地膜覆盖对土壤水温和春小麦产量形成的影响

通过大田试验研究了地膜覆盖对土壤水温状况及春小麦产量形成的影响．结果表明,地膜覆盖对土壤的增温作用在春小麦生育期内呈“U”型变化,地膜覆盖可以通过防止蒸发和提升土壤深层水分至作物可利用层来增加土壤中有效水含量,利于作物利用．地膜覆盖的增温保墒作用利于作物前期生长和水分利用,在生育后期覆膜,作物根系发育受到抑制,作物蒸散量和水分利用效率下降,影响产量的形成．对照(CK)、播前灌水(W)、全程覆膜(M)、播前灌水 覆膜30d(WM30)、播前灌水 覆膜60d（WM60)及播前灌水十全程覆膜(WMw)6个处理的产量分别为2554、2424、2750、3138、3305、3123kg·hm^-2,最佳覆膜时间在40—60d．     

覆膜对春小麦农田微生物数量和土壤养分的影响

研究了黄绵土区不同覆膜时期对旱作麦田土壤微生物数量及其与土壤碳、氮、磷含量的关系。丰水的 1 999年 ,土壤微生物数量增长早 ,延续时间长 ,覆膜 60 d微生物数量最高 (3 3 .93 8× 1 0 6 /g dry soil) ,其次为全程覆膜 (3 2 .2 5 9× 1 0 6 ) ;干旱的 2 0 0 0年微生物平均数量只有 1 999年的 3 6.5 % ,在后期有一定降水后微生物数量才出现高峰 ,以全程覆膜数量最高(1 4.83 6× 1 0 6 ) ,覆膜 60 d次之 (1 1 .5 2 9× 1 0 6 )。 1 999年各类群微生物数量同土壤有机碳之间均呈显著或极显著负相关。2 0 0 0年相关系数几乎全面下降 ,氨化细菌、硝化细菌和反硝化细菌 ,甚至微生物总量同土壤有机碳之间都已不再显著相关。 1 999年土壤全氮同氨化细菌、硝化细菌、亚硝化细菌、解磷细菌及微生物总量均呈显著或极显著负相关 ,2 0 0 0年只与氨化细菌、亚硝化细菌、微生物总数显著负相关。土壤速效磷含量在 1 999年与解磷细菌显著负相关 ,而在 2 0 0 0年相关已不再显著。两年试验结束后 ,全程覆膜处理有机质下降 2 1 .2 % ,覆膜 60 d处理下降 1 7.2 % ,覆膜 3 0 d和不覆膜处理下降相对较小 (4 .3 %和 6.7% )。由于施用化肥 ,土壤全氮有明显升高。速效磷在 1 999生长季和随后的休闲期都有升高 ,在干旱的 2 0 0 0     

半干旱地区不同地膜覆盖时期对土壤氮素效性的影响

在年降水量415mm的半干旱地区黄棉土上,以春小麦为供试作物进行大田试验,研究地膜覆盖（包括不覆膜、播种后覆膜30d、覆膜60d和全程覆膜）对土壤水分、温度和氮素有效性的影响。结果表明,覆膜对2m土层贮水量基本没有影响,能显著提高0－20cm土层的含水量;覆膜对5cm处土壤温度的影响呈“U”型变化,即在作物生长前期和后期影响显著,中期影响较小;覆膜能增加土壤呼吸和有机氮的矿化,因而显著影响土壤剖面中NO^-3-N的累积;表现为在收获时覆膜30d和60d处理剖面中NO^-3-N的累积明显下降,而全程覆膜处理剖面中NO^-3-N的累积显著增加,在覆膜的基础上施用氮肥,这种作用会更加突出。显然全程覆膜易造成有机质的大量矿化和NO^-3-N的淋溶损失。     

