王晓燕[1]2000年在《旱地机械化保护性耕作径流与土壤水分平衡模型试验研究》文中指出针对北方旱区干旱少雨、土地贫瘠、水土流失严重等问题，我国已经在旱地保护性耕作体系及配套机具方面进行了大量的研究，并取得了显著的成果。但在保护性耕作的研究与推广中尚有如下问题需要深入研究：对保护性耕作体系的水土保持效益的系统研究；对保护性耕作体系效应的定量模型研究；对秸秆覆盖、地表耕作等不同因子的保水增产机理的深入细致的研究。针对上述问题，本文在前人研究的基础上，主要进行了如下几个方面的研究： 采用天然降雨径流小区与人工模拟降雨试验相结合的方法，利用自动径流测试仪、数据实时采集系统、全自动气象站和降雨模拟器等先进测试设备与技术，对保护性耕作下的地表径流、土壤水蚀和降雨入渗进行了系统的定位、动态实时测定，为研究保护性耕作体系的保水保土机理提供了宝贵的数据和可行的研究方法，在国内尚属首次。试验的结果表明： a）以少免耕和秸秆覆盖构成的保护性耕作体系可明显地减缓水土流失，增加水分入渗。与传统翻耕相比，保护性耕作体系可减少径流量52.5％，减少土壤流失量80.2％和降低径流强度14.6％。b）秸秆覆盖和土壤压实是影响农田水土流失的主要因素。秸秆覆盖可减少径流量47.3％，减少土壤流失量77.6％，降低径流强度17.6％；压实会加剧水土流失，无压实处理比压实处理的径流量减少37.2％，土壤流失量少60.4％，径流强度低11.8％。c）在土壤含水量较低时，秸秆覆盖对径流入渗的影响大于压实的影响；而在土壤含水量较高的情况下，压实的影响却大于秸秆覆盖的影响，机具压实可以使表层土壤容重增大，降低土壤的入渗性能，增加径流量。 在对径流模型及土壤水分平衡模型深入分析和田间试验的基础上，建立了适用于我国保护性耕作体系的地表径流及水分平衡模型，并利用试验数据进行了验证。 针对保护性耕作体系的特点，本模型对径流线数（USDA-Curve Number）法进行了改进，首次较全面地考虑了残茬覆盖、耕作、坡度及降雨强度等多种因素对地表径流的影响；并考虑了残茬覆盖对土壤蒸发和作物蒸腾的影响。 模型验证的结果表明，径流量和土壤含水量的预测值与实测结果基本吻合，初步证明模型是成功的。该模型可利用当地的气象、土壤、作物等数据资料，以日为步长，模拟不同的保护性耕作体系对于地表径流及水分平衡的影响，为分析保护性耕作的保水保土机理和评价保护性耕作体系在不同自然条件下的适应性提供了依据，为优化保护性耕作体系提供了先进的研究方法，取得了创新性的成果。 建立了专门的固定道试验区，设置了地表耕作、秸秆覆盖、机具压实3因素，4种处理，5次重复的系统试验。经两年的试验，初步明确了秸秆覆盖、地表耕作和土壤压实等因子影响土壤物理特性与作物生长的主要机理；初步试验评价了固定道保护性耕作这种新型的耕作方法在我国的适应性，具有创新性。 经过两年的试验，可以得出结论：固定道耕作能够减轻作业机械对土壤的压实程度和范围，保持良好的土壤结构，有利于出苗和生长，它将是保护性耕作新的发展方向。
杜建涛[2]2008年在《保护性耕作对旱区农田水分及作物生产力影响模拟研究》文中提出北方旱区主要分布在昆仑山-秦岭-淮河一线以北的广大地区,包括17个省的966个县市,约占国土陆地面积的56%,其中耕地面积占全国的55.4%,旱地面积占的73%。北方旱区也是中国最具开发潜力的农业生产基地,全国85%以上的后备农业土地资源也集中在这里。然而北方旱区水资源总量却不足全国的20%,大部分地区年降水量仅为300～500 mm,降水几乎是旱地作物生长所需水分的唯一来源,降水不足和季节分配不均严重制约着作物生产力的发挥,已成为制约该区农业和农村经济可持续发展的“瓶颈”。保护性耕作技术通过少耕或者免耕以减少对土壤的翻动,用作物秸秆覆盖地表,是目前旱农地区保蓄水分,减轻和缓解干旱的重要手段。因此,研究保护性耕作技术措施下土壤含水量、水分利用效率及作物生产力的变化趋势具有积极意义。