真菌和细菌生物量在土壤团聚体中的分布和耕作响应

首次报道亚热带紫色水稻土中土壤真菌和细菌生物量在不同粒径水稳性团聚体中的分布及耕作的影响.实验样品采自16 年的国家紫色土长期定位试验站的垄作免耕(Combining Ridge and No-tillage, NT)、冬水稻田(Flooded Paddy Field, FPF)和常规平作(Conventional Tillage, CT)土壤.表层土样(0～20cm)通过湿筛法分别得到>4.76 mm、2.0～4.76 mm、1.0～2.0 mm、0.25～1.0 mm、0.053～0.25 mm、<0.053mm粒径的土壤团聚体.采用麦角固醇和胞壁酸标记法测定各级团聚体中真菌和细菌的生物量.结果显示在垄作免耕、冬水稻田、常规平作土样中,真菌生物量与细菌生物量在<0.053 mm的粘粒中含量最低;在0.053～0.25 mm的土壤微团聚体中最高;在大于0.25 mm的大团聚体中真菌和细菌生物量随粒径的增大而增多,但细菌和真菌生物量在不同耕作方式的土样中的变化模式有一定的差异.3种耕作方式相比较,垄作免耕的土壤真菌和细菌的生物量在3种耕作方式中最高,冬水稻田次之,常规平作最低.真菌生物量与细菌生物量的比率分布模式在不同耕作方式的土样中差异较大,垄作免耕的真菌生物量与细菌生物量的比率在3种耕作方式中最高,冬水稻田次之,常规平作最低,但除了在0.25～1.0 mm、2.0～4.76 mm的团聚体之间有明显差异外(P＜0.05),其余粒径之间均无明显差异(P＞0.05).这表明土壤真菌生物量和细菌生物量在亚热带紫色水稻土水稳定性团聚体中的分布模式与团聚体的粒径和耕作方式有关,3种耕作方式中垄作免耕对真菌和细菌生物量分布的响应最为明显.     

保护性耕作对土壤交换性盐基组成的影响

以辽宁省彰武县保护性耕作示范推广基地土壤为研究对象,通过实地调查和取样分析,对比研究了传统犁耕和6年保护性耕作（免耕秸秆覆盖）条件下的土壤交换性盐基组成.结果表明：在15 cm土层内,保护性耕作土壤的交换性K、Ca、Mg含量和盐基总量（SEB）较传统犁耕均有不同程度增加,表明保护性耕作使土壤的保肥和缓冲能力增强.相关分析表明,这与土壤的有机质和粘粒含量的变化密切相关;保护性耕作土壤的K/SEB和Ca/Mg高于传统犁耕,而(Ca+Mg)/SEB、Ca/K和Mg/K低于传统犁耕,说明保护性耕作对土壤交换性盐基比例关系的影响以交换性Ca、K特别是K的相对富集为主要特征;保护性耕作提高了交换性K、Ca、Mg含量与SEB的分层比率(0～5 cm/5～15 cm和0～5 cm/15～30 cm),表明交换性盐基在耕层剖面的垂直变异性增强.     

耕作方式对黑土表层土壤微生物生物量碳的影响

以保护性耕作13年田间定位试验玉米-大豆轮作黑土为研究对象,探讨了玉米不同生长期(2013年6月至次年4月)0~5、5~10和10~20 cm土层土壤微生物生物量碳(MBC)对耕作方式响应的动态变化.土壤MBC含量采用氯仿熏蒸法测定.结果表明:土壤MBC含量受时间和土层影响显著.免耕和垄作下土壤MBC含量表现为4月最低,各土层最高值多出现在8月,而秋翻各土层土壤MBC含量也表现为4月最低,但最高值出现在6月.同一采样时间下,耕作方式仅显著影响表层0~5 cm的MBC含量,免耕和垄作下土壤MBC含量出现明显的分层现象,表现为在表层0~5 cm富集.各采样时间下免耕和垄作土壤层化率(0~5 cm/10~20 cm)均显著高于秋翻,9月的土壤层化率增幅最大,为67.8%和95.5%.综上,时间和土层显著影响土壤MBC,而耕作方式主要影响表层土壤MBC的积累与分布.免耕和垄作下表层土壤MBC的积累明显.     

