西南“旱三熟”地区不同保护性耕作措施对农田土壤生态效应及生产效益的影响

针对我国西南地区旱作农田土层浅薄、水土流失严重、季节性干旱多发等问题,以常规平作（T）、垄作（R）、平作＋秸秆覆盖（TS）、垄作＋秸秆覆盖（RS）、平作＋秸秆覆盖＋腐熟剂（TSD）、垄作＋秸秆覆盖＋腐熟剂（RSD）6种措施作为处理,连续2年进行大田对比试验,研究不同保护性耕作措施对西南＂旱三熟＂种植区农田土壤生态要素、产量和水分利用效率的影响。结果表明,保护性耕作措施可以有效地改善土壤有机质和养分状况,且对酸性土壤有一定的改良作用,其中有秸秆覆盖的4个处理显著增加了土壤有机质、全氮、全钾、碱解氮含量;可改善土壤水分状况,增强作物的抗旱节水能力,各处理0~80 cm土层2年平均贮水量排序为：RSD（258.82 mm）〉TSD（252.40 mm）〉RS（250.19mm）〉TS（246.66 mm）〉R（239.19 mm）〉T（235.87 mm）;可降低7月份表层土壤温度,缓解夏季高温对玉米后期生长发育造成的伤害,其中有秸秆覆盖的4个处理对5 cm和10 cm土层温度有显著降低效应;可抑制杂草生长,具有良好的控草效应,其中TS、RS、TSD、RSD处理的杂草高度、密度和生物量均比T和R有极显著下降;可促进蚯蚓的繁殖和生长,使农田生态环境得到明显改善。总体来看,秸秆覆盖措施可以改善土壤肥力,并具有增加土壤贮水、调节土壤温度、控制农田杂草和促进蚯蚓生长的作用,垄作和腐熟剂在增加土壤贮水方面有明显效果。保护性耕作模式显著提高了作物的产量和水分利用效率,增加了经济收益。2年系统平均产量和水分利用效率排序为：RSD〉RS〉TSD〉TS〉R〉T（CK）,总产值和纯收入排序为RS〉RSD〉TSD〉R〉TS〉T（CK）。在各处理中以RSD、RS两种模式的综合效果最好,在西南＂旱三熟＂种植区具有很好的推广前景。

基于ArcGIS的重庆市农田生态系统碳源/汇特征研究

以1997-2011年重庆市农作物产量、耕地面积及农业投入等相关统计数据为依据,对重庆市农田生态系统碳吸收量、碳排放量和碳汇强度进行了测算,以ArcGIS为技术手段进行碳源/汇空间特征分析.结果表明:1997-2011年重庆农田生态系统碳吸收总量总体处于稳定态势,粮食作物碳吸收比例下降,经济作物和果蔬作物碳吸收比例明显上升;碳排放总量呈逐步上升趋势,农用化学品投入是其主要排放源.从空间上看,2011年重庆市三大经济区域农田生态系统碳吸收、碳排放、碳汇的总量和强度从大到小依次为一小时经济圈、渝东北地区、渝东南地区.

西南旱地油菜间作紫云英和秸秆覆盖的生产效应

我国西南地区旱地的农田生态环境脆弱,绿肥应用匮乏,季节性干旱是限制油菜生产的关键因素。本研究在西南地区旱地引入冬季绿肥作物紫云英与油菜间作,并结合秸秆覆盖,探讨其对油菜光合特征、农艺性状、生物量、根系形态、油菜品质及产量的影响。结果表明,间作紫云英和秸秆覆盖改善了油菜的根颈粗、叶片数、有效分枝数和单株角果数等农艺性状,提高了油菜根系总根长、总根体积、总根表面积和平均根系直径等根系形态及蕾薹期和开花期的根、茎、叶生物量;还提高了油菜苗期光合作用强度,间作和秸秆覆盖处理的水分利用效率比油菜单作分别提高了31.12%和39.89%;但对油菜品质的影响较小。间作、秸秆覆盖和秸秆覆盖下间作的油菜群体产量分别比单作提高10.30%、13.20%和40.16%。在西南地区旱地,间作紫云英是提高油菜产量的可行途径,而且结合秸秆覆盖的生产效益更明显。