红壤茶树根层土壤基础呼吸作用和酶活性

对不同树龄茶树根层土壤的呼吸作用(包括代谢熵qCO2)和土壤酶(脲酶、转化酶和酸性磷酸单酯酶)活性进行了研究、不同树龄茶树根层土壤日基础呼吸作用强度(36．23—58．52mg·kg^-1·d^-1)和日代谢墒(0．30一0．68)都以40和90年茶树较为接近,分别显著大于和小于10年树龄茶树根层土壤;服酶活性(41．48—47、72mg·kg^-1·d^-1)则三者间差异不大,虽然随树龄增长而下降;转化酶活性(189．29—363．40mg·kg^-1·d^-1)也随树龄增长而下降,并且10年茶树根层土壤显著大于40和90年树龄茶树;而酸性磷酸单酯酶活性(444．22—828．32mg·kg^-1·d^-1)相反,随树龄增长而增强．结果表明,土壤基础呼吸作用、代谢熵和3种土壤酶活性都与茶树树龄、土壤pH、土壤有机碳、土壤全氮、土壤可活性酚总量、及土壤微生物生物量密切相关．     

半干旱地区不同地膜覆盖时期对土壤氮素有效性的影响

在年降水量415mm的半干旱地区黄绵土上,以春小麦为供试作物进行大田试验,研究地膜覆盖(包括不覆膜、播种后覆膜30d、覆膜60d和全程覆膜)对土壤水分、温度和氮素有效性的影响.结果表明,覆膜对2m土层贮水量基本没有影响,能显著提高0～20cm土层的含水量;覆膜对5cm处土壤温度的影响呈"U”型变化,即在作物生长前期和后期影响显著,中期影响较小;覆膜能增加土壤呼吸和有机氮的矿化,因而显著影响土壤剖面中NO-3-N的累积表现为在收获时覆膜30d和60d处理剖面中NO-3-N的累积明显下降,而全程覆膜处理剖面中NO-3-N的累积显著增加,在覆膜的基础上施用氮肥,这种作用会更加突出.显然全程覆膜易造成有机质的大量矿化和NO-3-N的淋溶损失.     

冬季作物对稻田土壤微生物量碳、氮和微生物熵的短期影响

研究不同的冬季作物马铃薯、黑麦草、紫云英、油菜在"冬季作物-双季稻"轮作种植制度下短期内对稻田土壤微生物碳、氮和微生物熵的影响,在湖南省土壤肥料研究所的实验网室内设置了小区试验.试验结果表明:几种冬季作物均提高了稻田土壤微生物碳、氮含量,黑麦草明显提高了土壤微生物量碳和微生物熵,紫云英明显提高了土壤微生物量氮.冬季作物对土壤微生物量碳和土壤微生物量氮的季节性影响变化趋势基本一致,紫云英、马铃薯处理的土壤微生物量C、N含量均在水稻生育期间8月中旬达到最大值.     

半干旱黄土高原地区地膜覆盖和底墒对春小麦生长及产量的影响

在年均降水量为415mm的半干旱地区黄绵土旱地上,以春小麦为供试作物进行大田实验,研究不同底墒(包括低底墒、中底墒和高底墒)下．地膜覆盖(包括不覆膜、播种后覆膜30d、覆膜60d和覆膜120d即全程覆膜)进程对作物生产的影响。结果表明．增加底墒和合理的覆膜进程均会显著增加作物的生长和产量,但底墒不同,其最佳覆膜进程不同：在低底墒时,覆膜处理反而使产量低于不覆膜处理;在中底墒时．覆膜30d产量最高,随着覆膜时间延长．产量呈下降趋势,甚至全程覆膜产量低于不覆膜处理;高底墒以覆膜60d产量最高。综合作物生长和产量,全程覆膜并没有多少实际意义。在同种覆膜处理下,随着底墒的增加,根生物量、地上干物质、叶面积及产量也增加显著,高底墒覆膜60d处理的产量在所有处理中为最高。     

