冬闲盐碱地绿肥种植对淡水淋盐土壤及淋溶液碳氮影响

为探讨绿肥种植对盐碱地淡水淋盐下土壤及淋溶液碳氮含量的影响,于2021年10月至2022年5月设置冬闲(T1)、冬牧70黑麦(T2)和油菜(T3)3个处理进行大田试验,测定土壤及淋溶液有机碳(SOC)、硝态氮(NO_(3)^(-)-N)、铵态氮(NH_(4)^(+)-N)空间分布情况。结果表明,T1、T2、T3处理0~30 cm土层中土壤有机碳分别由淋盐前的6.20,6.58,7.24 g/kg增加到淋盐后的6.48,7.39,8.06 g/kg,增幅分别为4.41%,12.20%,11.23%。淋盐前后0~60 cm土层中T1处理土壤硝态氮含量显著高于T2和T3,淡水淋盐后,0~30 cm土层各处理分别降低42.42%,3.85%,10.84%;60~90 cm土层中减少了1.38%,7.96%,18.11%。淋盐前各土层土壤铵态氮含量不同处理之间无显著差异,淋盐后各土层土壤铵态氮含量均以T2含量最高。综上,淋盐灌溉后,相较于淋盐前各处理不同土层土壤有机碳均呈增加趋势,而土壤氮素则呈明显降低趋势,通过对土壤及淋溶液氮素含量分析发现,淋盐灌溉造成的氮素淋失主要以硝态氮为主。相较于冬闲田,种植油菜绿肥对土壤氮素提高有明显效果,而种植冬牧70绿肥对减少土壤氮素淋失具有最佳效果。

减量施肥对冬小麦休闲期农田杂草物种多样性及生态化学计量特征的影响

【目的】分析减量施肥对冬小麦休闲期农田杂草物种多样性及生态化学计量特征的影响,旨在为化肥农药“双减”政策产生的生态环境效应科学评价提供参考。【方法】以陕西杨凌曹新庄试验地冬小麦肥料试验为基础,设置不施肥(CK)、减量施肥(氮(N)、磷(P_(2)O_(5))用量分别为165和122 kg/hm^(2))和常规施肥(N、P_(2)O_(5)用量分别为220和160 kg/hm^(2))3个处理,测定不同处理小麦产量及夏季休闲期农田杂草的生物量、株高、盖度、多度、频度、丰富度,以及藜、狗尾草和马唐的有机碳、全氮、全磷含量,计算植物多样性指标及生态化学计量比(C/N、C/P、N/P),研究减量施肥对农田杂草物种多样性及生态化学计量特征的影响。【结果】与对照相比,减量施肥和常规施肥处理均对冬小麦休闲期农田杂草的生物量、株高、盖度、多度、频度有明显影响,冬小麦籽粒产量和杂草生物量增加;施肥处理藜和地锦草的株高和生物量均显著增加,其他农田杂草的株高和生物量总体降低。与对照相比,施肥处理苋的有机碳含量以及藜、狗尾草、马唐和葎草的全氮含量均显著增加,藜、马唐全磷含量显著降低。相较于常规施肥,减量施肥处理狗尾草全磷含量显著降低。与对照相比,减量施肥和常规施肥处理藜、狗尾草和马唐氮磷比和碳磷比总体显著增加,碳氮比显著降低。相对于常规施肥处理,减量施肥处理缓解了藜和马唐氮磷比的增加幅度。与对照相比,施肥处理的Shannon-Wiener多样性指数、Simpson多样性指数和Margalef丰富度指数均显著降低;与减量施肥处理相比,常规施肥处理Pielou均匀度指数与丰富度显著降低。植物β多样性指数表明,常规施肥对小区植物多样性的影响最大。【结论】减量施肥和常规施肥处理冬小麦休闲期农田杂草的物种多样性均明显降低,但减量施肥处理缓解了常规施肥对农田杂草生物多样性和生态化学计量特征的影响。

