别为25.98%和28.20%);显著提高了土壤的有机质(增幅分别为25.34%、34.57%)、碱解氮(增幅分别为37.89%、18.57%)、速效钾(增幅分别为31.64%、24.64%)、总氮(增幅分别为38.24%、46.67%)、总磷(增幅分别为44.44%、72.22%)含量;显著增强了土壤脲酶(增幅分别为40.06%、166.97%)、过氧化氢酶(增幅分别为25.92%、19.23%)、转化酶(增幅分别为24.01%、50.84%)、碱性磷酸酶(增幅分别为66.67%、26.58%)的活性。与平畦旋耕处理相比,起垄粉垄40 cm处理的甘蓝硝酸盐含量显著降低23.54%,可溶性糖、维生素C、可溶性蛋白质含量分别显著增加34.42%、21.69%、49.39%,单株球重和产量分别显著增加14.50%、13.59%。综上,起垄粉垄40 cm的耕作方式改善了坝地土壤的理化性质,提高了土壤养分含量,激发了土壤酶活性,提升了甘蓝的品质和产量,是本试验条件下的最佳耕作方式。

粉垄耕作对植烟土壤理化性质及团聚体特征的影响

[目的]探究粉垄耕作对植烟土壤养分含量及团聚体结构影响,为粉垄耕作应用提供理论指导。[方法]以青岛烟区传统翻耕(CK)为对照,对比30 cm(SM1)、40 cm(SM2)、50 cm(SM3)粉垄深度下的土壤养分及团聚体特征的影响。[结果]在相同耕作深度条件下,粉垄耕作技术较传统耕作能够提高植烟土壤全氮、速效磷、有效钾及有机质含量。粉垄耕作增加>2.000 mm、>1.000~2.000 mm机械稳定性团聚体及>0.250 mm水稳定性团聚体含量,促进大团聚体及水稳定性团聚体形成,且以粉垄耕作深度40 cm时的养分含量、平均重量直径(MWD)及几何平均数(WMD)最大,分形维数(D)最小。[结论]粉垄耕作技术能够提高植烟土壤养分含量,改善土壤结构,且以40 cm粉垄深度作为青岛烟区最适宜的耕作深度。

粉垄耕作对作物生境、产量及品质影响研究现状与展望

土壤耕层变浅、土壤结构愈发密实、孔隙连通效果变差等因素是制约土地质量和作物产量品质的一大掣肘。粉垄耕作技术可以改善土壤环境,提升作物生长发育水平,实现作物增产提质。综述粉垄耕作对土壤理化性质、土壤养分、土壤盐分、微生物多样性和作物产量品质的影响,以及与其他农艺措施融合的研究进展。粉垄耕作能够有效降低耕作层土壤容重,增加土壤孔隙度,提高土壤含水量和储水能力,增强水分入渗并减少地表径流,从而加强土壤抗旱能力;粉垄耕作可以扩大土壤储肥空间,综合养分含量得到提高,土壤养分相比旋耕更能有效被利用,且该耕作方式能加速淋洗盐效果,提供更适宜的土壤环境,促进土壤微生物的繁殖和活动。粉垄耕作对甘蔗、玉米、马铃薯等作物生育情况有着显著的提升,可以增强作物对水肥的吸收利用效率,使得作物往往表现出长势迅速、果实优质的特点。此外,粉垄耕作与地膜覆盖、间作和开沟排水等农艺措施融合,更利于解决干旱、低效、农田淹水等问题。目前粉垄耕作在多个地区已取得良好的试验结果,但成本大、能耗高,不适用于湿土、软土、沙土以及存在地下水污染风险等问题,仍亟待学者们进一步探究。

盐碱地粉垄耕作及有机肥配施菌剂对水稻生长及产量的影响

针对宁夏银北地区盐碱地改良利用难,土壤板结严重,导致作物出苗率低、产量不高等问题,以耕作方式为主处理(设传统耕作和粉垄耕作2个水平),以肥料施用为副处理(有机肥配施菌剂的5个水平),研究其对水稻生长及产量的影响。结果表明,粉垄耕作水稻总茎数、叶片叶绿素含量、干物质积累量、产量等指标总体上均高于传统耕作。粉垄耕作下,有机肥配施菌剂22.5 kg/hm^(2)的处理产量最高,达到11 000.6 kg/hm^(2);有机肥配施菌剂30 kg/hm^(2)的处理总茎数、干物质积累量、千粒重及穗粒数均最高。总体来看,粉垄耕作及有机肥配施菌剂对水稻增产有明显作用。