三江平原典型湿地及其开垦后土壤中总硫变化的初步研究

以三江平原3种主要沼泽类型--小叶章(Calamagrostis angustifolia)沼泽、乌拉苔草(Carex meyeriana)沼泽、毛果苔草(Carex lasiocarpa)沼泽以及不同开垦年限的耕地为研究对象,对其土壤中总硫含量进行分析,3种沼泽中总硫量的顺序为小叶章沼泽(622．4mg·kg^-1)<乌拉苔草沼泽(820．5mg·kg^-1)、毛果苔草沼泽(1022．4mg·kg^-1),挠力河、鸭绿河、别拉洪河及浓江流域土壤中总硫量的顺序为挠力河(925．0mg·kg^-1)>鸭绿河(841．8mg·kg^-1)>浓江(636．5mg·kg^-1)>别拉洪河(520．8mg·kg^-1)沼泽湿地及耕地土壤总硫量在层次上具有明显的规律性,即由表土层向下,含量逐渐降低,1980～2000年开垦的耕地土壤中总硫含量平均值为180．5mg·kg^-1,而未开垦湿地中的总硫含量平均值为735．8mg·kg^-1。耕地中的总硫量显著低于湿地中的总硫量,并且开垦年限越长,土壤中的总硫量越低,表明湿地开垦导致土壤总硫明显流失。     

玉米根茬留田对土壤微生物量碳和酶活性动态变化特征的影响

通过田间试验分析了玉米根茬留田对土壤生物活性动态变化的影响,结果表明,玉米根茬留田对提高土壤微生物量碳含量和土壤脲酶、磷酸酶、纤维素酶以及转化酶活性效果显著。动态变化特征表明,各处理的土壤微生物量碳和4种酶活性均在播种后60d左右出现高峰。此时正值作物生育旺盛时期,利于作物生长发育,说明玉米根茬留田配施化肥的培肥土壤效果显著,而且可以保持玉米持续高产稳产。     

鸡粪对铜污染土壤微生物生物量碳的影响

采用室内恒温好气培养法,研究了2．0％、4．0％、6．0％添加量鸡粪对铜污染土壤微生物生物量碳的影响。结果表明：向土壤中施入2．0％、4．0％、6．0％的鸡粪后,有机碳总量比对照分别增加了0．85、1．49、2．04倍,而可浸提有机碳含量分别增加了3．13、5．70、8．23倍,鸡粪的添加促进了土壤可浸提有机碳含量的增加,土壤可浸提有机碳含量和鸡粪添加量呈正相关（r=0．994^＊＊,n=12）。各处理土壤有机碳和可浸提有机碳含量随培养时间逐渐下降,90d后有机碳含量趋于稳定;土壤可浸提有机碳含量120d后趋于稳定。鸡粪显著促进了土壤微生物生物量碳含量和土壤微生物商的增加（P〈0．01）,与对照相比,2．0％、4．0％和6．0％鸡粪处理土壤微生物生物量碳含量分别增加2．88、5．19、6．98倍,土壤微生物生物量碳（SMBC）含量和土壤微生物商（SMQ）都与鸡粪的添加量呈正相关（rSMBC=0．998^＊＊,rSMQ=0．858,n=12）。在培养过程中士壤微生物生物量碳与土壤微生物商都呈现先下降再升高再下降的趋势。在培养试验的早期,鸡粪的添加有利于缓解铜污染土壤微生物生物量碳的下降,添加鸡粪的处理在培养的第10d后土壤微生物生物量碳含量开始上升,而对照则在30d以后才开始上升;添加鸡粪的处理在培养前期微生物生物量碳的最大下降幅度分别为：2．0％处理（52．74％）、4．0％处理（45．92％）、6．0％处理（55．52％）,而对照的下降幅度为92．02％。培养后期添加鸡粪处理土壤微生物生物量碳仍保持较高的水平。     

