坡耕地综合治理技术模式的蓄水保土及增产效应

针对松嫩平原北部丘陵漫岗黑土区严重的水土流失、春旱和耕层渍涝并存的问题,采取了垄向区田与鼠道、暗管和明沟4种措施并将其有机集成形成了4个坡耕地综合治理技术模式。于2009和2010年,以黑龙江农垦北安分局红星农场3°坡耕地为研究对象,研究了不同技术模式对大豆生育期土壤水分动态、产量、作物水分利用效率、地表径流和土壤侵蚀的影响。结果表明,4种技术模式均有不同程度的蓄水保土增产和提高作物水分利用效率的作用,其中鼠洞+暗管+明沟+垄向区田措施效果最为明显,与常规耕作相比产量和水分利用效率分别提高了27.3%和23.9%,地表径流量和土壤流失量分别减少了31.3mm和456t/(km2.a)。

不同水土保持技术模式的坡耕地产流、产沙特征

针对松嫩平原北部丘陵漫岗区坡耕地水土流失的严重性,利用2009,2010年2年时间在天然降雨条件下首次采用工程技术与耕作技术相结合的综合技术模式进行研究,径流小区包括鼠洞、鼠洞+暗管、垄向区田、鼠洞+垄向区田、鼠洞+暗管+垄向区田5种不同水土保持技术模式,并与对照小区常规进行对比进而揭示各小区的产流产沙特征。结果表明:(1)综合水土保持技术模式对产流产沙的延缓效果最好;(2)各小区的产流产沙量由大到小依次为:垄向区田、鼠洞、鼠洞+暗管、鼠洞+垄向区田和鼠洞+暗管+垄向区田。(3)与对照区相比,综合技术模式的减流减沙效益明显优于单一的技术模式,其中鼠洞+暗管+垄向区田和鼠洞+垄向区田的效果最好。

坡耕地治理措施及其组合对水土环境及养分流失的影响

针对松嫩平原漫岗黑土区坡耕地严重的水土流失问题,以深松、秸秆还田、垄向区田3项耕作技术和鼠道、暗管2种工程技术为核心,并将其有机组合形成了4个坡耕地治理技术集成模式,于2011-2012年,以黑龙江省农垦北安分局红星农场3°坡耕地为研究对象,对天然降雨条件下的降雨产流及产沙过程进行了试验研究,并分析了不同技术模式下玉米生育期内的土壤侵蚀与养分流失特征。结果表明,各单项措施及其组合对水土环境及养分流失均有不同程度的影响,其中"鼠洞+暗管+垄向区田"组合模式效果最好。与常规耕作相比,地表径流量、土壤侵蚀量分别减少了71.27mm和11.839t/(hm2·a),其有机质、碱解N、速效P、速效K流失量分别占常规耕作的0.16%、0.14%、0.04%、0.04%。

不同水土保持模式下坡耕地的土壤水分特征

针对松嫩平原北部丘陵漫岗区坡耕地存在的干旱与水土流失并存的问题,选取了垄向区田、鼠道、鼠道+暗管、鼠道+垄向区田、鼠道+暗管+垄向区田、常规耕作等6种水土保持技术模式,研究了土壤水分变化特征。结果表明,从整体上看,不同水土保持技术模式0～100cm土层土壤储水量与时段降雨量变化趋势一致,土壤储水量大小的技术模式依次为,鼠道+暗管+垄向区田>鼠道+垄向区田>垄向区田>鼠道+暗管>鼠道>常规耕作。各水土保持技术模式的总蒸散量大小依次为:鼠道+暗管+垄向区田>鼠道+垄向区田>鼠道+暗管>鼠道>垄向区田>常规耕作。研究结果为松嫩平原北部丘陵漫岗区坡耕地水土保持技术模式的合理选择提供依据。

寒地黑土区玉米调亏灌溉耗水规律的试验研究

通过盆栽试验,于2013年研究了寒地黑土区玉米调亏灌溉条件下不同水分处理的耗水规律,结果表明:玉米不同生育阶段的总耗水量大小顺序为:拔节期>抽雄期>灌浆期>苗期,其中抽雄期的敏感指数(0.672 7)最高。当水分亏缺处理低于60%田间持水量时,将会影响玉米产量,产量和总耗水量之间呈二次抛物线关系,当灌水量为46.93kg/盆时,产量最高。利用玉米在不同亏水处理条件下的各生育阶段耗水量和产量数据,用Jensen模型进行拟合,得到适合该地区玉米的水分生产函数,为玉米在调亏灌溉条件下制定合理灌溉制度提供参考依据。

不同水土保持措施及其组合对土壤团聚体及有机质的影响

团聚体稳定性及有机质含量是评价土壤质量常用的指标,为了探讨水土流失治理对土壤特性的影响,于2013年,在建于2008年的北安市红星农场径流小区内进行了试验观测,研究了"鼠道"(SD)、"鼠道+垄向区田"(SQ)、"鼠道+暗管"(SA)、"鼠道+暗管+垄向区田"(SAQ)4种不同水土保持措施及组合不同土层深度的团聚体稳定性和有机质含量的变化,并设常规(CK)处理为对照。结果发现,经过6年的水土流失治理,不同水土保持措施及组合的土壤有机质含量均高于未治理情况(常规处理),其中最好的组合为水土流失防治效果较好的"鼠道+暗管+垄向区田"组合。通过选用不同的土壤团聚体稳定性评价指标对比分析发现,不同的措施对土壤团聚体亦产生了影响,其稳定性由大到小依次为"鼠道+暗管+垄向区田"、"鼠道+垄向区田"、"鼠道+暗管"和"鼠道"措施处理。

不同黑土层厚度的大豆水氮耦合效应研究

采用饱和D(311-A)最优试验设计方案,通过盆栽试验,研究了在不同黑土层厚度(H)条件下的水(W)氮(N)耦合对大豆产量的影响。结果表明,各因素对大豆产量均有影响,其中水分对产量的作用最大,氮肥作用次之,黑土层厚度作用最小,水是制约该地区农业生产的主要因素;根据不同地区的黑土层厚度情况,确定了不同黑土层厚度下的水氮最佳投入量,从而为实现该地区大豆节水高产高效栽培提供了理论依据。

坡耕地主要土壤参数的空间变异特征

以松嫩平原北部黑土区坡耕地进行的田间采样为基础,将经典统计学与地统计学相结合,在大豆生长过程中,对土壤含水量、土壤饱和含水量、土壤干容重、土壤有机质以及表征土壤机械组成的土壤砂砾含量、粉粒含量、黏粒含量几项主要参数进行了空间统计分析。得出了各主要参数的最佳半方差理论模型以及空间分布图,并据此对试验区主要参数的空间变异特征进行了分析,为该地精准农业的研究提供了一定的参考。