不同耕作方式对内蒙古旱作农田土壤侵蚀的影响

研究黄河流域内蒙古黄土高原丘陵区农田土壤侵蚀状况,对本区域生态农业建设具有重要的意义。试验于2006年在内蒙古呼和浩特市清水河县进行,设免耕(NT)、免耕覆盖(NS)和传统耕作(CT)3种耕作处理方式,种植作物为胡麻和燕麦,观测了全年降雨量和地表水径流量及土壤流失量。结果表明:免耕覆盖及免耕能显著减少降雨对土壤的侵蚀,与传统耕作相比,免耕覆盖处理的燕麦地地表水径流量和土壤的流失量分别减少21.9%和88.3%;3种耕作方式的土壤侵蚀量均受到坡度的影响,并随着坡度的增大而增大,相同环境条件下,不同作物存在一定差异;通过对3种耕作方式下,胡麻和燕麦田土壤侵蚀量与降雨量的关系符合幂函数,且拟合优度良好,均>0.9。     

赤红壤植蔗坡地坡面径流及溶解态氮磷流失特征

为探究南方高强度、高频次降雨下赤红壤区坡耕地土壤侵蚀及氮磷养分流失的特征,基于野外径流小区原位观测试验,通过测定自然降雨下赤红壤植蔗坡地坡面径流和溶解态氮磷流失量,探讨自然降雨下甘蔗种植对赤红壤坡面径流及溶解态氮磷流失的影响。结果表明：(1)2019年和2020年,径流量分别为1111.3 m~3/hm~2和3269.4 m~3/hm~2,硝态氮(NO~-₃-N)流失量分别为1.39 kg/hm~2和15.60 kg/hm~2,铵态氮(NH~+₄-N)流失量分别为0.37 kg/hm~2和1.02 kg/hm~2,可溶性磷流失量分别为0.20 kg/hm~2和0.27 kg/hm~2。2019年和2020年植蔗坡地径流及溶解态氮磷流失量均集中在6月份,占流失总量的45%以上,硝态氮(NO~-₃-N)是径流氮素流失的主要形式,占79%以上。此外,2019年和2020年5月至8月,侵蚀性降雨场次分别为18次和23次,侵蚀性降雨量分别为407.8 mm和668.0 mm。(2)不同侵蚀性降雨条件下,植蔗坡地溶解态氮磷流失量及其...     

湘南红壤丘陵区不同生态种植模式下土壤磷素流失特征

以湖南省祁阳县红壤坡地大型标准径流场为例,研究了湘南红壤丘陵区8种不同生态种植模式下土壤磷素的地表流失特征.结果表明: 总磷流失量以撂荒处理(T₁)最严重,顺坡种植模式处理(T₂、T₃)其次,5种梯田模式处理(T₄～T₈)均能有效减少土壤磷的流失,磷流失量分别是T₁处理的9.9%、37%、0.7%、2.3%和1.9%.生态种植模式直接影响红壤坡地土壤磷素的地表流失形态,研究区流失的磷素以颗粒磷为主.暴雨(日降雨量＞50 mm)情况下,降雨量对不同生态种植模式下磷流失量影响差异不大,但磷流失量随降雨强度增大而增加.红壤坡地土壤磷素地表流失主要集中在6-9月,降雨量和降雨强度是影响湘南红壤丘陵区土壤磷素地表流失时间分布的直接因素.
     

不同农作方式下红壤坡耕地土壤磷素流失特征

研究了6种农作方式红壤坡耕地土壤P素流失特征。结果表明,红壤坡耕地土壤P素的坡面流失主要通过径流和推移质2种方式,顺坡农作处理径流流失P素的比例占土壤全P流失量的55．26％,通过推移质流失的P素和径流流失的P素基本相当,其它处理土壤P素的流失主要以径流方式流失。流失量占土壤全P流失量的67．59％～88．11％。在流失的土壤P素中,泥砂结合态占多数,其比例为57．79％～77．59％,其中有效P的流失基本上通过径流方式,与传统的顺坡耕作的坡耕地利用方式相比。其它5种不同农作措施均有控制和防治土壤P素流失的作用。能减少P流失总量40．73％～84．70％。水平土埂、等高农作措施、休闲措施效果优于水平革带、水平沟农作措施。土壤P素流失时间主要集中在5～8月,占全年土壤P素流失量的89．15％～100％。     