不同耕作方式对稻田土壤动物、微生物及酶活性的影响研究

以长期定位试验为基本材料,研究了不同耕作方式对土壤动物、微生物及酶活性的影响．结果表明,0～20cm土壤层内大、中、小型土壤动物垄作免耕为14700个·m^-22,冬水免耕为10450个·m^-22水旱轮作为7950个·m^-22常规平作为6275个·m^-22,垄作免耕处理土壤动物的数量是常规平作的2．34倍．土壤微生物数量和土壤微生物生物量氮因季节而异,总体上是春秋多而夏季少,土壤酶活性表现出表层高,底层低．土壤微生物数量、土壤微生物生物量氮及土壤酶活性不同处理间仍是垄作免耕>水旱轮作>冬水免耕>常规平作,表明垄作免耕有利于改善稻田土壤生态环境。有利于土壤肥力的提高。     

保护性耕作条件下旱地农田麦-豆双序列轮作体系的水分动态及产量效应

保护性耕作(conservationtillage)能够减少水土流失、提高耕地产量,是一类具有生态保护意义的持续性农业耕作形式。2002年至2004年在定西旱地农业地区进行了保护性耕作条件下旱地农田春小麦豌豆双序列轮作土壤水分动态及产量效应的试验研究,结果表明:保护性耕作能够显著改善0～200cm土层土壤贮水量及含水量,随着降水量的增多土壤对降水的保蓄能力增强。在降水较少年份免耕秸秆覆盖的这种作用表现突出,而在降水充沛的年份免耕地膜覆盖则更具优势。耕层土壤水分因受降水等因素的影响而变化剧烈,耕层以下土壤水分变幅相对较小。播种期、五叶期及收获期土壤具有较高含水量,而开花期土壤含水量则较低。在两种轮作体系中,播种期春小麦和豌豆免耕秸秆覆盖处理0～50cm土层含水量分别较常规耕作增加28%、26%和11%、23%,降水生产效率较常规耕作提高了17.79%～26.81%。在春小麦豌豆轮作体系中免耕秸秆覆盖处理的作物产量(春小麦 豌豆)及水分利用效率分别为3420kghm2和8.11kg(hm2·mm),较常规耕作分别提高26.81%和25.39%。     

保护性耕作对土壤微生物量及活性的影响

研究保护性耕作对土壤微生物特性的影响对于土壤管理具有重要意义。试验研究了保护性耕作对麦田土壤微生物量碳、活跃微生物量、土壤呼吸、呼吸商的影响。前3项采用的方法分别是:基质诱导呼吸法、呼吸曲线数学分析法和CO2释放量法。结果表明,保护性耕作土壤微生物量碳0～10cm土层大于10～20cm土层,而常规耕作两土层间无明显差异。秸秆还田在播种前、越冬期和起身期能显著提高土壤微生物量碳,而开花期和收获期则降低土壤微生物量碳。少耕还田10～20cm土层微生物具有较强的养分调控作用。保护性耕作利于0～10cm土层活跃微生物量的提高。秸秆还田和保护性耕作在耕作作业初期(越冬期和起身期)能增强土壤呼吸速率;在耕作作业后期(开花期和收获期)能显著降低土壤呼吸速率。免耕秸秆覆盖在10～20cm土层呼吸商较高,而常规耕作无秸秆还田在0～10cm土层呼吸商较高。土壤微生物量碳和呼吸商是衡量土壤微生物特性的重要指标。     

