基于Meta分析的农田秸秆输入方式对中国旱作农田土壤呼吸的影响

目的 研究农田秸秆输入后对中国旱作农田土壤呼吸的影响，为准确理解中国旱田农业生态系统碳排放提供重要的数据支撑和理论依据。方法 基于国内外已发表的83篇研究论文，利用Meta分析技术分析农田秸秆输入后土壤呼吸改变量与土壤温度、土壤水分、土壤有机碳(Soil Organic Carbon, SOC)和土壤微生物量碳(Soil Microbial Biomass Carbon, MBC)改变量之间的内在联系。结果与结论与传统耕作秸秆不输入(CT)相比，传统耕作秸秆输入(CTS)、传统耕作秸秆粉碎输入(CTCS)、传统耕作秸秆覆盖输入(CTMS)、传统耕作秸秆粉碎覆盖输入(CTMCS)、传统耕作生物炭输入(B)、传统耕作生物炭+秸秆输入(BS)、传统耕作+覆膜(F)和传统耕作+覆膜+秸秆输入(FS)对土壤呼吸、土壤温度、土壤水分、SOC和MBC影响显著。农田土壤呼吸在CTS, CTCS, CTMS, CTMCS, BS, F和FS处理下增加了7.1%～111.4%,在B处理下减少了9.6%,平均增加了17.7%;土壤温度只在CTCS下减少了5.7%,在其他处理下的影响不显著。土壤水分在CTCS...     

保护性耕作的实践与发展

保护性耕作是对农田实行免耕、少耕,并用作物秸秆、残茬覆盖地表,减少土壤风蚀、水蚀,提高土壤肥力和抗旱能力的一项先进耕作技术。目前主要应用于干旱、半干旱地区农作物及牧草的种植。保护性耕作起源于20世纪30年代的美国,现已推广应用到70多个国家,成为世界上应用最广、效果最好的一项旱作农业技术。     

不同耕作方式对土壤及烤烟的影响

为探讨植烟土壤适宜的耕作方式,采用云烟87为研究材料,设置了免耕、浅耕(旋耕20 cm)、浅耕(犁耕20cm)和深耕(犁耕40 cm)4种耕作方式,研究耕作方式对土壤和烟叶的影响.结果表明:在1月—3月间,土壤耕层15 cm温度表现为:犁耕(40 cm)犁耕(20 cm)旋耕(20 cm)免耕,深耕后土壤温度分别比免耕和浅耕平均高0.75℃,0.71℃和0.52℃;土壤酶活性、微生物量和微生物活性均表现为深耕(犁耕40 cm)高于其他处理,而免耕表现最差,其中深耕(犁耕40 cm)细菌总量是免耕的3倍多;烟叶产量,产值和上等烟率均表现为深耕(犁耕40 cm)最高,与免耕相比,烟叶产量、产值和上等烟率分别提高了383.81 kg/hm~2、12 415.19元/hm~2和8个百分点.综上,在该试验条件下,采用犁耕(40 cm)的方式,有助于提升土壤温度,改善土壤微环境,提升烟叶根系活力和提高烟叶产量,可以作为我省烟叶产区植烟土壤适宜的耕作方式.     

保护性耕作技术是发展农业的根本出路

保护性耕作技术是一项先进农业耕作体系，其主要特点就是为作物创造适宜的生长条件，对农田实行免耕少耕，尽可能减少土壤耕作，并用作物秸秆、残茬覆地表面或混入浅层土壤，减少土壤风蚀、水蚀，提高土壤地力，改善土壤结构和抗旱能力的耕作技术。此项技术主要适应于干旱、半干旱地区农作物生产及牧草的种植。结合鸡东县农业发展现状，雏系农业的可待续发展，保护生态环境、减少沙尘暴的发生，就必须走保护性耕作的发展道路。     