合肥近郊旱地土壤养分径流流失途径的研究

以合肥近郊旱作平地为实验观测区,选择土壤类型为黄褐土,地面坡度在3*以内,粮、油、棉、菜等不同作物组合和不同覆盖率的旱作耕地,对不同降雨强度下径流产生的时间、径流量及其中携带泥沙量进行长期实地观测和连续3年采样(水样和土样)分析,初步查明合肥近郊旱作平地表土和养分的流失与山地和坡地的流失行为显然不同,N、P、K有效养分流失量98%以上是通过"化学侵蚀”流失的;"物理侵蚀”是表土和土壤有机质流失的主要途径(占有机质流失总量的96.14%).     

南方丘陵区不同坡地利用方式土壤水分动态

土壤水分异质性的存在对各种水文过程和土壤形成过程均有显著的影响,了解土壤水分的异质性对理解和预测土壤水分过程具有重要意义.应用时域反射仪(TDR)土壤水分定位监测方法,研究了南方丘陵区不同坡地利用方式土壤水分动态及其影响因子.结果表明:3种坡地利用方式土壤水分变化具有明显的季节特征,杜仲人工林土壤蓄水量最高,荒山草坡次之,坡耕地最低.植物非生长季节土壤含水量均值高于生长季节,生长季节土壤水分消耗大于补给,非生长季节土壤水分补给大于消耗;干季和湿季两个时段3种坡地利用方式土壤含水量垂直变化趋势具有相似性,其土壤含水量差异不显著.3种坡地利用方式土壤蓄水量与太阳辐射量和大气温度表现为负相关性,与降雨量、大气相对湿度和饱和水气压差表现为正相关性,降雨量是其最直接的影响因子,其次是温度.雨季单次降雨后土壤蓄水量与雨后干旱天数存在显著的线性负相关性(P<0.05),土壤水分损失率与干旱天数存在双曲函数关系(P<0.05), 随着干旱天数的增加,土壤水分损失率趋于平缓.雨季单次降雨后持续干旱条件下3种坡地利用方式土壤剖面含水量呈递减的变化趋势,杜仲人工林土壤水分损失率系数最高,荒山草坡次之,坡耕地最低.     

沂蒙山区不同植被模式下坡耕花生地垄间水土流失与磷素输出

以沂蒙山区典型土地利用方式坡耕花生地为对象,研究5种种植方式(花生+狗牙根、花生+草木犀、花生+黑麦草、花生+三叶草、花生+空白对照)下,垄间水土流失和磷素流失特征.结果表明:花生地垄间植草能够有效控制水土流失,径流量为对照的55.1％～61.3％,其大小依次为花生+草木犀＞花生+狗牙根＞花生+三叶草＞花生+黑麦草;泥沙流失量为对照的3.4％～32.3％,其大小依次为花生+三叶草＞花生+草木犀＞花生+狗牙根＞花生+黑麦草.花生+黑麦草种植方式的控水、拦沙效果明显,植草初期泥沙流失量受降雨等因子的影响波动较大,拦沙率与对照相比差异较小,后期泥沙流失量不断减小并趋于稳定,拦沙率不断增加.花生地垄间植草较好地控制了磷素输出,总磷(TP)流失量为对照的52.8％ ～75.3％,其大小依次为花生+狗牙根＞花生+草木犀＞花生+三叶草＞花生+黑麦草;与对照相比,花生地垄间植草减少了27.5％～67.0％的颗粒态磷(PP)输出,但相对提高了水溶性全磷(DP)的输出.花生+黑麦草种植方式控制磷素输出效果最优,TP输出为对照的58.4％,PP流失为对照的27.5％.在植被生长期,各形态磷素流失存在差异,整个雨季DP输出以水溶性无机磷为主,花生收获后首场降雨中各形态磷素的输出负荷远超过最大雨强降雨磷素输出负荷.     