粉垄耕作与绿肥还田对土壤酶活性和甘蔗产量的影响

【目的】探明不同耕作和绿肥还田方式对长期连作蔗地土壤养分、酶活性和甘蔗产量的影响。【方法】采用随机区组设计,设置4个处理:传统旋耕甘蔗单作(TCK)、粉垄耕作甘蔗单作(FLCK)、粉垄耕作甘蔗/大豆还田甘蔗根部(FLG)和大豆还田宽行(FLK)。测定土壤有机质、速效养分含量和脲酶、蔗糖酶、酸性磷酸酶、过氧化氢酶活性及甘蔗产量品质。【结果】(1)耕作方式和绿肥还田对土壤养分和酶活性影响显著。与TCK相比,所有处理的根部和宽行土壤有机质含量显著提高(P<0.05),增幅40.6%~76.7%。FLG、FLK和FLCK处理根部土壤碱解氮和有效磷含量比TCK显著提高,增幅16.1%~41.8%。(2)所有处理的土壤脲酶、蔗糖酶、酸性磷酸酶和过氧化氢酶活性比TCK提高(FLG处理宽行土壤脲酶活性除外)0.7%~166.7%。(3)FLG、FLK和FLCK处理的2年平均产量显著高于TCK,增幅13.1%~30.5%;FLG和FLK处理的2年平均产量显著高于FLCK,增幅9.9%~15.3%;其中以FLG处理平均产量最高,为86043 kg·hm-2。FLG、FLK和FLCK处理的蔗糖分、锤度、重力纯度、视纯度和转光度均比TCK高。(4)甘蔗产量与土壤脲酶活性显著正相关,与土壤蔗糖酶、酸性磷酸酶、过氧化氢酶活性、有机质、碱解氮和有效磷含量极显著正相关。【结论】利用粉垄耕作结合绿肥还田可以提高连作蔗地土壤养分、土壤酶活性和甘蔗产质量;结合田间操作的便捷性,本地区生产推荐应用粉垄耕作结合绿肥还田到宽行的模式。

粉垄耕作下间作花生对甘蔗光合生理特性、产量品质及经济效益的影响

为提高土地利用率、增加甘蔗种植综合经济效益,进行粉垄耕作下甘蔗宽窄行间作花生试验,探索粉垄宽窄行间作对甘蔗农艺性状、光合生理特性、产量品质及经济效益的影响。结果表明,与常规单作相比,粉垄宽窄行间作的甘蔗分蘖率、株高、有效茎数、产量和含糖量有所下降,蔗糖分和纤维分有所提高,对出苗率、茎径和蔗汁重力纯度影响规律不明显;甘蔗分蘖期的净光合速率、气孔导度和蒸腾速率有所提高,对胞间二氧化碳浓度和叶片SPAD值影响规律不明显;伸长期的气孔导度、蒸腾速率和叶片SPAD值有所提高,对净光合速率和胞间二氧化碳浓度影响规律不明显;成熟期的净光合速率、气孔导度、胞间二氧化碳浓度和蒸腾速率有所提高,对叶片SPAD值影响规律不明显。因多收1造花生,‘桂糖44号’甘蔗每667m2总收益提高561~749元,纯收益提高265~414元;‘桂糖55号’甘蔗每667m2总收益提高284~467元,纯收益提高96~188元。‘桂糖55号’甘蔗3.0m宽窄行粉垄间作模式的总收益和纯收益最高,‘桂糖44号’甘蔗3.0m宽窄行粉垄间作模式次之。

粉垄耕作后效对玉米生长及产量的影响

通过田间试验研究盐碱地粉垄耕作后效对下茬作物的影响,以期为通过耕作方式改良利用盐碱地提供数据支撑。在上茬作物水稻播种季,设置传统耕作(CK)、粉垄耕作35 cm(FL35)、粉垄耕作50 cm(FL50)3个处理,在水稻收获后次年播种玉米,观测不同处理各个时期玉米生长的情况以及收获后的产量。结果表明:粉垄耕作能够增加玉米株高、茎直径、干物质量、穗长、穗粒数、单穗籽粒质量、百粒质量,粉垄耕作通过增加穗粒数和单穗籽粒质量提高产量,各处理玉米籽粒产量大小依次为FL50(959.32 kg/667 m^(2))、FL35(799.11 kg/667 m^(2))、CK(606.82 kg/667 m^(2)),FL50、FL35产量分别较CK高58.09%、31.69%,且产量差异达到极显著水平;与传统耕作相比,粉垄耕作对玉米根系生长有促进作用,增加根总长、根表面积、根体积及根平均直径,大小依次为FL50、FL35、CK,FL35处理的根冠比较高,FL50处理的根冠比较低。可见,粉垄耕作后效可促进玉米根系生长,有利于养分向地上部转移,进而提高产量。