保护性耕作下蚕豆/玉米/甘薯三熟制农田土壤呼吸、碳平衡及经济-环境效益特征

垄作和秸秆覆盖是实现西南丘陵区旱地农田稳产高产和固碳的适宜保护性耕作模式。为探讨该保护性耕作模式下蚕豆/玉米/甘薯三熟制农田土壤碳排放的特征,对平作无覆盖(T)、垄作无覆盖(R)、平作+秸秆半量覆盖(TS1)、垄作+秸秆半量覆盖(RS1)、平作+秸秆全量覆盖(TS2)、垄作+秸秆全量覆盖(RS2)6种耕作模式下西南紫色土丘陵区蚕豆/玉米/甘薯三熟制农田土壤呼吸、粮食产量特征进行测定,分析农田碳平衡及经济-环境效益,为量化评估农田生态系统碳收支提供理论依据。结果表明:在整个间套作系统内,蚕豆、玉米和甘薯全生育期内土壤呼吸速率均值分别为3.704μmol·m^(-2)·s^(-1)、4.847μmol·m^(-2)·s^(-1)和4.606μmol·m^(-2)·s^(-1),垄作降低了3种作物的农田土壤呼吸速率(P<0.05),秸秆覆盖则增加了土壤呼吸(P<0.05),垄作和秸秆覆盖配合使用后土壤呼吸总量和微生物呼吸总量增加(P<0.05)。保护性耕作促进三熟制农田生态系统内作物固碳;土壤-作物系统碳平衡表现为碳汇,RS2、TS2、RS1、TS1、R分别较T高25.41%、25.37%、9.84%、26.74%、13.26%。与平作相比,垄作和秸秆覆盖提高了粮食产量,以RS2(17 460.45 kg·hm^(-2))最高,TS2(16 498.73 kg·hm^(-2))次之。蚕豆/玉米/甘薯三熟制农田生产每千克籽粒释放CO_2量处理间表现为T(1.88 kg?kg^(-1))>TS1(1.83 kg?kg^(-1))>R(1.76kg?kg^(-1))>TS2(1.75 kg?kg^(-1))>RS1(1.69 kg?kg^(-1))>RS2(1.68 kg?kg^(-1))。垄作和秸秆覆盖提高了套作的经济-环境效益,秸秆覆盖量越高,经济-环境效益越好。从农田碳平衡和经济-环境效益综合考虑,垄作结合秸秆全量覆盖(RS2)具有最大的碳汇能力和最优的经济-环境效益,可以优先作为该地区农田实现固碳增汇减排的耕作措施。

秸秆覆盖下油菜间作紫云英的土壤微环境效应

为探索绿肥紫云英在我国西南地区旱地的应用前景,通过秸秆覆盖下种植紫云英,探讨其对土壤微环境的影响。结果表明:秸秆覆盖可显著提高10 cm土层农田土壤温度,在整个生育期内平均可提高0.11℃,同时间作紫云英显著提高了油菜苗期10 cm处的土壤温度,且在秸秆覆盖下表现更为明显;秸秆覆盖对0~5 cm土层土壤含水量和土壤电导率的影响较小,紫云英单作显著提高了0~5 cm土层土壤含水量,其平均土壤含水量为0.26 m^ 3 ·m ^-3 ,而紫云英油菜间作则降低了0~5 cm土层土壤含水量和土壤电导率,其平均土壤含水量和土壤电导率分别为 0.24 m ^3 ·m ^-3 和0.16 dS·m ^-1 。另外,不同种植模式对农田土壤养分的影响主要体现在玉米季,而且种植紫云英对油菜季和玉米季的土壤养分综合评价均较好,秸秆覆盖下紫云英单作评价值最高,其中油菜季为1.101,玉米季为 1.214 。可见,西南旱地秸秆覆盖下种植紫云英可改善农田土壤水热环境,同时有较好的土壤养分综合评价效果。