基于15N示踪的东北黑土地保护性耕作农田减氮增产调控机制

保护性耕作是退化黑土地培肥地力的重要措施，但地力提升后氮肥减施条件下保护性耕作农田的稳产增产是否具有可持续性尚不明晰。本研究依托中国科学院保护性耕作研发基地的长期免耕定位试验研究平台，设置常规垄作(RT)、免耕无秸秆还田(NT0)、免耕100%秸秆还田(NTS)和连续9年免耕100%秸秆还田培肥后氮肥减施20%(RNTS)4个处理，采用¹⁵N示踪田间微区试验，探究长期保护性耕作培肥地力下氮肥减施对玉米产量和肥料氮转化的影响。结果表明：经过一个完整生育期，不同耕作方式下肥料氮在东北黑土农田中的土壤残留率、植株利用率和气态损失率平均比例分别为34%、50%和16%;与常规垄作相比，保护性耕作(NTS和RNTS)使肥料氮当季利用效率显著提高了10%～14%。通过氮素来源分析发现，不同耕作方式下植株及各部位(籽粒、秸秆、根和玉米芯)吸收的肥料氮占其总吸氮量的比例均在40%左右，土壤始终是为作物供应氮素的主体；与常规垄作相比，保护性耕作通过降低土壤扰动、增加有机质输入显著提高了0～40 cm土壤全氮储量，有效保障了退化黑土地农田土壤氮库扩容增效。2016—2018年，NTS...     

西南丘陵区不同耕作模式下玉米田土壤呼吸及影响因素

为了探讨不同耕作模式对旱作农田土壤呼吸的影响,采用LI6400-09在重庆北碚西南大学实验农场对平作(T)、垄作(R)、平作+覆盖(TS)、垄作+覆盖(RS)、平作+覆盖+秸秆速腐剂(TSD)、垄作+覆盖+秸秆速腐剂(RSD)6种处理下的西南紫色土丘陵区小麦/玉米/大豆套作体系中玉米生长季节的土壤呼吸及其水热生物因子进行了测定和分析。结果表明,玉米整个生育期阶段农田土壤呼吸先增强后减弱,变化范围为1.011—5.575μmol m-2s-1,不同处理土壤呼吸速率差异显著,表现为RSDTSDTSRSTR。垄作降低了玉米农田土壤呼吸速率,秸秆覆盖提高土壤呼吸速率。10 cm土层的土壤温度表现为RTRSDTSDRSTS,土壤呼吸的土温敏感指标Q10值排序为TSTSDRS=RTRSD。5 cm土层的土壤含水量高低排序为TSDTSRSRSDRT。土壤呼吸的土壤水分响应阈值大小排序依次为RTRSRSDTSTSD,介于11.98%—13.11%。其中垄作下的响应阈值较低,秸秆覆盖的作用提高了土壤水分的响应阈值。干漏斗法捕获的土壤动物在玉米农田生态系统中优势类群有弹尾目、螨目和双翅目。单纯的垄作减少了土壤动物数量,秸秆覆盖下土壤动物数量明显增多,土壤动物多样性指数较高;陷阱法捕获的土壤动物与土壤呼吸存在正相关关系,地表活动的土壤动物越多,土壤呼吸作用就越强,其中R的相关系数最高,r=1.000,P=0.017,TS的相关系数r=0.915,P=0.029,而传统耕作下土壤动物数量与土壤呼吸没有明显的关系。玉米田整个生长季均表现为碳汇,净碳汇为679.244—723.764 g(C)/m2。与对照相比,垄作和秸秆覆盖有利于农田生态系统的碳汇,增汇达2.91%—6.55%。     

基于农户认知的保护性耕作模式产量效应模糊数学分析

为了从产量角度评价不同生态区主体保护性耕作模式,以东北平原、华北平原、成都平原、西北绿洲区不同耕作模式为研究对象.经过专家咨询和相关文献分析,筛选确定7个因素作为保护性耕作影响产量的指标集,通过农户一对一调查,将农户对影响产量因素的认知作为基础数据,运用模糊综合评价方法对不同生态区主体保护性耕作模式进行评价.结果显示:不同生态区得分最高的模式分别为东北平原宽窄行留高茬交替休闲种植模式;华北平原上茬玉米秸秆还田+旋耕播种小麦,下茬小麦秸秆还田+免耕直播玉米模式;西北绿洲留高茬免耕直播模式;成都平原小麦或油菜或马铃薯等免耕+稻草覆盖模式.为选择各地具有产量优势的保护性耕作模式提供参考.     