保持耕作对小麦生长发育、产量及水分利用的影响

对近几十年来少耕、免耕、深松及覆盖等保持耕作技术对小麦生长发育、产量和水分利用效率的影响进行了综述。研究表明,少耕、免耕、深松及覆盖等保持耕作技术能提高土壤蓄水保墒能力,减少土壤水分蒸发,提高水分利用效率,从而促进小麦根系生长发育,有利于小麦返青、拔节,提高小麦产量10%以上。     

土地利用变化的碳排放机理及效应研究综述

就影响陆地生态系统碳储量的主要生态机制(CO2施肥效应、氮沉降增加、污染、全球气候变化、土地利用变化和土地管理),阐述了土地利用变化对陆地生态系统结构和功能产生的影响,以及对系统造成的碳储量变化.主要从土地利用变化和土地管理两方面对土地利用碳排放效应进行论述:森林砍伐后变为农田和草地,使生态系统中植被和土壤碳贮量大大降低;农田和草地弃耕恢复为森林,以及农田保护性管理措施的利用,能够使大气中的碳在植被和土壤中得到汇集;森林恢复过程中植被可以大量汇集大气中的碳,而由于农田耕种历史不同以及土壤空间异质性,导致土壤碳汇集速率差异极大;保护性农田管理措施(诸如免耕、合理的种植制度、化肥的施用等)可以影响土壤理化特性、作物根系生长以及残茬数量和质量、土壤微生物数量和活性,维持和提高土壤碳含量水平.土地利用碳排放核算主要从陆地生态系统的植被碳和土壤碳入手,综述了目前国内外的研究进展.     

不同耕作与培肥对小麦氮吸收效率、根效率及产量的影响

为了解不同耕作与培肥措施对小麦氮素吸收效率、根效率及产量的影响,在前5年定位试验基础上,以百农207为试验材料,采用二因素区组设计,设置深耕(DTF_0)、浅耕(STF_0)、免耕(NTF_0)、深耕有机肥(DTF_1)、浅耕有机肥(STF_1)和免耕有机肥(NTF_1)等6个处理.结果表明,0~20cm土层,浅耕有机肥处理下,全氮含量高于其他处理;40~60cm土层,免耕有机肥处理下,全氮含量显著高于其他处理(P0.05),浅耕有机肥处理下叶片和穗部氮素积累量及植株氮素吸收效率均显著高于其他处理(P0.05);与其他处理相比,深耕有机肥处理下旗叶净光合速率和根效率最高,根系呼吸速率最低.浅耕有机肥处理下小麦产量最高.     

保护性耕作对板蓝根农田土壤几个物理特性的影响

试验设免耕秸秆覆盖（NTS）、免耕留茬（NT）、和传统耕作（T）3个处理,研究了不同耕作方式对板蓝根农田土壤温度、土壤水分含量、土壤容重和土壤孔隙度的影响.结果表明,在20cm土层之上（包括20cm）,免耕秸秆覆盖的土壤温度处于最高,传统耕作的土壤温度最低,但是在25cm时,免耕秸秆覆盖的土壤温度处于最低,传统耕作的土壤温度反而变得最高.免耕秸秆覆盖的土壤水分含量比免耕留茬和传统耕作的要高,同时免耕秸秆覆盖相对于免耕留茬和传统耕作有较小的土壤容重和较高的土壤孔隙度.免耕秸秆覆盖的土壤容重比传统耕作的分别低0.07g/cm3、0.155g/cm3、0.06g/cm3,比免耕留茬的土壤容重分别低0.04g/cm3、0.099g/cm3、0.034g/cm3,免耕秸秆覆盖的土壤孔隙度比传统耕作的分别高2.31％、5.28％、0.99％,比免耕留茬的土壤孔隙度分别高1.32％、3.3％、0.66％.     