不同保水剂及覆盖材料对西南旱作农田土壤特性和油菜生长的影响

为应对西南旱作农田耕地质量下降、水土流失严重等问题,通过田间小区试验,以不施加保水剂+无覆盖处理(A_(1)B_(1))为对照,探索不同保水剂:不施加保水剂(A_(1))、常规农用保水剂(A_(2))、微生物保水剂(A_(3)),不同覆盖材料:无覆盖(B_(1))、地膜覆盖(B_(2))、秸秆覆盖(B_(3))处理下对土壤特性的影响.结果表明,油菜花期以前不同覆盖处理配施保水剂能有效提高0~20 cm土层含水量,生长后期秸秆覆盖处理的保水效果减弱;不同覆盖处理配施保水剂可以显著提高土壤养分含量,其中A_(3)B_(2)处理的土壤碱解氮、有机质质量分数较对照处理显著提高了12.93%和45.79%,A_(3)B_(3)处理的土壤速效磷质量分数较对照处理显著提高了12.97%;A_(3)B_(2)及A_(2)B_(3)处理显著提高土壤蔗糖酶活性,各处理对过氧化氢酶活性无显著影响;通过Biolog-ECO培养发现A_(2)B_(1)及A_(3)B_(2)处理能够显著提高土壤微生物碳源代谢活性(AWCD),A_(3)B_(2)处理下土壤微生物对胺类碳源、氨基酸类碳源的利用率较对照处理显著提高了48.53%和33.94%,丰富度指数(R)、香农指数(H)和优势度指数(D)均在A_(3)B_(2)处理下达到峰值;A_(3)B_(2)处理下的油菜株高,地上部、地下部干物质质量及油菜产量显著高于对照处理.综合而言,不同覆盖材料及保水剂对土壤特性有积极影响,地膜覆盖配施微生物保水剂处理(A_(3)B_(2))能够显著改善土壤含水量和土壤养分状况,提高土壤酶及微生物活性,有利于油菜的生长和产量的增加,适宜在西南旱作区推广应用.

干旱胁迫对油菜蕾薹期生理特性及农艺性状的影响

【目的】针对长江流域特别是长江上游近几年春季降水偏少易导致干旱的特点,研究水分胁迫对油菜蕾薹期生理特性及农艺性状的影响,为揭示油菜蕾薹期抗旱机制及抗旱品种选育提供理论依据。【方法】采用盆栽的方式,在遮雨网室对两种抗旱性不同的油菜品种中双10号(抗旱性弱)和94005(抗旱性强)蕾薹期进行干旱胁迫,以各性状的抗旱系数研究油菜相关生理指标及农艺性状的变化,在此基础上筛选出适用于该区域油菜蕾薹期抗旱性鉴定的指标。【结果】随着干旱时间的延长,两种油菜的叶片净光合速率、气孔导度、蒸腾速率、胞间二氧化碳浓度、RWC、叶绿素含量、RuBP羧化酶活性、株高、茎粗、一次分枝数以及单株产量抗旱系数均呈下降趋势,下降幅度与胁迫时间成正相关。其中,气孔导度、蒸腾速率抗旱系数下降幅度与材料抗旱性成正相关,其余指标则与材料抗旱性成负相关。抗旱性弱的材料气孔限制值、水分利用率抗旱系数分别呈现出上升-下降与一直下降的趋势,抗旱性强的材料则均为上升趋势。POD、SOD、CAT活性、可溶性糖以及可溶性蛋白相对值随着干旱胁迫时间的延长先升高后下降,抗旱性强的材料增加幅度高于抗旱性弱的材料;细胞膜透性、丙二醛(MDA)含量和脯氨酸相对值随干旱胁迫时间的延长呈上升趋势。对干旱胁迫下的油菜蕾薹期和复水后的成熟期相关指标之间的关系进行分析表明,干旱胁迫下,产量与净光合速率、RWC、叶绿素含量和一次分枝数抗旱系数呈极显著正相关,与细胞膜透性、MDA含量抗旱系数呈显著负相关。主成分分析将单株产量、净光合速率、胞间二氧化碳浓度、气孔限制值、水分利用率、RWC、叶绿素、RuBP羧化酶、SOD、POD、CAT、细胞膜透性、MDA、可溶性糖、株高、茎粗及一次分枝数划分为第一主成分;将叶片气孔导度、蒸腾速率、脯氨酸、可溶性蛋白划分为第二主成分。【结论】第一主成分的各指标(单株产量、净光合速率、胞间二氧化碳浓度、气孔限制值、水分利用率、RWC、叶绿素、RuBP羧化酶、SOD、POD、CAT、细胞膜透性、MDA、可溶性糖、株高、茎粗及一次分枝数)变化与品种抗旱性密切相关,在油菜抗旱品种选育时可作为油菜蕾薹期抗旱性鉴定的主要指标,第二主成分的各指标(叶片气孔导度、蒸腾速率、脯氨酸、可溶性蛋白)则是次要鉴选指标。