粉垄耕作深度和间作大豆对木薯产量及效益的影响

【目的】分析不同粉垄耕作深度和间作大豆对木薯产量及效益的影响,为提高木薯种植经济效益和提高现有耕地利用率提供理论和实践依据。【方法】以华南205木薯和桂春15号大豆为试验材料。在不同粉垄耕作深度处理下,木薯‖大豆按50 cm的间作行距进行种植,动态测量木薯的农艺性状,称量木薯和大豆产量,并分析粉垄耕作深度和间作对木薯产量及效益的影响。【结果】(1)粉垄耕作深度能显著影响木薯生长前期的株高、茎径,粉垄深度越深其株高越高、茎径越大,但对木薯生长中后期的株高、茎径影响并不显著;在相同粉垄耕作深度下,间作木薯株高、茎径均低于单作木薯,但差异不显著。(2)间作条件下,粉垄耕作深度与株高、单株薯重、单位面积产量呈极显著正相关,与单株结薯数呈显著正相关;在相同粉垄耕作深度下,间作木薯产量均低于单作木薯产量,降幅为3.16%~7.19%;其中CF30、CSF30鲜薯产量分别为42 104.4 kg/hm^(2)、39 862.2 kg/hm^(2),分别显著高于C10、CS10处理,增幅分别为7.50%、9.88%;木薯鲜薯单位面积产量从高到低依次为CF30、CF40、CF20、CSF30、CSF40、C10、CSF20、CS10。(3)木薯‖大豆间作群体的总产值均显著高于木薯单作的产值,其中CSF30产值最高,为36 254.3元/hm^(2),显著高于其他所有处理,增幅为9.32%~32.23%;单位面积总产值从高到低依次为CSF30、CSF40、CSF20、CS10、CF30、CF40、CF20、C10;间作群体总LER均大于1,为1.39~1.43,其中最高的是CSF30,为1.43。【结论】CSF30处理群体总产值、LER值最大,可提高土地复种指数和土地利用效率,增加木薯种植效益。

粉垄耕作深度对旱区土壤关键物理性质的影响

针对旱区土壤板结严重和耕层深度变浅等问题,于2021年在宁夏暖泉农场开展大田试验,以传统旋耕为对照(CK),设置不同粉垄耕作深度30 cm(FL30)、40 cm(FL40)、50 cm(FL50)和60 cm(FL60),探究粉垄耕作对玉米田土壤关键物理性质的影响。结果表明:与传统旋耕相比,粉垄耕作能够有效降低土壤容重且提高土壤孔隙度,FL50处理表层土壤(0~20 cm)容重降低11.55%、孔隙度提升12.17%,FL40处理中层土壤(20~40 cm)容重降低8.57%、孔隙度提升9.14%,FL60处理深层土壤(40~60 cm)容重降低11.61%、孔隙度提升12.75%;粉垄耕作对玉米各生育期土壤蓄水量具有显著影响,FL40处理土壤蓄水量提升24.86%,土壤机械稳定性团聚体数量(0.25~5 mm)提高9.63%;较传统旋耕,粉垄耕作可达到疏松土壤与提高土壤蓄水保墒能力的效果,粉垄耕作通过改善玉米的生长条件和土壤环境提高了籽粒产量,其中FL60、FL50、FL30处理分别较CK处理增产57.14%、15.48%、8.79%。研究成果可为改善旱区土壤多年板结及水土资源可持续利用发展提供理论依据。