齐齐哈尔玉米机械化保护性耕作技术

本文作者紧密结合基层工作实践，就本地区田间秸秆覆盖、免耕少耕机械播种、深松土壤、杂草病虫害控制和防治等四大玉米机械化保护性耕作技术进行了分析、归纳和总结，对当前开展的现代农业建设有一定的借鉴和指导意义。     

不同作物类型下土壤收缩变化研究

土壤在饱和-风干失水过程中会发生收缩,往往伴随着表面下陷和出现裂缝的现象。在桂林市农业科学院通过采样来测定甘蔗、梨树、大豆试验地的土壤收缩变化,并利用Soil Shrinkage Simulator(SSS)软件进行土壤收缩曲线的拟合和收缩变化的分析。结果表明:SSS软件能够较好地拟合实测数据(r0.97),土壤的收缩曲线整体结构是呈现"S"型;但不同试验地的土壤收缩仍存在一定差异。因梨树地容重小,总孔隙度大,有机质含量高,以及免耕的耕作方式使其土壤结构疏松,含水量较高,从而导致它的土壤收缩程度最大;但甘蔗地和大豆地收缩程度较为接近,这与原假设的不同作物类型下甘蔗地土壤收缩大于大豆地相反。一方面由于甘蔗地垄沟种植使得部分表层土壤容重加大;另一方面,垄沟中存储的水分直接入渗到下层土壤,对表层土壤水分的贡献不大,这些均导致甘蔗地表层土壤收缩相较于大豆地不明显。因此,除了土壤自身性质外,耕作方式对土壤收缩也有着较大的影响。     

不同耕作方式对耕层土壤性质的影响

对比分析了免耕、翻耕、深松耕作等不同耕作方式对土壤物理性质、化学性质和生物性质的影响,结果显示免耕秸秆覆盖等保护性耕作措施在改善土壤结构、蓄水保墒、培肥地力、提高土壤生物多样性方面等方面具有显著作用.通过本文望能为保护性耕作在我国的有效开展,营造健康的农田生态系统提供参考.     

新乡市获嘉县传统耕作区农田土壤微生物群落结构和多样性研究

新乡地区是河南省重要的粮食产区,其农田土壤微生物的群落结构和多样性目前仍不清楚.以新乡市获嘉县长期免耕和传统耕作的农田土壤为材料,测定其土壤理化特征,并且采用高通量测序技术分析其土壤微生物的群落特征.结果显示,该区域农田土壤的基本理化性质为:含水量9.37%～13.39%,pH值8.55～8.65,全氮和全磷质量分数分别为0.91～0.96mg/g和4.06～5.34mg/g.土壤中优势细菌菌群为变形菌门(～30%)、浮霉菌门(～20%)、酸杆菌门(～16%)和放线菌门(～8%),优势真菌菌群为子囊菌门的粪壳菌纲(～50%)、散囊菌纲(3%～10%)和座囊菌纲(～10%).免耕处理的土壤微生物丰富度和多样性要高于常规耕作的土壤微生物,而且轮作处理的土壤微生物数量要高于同等条件下单一种植模式的对照处理.本研究有助于了解该地区不同种植模式下的土壤微生物群落结构,可为进一步改良土壤和防治土传病害提供理论依据.     

齐齐哈尔玉米机械化保护性耕作技术

本文作者紧密结合基层工作实践,就本地区田间秸秆覆盖、免耕少耕机械播种、深松土壤、杂草病虫害控制和防治等四大玉米机械化保护性耕作技术进行了分析、归纳和总结,对当前开展的现代农业建设有一定的借鉴和指导意义。     

不同耕作方式对冬小麦生育期根际土及非根际土土壤酶活性的影响

在大田试验条件下,研究了深松覆盖(ST)、少耕(RT)、免耕覆盖(NT)、传统耕作(CT)对冬小麦根际土及非根际土不同生育时期土壤过氧化氢酶(CAT)、脲酶(URE)、转化酶(SS)酶活性的影响.结果表明,保护性耕作(ST,RT,NT)提高了小麦生育后期土壤酶活性,能促进秸秆分解,提高土壤养分含量.覆盖处理(ST,NT)与传统耕作(CT)酶活性问差异达显著水平,RT与CT差异性不显著.与非根际土相比,根际土更能体现冬小麦不同生育时期土壤酶活性的变化规律.     

