粉垄耕作对黄淮海北部土壤水分及其利用效率的影响

连年旋耕导致犁底层上移、耕层变浅、水分利用效率（Water Use Efficiency, WUE）降低,严重制约作物丰收增产,尤其进一步激化缺水地区的农业用水供需矛盾。合理的土壤耕作是有效的解决途径,为此在黄淮海北部引入了粉垄这种新型深土耕作措施。以旋耕和深松为对照,设置了粉垄30 cm、粉垄50 cm、粉垄30 cm 地膜、粉垄50 cm 地膜、粉垄30 cm裸地、粉垄50 cm裸地等共8个处理,探讨不同耕作措施对土壤水分变化过程及WUE的影响。基于土壤湿度等值线图、土壤贮水消耗和WUE的分析可知,（1）与旋耕和深松相比,粉垄耕作后的耕层疏松深厚、土壤调蓄水分能力增强、总耗水量降低、WUE提高,其中粉垄各处理的总耗水量比旋耕和深松分别减少了12.2%―16.4%、10.2%―14.5%,产量WUE则分别提高了28.3%―50.6%、19.1%―39.7%;（2）粉垄的作业深度越深越利于降雨入渗和土壤水分调蓄,但总耗水量有所增加,WUE略有下降,其中总耗水量增加了5.0%,小喇叭口期和灌浆中期的叶片WUE分别下降1.6%和1.0%,产量WUE降低2.1%;（3）粉垄后覆膜克服了表土跑墒的缺点,减少了耗水量,进一步提高了土壤调蓄水分的能力和WUE,且作业深度越深,WUE提升越多,其中粉垄30 cm 地膜、粉垄50 cm 地膜的产量WUE分别比粉垄30 cm、粉垄50 cm提高了8.5%和17.3%,粉垄50 cm 地膜的小喇叭口期和灌浆中期的叶片WUE以及产量WUE分别比粉垄30 cm 地膜提高了8.3%、7.4%和5.9%。研究结果表明,这种新型耕作措施为打破犁底层、解决耕层变浅、提高水分利用效率提供了一种新的可行方法。     

短期秸秆颗粒还田对小麦-玉米系统作物产量与土壤呼吸的影响

秸秆直接还田易造成土秸混合度差、秸秆腐解慢和幼苗群体质量差等问题,不利于作物稳产和增产.秸秆颗粒具有还田性能好、还田质量高的优点,但还田后对作物生长和土壤碳排放特征的影响仍不清楚.通过田间微区试验,以秸秆不还田和常规粉碎还田为对照,分析了秸秆颗粒还田对冬小麦和夏玉米籽粒产量、还田一年内土壤呼吸速率和土壤碳排放效率的影响,为改进秸秆还田方式提供理论依据.结果表明: 秸秆颗粒还田显著提高了冬小麦和夏玉米籽粒产量,其周年作物产量较秸秆不还田和常规粉碎还田分别显著提高14.0%和5.8%.秸秆颗粒还田促进土壤碳排放,其小麦生长季和玉米生长季土壤呼吸速率和碳累积排放量显著高于秸秆不还田.与常规粉碎还田相比,秸秆颗粒还田显著提高了冬小麦生长季土壤呼吸速率和碳累积排放量15.2%和8.9%,但夏玉米生长季两者无显著差异.此外,秸秆颗粒还田降低了土壤呼吸温度敏感指数(Q₁₀),提高了土壤碳排放效率.与秸秆不还田和常规粉碎还田相比,秸秆颗粒还田土壤呼吸敏感指数显著降低22.6%和10.1%,周年土壤碳排放效率提高2.3%和1.9%.可见,秸秆颗粒还田短期内显著促进土壤碳排放,但由于较高的作物产量,其碳排放效率能维持在较高水平.在黄淮海粮食主产区,秸秆颗粒还田可以作为一种新型的秸秆还田方式,但其土壤碳排放的长期效应仍需进一步研究.