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。     

耕作方式对中小型土壤动物多样性影响

为探讨耕作方式对中小型土壤动物群落结构及多样性的影响,选取中国科学院海伦农田生态系统国家野外科学观测研究站定位试验的5种耕作方式免耕、少耕、平翻耕作、组合耕作和旋耕为对象,采用改良干漏斗( Modified Tullgren)法分离0～15 cm土层中的中小型土壤动物,分析比较了不同耕作方式下中小型土壤动物的群落结构及分布特征.结果表明:不同耕作方式下中小型土壤动物群落结构及分布特征存在差异;高壳甲螨科和小甲螨科为5种耕作方式中共有的优势类群,传统耕作的旋耕和平翻耕作之间,保护性耕作的免耕和少耕之间中小型土壤动物群落结构相似度高;组合耕作很好地保持了中小型土壤动物垂直分布的表聚特征,少耕下中小型土壤动物群落结构具有较高的Shannon指数、均匀度和优势度;耕作方式可影响中小型土壤动物群落结构,少耕和组合耕作等保护性耕作措施有利于中小型土壤动物群落结构的稳定,且保持了中小型土壤动物垂直分布的表聚特征.     

不同耕作方式对内蒙古旱作农田土壤性状及作物产量的影响

2005—2008年在内蒙古清水河县进行了定位试验,研究了不同耕作方式下土壤微生物量及土壤营养指标、作物产量的年际变化。结果表明:免耕有利于提高土壤微生物量碳、氮、磷含量,2007和2008年不同耕作方式0～10cm土层土壤微生物量均表现为免耕留高茬覆盖>免耕留低茬覆盖>免耕留高茬>免耕留低茬>传统耕作;免耕有利于提高土壤有机质和土壤养分含量,2007和2008年不同耕作方式0～10cm土层土壤有机质和养分含量均表现为免耕留高茬覆盖>免耕留低茬覆盖>免耕留高茬>免耕留低茬>传统耕作,实施免耕的前3年,玉米产量不稳定,甚至造成玉米减产,第4年免耕增产效应有所显现;不同保护性方式下土壤指标与玉米产量之间的相关度较好,通径分析得知土壤全氮、全磷、速效磷及微生物量碳对玉米产量起直接作用,其中尤以土壤微生物量碳的作用最大;免耕有利于改善内蒙古农田旱作区的土壤生态环境,提高土壤肥力。     

不同耕作方式对石灰性褐土磷脂脂肪酸及酶活性的影响

为探索不同耕作方式下土壤理化性状和微生物活性的变化,研究了秸秆还田下旋耕(RT)、深松(ST)、深翻(CT)和秸秆不还田旋耕(CK)4种耕作方式对石灰性褐土磷脂脂肪酸(PLFA)特性及水解酶活性的影响.结果表明:不同耕作处理的水解酶活性、养分含量及微生物群落多样性有较大差异;秸秆还田增加了PLFA的种类、总PLFA含量及细菌、放线菌PLFA含量,但降低了土壤真菌PLFA含量,说明真菌较细菌更能适应贫瘠的环境.深松和深翻处理的PLFA总量均高于旋耕和CK处理,两处理分别较CK处理高74.7%和53.3%,表明深松和深翻更有利于作物生长.深松和深翻还可改善土壤理化性状、提高土壤碱性磷酸酶、蛋白酶和脲酶活性,为作物高产稳产提供了有利的土壤条件.     

机械化保护性耕作条件下土壤质量的数值化评价

通过9年的长期田间定位试验研究了陕西关中平原中部冬小麦-夏玉米轮作条件下深松耕(ST)、旋耕(RT)、秸秆还田(SR)、免耕(NTS)等保护性耕作措施及传统耕作(TT)对土壤理化性状和作物产量的影响,并采用主成分分析方法进行土壤质量的综合评价.结果表明:与传统耕作相比,保护性耕作模式提高了土壤肥力质量,改善了土壤物理环境条件;显著提高了土壤脲酶和碱性磷酸酶的活性;除秸秆覆盖免耕处理的玉米和小麦产量低于传统耕作外,其他保护性耕作措施均不同程度地提高了作物产量,其中小麦增产13%～28%,玉米增产3%～12%.与传统耕作相比,保护性耕作土壤质量指数提高了19.8%～44.0%.综合考虑经济效应和生态效益,隔年深松、秸秆粉碎联合旋耕作业以及秸秆覆盖联合深松作业不仅能增加作物产量还可改善土壤质量,可在研究区进行推广应用.     

长期不同耕作措施对土壤团聚体特征及微生物多样性的影响

以豫西丘陵地区15年的保护性耕作试验为平台,研究了不同耕作措施对土壤水稳性团聚体分布及稳定性和土壤细菌、古菌及真菌多样性的影响.结果表明:与传统耕作相比,免耕、深松覆盖和小麦-花生两茬耕作处理增加了2000μm粒级团聚体的相对含量,减少了53μm粒级团聚体的相对含量;显著提高了土壤团聚体平均质量直径(MWD),提高幅度分别为18.0%、12.2%和50.4%.免耕、深松覆盖和两茬耕作处理均可提高细菌、古菌和真菌的Shannon指数(H),细菌分别提高0.3%、0.3%和0.6%,古菌分别提高20.2%、40.5%和49.1%,真菌分别提高23.7%、19.5%和25.8%.土壤细菌和古菌的H指数与大团聚体含量(R0.25)和MWD显著相关,而真菌的H指数与R0.25和MWD相关性不显著.综上,采用免耕、深松结合小麦秸秆覆盖以及小麦-花生轮作等措施均可改善土壤团聚体状况,提高土壤微生物多样性指数.     