不同农作方式红壤坡耕地土壤氮素流失特征

采用径流小区法研究了6种不同农作方式土壤N素的流失特征。结果表明,同顺坡农作方式相比,其它农作方式均有明显控制土壤N素流失的作用,水平草带、水平沟、等高耕种、休闲、等高土埂等农作方式分别减少土壤N素流失量43．46％、46．55％、71．36％、77．05％和87．92％,等高耕种、等高土埂、休闲等农作方式控制土壤N素流失优于水平沟和水平草带农作方式,坡耕地土壤N素的流失途径主要为径流流失,约占土壤N素流失量81．9％－93．4％,径流流失的N素中又以水溶态N素为主,约占径流流失N素的78％－87．6％,坡耕地土壤N素流失主要集中在5－8月份,占全年流失量的85％－100％。     

土壤垦复对山地麻竹林地表养分流失动态的影响

为了比较山地麻竹笋用林不同土壤垦复措施对养分流失动态的影响,在福建南靖国有林场设置径流场,进行了1年的观测、取样和氮磷钾浓度分析.结果表明,3种土壤垦复措施的氮、磷、钾流失量具有明显的季节性,4～9月3种养分流失量占全年90%以上,且都呈现全翻>带翻>对照,但3种经营措施间氮、磷的年流失量差异均不显著,全翻的钾流失量差异水平达显著,带翻与对照间差异不显著.     

幼龄桔园套种对土壤流失的影响及其模拟研究

在幼龄桔园套种紫云英 (Ⅰ )、套种 (混播 )黑麦草和紫云英 (Ⅱ )、不套种 (Ⅲ )及套种黑麦草 (Ⅳ ) ,分析和模拟了下垫面性状和降雨与土壤流失量的关系及规律 .套种牧草使土壤流失量大大下降 ,平均侵蚀量仅为自然裸露区的 1 4.7% ;各小区 (折算成hm2 )单位降雨的土壤侵蚀量随降雨过程次序的增加而呈指数规律下降 ,土壤流失量随覆盖度指数而下降 .     

开封沙地试验区不同作物种植方式的综合效益评价

开封沙区地处河南省沙区腹地,风沙灾害严重,旱涝灾害频繁,地力瘠薄,严重障碍着沙区农牧业生产的发展。因此,自１９８３年在国家科技攻关的基础上建立了开封沙地试验区,探索平原沙区农业生产的发展模式。尤其是“八五”攻关期间,深化农林牧复合生态系统的优化研究,...     

稻田不同耕作制下有机质和氮磷钾的变化研究

６ａ定位研究的结果表明,在东洞庭湖地区土壤,气候及施肥等条件下,４种主要耕作制中,稻－稻－冬闲耕作制不仅产量较低,而且经济效益也较差,并有可能导致土壤肥力的下降和退化,稻－稻－肥（紫云英）耕作制由具有一定的增产效果,并且有较高的经济效益,土壤肥力亦呈现出上升和进化的趋势,稻－稻－麦（大麦）和稻－稻－油（油菜）耕作制则不仅使土地的得用率提高,增加了单位的产量,且土壤肥力也同样得到了上升和进化,但其经     

夏休闲期复种油菜对旱地土壤水分和小麦产量的影响

以冬小麦收获后高留茬休闲地为对照,连续4年在陇东黄土旱塬设6个油菜播种期,研究了休闲期作物覆盖对土壤水分及后作冬小麦产量与水分利用效率的影响.结果表明：不同播种期夏休闲期土壤贮水量差异显著(P＜0.05),其中8月5日播种油菜的土壤蓄水效率为58.5%,产量和水分利用效率较对照提高7.5%和5.9%.平均而言,夏休闲期复种油菜后作小麦干旱年份增产16.1%,平水年份增产6.8%.夏休闲期复种油菜是西北旱地小麦抗旱增产的有益途径.     

不同禾本科作物与花生混作对花生根系质外体铁的累积和还原力的影响

采用土培盆栽方法模拟玉米/花生、大麦/花生、燕麦/花生、小麦/花生、高粱/花生5种种植方式,研究混作对花生根系质外体铁的累积和还原力的影响.结果表明,当花生与5种分泌植物铁载体能力不同的禾本科作物混作时,花生新叶叶色正常,而单作花生则表现出严重的缺铁黄化症状,混作花生各部位的含铁量明显增加.与麦类作物(大麦、燕麦、小麦)混作的花生其各部位铁含量高于与玉米、高粱混作的花生,说明麦类作物改善花生铁营养的能力强于玉米、高粱,而两个玉米品种之间的能力差异不大,这主要是由于麦类作物分泌植物铁载体能力高于玉米、高粱.在花生生长至第50、60和70d时,混作花生根系质外体铁含量也随着逐渐增加,并始终高于单作花生.同时,混作明显地提高了花生根际土壤有效铁的含量,花生根系还原力也逐步提高.混作花生逐渐提高的还原力和介质中不断供给的易被花生还原吸收的铁,在改善花生的铁营养方面起了重要的作用.     