季节性冻融对绿洲灌区农田休闲期土壤水稳性团聚体的影响

【目的】评价季节性冻融对休闲期农田土壤团聚体性质的影响。【方法】在甘肃省石羊河流域民勤地区,以常规田间管理措施和冬灌制度为代表设计不同试验处理,开展了冬季季节性冻融对土壤水稳性团聚体含量及特性指标的影响研究,观测了冻融前后不同土层深度土壤水稳性团聚体的粒径组成,分析了不同田间管理措施及灌溉条件下冻融前后不同粒径大团聚体含量和特性指标变化。【结果】冬季季节性冻融可使耕层土壤水稳性大团聚体各粒径含量显著降低,降幅与冻结前该粒径含量呈显著线性相关,含量越高,降幅越大;各土层平均质量直径MWD、几何质量直径GMD变小,分形维数D变大,变幅与冻结前各粒径含量呈显著线性相关,平均质量直径MWD、几何质量直径GMD受10~5mm粒径团聚体含量影响较大,分形维数D受2~0.25mm粒径团聚体含量影响明显。【结论】冬季季节性冻融对土壤大团聚体有破碎作用,显著降低了水稳性大团聚体含量;秋耕能增大水稳性团聚体的含量,但影响在土壤冻结前基本消除;冬灌可促进表层土壤大粒径团聚体的形成。

陇中旱区农田土壤微量元素特征及其对绿肥休耕的响应

研究土壤微量元素对绿肥休耕的响应,为大面积区域农田土壤养分管理和农业生产提供参考。基于陇中旱区3年多点位监测数据,选择土壤有效铁、有效锰、有效铜、有效锌、有效钼和有效硼等6项指标,对比分析休耕种植绿肥前后土壤微量元素差异。结果表明:(1)与基础土壤相比,休耕3年后土壤有效锰、有效铜和有效锌含量分别显著增加18.8%,22.5%,14.3%(p<0.05);有效铁和有效硼含量均显著降低(p<0.05),有效钼无显著变化。(2)回归分析表明,有效铁、有效锰和有效铜的变化幅度与休耕前微量元素基础含量均呈负线性关系,而有效锌和有效钼均呈负对数关系(p<0.05),且对有效锰、有效铜、有效锌和有效钼的基础含量分别小于8.0,0.9,0.3,0.06 mg/kg的农田土壤有显著提高效果;有效铁、有效锰和有效铜变化幅度与休耕前土壤有机质和全氮基础养分含量之间均呈显著负线性关系(p<0.05);有效铁、有效锰、有效铜和有效锌变化幅度与休耕前土壤pH之间均呈显著正线性关系(p<0.05)。(3)进一步对休耕后土壤微量元素和常量元素相关分析表明,休耕后有效铁、有效锰和有效锌均与土壤有机质、全氮、速效磷和速效钾存在显著正相关关系;除有效钼,其他5种微量元素与土壤pH之间均呈显著负相关。综上所述,休耕种植绿肥可不同程度地提高陇中旱农区土壤有效锰、有效铜和有效锌含量,尤其可显著改善土壤缺锰状况,且该模式对土壤养分基础含量较低和偏碱性土壤提高微量元素含量效果更显著。

冬小麦休耕对土壤动物群落及其摄食活性的影响

为明确农田土壤动物对不同耕作制度的响应,本研究以华北小麦田土壤微节肢动物为研究对象,探究休耕对土壤微节肢动物群落及其摄食活性的影响。试验设置不播种作物的样方作为休耕处理,正常播种作为不休耕处理,分析处理间和不同土层的土壤温湿度时空差异,并利用诱饵薄条法(Bait-Lamina Test,BLT)原位解析土壤动物的摄食活性。结果表明:休耕与不休耕处理中的土壤微节肢动物均以真螨目为优势类群,其占总丰度的89%,并且具有明显的表聚效应。此外,休耕对不同土层深度土壤微节肢动物群落的影响不一致,0~5 cm土层、不休耕处理中的土壤微节肢动物丰度显著增加,约为休耕处理的4.4倍;5~10 cm土层、不休耕处理的微节肢动物数量相较于休耕处理增长了约46%。相关性分析显示,土壤微节肢动物摄食活性与土壤温湿度和不同种植模式均存在显著正相关关系。从小麦的拔节期到成熟期,休耕处理中土壤微节肢动物的摄食活性均显著高于不休耕处理,且在土壤湿度最高的抽穗期达到最大。研究表明,休耕显著降低了0~10 cm深度土壤微节肢动物的数量和多样性,但提高了其摄食活性,土壤微节肢动物群落的摄食活性主要受土壤湿度的影响。