潮棕壤免耕农田土壤酶活性的动态变化

研究了潮棕壤免耕和常规耕作农田土壤蔗糖酶、脲酶和酸性磷酸酶活性在玉米不同生育时期和不同土层深度的动态变化.结果表明,免耕可显著提高表层(0～10 cm)土壤酶活性,其蔗糖酶活性在玉米拔节期、大喇叭口期和成熟期显著高于常规耕作,脲酶活性在拔节期和孕穗期显著高于常规耕作,酸性磷酸酶活性在孕穗期和成熟期显著高于常规耕作(P＜0.05);在10～20cm土层,免耕土壤蔗糖酶活性在苗期、拔节期和大喇叭口期与常规耕作差异显著,脲酶活性除孕穗期外均显著高于常规耕作(P＜0.05);在20～30 cm土层,免耕土壤蔗糖酶活性在玉米各生育期均显著低于常规耕作,土壤脲酶活性在苗期、酸性磷酸酶活性在成熟期与常规耕作差异显著(P＜0.05).随土层深度的增加,免耕农田土壤酶活性总体呈下降趋势;常规耕作农田土壤蔗糖酶和酸性磷酸酶活性总体呈上升趋势,而脲酶活性呈下降趋势.     

耕作方式对华北寒旱区燕麦田杂草群落结构的影响

为了明确不同耕作方式对燕麦田杂草群落结构及作物生产的影响,依托华北寒旱区定位10年的免耕、深松、翻耕田间试验,并设置10年免耕后翻耕和10年深松后翻耕处理,监测了2种土壤类型下燕麦田不同耕作方式的杂草总密度、优势杂草种类、杂草多样性指数和生物量以及燕麦产量.结果表明:区域杂草群落结构以狗尾草为主;长期免耕下燕麦田不同生育期杂草密度为翻耕的2.20~5.14倍,而长期免耕或深松后翻耕处理的杂草密度与翻耕差异不显著.免耕下砂质栗钙土与壤质草甸栗钙土燕麦田的杂草Shannon多样性指数分别达0.429和0.531,免耕下杂草生物量是翻耕处理的1.35和2.26倍,而燕麦生物产量较翻耕处理减少22.3%和46.2%.表明耕作方式与土壤类型共同决定杂草群落特征.华北寒旱区长期免耕具有促进农田植物群落自然演化、容蓄多年生宿根类杂草的特征,而翻耕具有降低一年生杂草密度、灭除浅位性宿根杂草、激发深位性宿根杂草的特征;杂草多样性与作物高产性相悖演化.     

耕作方式与秸秆还田对土壤微生物数量、酶活性及作物产量的影响

通过两年田间裂区设计试验,研究了不同土壤耕作方式(常规耕作、深耕、深松)与秸秆还田(秸秆还田、秸秆不还田)对冬小麦一夏玉米一年两熟农田土壤微生物数量、酶活性和作物产量的影响.结果表明:深松(耕)和秸秆还田不仅降低了土壤容重,提高了土壤有机碳含量,而且增加了土壤微生物数量、土壤酶活性和作物产量,且二者对夏玉米季的影响大于冬小麦季.与常规耕作+无秸秆还田相比,深耕+秸秆还田、深松+秸秆还田处理的20～30 cm土壤容重分别降低8.5％和6.6％,土壤有机碳含量分别提高14.8％和12.4％,土壤微生物数量、土壤酶活性分别提高45.9％、33.9％和34.1％、25.2％,作物产量分别提高18.0％和19.3％,且两处理间无显著差异.说明土壤深松(耕)结合秸秆还田有利于作物产量、土壤微生物数量和酶活性的提高.     

覆盖作物的种植现状及其对下茬作物生长和土壤环境影响的研究进展

覆盖作物指的是在农业生产间隙种植,使土壤在时间或空间上减少或避免裸露的一种作物。其能使农田土壤免受风蚀、水蚀和人为扰动的影响,被认为是一种新型的保护性耕作方式。本文简要介绍了农田覆盖作物的种植管理情况,包括种植品种、耕作模式和绿肥作物的灭生还田方式等,可为推广覆盖作物在农田休闲期的高效大面积种植提供参考。基于国内外研究综述了绿肥种植对经济作物、土壤质量、杂草抑制、温室气体排放和土壤微生物等的影响及研究进展,阐明了覆盖作物对农田生态系统的诸多益处。尽管覆盖作物存在局限性,例如短期收益不明显、管理措施不当会造成作物减产等,但其在改善土壤质量、实现农业可持续发展方面仍然具有重要的应用价值。