半干旱地区地膜覆盖对作物产量和氮效率的影响

在年降水量415mm的半干旱地区黄绵土上,以春小麦为供试作物进行大田试验,研究地膜覆盖进程(包括不覆膜、播种后覆膜30d、覆膜60d和全程覆膜)、底墒和施N对作物产量和N效率的影响．结果表明,增加底墒、地膜覆盖和施N均会显著增加作物产量和吸N量(α＜0.01),其影响顺序为N肥＞底墒＞覆膜．覆膜对产量的效应因底、施N和覆膜进程而异．从平均看,在低底墒时,各种覆膜处理产量虽有增加,但与不覆膜处理间的差异并不显著,而在高底墒时,以覆膜60d的产量最高,以不覆膜最低．由于覆膜和底墒影响作物产量和吸N量,因而也影响N效率．在低底墒时,以不覆膜和覆膜30d时N效率最高,而在高低墒时,30d、60d和全程覆膜处理间差异不显著．综合作物产量和N效率,全生育期覆膜并没有多少实际意义．     

半干旱黄土高原地区春小麦地膜覆盖研究概述

在黄土高原半干旱地区春小麦上进行的地膜覆盖试验表明,地膜覆盖通过改善耕层土壤生态环境条件,即通过改善水,热状况,活化土壤养分,对提高水分和养分利用效率,实现粮食增产具有重要作用,但近年来在生产实践和科学实验中发现,不合理的长期全生育期地膜覆盖,因在作物生长前期和中期覆膜作物较不覆膜作物生长好,覆膜作物在生长期水分蒸腾损失严重,土壤水分的蒸散（蒸发＋蒸腾）损失远比不覆膜土壤严重,在作物生长后期降水少或没有补充灌溉时,会产生严重的水分肋迫现象,显著抑制小穗分化和灌浆,最终导致收获得指数和产量下降,同时,地膜覆盖的增产作用在一定程度上是以耗竭土壤肥力,特别是在有机物质为代 的,因此,不正确的地膜覆盖（如全生育期的地膜覆盖）,不仅有时起不到显著的增产作用,而且易造成土壤养分,特别是土壤中硝态氮的累积和损失,肥料利用效率降低,土壤生态条件恶化,下降,难以持续高产,因此在确定地膜覆盖范式时,必须要考虑底墒,作物生育期降水,地膜覆盖的阶段性和氮肥的施用等。     

覆盖方式对旱地冬小麦土壤水分的影响

在黄土高原半干旱雨养条件下,研究了不同覆盖方式(夏季覆膜,T₁;秋季覆膜,T₂;小麦碎秆覆盖,T₃;小麦整秆覆盖,T₄;夏季覆膜+麦秆还田,T₅;旧膜二茬利用,T₆;无覆盖对照,CK)对旱地冬小麦土壤水分的影响.结果表明: T₆在各时期、各土层土壤含水量普遍高于CK,其他5个覆盖处理可明显改善开花前0～90 cm土壤墒情,但开花后0～90 cm土层以及全生育期90～200 cm土层含水量普遍低于CK.全生育期0～200 cm土层平均含水量T₆显著高于CK,两者差值为0.9%,其余处理均低于CK.0～200 cm土层平均含水量秸秆覆盖处理高于覆膜处理,旧膜二茬利用高于新覆膜.覆膜处理单位面积籽粒产量较CK提高20.3%～29.0%,秸秆覆盖处理较CK提高5.0%～16.7%,冬小麦产量与生育期耗水量呈显著正相关(r=0.77^*).     

Influence of mulching on the pattern of growth and water use by spring wheat and moisture storage on a fine textured soil