粉垄耕作和间作绿肥还田对甘蔗不同生长时期土壤微生物群落功能多样性的影响

【目的】探讨粉垄耕作和间作绿肥还田后对甘蔗不同生长时期土壤微生物群落功能多样性的影响,为甘蔗产业可持续发展提供理论参考。【方法】设常规单作(CT)、常规间作绿肥还田(CTJ)、粉垄单作(FL)和粉垄间作绿肥还田(FLJ)4个处理,利用Biolog微平板法研究不同处理对甘蔗分蘖期、伸长期和成熟期土壤微生物群落功能多样性的影响。【结果】培养期内,不同处理的平均颜色变化率(AWCD)随着培养时间的增加而增大;培养至168 h时,甘蔗3个生长时期0~20 cm土层中各处理的AWCD值均为分蘖期>伸长期>成熟期,每个时期各处理在0~20 cm土层的AWCD值大于20~40 cm土层。在0~20 cm土层,分蘖期、伸长期和成熟期FLJ处理的AWCD值分别比其他处理增加24.6%~55.2%、114.8%~205.3%和25.9%~47.8%。在甘蔗整个生育期,0~20和20~40 cm土层中FLJ处理的Shannon-wiener多性样指数、Simpson优势度指数和Mclntosh丰富度指数最大(成熟期Mclntosh丰富度指数除外),但与其他处理总体差异不显著(P>0.05)。碳水类、氨基酸类和羧酸类为微生物代谢利用最主要的碳源,0~20 cm土层中FLJ处理对碳水类、氨基酸类、羧酸类、多聚物类、胺类、酚酸类六类碳源的利用强度总体上大于其他处理。在分蘖期,土壤微生物对多聚物类和氨基酸类的利用程度最高;在伸长期和成熟期均为对碳水类和氨基酸类的利用程度最高。主成分分析表明,粉垄耕作和间作绿肥还田影响着土壤微生物群落碳代谢能力,各处理的微生物群落代谢功能存在显著差异(P<0.05),导致微生物群落功能差异的特征碳源为碳水类、氨基酸类和羧酸类。【结论】粉垄耕作结合间作绿肥还田可以增加土壤微生物群落功能多样性并提高其对碳源的利用程度,可作为一种耕作与栽培模式在广西蔗区推广应用。

粉垄措施对银北盐碱地土壤pH、全盐及碱化度的影响

针对宁夏银北盐碱地改良面临的技术瓶颈,利用现代粉垄耕作技术,以传统耕作为对照,开展了不同粉垄深度(40 cm、45 cm、50 cm)对盐碱地土壤pH值、全盐含量及碱化度的影响研究。结果表明,与传统耕作措施相比,玉米生长期不同粉垄深度土壤全盐含量降低13.0%~51.1%,其中:粉垄深度45 cm表层(0~20 cm)土壤pH值、全盐含量、交换性Na^(+)分别降低0.9%、51.1%和16.7%。与传统耕作措施相比,玉米收获期粉垄深度40 cm处理土壤pH值降低0.09~0.4;粉垄深度50 cm处理表层(0~20 cm)土壤pH值增加了0.21,20~100 cm剖面土壤pH值降低了0.08~0.62。粉垄深度40 cm、50 cm处理均显著降低了0~40 cm土层土壤全盐含量和交换性Na^(+)含量,降幅分别为7.0%~25.0%和16.7%~55.6%;增加了40~80 cm土层交换性Na^(+)含量。同时,粉垄措施也显著降低了0~60 cm剖面土壤碱化度,降幅在17.7%~34.5%,其中:粉垄深度40 cm较对照未粉垄表层0~20 cm土壤耕层碱化度降低20.8%,20~40 cm和40~60 cm剖面土壤碱化度也分别降低了19.3%和34.5%。

盐渍化土壤下不同深度粉垄耕作对水稻性状及产量的影响

针对宁夏银北地区土地盐碱化程度深,土壤板结严重,导致作物出苗率低、产量不高等问题,以传统旋耕为对照,对盐渍化稻田采用粉垄耕作技术设置4种粉垄深度比对试验,测定水稻生长性状、土壤容重、孔隙度、土壤有机质含量、产量等指标,分析粉垄处理和对照各指标在同一土壤深度下的差异性。结果表明,与对照相比粉垄耕作随深度的增加,土壤容重有降低趋势,土壤有机质含量呈增加趋势,粉垄深度在50~60 cm处尤为明显;从水稻产量来看,FL 60 cm产量最高,FL 50 cm次之,对照产量最低。可见粉垄耕作能够显著改善盐碱地土壤理化、养分性质,对水稻增产有明显作用,建议供试地粉垄耕作深度控制在50~60 cm。