本文首先对DSSAT模型在北方旱区的适用性进行了验证,在2a的旱农试验站田间试验基础上,对传统耕作、免耕覆盖、秸秆还田和浅旋耕4个处理进行了模拟,将实测结果和模型模拟结果进行了比较,结果显示DSSAT模型可以较好的模拟保护性耕作处理,4个处理土壤水分含量RMSE误差在0.025～0.085,尤其是在0～30 cm的根层土壤中,误差在0.025～0.059之间,效果较好;土壤储水量变化2005年模拟和同降水年型实测值分别为144.6 mm和151.7 mm,2006年分别为22.9 mm和46.1 mm;玉米生产力的误差2005年在3.1～12%之间,2006年2.8～25.2%之间;玉米水分利用效率模拟结果,2005年4个处理之间1.52～1.78 kg·m~(-3),免耕水分效率最高为1.78 kg·m~(-3),2006年各个处理为1.70～1.71 kg·m~(-3),差异较小。在试验和模拟结果误差较小的基础上,对不同保护性耕作处理1995～2004年土壤含水量、水分利用效率、水分平衡及作物生产力进行模拟和分析。结果显示,在采用保护性耕作技术的最初的几年,保护性耕作技术的效果不是特别明显,随着实施年限的增加,其效果也越来越明显,保护性耕作处理玉米生产力最高可达36%,土壤储水量最多可增加220%,而地表径流最多可减少93%,水分利用效率最多可提高27.7%,土壤储水量减少较多的年份,生产力增加较多。初步结果显示,处理之间免耕覆盖和秸秆还田效果较好,而留茬浅旋耕效果较差。同时,还对免耕秸秆覆盖处理进行了不同秸秆覆盖量的模拟,结果显示,不同秸秆覆盖量处理生产力及水分利用效率均要明显好于零覆盖处理,而不同水平之间差异则不是特别明显。
王晓燕, 高焕文, 李洪文[3]2003年在《旱地保护性耕作地表径流和土壤水分平衡模型》文中认为在田间试验和对现有径流模型及土壤水分平衡模型改进的基础上,建立了适用于保护性耕作的地表径流和土壤水分平衡模型。该模型以日为步长,根据气象数据、土壤水分状况、作物生长发育及耕作管理措施,模拟不同耕作管理体系下地表径流和田间水分平衡的变化。针对保护性耕作的特点,主要对径流曲线数字(USDA-CurveNumber)法进行了改进,在PERFECT模型的基础上增加了坡度和降雨强度两因素的影响,从而使模型较全面地考虑了残茬覆盖、耕作、坡度及降雨强度等多种因素对径流的影响;采用简单实用的Priestley-Taylor公式计算潜在蒸散量,并考虑作物覆盖与残茬覆盖对土壤蒸发与作物蒸腾的影响。通过田间径流试验和根层有效贮水量测定数据的验证,证明了地表径流和土壤水分的模拟值与实测值比较接近。
蔡立群[4]2009年在《不同保护性耕作措施对黄土高原旱地农田SPAC系统中水分运移特性的影响研究》文中认为通过设置在陇中黄土高原西部干旱区的不同保护性耕作试验,对传统耕作不覆盖、免耕不覆盖、免耕秸秆覆盖、传统耕作秸秆还田、传统耕作地膜覆盖、免耕地膜覆盖下土壤水分物理特性、作物水分特性、土壤水分平衡及水分在SPAC系统中不同界面的相互关系研究,基本获知了春小麦-豌豆轮作农田系统中土壤水分特征曲线、土壤饱和导水率、土壤有机质含量、土壤温度、作物叶水势、作物叶片相对含水量及饱和亏、土壤水分平衡、大气水势等指标对不同处理的响应,得到以下主要结论:1)两种轮作序列下,不同保护性耕作措施耕层0-30cm土壤水分特征曲线在高吸力阶段,即5bar和15bar时几乎重合,只在3bar、1bar和0.5bar时出现相对较大的分化,特别是在1bar和0.5bar时,两种轮作次序下各处理在同一水吸力时的质量含水量差异表现出明显差异。2)两种轮作序列下,免耕秸秆覆盖和传统耕作秸秆还田处理0-5cm土层容重均显著低于传统耕作不覆盖和传统耕作地膜覆盖的处理,同时增加了表层及次表层土壤的总孔隙度。