休耕对陇中旱农区农田土壤养分的影响

[目的]评估休耕对农田土壤养分的影响,阐明休耕模式的适宜性,为区域制定合理的土地管理措施和提高农田土壤质量提供科学依据。[方法]以陇中旱农区农田为研究对象,基于2017—2019年连续3 a的休耕试验数据,选择土壤有机质(SOM)、全氮(TN)、有效磷(AP)、速效钾(AK)、pH值和交换性钙、镁7个土壤养分指标,对比绿肥种植休耕模式实施前后土壤养分的变化情况以及休耕与非休耕对照(马铃薯—玉米—马铃薯轮作)土壤养分的差异。[结果](1)与休耕前的基础养分相比,休耕3 a后,SOM,TN和AK含量均有增加趋势,增幅依次为19.5%,23.0%,9.2%,其中除AK外,SOM和TN含量休耕前后均有显著差异(p<0.05);AP,pH值和交换性钙、镁均显著降低(p<0.05),降幅依次为21.8%,1.0%,36.5%,39.6%。(2)与非休耕对照相比,SOM,TN和AK含量分别明显高于对照区3.5%,11.0%,8.5%,AP和交换性钙含量均比对照区低,其中仅TN和交换性钙的含量有显著差异(p<0.05)。(3)AP变化率与其基础含量呈显著对数关系(p<0.001),SOM,TN,AK,pH值等指标变化率与其基础含量之间均呈显著的负相关线性函数关系(p<0.01),即随着土壤基础养分的增加休耕对其养分变化的影响降低,而交换性钙镁的这种关系不显著。(4)休耕3 a后SOM,TN,AK和AP之间均呈显著正相关关系(r>0.38,p<0.05);pH值除与交换性镁的相关性不显著,与其他土壤养分指标均呈显著负相关关系(p<0.01),且休耕区上述土壤养分指标的相关性均比对照区高。[结论]采用种植绿肥的休耕模式,可使陇中旱农区耕地质量得到一定程度的提升,并且对基础养分较低的土壤效果更佳。但3 a的休耕相较于马铃薯—玉米—马铃薯轮作种植地力提升幅度较小,表明在较短的时间尺度内休耕对土壤的改良作用仍十分有限。

耕地休耕的研究进展与现实借鉴

休耕作为土地利用的一种方式,具有悠久的历史.而作为土地利用制度已在欧美、日本等国家取得丰硕的研究成果.运用文献研究和比较研究方法,从休耕制度目标、休耕申请程序与机制、休耕规模和空间布局、休耕影响与效益评价和我国休耕的区域实践等方面进行了学术回顾并总结了各国休耕经验和制度特征.结果发现:1这些经验和制度均对我国即将实施的休耕制度提供了逻辑起点和制度借鉴,但我国在申请程序、技术、补偿和监督等方面的研究仍需加强;2目前我国应在积极借鉴已有研究成果与实践经验的基础上,探索符合国情的耕地休耕制度;尤其是在推行休耕制度过程中需审慎评估实行耕地休耕对粮食安全的积极作用和消极影响,结合我国耕地细碎化和小农经济特征设计休耕制度体系,休耕模式的设计需因地制宜、实现区域差异化.

石羊河流域农田休闲期耗水规律研究

通过微型蒸渗器和diviner2000土壤水分测定仪测定了不同耕作及储水灌溉条件下农田休闲期土壤水分动态变化规律,并结合气象数据比较不同耕作方式和灌水处理的优越性,分析了休闲期不同耕作方式及储水灌溉措施对土壤水分及降水利用的影响。研究结果表明,春耕可减少农田表层土壤蒸发,保水效果较好;低定额储水灌溉既没有造成深层渗漏,且蒸发损失小;冬季大定额储水灌溉产生43.86 mm的深层渗漏和121.11mm的土壤水分蒸发,形成了水资源的无效流失;而春耕+免储水灌溉只产生54.41 mm水分损失,节水效果显著。土壤蒸发和深层渗漏产生的土壤水分损失大小顺序为:传统冬季储水灌溉>低定额储水灌溉>秋耕+免储水灌溉>春耕+免储水灌溉,低定额储水灌、秋耕+免储水灌溉、春耕+免储水灌溉处理土壤水分损失较对照分别减少53.44 mm、97.52 mm和110.56 mm(土面蒸发+深层渗漏)。石羊河流域春耕+免储水灌溉处理可有效减少休闲期水分损失,提高休闲期水分利用效率。