不同微地形对烟叶光合特性、碳氮代谢酶活性及品质的影响

以烤烟品种k326为材料,于2014年在贵州省凯里市大风洞设置坝地、坡地和台地等3个微地形单元处理,通过区组试验,分析其烟叶群体光合特性、碳氮代谢酶活性等部分生理生化指标的差异,并对其烟叶进行了化验评吸.结果表明,整个生育期烟叶PAR,Pn,Gs,Tr变化均呈开口向下"抛物线"趋势,成熟期由小到大依次为坝地烟叶,台地烟叶,坡地烟叶,其余时期依次为台地烟叶,坡地烟叶,坝地烟叶,各个微地形处理间差异不同时期各指标有所不同;整个生育期坝地烟叶胞间CO2浓度变化呈上升趋势,坡地烟叶和台地烟叶为"低-高-低-高"的浮动趋势.整个生育期烟叶AMS,sucrase,GS,NR,SOD,POD,CAT活性变化呈开口向下"抛物线"趋势,其中GS活性为打顶期最大,其余酶活性均为旺长期最大,成熟期各酶活表现为坡地烟叶最大,其余时期由大到小依次为坝地烟叶,坡地烟叶,台地烟叶;烟叶SS活性都呈先上升后下降的单峰曲线,由大到小依次为台地烟叶,坡地烟叶,坝地烟叶,后期微地形差异有统计学意义;烟叶SPS活性也呈单峰曲线,旺长期达到最大值,旺长期坝地烟叶明显高于台地烟叶,成熟期微地形间差异有统计学意义.总之,不同微地形烟叶成熟期以前群体光合指标和各种碳氮代谢酶活性由大到小依次基本表现为坝地烟叶,坡地烟叶,台地烟叶,成熟期依次为坡地烟叶,坝地烟叶,台地烟叶,坡地烟叶生理生化指标总体较协调,坝地烟叶次之,台地烟叶最差.研究成果为揭示山区烟叶品质特征和烤烟生产提供了理论参考.

不同微地形烟叶品质特征差异分析

为了揭示不同微地形烟叶特色,通过随机区组试验,研究云贵高原山区坝地、坡地和台地3种微地形烟叶的品质特征差异.结果表明:1)坡地烟叶的香气类型为"中偏清",坝地和台地为"中间"香型;主体香韵坡地烟叶表现为"显著"和"较显著",而坝地和台地烟叶为"较显著"和"尚显著",坡地烟叶的辅助香韵除了"木香"、"辛香"外,还有"果香"成分.2)中部叶评吸总分各微地形处理间差异有统计学意义.3)中部烟叶致香物质质量分数由大到小为坡地烟叶,坝地烟叶,台地烟叶,坡地烟叶和坝地烟叶分别比台地烟叶高出46.56%和16.97%;烤后烟叶含梗率由大到小为坝地烟叶,台地烟叶,坡地烟叶.4)生育期烟叶蔗糖质量分数呈波浪形曲线,在旺长期时质量分数达到最大值,此时由大到小为台地烟叶,坡地烟叶,坝地烟叶;生育期和烤后烟叶氯素质量分数由大到小均表现为坡地烟叶,坝地烟叶,台地烟叶,上部烟叶和下部烟叶各处理差异有统计学意义(p<0.05),而中部烟叶差异有统计学意义p<0.01.坡地烟叶感官质量较好、致香物质和氯素质量分数较高、含梗率较低、蔗糖质量分数总体较高,因此其品质特征较优,坝地烟叶次之,台地烟叶最差.该研究结果为西南烟区不同微地形优质烟叶的生产及卷烟工业的品质需求提供理论参考.