保护地蔗田对土壤优先流与根系生物量及产量品质的影响

为探明保护性耕作对蔗田土壤及甘蔗生长的影响,该研究设置2种耕作方式(常规耕作、粉垄耕作)与2种施肥水平(减量施肥20%、常规施肥),并于甘蔗苗期后在甘蔗行间近根部覆盖豆科秸秆,以第二年宿根蔗为研究对象,采用染色示踪法测定秸秆覆盖下蔗田土壤优先流特征,同时测定分析甘蔗株高、茎围、地下根系生物量、产量及品质等重要农艺性状。结果表明:(1)粉垄耕作方式下蔗田土壤优先流发生速度快且活跃,添加秸秆覆盖降低了土壤优先流发生程度,增加了土壤水分在10～25 cm土层的横向运移能力,在一定程度上提高了土壤蓄水能力。(2)粉垄保护性耕作在秸秆覆盖下提高了甘蔗根系生物量和产量,秸秆覆盖下粉垄免耕宿根蔗根系生物量提高了8.97%～25.54%,并且减量施肥处理中秸秆覆盖宿根蔗伸长期地下根系生物量显著高于无秸秆覆盖,秸秆覆盖下甘蔗株高提高了4.2%～13.1%; 在减量施肥处理中,粉垄耕作添加秸秆覆盖甘蔗产量提高了16.27%,并且添加秸秆覆盖较常规施肥中无秸秆覆盖,产量提高了5.95%。(3)粉垄保护性耕作利于提高甘蔗品质,对比无秸秆覆盖处理,粉垄耕作下秸秆覆盖后显著提高了甘蔗蔗汁视纯度,并且宿根蔗纤维分、蔗汁锤度、转光度和蔗糖分均有提升。综上认为,免耕秸秆覆盖可作为粉垄红壤坡耕地蔗田保护性生产调控方式。     

Distribution characteristics of soil humus fractions stable carbon isotope natural abundance (delta 13C) in paddy field under long-term ridge culture

A 16-year field experiment was conducted in a ridge culture paddy field in the hilly region of Sichuan Basin, aimed to investigate the distribution characteristics of stable carbon isotope natural abundance (delta 13C) in soil humus fractions. The soil organic carbon (SOC) content in the paddy field under different cultivation modes ranked in the order of wide ridge culture > ridge culture > paddy and upland rotation. In soil humus substances (HS), humin (HU) was the main composition, occupying 21% - 30% of the total SOC. In the extracted soil carbon, humic acid (HA) dominated, occupying 17% - 21% of SOC and 38% - 65% of HS. The delta 13C value of SOC ranged from -27.9 per thousand to -25.6 per thousand, and the difference of the delta 13C value between 0-5 cm and 20-40 cm soil layers was about 1.9 per thousand. The delta 13C value of HA under different cultivation modes was 1 per thousand - 2 per thousand lower than that of SOC, and more approached to the delta 13C value of rapeseed and rice residues. As for fulvic acid (FA), its delta 13C value was about 2 per thousand and 4 per thousand higher than that of SOC and HA, respectively. The delta 13C value of HU in plough layer (0-20 cm) and plow layer (20-40 cm) ranged from -23.7 per thousand - -24.9 per thousand and -22.6 per thousand - -24.2 per thousand, respectively, reflecting the admixture of young and old HS. The delta 13C value in various organic carbon fractions was HU>FA>SOC>rapeseed and rice residues>HA. Long-term rice planting benefited the increase of SOC content, and cultivation mode played an important role in affecting the distribution patterns of soil humus delta 13C in plough layer and plow layer.     

长期垄作稻田腐殖质稳定碳同位素丰度(δ13C)分布特征

研究了四川盆地丘陵区连续16年垄（宽垄）作稻田土壤稳定碳库腐殖质组分的稳定碳同位素(δ¹³C)分布特征.结果表明： 稻田土壤有机碳含量为宽垄作＞垄作＞水旱轮作.腐殖质碳以胡敏素为主,占土壤碳含量的21%～30%,提取碳以胡敏酸为主,分别占土壤有机碳和腐殖质的17%～21%和38%～65%.土壤有机碳的δ¹³C值介于-27.9‰～-25.6‰,20～40 cm和0～5 cm土壤有机碳δ¹³C值之差约为1.9‰.土壤胡敏酸δ¹³C值比土壤有机碳低1‰～2‰,更接近于油菜和水稻秸秆及根系的δ¹³C值.土壤富里酸δ¹³C值分别较土壤有机碳和胡敏酸高2‰和4‰.耕作层和犁底层胡敏素δ¹³C值分别介于-23.7‰～-24.9‰和-22.6‰～-24.2‰,δ¹³C值的变化反映了耕层中腐殖质的新老混合现象.各有机组分δ¹³C值递减顺序为：胡敏素＞富里酸＞土壤有机碳＞稻草（油菜）残体＞胡敏酸.长期水稻种植有利于增加土壤有机碳含量,同时,耕作方式影响土壤腐殖质δ¹³C在耕作层和犁底层中的分布格局.     