中国探索实行耕地轮作休耕制度试点问题的战略思考

耕地是粮食生产的根本和载体。近年来,在中国粮食连年增产的同时,耕地资源环境面临着多重挑战,高强度利用和长期高负荷运转使耕地得不到休养生息,耕地地力严重透支,耕地质量退化、耕地污染尤为突出,严重制约了中国农业可持续发展。科学推进耕地轮作休耕制度,提升耕地综合生产能力,是探索藏粮于地、藏粮于技的具体实现途径,对推动中国农业绿色发展和保障国家粮食安全具有重要战略意义。文章在剖析国内外耕地轮作休耕实践与发展的基础上,战略性地提出了探索实行耕地轮作休耕制度试点问题的研究重点和目标,包括调研中国重点关注区域适于轮作休耕的耕地资源现状与区划,探讨重点关注区域耕地实施轮作休耕的技术路径、建立重点区域耕地轮作休耕制度试点体制机制等。为实现"十三五"国家农业转型发展,保障粮食生产能力和国家粮食安全提供重要咨询建议。

我国地下水漏斗区耕地轮作休耕制度试点成效及对策建议

地下水严重超采已成为制约河北省经济社会可持续发展的重要因素,开展地下水漏斗区耕地轮作休耕制度试点工作对地下水超采综合治理和农业可持续发展具有重要意义。本文在实地调研考察和专题研讨的基础上,全面系统总结了河北省地下水漏斗区耕地轮作休耕制度试点工作进展和成效,分析了存在的问题,并提出相应的对策建议,为开展我国地下水漏斗区耕地轮作休耕制度试点工作提供借鉴。

鄱阳湖粮食产区农户休耕意愿及影响因素研究

土地休耕是一种较为新兴的耕地保护制度,生态休耕是恢复地力、提高粮食产能和抵御自然灾害的有效措施。通过对鄱阳湖粮食产区农户休耕意愿的调查发现,有48.54%的农户愿意休耕,51.46%的农户认为休耕的经济生态补偿应当等于休耕面积总产值。采用二元Logistic回归方法对农户休耕意愿的影响因素进行分析,结果表明,非农业收入比例、耕地质量的主观判断对农户的休耕意愿分别具有正向影响和负向影响,而户主年龄、文化程度、劳动力数量等指标则影响不显著。

南方农区紫花苜蓿发展潜力与种植模式研究进展

我国是紫花苜蓿生产大国之一,但南方农区紫花苜蓿的发展一直滞后,仅零星种植,生产效益不高。随着我国农业产业结构的调整以及畜牧业的蓬勃发展,农区对牧草产品的需求日益增加,紫花苜蓿的生产潜力正在逐渐显现。根据南方农区的生态条件和耕作制度设计紫花苜蓿与粮经作物复种的季节性种植模式,并配套相应的高产栽培技术,充分利用冬闲田和经济林晚秋至春季落叶季节进行速生栽培利用,能提高农区紫花苜蓿的生产效益。季节性栽培利用将是南方农区紫花苜蓿的重要发展方向。