“粉垄科学”理论及其内涵初探

首次在粉垄耕作与栽培技术的基础上,创建“粉垄科学”新的学科平台;阐明包括“超深耕深松不乱土层”的“全层耕”、“底层耕”等耕作技术体系,并有25个省35种作物应用具10%~50%增产和提质保水生态功效,初步阐明“粉垄科学”的理论有价值取向理论、农耕变革效应理论、自然力理论、作物“库”“源”双扩増产提质理论等“粉垄科学”创建基础;指出“粉垄科学”可解决土地及天然降水、太阳光能等自然资源如何高效活化利用的前沿科学问题,能对耕地及盐碱地、退化草原、荒漠化土地生态重建、宜耕果树行间、宜耕林木行间、海绵城市草坪和土地整治工程等进行全覆盖的耕作利用,可由传统“耕地农业”向“粉垄耕地 + 盐碱地、退化草原、荒漠化土地生态重建、江河水体渔业”的“大格局绿色农业”转变。

粉垄耕作对土壤理化性质和水稻生长及产量的影响

为探究不同粉垄耕作深度对土壤物理性质、养分和水稻产量的影响,探索适宜的粉垄耕作深度,在宁夏平罗县前进农场开展大田试验,以传统旋耕为对照,设置不同粉垄(FL)深度(30、40、50、60 cm)为试验处理,着重研究土壤容重、孔隙度等土壤物理性质和速效养分与有机质含量等养分指标受粉垄深度影响的规律。结果表明,粉垄耕作可显著降低土壤容重,在0~20 cm土层,粉垄处理较CK相比最多降低7.75%,在20~40 cm土层最多降低6.90%,在40~60 cm土层FL60可降低7.59%,粉垄处理与CK相比可以显著增加土壤总孔隙度;粉垄处理各层次土壤含水率均高于CK,说明粉垄耕作可以增强土壤的蓄水能力。粉垄耕作可促进水稻对速效养分和碱解氮的吸收,粉垄处理的碱解氮含量较CK平均降低29.82%~43.53%,速效磷含量较CK平均降低35.18%~68.09%。偏生产力均以FL50处理最高,分别为52.20、128.50、278.43 kg/kg,与CK相比均提升25.45%。粉垄耕作可以显著提高水稻的籽粒产量,产量表现为FL50最佳,平均达到668.22 kg/666.7 m^(2),与CK相比增加25.45%。说明粉垄耕作可以改善土壤耕层状况,改善土壤的透水透气能力及养分利用效率,为水稻的生长发育提供一个良好的土壤环境,从而实现增产增收,本研究可为宁夏北部推广粉垄耕作技术提供理论依据。

粉垄“145”模式在新植蔗上的应用效应及其生理生态基础

为了解粉垄“145”模式在新植蔗上的应用效果,解析其生理生态基础,该研究以桂柳05136为材料,设置常规耕作(CK)和粉垄“145”模式(FL145)2个处理,通过大田试验研究粉垄“145”模式对土壤性质以及新植蔗农艺性状、光合特性和产量品质的影响,并分析其经济效益。结果表明:(1)与CK相比,FL145的0~20 cm、20~40 cm根区,土壤容重显著降低1.25%~5.98%,土壤孔隙度显著提高1.08%~4.77%,土壤含水量显著提高1.78%~8.23%。(2)FL145促进新植蔗根系生长,出苗效果和农艺性状表现良好,株高显著增加2.20%~7.86%。(3)FL145的新植蔗单株叶面积显著增大15.88%,叶绿素含量、净光合速率、气孔导度、胞间CO 2浓度分别显著提高1.41%、6.84%、18.67%、10.06%,光合能力增强,单株干物质积累量显著增加9.26%。(4)收获时,FL145的新植蔗有效茎数、茎长、茎径显著增加,理论产量和实际产量分别显著提高5.07%和5.11%,蔗汁蔗糖分和锤度分别显著提高1.61%和1.50%,还原糖分显著下降12.50%。(5)FL145新植蔗生产总成本比CK的降低378 yuan·hm^(-2),总产值增加1934.4 yuan·hm^(-2),利润增加2312.4 yuan·hm^(-2)。综上表明,粉垄“145”模式通过“一亩只耕三分地”和减少化学除草环节的投入来实现降本增效;同时创造了良好的土壤条件,使新植蔗根系发达,进而增强光合能力,促进植株的生长发育,有利于干物质和糖分的积累,是新植蔗提质增产的原因。