稻田实行保护性耕作对水稻产量、土壤理化及生物学性状的影响

在江西双季稻田进行长期田间定位试验,分析了多年保护性耕作对水稻产量、土壤理化性状及生物学性状的影响。连续8a稻田保护性耕作处理的平均产量高于传统耕作4.46%—8.79%,各处理的有效穗数、每穗粒数和结实率均高于对照,而各处理间穗长和千粒重差异不显著。实行稻田保护性耕作处理的土壤容重低于传统耕作3.6%—5.6%,而总孔隙度和毛管孔隙度分别高出传统耕作1.6%—17.4%、2.4%—16.7%。与传统耕作相比,连续8a保护性耕作显著提高了土壤有机质(2.9%—10.0%)、有效磷(4.8%—31.6%)、速效钾(9.7%—25.7%)。在2005年免耕+插秧的土壤真菌数量最多,显著高于对照处理51.6%,免耕+抛秧在2008年达到最大,显著高于对照处理54.1%。2012年免耕+抛秧、免耕+插秧显著高于对照126.1%、121.1%;另外,各处理间过氧化氢酶、脲酶活性均差异不显著。8a间土壤转化酶活性变化范围在0.292—0.451 mg/g之间,其中2005—2007、2012年均是免耕+抛秧达到最大,与对照相比,增加范围为72.7%—137.7%,且差异显著(P0.05)。因此,实行稻田保护性耕作是适合江南丘陵区双季稻区农业可持续发展的有效模式之一,其中免耕+抛秧和免耕+插秧两种方式效果最为显著。     

保护性耕作对紫色水稻土团聚体组成和有机碳储量的影响

通过长期定位试验,研究了保护性耕作对四川盆地紫色水稻土耕层团聚体组成和有机碳储量的影响.结果表明,保护性耕作显著影响耕层团聚体组成及其有机碳含量.油菜免耕、厢作免耕、绿肥免耕、垄作翻耕和厢作翻耕0～10 cm土壤大团聚体分别比对照(12%)增加23%、69%、9%、36%和28%,而10～20 cm土壤大团聚体比对照低9%～38%.冬水免耕、油菜免耕和绿肥免耕0～10 cm土壤大团聚体中有机碳含量分别比对照增加13%、31%和32%,而10～20 cm土壤各处理有机碳含量低于对照28%～54%,其土壤大团聚体和微团聚体中碳浓度差异低于0～10cm土壤.各处理0～10 cm土壤总有机碳储量比对照增加8%～28%,而10～20 cm土壤总有机碳储量低于对照4%～22%.传统耕作转变为保护性耕作13年后0～10和10～20 cm土壤有机碳固定率分别为53和25 g·m^-2·a^-1,传统耕作有机碳固定率分别为26和33 g·m^-2·a^-1.保护性耕作有利于紫色水稻土表层大团聚体的形成和土壤总有机碳储量的提高.     

四川盆地稻田多熟高效保护性耕作模式的生态系统服务价值评估

运用生态系统服务功能价值评估方法,对四川盆地稻田保护性耕作条件下多熟高效保护性种植模式进行生态经济评价。结果表明,油-稻-芋模式比油-稻传统耕作种植模式的农产品服务价值高32．42％,固定CO2和释放O2的价值高17．03％;麦-稻保护性耕作模式比麦-稻传统种植模式农产品服务价值高55．21％。固定CO2和释放O2的价值高9．40％。油-稻秸秆还田双免耕模式比油-稻传统耕作种植模式土壤积累有机质的价值高0．23％,农田生态系统维持营养物质循环的价值高12．35％;麦-稻保护性耕作种植模式比麦-稻传统耕作种植模式土壤积累有机质的价值高0．39％,农田生态系统维持营养物质循环的价值高12.81％;稻草覆盖还田后油菜田的农田涵养水分价值增加11．66％,小麦田农田涵养水分价值增加32．63％。     