Eight tonnes ha^–1 of stubble were used to mulch spring wheat (Triticum aestivum) on a fine textured soil with the aim of controlling both transpiration and soil evaporation during the wet pre-anthesis phase to increase moisture supply during grain filling in the eastern wheatbelt of Western Australia. Mulching reduced leaf area per plant by reducing the culm number; consequently the green area index was reduced. Reduced culm number was associated with low soil temperature which at 50 mm depth averaged 7°C lower under the mulched crop relative to the control crop in mid-season. The smaller canopies of the mulched crop used 15 mm less water than those of the control before anthesis; this difference in water-use was due equally to reduced transpiration and soil evaporation. However, the mulched crop was unable to increase ET during grain filling, a response associated with the persistence of low soil temperature for most of the growth period. Hence, total ET for the season was significantly lower (18 mm) under the mulched crop than the control crop. At harvest, mulching did not have significant effects on total above-ground dry matter and grain yields, but it increased water use efficiency for grain yield by 18%, grain weight by almost 17% and available moisture in both uncropped and cropped plots by an average of 43 mm.To determine whether there was any residual effects of soil treatment on moisture storage during the summer fallow period, soil moisture was monitored both in cropped plots and uncropped plots, that were either mulched or unmulched during the growing season, from harvest in October 1988 until next planting in June 1989. Available moisture at next planting was correlated with moisture storage at harvest despite the differences in run-off, soil evaporation and fallowing efficiency (increase in moisture storage as a percentage of rainfall) between treatments during fallowing. Therefore, the mulched treatments had more moisture available (30 mm), mostly as a result of less water use during cropping in the previous growing season, than the unmulched treatment.The study shows that mulching may be used to restrain both transpiration and soil evaporation early in the season to increase availability of soil moisture during grain filling. Secondly, mulching during the previous growing season had little effect on soil moisture during the summer fallow period, however, the moisture saved by mulching during cropping was conserved for the following season. These results indicate the importance of evaluating mulching of winter crops in terms of crop yield in the subsequent growing season as well as in the current season in which the soil was treated.Abbreviations D through drainage - DAS days after sowing of the crop on 31 May 1988 - DM dry matter produced in the above-ground portion of the crop (kg ha^–1) - E₀ evaporation from Class A pan (mm) - E_s evaporation from uncropped soil (mm) - E_sc evaporation from soil beneath the wheat canopy (mm) - ET evapotranspiration (mm) - FE fallowing efficiency (gain in soil moisture storage/rainfall) - GAI green area index (area of green vegetation per unit land area) - GWUE water-use efficiency for grain production (grain yield/total ET, kg ha^–1mm^–1) - K extinction coefficient (see equation 1) - RO run-off of moisture from soil surface during/following rainfall (mm) - SM available soil moisture (mm) at harvest (SMh) or at planting (SMp) - WUE water-use efficiency for total above-ground dry matter yield (see GWUE)     

不同耕作方式对陇中旱农区春小麦和豌豆根系空间分布及产量的影响

依托陇中旱农区长期的保护性耕作定位试验,对不同耕作方式下春小麦和豌豆根系空间分布特征及作物产量进行研究,以探索耕作措施影响作物产量的机制.结果表明: 随着生育期的推进,春小麦和豌豆的总根长、根表面积呈先增后减的趋势,开花期达到最大;春小麦根系苗期以0～10 cm最多,花期、成熟期10～30 cm最多;而豌豆根系苗期和成熟期均以0～10 cm最多,花期10～30 cm最多.免耕秸秆覆盖和免耕覆膜增加了根长和根表面积,春小麦和豌豆各生育时期的根长较传统耕作增加了35.9%～92.6%,根表面积增加了43.2%～162.4%.免耕秸秆覆盖和免耕覆膜优化了春小麦和豌豆根系分布,与传统耕作相比,增加了春小麦和豌豆苗期0～10 cm土层根长和根表面积分布比例,花期和成熟期深层次根系分布也显著增加,免耕秸秆覆盖在开花期30～80 cm土层根长和根表面积的分布比例分别比传统耕作提高了3.3%和9.7%.春小麦各生育期的总根长、根表面积与产量呈显著正相关,豌豆各生育期的总根长与豌豆产量呈极显著正相关.免耕秸秆覆盖和免耕覆膜较传统耕作春小麦和豌豆产量增加23.4%～38.7%,水分利用效率提高了13.7%～28.5%.在陇中旱农区,免耕秸秆覆盖和免耕覆膜可以增加作物根长和根表面积,优化了根系在土壤中的空间分布,增强作物根层吸收能力,从而提高作物产量和水分高效利用.     