不同覆盖措施下旱作玉米田土壤呼吸对氮添加的响应

基于9a秸秆和地膜覆盖旱作玉米农田定位试验,采集土壤样品进行了室内恒温培养,对比分析了氮添加与否对土壤呼吸过程的影响。结果表明,在60d培养期中,土壤呼吸速率呈现先上升后下降而后逐渐平稳的趋势,并在15d左右达到最大值;土壤CO_2累积排放量程"S"型上升趋势,30d后趋于平缓,前30d的排放量占整个培养期的80%～90%。覆盖方式和氮添加对土壤呼吸具有显著影响,但二者无交互作用。与不覆盖对照相比,秸秆覆盖土壤呼吸速率平均提高了16.4%,CO_2累积排放量提高了15.1%(P0.05),而地膜覆盖与对照无显著差异;与不加氮相比,氮添加处理土壤呼吸速率提高了44.7%,CO_2累积排放量提高了39.1%(P0.05)。总地来看,长期秸秆覆盖较地膜覆盖提高了土壤固碳能力,并刺激了土壤呼吸排放,而氮添加在短期内可显著加速旱作玉米农田覆盖措施下土壤碳释放过程。     

竹林培育对生态系统碳储量的影响

基于野外样地调查的方法研究了3种不同经营类型下竹林生态系统有机碳储量的差异。结果表明:(1)长期集约经营的毛竹林分,植被的碳储量要比粗放经营毛竹林的高12.1%,并且差异达到显著水平;集约、粗放经营的毛竹林植被碳储量都要显著高于集约经营早竹林;集约经营的毛竹林和粗放经营的毛竹林植被年固定碳数量分别为4.03 t/hm2和3.21 t/hm2。(2)由于耕作的物理效应,导致土壤微生物呼吸作用增强,加速了土壤有机碳的分解,所以集约经营的毛竹林土壤有机碳储量比粗放经营的低,下降了18.7%;集约经营的早竹林土壤有机碳下降更多,达46.9%。(3)粗放经营的毛竹林虽然植被有机碳的储量要比集约经营毛竹林的低,但是由于集约经营的毛竹林土壤有机碳储量下降的幅度要大于植被有机碳储量变化的幅度,因此粗放经营的毛竹林生态系统总的碳储量要比集约经营的毛竹林生态系统的总的碳储量高13.9%;集约经营的早竹林总的碳储量均显著低于粗放、集约经营的毛竹林,且差异达到了显著水平。(4)从竹林长期可持续经营的角度来看,应该降低毛竹林林地土壤人为干扰的强度,采用竹林土壤免耕、块状或者带状开垦技术,降低土壤呼吸强度,同时可以通过适度施有机肥来补充土壤有机碳的消耗,维持土壤地力,实现改善生态环境功能和维持竹林生产力相协调的目的。     

稻田垄作免耕对根际土壤有机碳及颗粒态有机碳的影响

以稻田免耕长期定位试验站为平台,分析不同耕作制度对稻田根际土壤有机碳(SOC)和颗粒态有机碳(POC)的影响,并与非根际土壤进行对比分析.结果表明,长期实行垄作免耕(水稻—油菜)的方式下,根际SOC和POC含量显著高于其他耕作方式,而实行水旱轮作(水稻—油菜)方式下二者含量均最低.垄作免耕(水稻—油菜)根际SOC含量高于非根际土壤,而其他耕作处理均为根际低于非根际土壤.另外,垄作免耕(水稻—油菜)根际土壤POC含量高于非根际土壤,差异达极显著水平(p＜0.01);常规平作(水稻—冬水田)也为根际大于非根际土壤,但差异不显著;其余耕作处理根际土壤POC含量均表现为非根际大于根际土壤,且差异均不显著(p＞0.05).垄作免耕(水稻—冬水田)和垄作免耕(水稻—油菜)SOC和POC含量间存在显著相关性,表明免耕方式有利于土壤有机碳和颗粒有机碳的保护和稳定.     