Long-term tillage effects on soil organic carbon and dissolved organic carbon in a purple paddy soil of Southwest China

The impact of conservation tillage practices on soil carbon has been of great interest in recent years. Conservation tillage might have the potential to enhance soil carbon accumulation and alter the depth distribution of soil carbon compared to conventional tillage based systems. Changes in the soil organic carbon (SOC) as influenced by tillage, are more noticeable under long-term rather than short-term tillage practices. The objective of this study was to determine the impacts of long-term tillage on SOC and dissolved organic carbon (DOC) status after 19 years of four tillage treatments in a Hydragric Anthrosol. In this experiment four tillage systems included conventional tillage with rotation of rice and winter fallow system (CTF), conventional tillage with rotation of rice and rape system (CTR), no-till and ridge culture with rotation of rice and rape system (NT) and tillage and ridge culture with rotation of rice and rape system (TR). Soils were sampled in the spring of 2009 and sectioned into 0–10, 10–20, 20–30, 30–40, 40–50 and 50–60 cm depth, respectively.Tillage effect on SOC was observed, and SOC concentrations were much larger under NT than the other three tillage methods in all soil depths from 0 to 60 cm. The mean SOC concentration at 0–60 cm soil depth followed the sequence: NT (22.74 g kg^?1) > CTF (14.57 g kg^?1) > TR (13.10 g kg^?1) > CTR (11.92 g kg^?1). SOC concentrations under NT were significantly higher than TR and CTR (P < 0.01), and higher than CTF treatment (P < 0.05). The SOC storage was calculated on equivalent soil mass basis. Results showed that the highest SOC storage at 0–60 cm depth presented in NT, which was 158.52 Mg C ha^?1, followed by CTF (106.74 Mg C ha^?1), TR (93.11 Mg C ha^?1) and CTR (88.60 Mg C ha^?1). Compared with conventional tillage (CTF), the total SOC storage in NT increased by 48.51%, but decreased by 16.99% and 12.77% under CTR and TR treatments, respectively. The effect of tillage on DOC was significant at 0–10 cm soil layer, and DOC concentration was much higher under CTF than the other three treatments (P < 0.01). Throughout 0–60 cm soil depth, DOC concentrations were 32.92, 32.63, 26.79 and 22.10 mg kg^?1 under NT, CTF, CTR and TR, and the differences among the four treatments were not significant (P > 0.05). In conclusion, NT increased SOC concentration and storage compared to conventional tillage operation but not for DOC.     

免耕与秸秆高留茬还田对抛秧稻田土壤酶活性的影响

利用大田试验,研究了免耕+秸秆还田、免耕、常耕+秸秆还田、常耕4种耕作方式对稻田土壤剖面不同层次土壤酶活性的影响.结果表明:4种耕作方式的酶活性在土壤剖面上表现为上层高于下层,其中免耕+秸秆处理上、下土层间的差异大于其他处理.上层土壤的脲酶、酸性磷酸酶、蛋白酶和纤维素酶活性为免耕处理大干常耕处理,有秸秆还田处理大干无秸秆还田处理,以免耕+秸秆处理最高,常耕处理最低;下层土壤4种酶活性以常耕+秸秆处理最高,免耕+秸秆处理次之,免耕和常耕处理较低.水稻不同生育时期,脲酶和纤维素酶活性在分蘖期较低,增加至孕穗期达到峰值,至成熟时又降至低值;酸性磷酸酶活性以分蘖期较高,拔节期较低;蛋白酶活性在分蘖期和抽穗期分别出现峰值.     