微地形耕作土水分分布及对降雨响应差异分析

西南山区的耕地可划分为坝地、坡地和台地3种微地形。采用小型气象站和温湿度自动记录仪动态监测的方法,对贵州省凯里市龙井坝微地形烟地10~40 cm土层相对水分含量及其对降雨响应的差异进行了对比研究。结果表明,不同微地形对土壤相对含水量具有显著影响。烤烟生育期坝地土壤相对含水量最高,坡地居中,台地最低;坝地、坡地和台地的各层土壤平均相对水分含量分别为55.7%、51.22%和49.96%。通过降雨量与烤烟生育期不同微地形土层相对水分含量的回归方程得知,降雨主要影响坝地和台地的40 cm土层的水分含量,而坡地为30 cm土层;坡地土层之间差异对降雨最敏感,台地次之,坝地最差。无论降雨过程中还是雨后24 h统计,微地形不同土层相对含水量对降雨强度有着各自不同的响应规律。

干旱胁迫下施钾水平对油菜生长特性、籽粒品质和钾素利用的影响

【目的】探究长期干旱胁迫下不同施钾水平对油菜生长、籽粒品质、钾素利用的影响,旨在明确不同钾肥水平下油菜通过调节生长和营养分配应对干旱胁迫的机制,为油菜抗旱栽培提供科学依据。【方法】以抗旱油菜品种油研57和干旱敏感品种川油36为试验材料,采用盆栽土培试验,每盆装风干土10 kg,设置K_(2)O施用量0、80和160 mg/kg土3个水平,并于花期开始控制土壤水分保持45%~50%最大田间持水量直至油菜收获,分别记为DK0、DK80、DK160,以施K_(2)O 80 mg/kg土,全生育期保持65%最大田间持水量作为对照,记为CK,对比不同施钾水平下油菜生长、产量、籽粒品质和钾素利用特征的差异。【结果】干旱胁迫严重抑制油菜生长,与DK0处理相比,两个油菜品种在DK80和DK160处理下根干重、总根长、根表面积、干物重和籽粒产量均显著增加。干旱胁迫导致油菜品质降低,与DK0处理相比,DK80和DK160处理下油研57籽粒油酸含量显著增加且芥酸含量显著降低。干旱胁迫引起油菜叶片早衰,花期早衰落叶钾分配比例显著增加并呈DK160>DK80>DK0的趋势(P<0.05),角果皮和茎钾分配比例大幅降低并呈DK160<DK80<DK0(P<0.05)的趋势,导致油菜钾素利用效率显著降低。与川油36相比,抗旱品种油研57根、茎和角果皮维持较高钾分配比例,表现出更高的钾素利用效率,在干旱缺钾条件下籽粒产量和油酸含量显著高于川油36。【结论】干旱胁迫导致油菜根系生长受抑制,叶片早衰,进而影响产量和菜籽油品质。增施钾肥可在一定程度上缓解干旱的不利影响,提高钾素在叶片中的分配率,提高油菜籽粒中油酸含量并降低芥酸含量,从而提高籽粒品质。由于干旱胁迫引起油菜叶片早衰,大量钾素随叶片脱落未被再利用导致钾素利用效率降低。

保护性耕作措施对轮作蚕豆碳氮积累及产量的影响

以轮作7 a的蚕豆/玉米/甘薯旱三熟种植模式下的蚕豆农田(Vicia faba L)为研究对象,设置平作(T)、垄作(R)、平作+秸秆半量覆盖(TS1)、垄作+秸秆半量覆盖(RS1)、平作+秸秆全量覆盖(TS2)、垄作+秸秆全量覆盖(RS2)6个处理,测定了不同耕作模式下蚕豆各器官的碳氮含量、碳氮储量以及产量等指标。结果表明,与对照平作(T)相比,垄作、秸秆覆盖均能提高蚕豆的碳储量和氮储量,蚕豆单株碳、氮储量以垄作加秸秆覆盖(RS2)处理最高,较平作(T)分别增加了52.05%和59.99%;垄作(R)较平作加全量秸秆覆盖处理(TS2)的籽粒氮含量提高5.9%,平作(T)较平作加全量秸秆覆盖处理(TS2)的籽粒氮含量提高了10.25%;单株干物质积累量表现为RS2>TS2>RS1>R>TS1>T;垄作、秸秆覆盖均显著提高蚕豆产量,RS2的产量较T处理显著提高了51.97%,保护性耕作措施下的蚕豆平均产量为2619.15 kg·hm^(-2),且产量与农艺性状指标都呈显著正相关。综合所有指标来看,在不同耕作模式中,以垄作加全量秸秆覆盖(RS2)处理对于增加蚕豆各器官碳氮储量及单株干物质积累量效果最明显,进而促进蚕豆增产。