南京地区冬闲田播种紫花苜蓿生产性能的品种间差异

为了筛选适宜我国南方农区冬闲田种植的高产速生紫花苜蓿Medicago sativa品种，试验在南京冬闲田播种条件下对8个半秋眠和非秋眠型紫花苜蓿品种的产量影响因子与干物质积累特性进行了比较。结果表明：在春季收获两茬的短期栽培利用时，紫花苜蓿干物质产量可达730．26～1460．25g／m^2。植株生长性状中，株高、一级分枝数和干物质生长速率对两茬草干物质产量的贡献率均较大。其中，第1茬草的干物质产量与株高、主茎节数、一级分枝数和干物质生长速率呈显著正相关（P〈0．05），再生草的干物质产量依次与干物质生长速率、单株叶面积、单茎茎粗、一级分枝数、株高、株高生长速度和单茎分枝数呈显著正相关（P〈0．05）。WL-414、WL-525HQ、四季旺和德宝4个品种因在株高、一级分枝数和干物质生长速率方面表现优异，产量较高，在南方农区冬闲田有较大的栽培利用潜力。

西南干热河谷休闲农田温度与蒸发量日变化规律及协同关系

针对西南干热河谷旱季休闲农田面积扩大的实际,选择旱季初和旱季末2个时段,研究24 h休闲农田温度与农田蒸发量的变化规律及协同关系。结果表明:休闲农田温度曲线和蒸发量累计曲线大致呈现波形函数曲线变化,随着土壤深度和农田覆盖物的增加,曲线依次向后推移,波幅也逐渐变小,表明农田覆盖物对土壤起到一定的稳温和保水作用,可明显降低农田土壤水分散失;休闲农田温度与农田蒸发量的协同函数均呈现正向协同关系,且协同系数普遍较大,随着土壤深度和地表覆盖物逐渐增加,协同关系逐渐减弱,而干旱却有利于协同关系加强,说明在气候干燥区,农田温度升高,农田蒸发量增大,温度与蒸发量的协同关系增强,农田温度仍然是农田蒸发的主要推动因素。故西南干热河谷地区要开发利用季节性休闲农田,就必须做好旱季农田土壤水分的保蓄,增加地表覆盖物,减少农田水分的无效蒸发,为休闲农田的开发利用奠定良好的水分基础。

西藏主要河谷农区套复种多熟种植研究初探

根据西藏主要河谷农区夏闲地及其资源现状,利用多年旬积温和旬降水量,从热量和水分两方面评价夏闲地开发利用的可能性,以拉萨和山南地区为代表区域。结果表明：在冬麦区多熟作物组合86种,其积温参数变幅为2 000-4 750℃,平均为3 475.1℃,需水参数变幅为456-744 mm,平均值为636 mm;冬春麦兼种区,多熟作物组合有23种,其积温参数变幅为2 050-3 850℃,平均为2 778.7℃,需水参数的变幅为446-580 mm,平均值为528 mm。拉萨冬小麦/箭舌豌豆种植比例试验表明,66%∶33%种植比例产量和水分利用率表现最优;拉萨和山南乃东县春青稞间、套作箭舌豌豆、马铃薯、玉米试验中,粮食产量套作方式比单作、间作方式表现好,以春青稞/马铃薯和春青稞/玉米为优,饲草饲料产量单作方式优于间、套作方式。

渭北旱塬夏闲地开发利用研究

根据渭北旱塬农业生产和夏闲地现状，论证了渭北旱塬扩大复种开发夏闲地的必要性和可能性，并通过试验研究表明，虽然水分不足是扩大复种的主要限制因素，但只要因地制宜也可适度开发夏闲地（从三年四熟到一年二熟）。

土地整治对耕地轮作休耕的影响研究进展与展望

探索实行耕地轮作休耕制度将是未来我国统筹粮食安全与生态安全的新路径,对实现农业可持续发展具有重要意义。而土地整治作为耕地轮作休耕的一种形式及其带来的土地利用变化必然影响农业经营主体的耕地轮作休耕决策行为。因此有必要对土地整治影响耕地轮作休耕问题展开系统研究。本文梳理了当前国内外土地整治与耕地轮作休耕相关研究成果,从轮作休耕的模式与影响因素、土地整治对农户土地利用行为的影响、研究采取的主要方法与手段等三个方面总结了现有研究进展,并认为未来研究应加强从不同农业经营主体和地理空间格局、过程、效应视角揭示土地整治影响耕地轮作休耕的规律与机理。研究以期为未来我国土地整治与耕地轮作休耕研究指明方向,从土地整治层面探索完善我国的耕地轮作休耕制度。