连续免耕对不同质地稻田土壤理化性质的影响

以我国南方地区典型的单季水稻生产大田为研究对象,按土壤质地分为壤质和粘质两个系列,探讨不同质地稻田土壤理化性质变化对连续免耕的响应规律。结果表明,在无秸秆覆盖条件下,随着免耕年限的增加,壤质和粘质稻田土壤的耕层均有紧实度提高的趋势,特别是粘质土壤,导致耕层变浅。与常年翻耕土壤相比,免耕6a后壤质水稻土0—20 cm土层的紧实度值平均增加了32%,而粘质的平均增加了90%。在相同免耕年限条件下粘质稻田土壤容重的增加也比壤质土壤的明显。壤质土壤0—10 cm土层有机质和碱解氮含量随免耕年限延长而提高,而在粘质土壤则显著降低。无论是壤质还是粘质土壤,连续免耕多年后土壤速效磷均在耕层(0—20 cm)富集,而速效钾则相反。总体而言,壤质水稻土对免耕的适宜性要优于粘质土壤;应根据土壤质地的不同选择性地实施免耕技术,并结合秸秆覆盖,以实现免耕稻田土壤的可持续利用。     

耕作方式对紫色水稻土有机碳和微生物生物量碳的影响

以位于西南大学的农业部紫色土生态环境重点野外科学观测试验站始于1990年的长期定位试验田为对象,研究了冬水田平作(DP)、水旱轮作(SH)、垄作免耕(LM)及垄作翻耕(LF)等4种耕作方式对紫色水稻土有机碳(SOC)和微生物生物量碳(SMBC)的影响。结果表明,4种耕作方式下SOC和SMBC均呈现出在土壤剖面垂直递减趋势,翻耕栽培下其降低较均匀,而免耕栽培下其富集在表层土壤中。同一土层不同耕作方式间SOC和SMBC的差异在表层最大,随着土壤深度的增加,各处理之间的差异逐渐减小。在0—60 cm剖面中,SOC含量依次为:LM(17.6 g/kg)>DP(13.9 g/kg)>LF(12.5 g/kg)>SH(11.3 g/kg),SOC储量也依次为:LM(158.52 Mg C/hm2)>DP(106.74 Mg C/hm2)>LF(93.11 Mg C/hm2)>SH(88.59 Mg C/hm2),而SMBC含量则依次为:LM(259 mg/kg)>SH(213 mg/kg)>LF(160 mg/kg)>DP(144 mg/kg)。与其它3种耕作方式比较,LM处理显著提高SOC含量和储量以及SMBC含量。对土壤微生物商(SMBC/SOC)进行分析发现,耕作方式对SOC和SMBC的影响程度并不一致。SMBC与SOC、全氮、全磷、全硫、碱解氮、有效磷均呈现极显著正相关(P<0.01),与有效硫呈显著正相关(P<0.05);表明SMBC可以作为表征紫色水稻土土壤肥力的敏感因子。     

Effect of Zero Tillage and Residues Conservation on Continuous Maize Cropping in a Subtropical Environment (Mexico)

The effects of zero tillage and residue conservation in continuous maize-cropping systems are poorly documented, especially in the tropics, and are expected to vary highly with climatic conditions and nitrogen availability. In the present study, maize was cultivated during the wet and dry seasons in central Mexico for three consecutive years, under different treatments combining tillage with residue management techniques and with nitrogen rates. In some treatments, maize was also intercropped with jackbean, Canavalia ensiformis L. (DC). Yield and yield components as well as physiological traits and soil characteristics were assessed during the wet and dry seasons for the third year of cultivation. During the wet season, zero tillage was associated with less biomass and grain yield. Leaf chlorophyll concentration was smaller under zero tillage, suggesting less nitrogen uptake. Both zero tillage and residue conservation reduced early growth and strongly increased ear rot. During the dry season, zero tillage was associated with greater root mass, as measured by electrical capacitance. Residue conservation decreased the anthesis-silking interval, suggesting better water uptake. There was, however, no significant effect of tillage or residue management practices on yield. Zero tillage was found to be associated with increased soil bulk density, nitrogen concentration and microbial biomass organic carbon. Residue conservation increased soil carbon concentration as well as microbial biomass organic carbon. Intercropping with jackbean and conservation of its residues in addition to maize residues increased soil nitrogen concentration. Further investigation may provide more information on the factors related to zero tillage and residue conservation that affect maize early growth, and determine to which extent the observed modifications of soil chemical and physical properties induced by conservation tillage will further affect maize yield.