Grass mulching effect on infiltration, surface runoff and soil loss of three agricultural soils in Nigeria

Mulching the soil surface with a layer of plant residue is an effective method of conserving water and soil because it reduces surface runoff, increases infiltration of water into the soil and retard soil erosion. The effectiveness of using elephant grass (Pennisetum purpureum) as mulching material was evaluated in the laboratory using a rainfall simulator set at rainfall intensities typical of the tropics. Six soil samples, two from each of the three major soil series representing the main agricultural soils in South Western Nigeria were collected, placed on three different slopes, and mulched with different rates of the grass. The surface runoff, soil loss, and apparent cumulative infiltration were then measured under each condition. The results with elephant grass compared favorably with results from previous experiments using rice straw. Runoff and soil loss decreased with the amount of mulch used and increased with slope. Surface runoff, infiltration and soil loss had high correlations (R = 0.90, 0.89, and 0.86, respectively) with slope and mulch cover using surface response analysis. The mean surface runoff was correlated negatively with sand content, while mean soil loss was correlated positively with colloidal content (clay and organic matter) of the soil. Infiltration was increased and soil loss was reduced greatly with the highest cover. Mulching the soils with elephant grass residue may benefit late cropping (second cropping) by increasing stored soil water for use during dry weather and help to reduce erosion on sloping land.     

红壤旱地不同复种方式的生态功能评价

为了充分发挥红壤旱地的生态功能,筛选出适于红壤旱地的优化复种方式,依据3年的田间定位试验资料,从农田生态系统的生产功能、物质循环特征、能量流动特征、价值流动特征以及养地效果等方面对红壤旱地4种复种方式[处理A(CK): 小麦/大豆-芝麻;处理B: 混播绿肥(油菜×紫云英×肥田萝卜)-大豆‖玉米-绿豆‖芝麻;处理C: 黑麦草-花生‖玉米-粟‖荞麦;处理D: 油菜-绿豆‖甘薯,“/”表示套作,“‖”表示间作,“-”表示接茬,“×”表示混作]的功能和效益进行了分析,并采用灰色关联度法从经济效益、生态效益和社会效益3个层次的13个指标对各复种方式进行了综合评价.结果表明: 混播绿肥(油菜×紫云英×肥田萝卜)-大豆‖玉米-绿豆‖芝麻复种模式的经济效益、生态效益和社会效益的关联度值均居第一位,经灰色关联度分析,得出其综合效益关联度值也最高,为0.847,是比较适宜在红壤旱地推广应用的高效复种方式,对今后红壤旱作区种植业结构布局和优化具有积极意义.     

不同禾本科作物与花生混作对花生根系质外体铁的累积和还原力的影响

采用土培盆栽方法模拟玉米／花生、大麦／花生、燕麦／花生、小麦／花生、高粱／花生5种种植方式,研究混作对花生根系质外体铁的累积和还原力的影响．结果表明,当花生与5种分泌植物铁载体能力不同的禾本科作物混作时,花生新叶叶色正常,而单作花生则表现出严重的缺铁黄化症状,混作花生各部位的含铁量明显增加．与麦类作物(大麦、燕麦、小麦)混作的花生其各部位铁含量高于与玉米、高粱混作的花生,说明麦类作物改善花生铁营养的能力强于玉米、高粱,而两个玉米品种之间的能力差异不大。这主要是由于麦类作物分泌植物铁载体能力高于玉米、高粱．在花生生长至第50、60和70d时,混作花生根系质外体铁含量也随着逐渐增加,并始终高于单作花生．同时,混作明显地提高了花生根际土壤有效铁的含量,花生根系还原力也逐步提高．混作花生逐渐提高的还原力和介质中不断供给的易被花生还原吸收的铁。在改善花生的铁营养方面起了重要的作用．     

Economic Competitiveness of Napier Grass in Irrigated and Non-irrigated Georgia Coastal Plain Cropping Systems