秸秆和紫云英覆盖还田对玉米光合生理特性的影响

为探究秸秆和紫云英覆盖还田对玉米光合生理特性的影响,设置半量秸秆覆盖(HS)、全量秸秆覆盖(WS)、紫云英覆盖(M)、半量秸秆加紫云英覆盖(HS+M)、全量秸秆加紫云英覆盖(WS+M)、无覆盖(CK)6个处理,于玉米乳熟期测定光合气体交换参数的日变化、光响应曲线以及叶片生理指标和干物质量等。结果表明,净光合速率和气孔导度都呈“双峰”曲线变化,胞间二氧化碳浓度(C_(i))和蒸腾速率(T_(r))整体呈“单峰”曲线变化;HS+M处理的日平均净光合速率(P_(n))、气孔导度(G_(s))、蒸腾速率(T_(r))最高且较CK处理分别显著增加了33.44%、60.81%、33.36%,而各处理间的日平均胞间Ci差异不大;光响应曲线中,WS+M处理的Pnmax和LSP的实测值在各处理中最高,分别为23.46、1900 mol·m^(-2)·s^(-1),且各处理的光响应曲线拟合决定系数均高于0.99;Rubisco和PEPC的活性在各处理间均表现为:WS+M>HS+M>M>WS>HS>CK,各处理中,以WS+M处理的Rubisco和PEPC活性最高分别为12.92 U·L^(-1)、6.59 U·L^(-1),且较CK处理高出1.12和1.59倍;玉米穗位叶叶面积和地上部分单株干物质量都以WS+M处理最高,分别较CK处理显著增加了16.40%、46.32%;气体交换参数与玉米叶片生理指标间均呈正相关关系。本研究结果表明,将秸秆、绿肥覆盖还田可提高玉米的光合作用能力,促进玉米地上部分干物质积累,为玉米最终增产提供物质基础。

间作紫云英下油菜根际土壤微生物群落功能特征

在我国西南紫色土地区,绿肥应用面临严峻问题.为探索绿肥新的应用途径,本文通过绿肥紫云英与油菜间作,探讨了紫云英对油菜根际土壤微生物功能特征的影响,其创新性在于将绿肥紫云英应用于西南旱地,并为建立新的可持续种植模式提供试验数据.结果表明:间作紫云英降低了油菜根际土壤微生物的碳源利用率,主要表现为降低了对糖类的利用强度;同时,间作紫云英使油菜根际土壤微生物群落的Shannon指数、Simpson指数和丰富度指数分别降低了5.9%、1.8%和19.9%,均匀度指数增加了1.4%.聚类分析和主成分分析表明,单作与间作之间的微生物群落功能特征存在明显差异,导致微生物群落功能差异的特征碳源为糖类、氨基酸类和羧酸类,其中D-葡糖胺酸和1-磷酸葡萄糖是间作紫云英下影响油菜根际微生物群落结构的特征碳源.表明间作紫云英降低了油菜根际土壤微生物群落的功能代谢活性,改变了油菜根际土壤微生物群落结构特征,从而降低了油菜根际微生物多样性.