西双版纳热带森林碳循环中土壤呼吸对次生演替的响应

【目的】探明热带森林次生演替过程中土壤呼吸速率的季节变化及其主要调控因素,分析土壤微生物生物量碳及理化性质对土壤呼吸速率时间动态的影响,为精确评估热带森林恢复对土壤碳库变化的影响提供参考。【方法】采用LI-6400-09便携式土壤呼吸测定仪对西双版纳热带森林演替前期的白背桐(Mallotus paniculatus)群落与演替后期的高檐蒲桃(Syzygium oblatum)群落土壤呼吸速率进行连续定位观测,结合相关分析和主成分分析,探讨热带森林演替过程中土壤微生物生物量碳、容重、pH及碳氮库各组分含量变化对土壤呼吸速率的影响。【结果】研究区白背桐与高檐蒲桃群落土壤呼吸具有明显的单峰型季节变化特征,最大值出现在湿季(6月),其中高檐蒲桃群落土壤呼吸速率[3.80~6.19 μmol/(m²·s)]显著高于白背桐群落[2.40~4.35 μmol/(m²·s)],但恢复前期土壤呼吸变幅(1.81倍)显著高于恢复后期(1.63倍);土壤呼吸速率随土壤温度和水分季节变化呈非线性显著或极显著增加的趋势(P<0.01或P<0.05),其中,高檐蒲桃群落温度、水分对土壤呼吸的解释率分别为49.00%~65.30%、2.96%~53.00%,显著高于白背桐群落的6.40%~49.10%、2.48%~43.70%;两群落土壤呼吸速率均与碳库(总碳、土壤微生物生物量碳)及氮库(硝态氮、全氮、铵态氮)含量显著或极显著正相关(P<0.01或0.05),并与pH呈极显著负相关 (P<0.01);土壤易氧化碳、硝态氮、含水量对土壤呼吸变化的贡献最大,而土壤温度、土壤微生物生物量碳、全氮、铵态氮及水解氮的影响次之。【结论】西双版纳热带森林次生演替显著促进了土壤呼吸,土壤呼吸时间动态主要受土壤微气候(如含水量)及土壤碳库(如易氧化碳)、氮库(如硝态氮)组分含量所调控。     

不同耕作方式对华南坡耕地土壤孔隙结构和抗穿透强度影响

合理的耕作方式是农业可持续生产的关键性因素.文章以坡耕地土壤为研究对象,分析不同耕作方式下土壤孔隙结构及抗穿透强度及其相关关系.结果表明:与翻耕比较免耕处理能显著增加耕作表下层(10～20 cm)土壤非毛管孔隙度及耕作底层(20～30 cm)土壤总孔隙度(P0.05);压实对土壤孔隙结构及抗穿透强度影响不显著;翻耕处理和压实+翻耕处理导致耕作底层土壤孔隙结构较差;深耕及翻耕+深松处理对耕作表下层及底层土壤非毛管孔隙、总孔隙度及土壤抗穿透强度改善效果最好.耕作方式对土壤毛管孔隙度影响较小.回归分析显示土壤总孔隙度(R~2=0.35,P0.01)和非毛管孔隙度(R~2=0.42,P0.01)与土壤抗穿透强度呈较好的线性关系,耕作措施可通过影响土壤孔隙结构形成,进而影响土壤抗穿透强度.总体而言,深耕及翻耕+深松处理更有利于构建疏松、多孔的土壤结构,利于蓄水保墒提高土壤质量.     

大力推广机械化保护性耕作技术促进农业可持续发展

保护性耕作具有减少土壤风蚀、水蚀和抑制农田表土扬尘、提高土壤肥力蓄水保墒、和抗旱能力,明显降低农业生产成本,减少因焚烧秸秆造成的土地板结和大气污染、有利于保护生态环境,促进农业可持续发展。主要有4项关键技术组成：即免耕播种技术;秸杆残茬与表土处理技术;杂草控制技术;和深松技术。