Interest and focus on development of renewable biofuels has been increasing over the past decade leading to the introduction of a wide cadre of renewable feedstocks. As a result, numerous perennial warm-season grasses have been introduced and management practices evaluated to determine their suitability as biofuel feedstocks. “Merkeron” napier grass (Pennisetum purpureum) plots were established in 2010 and harvested during crop years 2011 through 2015 adjacent to an on-going peanut (Arachis hypogaea L.), corn (Zea mays L.), and cotton (Gossypium hirsutum L.) cropping systems study conducted at the USDA/ARS Multi-crop Irrigation Research Farm in Shellman, GA (84 36 W, 30 44 N) on a Greenville fine sandy loam (fine, kaolinitic, thermic Rhodic Kandiudults). Napier grass was produced in both non-irrigated and two irrigated levels with different levels of nitrogen and potassium fertilizers. Peanut, corn, and cotton were produced in non-irrigated and full irrigation regimes. Breakeven prices for napier grass ranged from $65 to $84 Mg^?1 at variable and total costs. The breakeven napier grass price was estimated such that the net returns were equal between napier grass and peanut, cotton, corn cropping systems. At variable production cost, comparative breakeven napier grass prices for non-irrigated, 50% irrigated, and full irrigated regimes were $77, $117, and $112 Mg^?1, respectively. Napier grass did not compete economically against traditional irrigated cropping systems. Depending on traditional crop prices and bioenergy feed stock prices, napier grass could offer economic opportunities in non-irrigated production environments, riparian buffer zone edges, or non-cropped marginal production areas.     

不同轮作制对农田生态系统中土壤硫攫取与归还途径的研究

研究了我国北方地区主要轮作制度下,土壤一植物生态系统中硫的主要输入(归还)与输出(攫取)途径．结果表明,在我国北方普遍推行的小麦-玉米轮作制中,作物收获物从土壤中攫取的硫素总量为每年26．4kg·hm^-2,由根系和植物其它残留物归还给土壤的硫素为每年6．8kg·hm^-2;在小麦．大豆轮作制中。作物收获物从土壤中攫取的硫素总量为每年24．4kg·hm^-2,对土壤的归还量为每年7．2kg·hm^-2;而在玉米-油菜轮作制中,收获物从土壤中攫取的硫量为每年45．4kg·hm^-2,归还给土壤的硫量为每年8．7kg·hm^-2;其它作物如棉花、高粱、花生、水稻种植一季通过收获物从土壤中带走的硫量分别为每年7．9、6．4、6．7和18．9kg·hm^-2。对土壤的归还量分别为每年2．6、1．8、4．3和5．6kg·hm^-2．通过对系统主要输入输出通量的估算,几种主要农田生态系统硫盈亏的状况计算结果说明,供试作物皆存在硫亏缺状况：小麦每年6kg·hm^-2、玉米8．5kg·hm^-2、油菜24kg·hm^-2、水稻7．1kg·hm^-2．     

基于降水利用比较分析的四川省种植制度优化

比较分析四川8个农业生态区典型站点及其主要种植模式的降水盈亏产量降低率、产量降低率风险指数、降水利用效率和降水经济效率。结果表明:(1)四川省不同区域、不同种植模式、不同作物及其不同生育阶段基于降水盈亏的产量降低率多年均值差异较大。区域分布上,雅安最低,仅23％,攀西最高,达50％以上,其余地区30％-40％;种植制度上,麦-玉-苕等旱三熟低于麦-稻等水旱轮作两熟制;作物种类上,冬小麦、冬油菜、秋播马铃薯等作物普遍高于水稻、玉米、棉花、红薯和大豆作物;生育阶段上,冬小麦、冬油菜、秋播马铃薯作物开花前后普遍较高,各种作物生育末期较低。(2)基于自然降水,攀西地区遭遇旱灾的风险极大,麦-玉-苕等旱三熟的产量降低率风险指数相对较小;雅安等盆地内部多数区域由于阶段性降水过多引起湿害偏重,导致麦-稻等水旱轮作两熟制略优于旱三熟。基于降水利用效率和降水经济效率,各地比较一致,较优的种植制度首先是麦(油、薯)-稻两熟制,其次才是麦(油)-玉-苕(豆)旱三熟。(3)综合旱涝灾害风险、降水利用效率和降水经济效率,以及复杂地形等因素,有较好灌溉条件的农田应以麦(油、薯)-稻水旱轮作两熟制为主,而无水源保障的旱地则以麦(油)-玉-苕(豆)旱三熟为主。