宁南旱区耕作覆盖对马铃薯产量及土壤水热特征的影响

为探究耕作覆盖对土壤水热及旱作马铃薯产量的影响,连续2年在宁南旱区不同耕作深度结合覆盖模式下开展了研究工作。结果表明: 耕作深度、覆盖材料对马铃薯播种期0～100 cm土层土壤贮水量有极显著影响,而二者交互作用无显著影响;2019年土壤贮水量以深松30 cm覆盖地膜处理最高,2020年以深松40 cm覆盖秸秆处理较高,分别较翻耕15 cm不覆盖处理(对照)显著提高16.9%和33.4%;耕作深度、覆盖材料可显著影响马铃薯关键生育期土壤贮水量;同一耕作深度下土壤贮水量以秸秆、地膜覆盖处理效果较好,同一覆盖材料下以深松30～40 cm处理最佳。覆盖材料、耕作深度与覆盖材料二者交互作用对播种-现蕾期0～25 cm土层土壤有效积温影响显著;同一耕作深度下覆盖地膜处理土壤有效积温平均较不覆盖处理显著增加9.3%,而覆盖秸秆处理较不覆盖处理显著降低18.7%;2019和2020年各处理全生育期土壤有效积温分别以深松30 cm和深松40 cm覆盖地膜处理最高。2019年马铃薯总产量和经济效益以深松30 cm覆盖秸秆处理较高,分别较对照显著提高84.6%和107.9%;2020年以深松40 cm覆盖秸秆处理最佳,分别较对照显著提高81.7%和105.7%。耕作深度、覆盖材料对作物水热利用效率均有显著影响,水分利用效率以深松30～40 cm覆盖秸秆处理较高,而积温利用效率不同耕作深度结合秸秆覆盖各处理均较翻对照显著提高。相关分析表明,块茎形成期的土壤水分和有效积温对马铃薯总产量的形成至关重要,而全生育期土壤水分对总产量的影响高于土壤有效积温。可见,深松30～40 cm覆盖秸秆处理可改善土壤水热状况,实现马铃薯增产增收和水热资源的高效利用,在宁南半干旱区马铃薯生产中有一定的应用推广价值。     

黄土高原南部春玉米地膜栽培的水肥效应与氮肥去向

在黄土高原南部采用田间小区和微区试验,研究了春玉米地膜栽培下氮肥-水分-产量关系与氮肥去向。结果表明,相同施肥条件下地膜栽培(N120C)比平作栽培(N120UC)增产显著(46．7％),施用氮肥显著地发挥了地膜的增产潜力,处理N120(尿素氮120kg·hm^-2)、N180(尿素氮180kg·hm^-2)和N120M(尿素氮120kg·hm^-2+有机肥氮60kg·hm^-2),籽粒产量比对照CK(不施氮)分别增产41．8％、43．9％和34．7％,地膜栽培或施用氮肥都极大地改善了玉米水分生产效率(WUE)和降水利用率(RUE),试验中N120C比N120UC水分生产效率提高57．9％。降水利用效率提高54．5％;处理N120、N180和N120M比CK处理WUE分别提高38．4％、47．4％和32．4％,RUE分别提高42．3％、43．9％和34．7％,由于供试有机肥是半腐解的牛粪,比尿素氮素供给迟缓,所以对玉米产量和WUE提高幅度小,试验水分测定反映出,玉米利用的水分73．0％～83．7％来自降雨,表明决定春玉米产量的关键水分是生育期降水,玉米地膜栽培对氮肥去向有微弱影响,相对于平作玉米,氮肥总的回收率差异不大,但氮肥利用率下降7．3个百分点,土壤残留率上升6．4个百分点,土壤当季残留氮主要集中在0～20cm,不会发生向深层大量的淋溶和累积。