桂西北喀斯特地区不同土地利用类型土壤抗蚀性研究

土壤抗蚀性是反映土壤抵抗侵蚀能力的重要参数之一,是土壤侵蚀研究的重要内容。本文选取土壤有机质、水稳性团聚体、团聚体结构破坏率、团聚状况、团聚度、分散率和<0.05 mm粉黏粒含量等7个指标,通过单因素方差分析及主成分分析,探讨了桂西北喀斯特地区5种不同土地利用类型土壤抗蚀性的差异。结果表明:原生林和次生林土壤有机质含量显著(P<0.05)高于撂荒地、坡耕地和人工林,撂荒地土壤有机质含量较坡耕地和人工林高,但差异不显著。原生林、次生林及撂荒地土壤>0.25 mm水稳性团聚体总量及团聚状况显著高于坡耕地及人工林,但其土壤团聚体结构破坏率及分散率显著低于坡耕地;人工林土壤团聚体结构破坏率显著高于次生林,但与原生林、撂荒地和坡耕地差异不显著;人工林土壤分散率则与坡耕地类似,显著低于原生林、次生林及撂荒地;原生林、次生林土壤团聚度与撂荒地、坡耕地差异不显著,但显著高于人工林;次生林、撂荒地及人工林<0.05 mm粉黏粒含量与原生林、坡耕地差异不显著,但坡耕地土壤<0.05 mm粉黏粒含量显著高于原生林。由主成分分析综合评分得到土壤抗蚀性强弱顺序为:原生林>次生林>撂荒地>坡耕地>人工林。因此,喀斯特地区人为干扰严重降低了土壤的抗蚀性,耕地通过撂荒方式能够提高土壤抗蚀性。

基于“质量-风险”的干旱区休耕空间布局及补偿策略

构建节水型休耕生态补偿机制是干旱地区农业可持续发展的必然选择,探讨符合干旱地区休耕地的空间布局方法是提高休耕生态补偿效率的关键。该研究以新疆开都-孔雀河流域为例,从土壤理化属性和耕作便利条件两方面建立耕地质量评价指标体系,利用综合评估法评估流域内耕地质量状况;基于MEDALUS-ESAs模型框架,从土壤、气候、植被和土地利用与管理4个方面评估全流域的土地退化风险;综合考虑耕地质量和土地退化风险,利用Z-score方法确定休耕空间布局,并提出不同分区的休耕补偿策略。结果表明:1)开都-孔雀河流域耕地质量“总体良好,局部较差”,土地退化风险呈现“北低南高”的空间分布格局;2)流域内优先休耕区内耕地面积为67814.60 hm^(2),次优先休耕区的耕地面积为71784.94 hm^(2),限制休耕区内耕地面积为80576.89 hm^(2),禁止休耕区内耕地面积为107358.03 hm^(2);3)优先休耕区耕地的约束条件为耕地质量,可将休耕与耕地质量提升相结合,实施中长期休耕,依据农业收益损失和土地改良成本确定休耕补偿标准;次优先休耕区耕地质量较好,可与农业节水相结合,基于水资源短缺状况对耕地进行季节性休耕,依据农业收益损失确定休耕补偿标准;限制休耕区受耕地质量和生态安全的双重约束,应将休耕与耕地质量提升、生态保护相结合,实施年度休耕,依据农业收益损失、土地改良成本和生态保护成本确定休耕补偿标准。

不同覆盖作物对马铃薯冬闲田土壤碳氮含量及酶活性的影响

[目的]筛选有助于提高马铃薯冬闲田土壤碳氮含量及酶活性的适宜覆盖作物。[方法]在马铃薯收获后设置裸地(T1)、紫花苜蓿(T2)、草木樨(T3)、冬小麦(T4)、黑麦草(T5) 5种覆盖处理,翌年返青后测定不同处理的土壤碳氮含量及酶活性。[结果]紫花苜蓿覆盖下的土壤TOC、DOC、DON、TN含量均高于其他处理,而土壤C/N低于其他处理;其土壤磷酸酶、蔗糖酶、脲酶和过氧化氢酶活性均高于其他处理。[结论]该研究为提高马铃薯冬闲田土壤防风蚀能力提供科学依据。