西南旱地油菜田土壤水分和作物光合特征对覆盖材料和垄沟比的响应

为了应对西南地区频发的季节性干旱,提高旱作农田水分利用效率和作物光能利用效率,设置大田试验,研究不同覆盖材料(普通白膜、普通黑膜、生物降解膜和不覆膜)和不同垄沟比(40 cm∶40 cm和40 cm∶80 cm)对土壤贮水量和油菜光合特性、荧光参数、叶绿素相对含量(SPAD)的影响。结果表明:油菜生育期不同覆盖材料下的土壤贮水量为:普通黑膜垄作(BR)≈普通白膜垄作(WR)≈生物降解膜垄作(BDR)>不覆膜垄作(NR)>平作(FP);在同一覆盖材料下,垄沟比对土壤贮水量无显著影响。与平作相比,垄沟集雨处理的净光合速率、气孔导度、最大荧光、可变荧光、PSⅡ最大光化学量子产量、PSⅡ潜在活性、光化学猝灭系数和非光化学猝灭系数均有所提高;与平作相比,WR、BR、BDR和NR处理的SPAD值分别提高6.1%、8.6%、8.5%和3.6%,瞬时水分利用效率分别提高18.3%、11.4%、16.3%和10.4%。相比于平作,BR、WR和BDR处理可显著增加油菜产量,NR处理增产不显著,普通黑膜垄作+垄沟比40 cm∶40 cm处理的经济效益最高。可见,垄沟集雨种植可以改善西南旱地油菜田土壤水分,增强油菜叶片光合能力,提高油菜产量,增加农民收入。

秸秆和紫云英协同覆盖对西南旱地土壤养分、酶活性及小麦产量的影响

研究秸秆覆盖、紫云英覆盖及两者协同覆盖对西南旱地土壤养分、酶活性以及小麦产量的影响,对于维持农田土壤养分平衡、优化西南旱地保护性耕作措施具有重要的理论和指导意义。以"小麦/玉米/大豆"旱三熟种植模式下的小麦农田为研究对象开展田间试验,共设置4个处理:玉米秸秆覆盖(S)、紫云英覆盖(A)、玉米秸秆+和紫云英协同覆盖(S+A)、对照(CK)。结果表明,与CK处理相比,S、S+A处理对土壤有机碳、全氮、全磷、速效钾、缓效钾含量均有显著促进作用;A处理对土壤有机碳、全氮、碱解氮影响明显,但是对磷、钾的促进效果不明显。S+土壤酶活性与土壤养分之间存在密切关系,A处理能够显著提高根际和非根际土壤的蔗糖酶、蛋白酶、脲酶、淀粉酶和酸性磷酸酶活性,S处理和A处理对土壤酶活性的促进效果不如S+A处理。与CK处理相比,S、A、S+A处理的小麦增产率分别为5.14%、8.79%、13.34%,其中,S+A处理的小麦增产率最高。秸秆和紫云英协同覆盖能够显著提高土壤养分含量和酶活性、促进小麦增产,有利于在保护农田生态环境的同时提高农业生产效益,可以作为有效的西南旱地保护性耕作措施推广使用。

秸秆覆盖条件下紫云英间作油菜的土壤团聚体及有机碳特征

我国西南旱地紫色土区水土流失严重、土层浅薄、土壤有机质下降、保水保土能力差,已成为农业可持续发展的主要限制因素.通过引入冬季绿肥紫云英,研究秸秆覆盖条件下紫云英间作油菜的土壤团聚体及有机碳特征,为该地区改善农田土壤团聚体结构和提高有机碳含量提供可借鉴的途径.结果表明:间作紫云英增加了油菜根际土壤微团聚体含量,促使其团聚体平均质量直径降低.油菜根际土壤大团聚体含量的变化主要是由10～5 mm和5～2 mm团聚体含量的变化引起,而微团聚体含量的变化主要是由0.25～0.053 mm团聚体含量的变化引起.间作紫云英和秸秆覆盖显著提高了后茬作物玉米季土壤有机碳含量,主要是因为影响了10～20 cm和20～30 cm土层总有机碳的含量.间作紫云英和秸秆覆盖虽然对油菜季总有机碳含量的增加不明显,但对0～10 cm、10～20 cm和20～30 cm土层总有机碳含量的影响却随着油菜生育期的进行逐渐增加,在蕾薹期、开花期和收获期表现出较大差异.可见,间作紫云英改变了油菜根际土壤团聚体特征,秸秆覆盖条件下紫云英间作油菜可提高农田土壤有机碳含量.