3)通过对不同轮作次序下0-5、5-10、10-30cm土层土壤机械稳定性团聚体和水稳性团聚体组成、团聚体稳定系数的测定,发现干筛法获得的机械稳定性团聚体均以大团聚体为主;各种保护性耕作措施均较传统耕作能够提高水稳性团聚体含量,特别是粒级较大的水稳性团聚体含量,且其土壤团聚体稳定率在三个土壤层次中均高于传统耕作不覆盖处理的。4)各处理在两种轮作次序下的土壤饱和导水率表现各异。但总体上,免耕秸秆覆盖处理与传统耕作不覆盖、传统耕作秸秆还田、传统耕作地膜覆盖、免耕地膜覆盖处理间差异均达到了5%的显著水平,而免耕地膜覆盖处理则显著低于传统耕作不覆盖、免耕不覆盖、传统耕作秸秆还田处理的。5)各层次土壤总有机碳含量的变化趋势均表现为免耕秸秆覆盖、传统耕作秸秆还田较传统耕作不覆盖处理在三个层次均有提高,这种趋势在表层表现的尤为明显。6)免耕秸秆覆盖处理能够降低观测层的土壤温度,具有明显的“降温效应”,而免耕不覆盖、传统耕作秸秆还田处理能提高15cm以上各层次的地温,有一定的“增温效应”,传统耕作地膜覆盖、免耕地膜覆盖处理能阻止夜间土壤温度的回落,有显著的“保温作用”。7)作物各生育期叶水势日变化均呈现自清晨逐渐降低,中午12:00到14:00左右降至最低,然后逐渐回升的趋势,且随生育期的推进,叶水势日变化均值逐渐降低。不同生育时期的作物叶水势、叶片相对含水量在免耕秸秆覆盖、传统耕作结合秸秆还田及免耕不覆盖的处理下均较传统耕作处理的高,而叶片水分饱和亏则呈相反的趋势,同时,春小麦各处理的叶片相对含水量均呈现抽穗期>拔节期>开花期>灌浆期的趋势,而豌豆各处理的叶水势均在现蕾期达到最大值,分枝和开花期次之,结荚鼓粒期最低。8)就作物产量、蒸散量、水分利用效率而言,免耕秸秆覆盖、传统耕作地膜覆盖、免耕地膜覆盖处理均较其它处理高。对2008年4月-8月间不同轮作次序下水分蒸发蒸腾的研究结果表明:不同保护性耕作措施下棵间总蒸发量(E)在P→W→P序列(春小麦田)为传统耕作秸秆还田(139.72mm)>传统耕作不覆盖(134.01mm)>免耕秸秆覆盖(105.33mm)>免耕不覆盖(100.21mm),在W→P→W序列(豌豆田)为传统耕作不覆盖(109.60mm)>传统耕作秸秆还田(96.91mm)>免耕不覆盖(85.45mm)>免耕秸秆覆盖(85.35mm)。但在两种轮作序列下各处理总蒸散量均表现为免耕秸秆覆盖>传统耕作不覆盖>免耕不覆盖>传统耕作秸秆还田;两种轮作序列下各处理的蒸散量都随着作物生育期的推进,经历一个由小到大,再到小的过程。9)各处理间0-200cm土壤贮水量在不同的时期各不相同,但总体上不同保护性耕作措施对0-200cm土壤剖面水贮量的影响在相同的测定阶段差异不大,而在年际间变化较大,且试区土壤剖面总的水分含量在试验期间从未达到土壤排水上限(DUL),即作物有效水分的上限。根据土壤贮水量的年度间变化趋势,大致可将每年0-200cm土壤贮水量分为3个时期,即5月中旬到7月中旬的春夏作物旺盛生长土壤失墒期、7月中旬到10月下旬的夏秋雨季土壤增墒期、11月到第二年5月上旬的冬春土壤稳墒期。10)通径分析表明,影响植物叶水势日变化的主要气象因子因作物的不同而有所差异。其中,影响春小麦叶水势日变化最直接的气象因子是大气水势,其次是大气相对湿度、土壤水吸力和大气温度;影响豌豆叶水势日变化因子中最重要的是大气相对湿度,其次是大气水势、土壤水吸力、大气温度和太阳辐射。
王立[5]2012年在《黄土丘陵沟壑区保护性耕作条件下土壤物理性质及水土流失研究》文中提出黄土高原是世界上面积最大的黄土覆盖区，总面积42.95万km2，黄土丘陵沟壑区是黄土高原发生水土流失的主要区域。大量的水土流失造成了水资源短缺、土壤肥力下降等土地退化现象，致使农业生产成本加大，产量低而不稳，严重影响了当地农业生产的发展，坡耕地是重要的来源。为有效防治坡耕地水土流失，达到坡耕地持续利用的目的，2007-2010年，在陇中黄土高原半干旱区的定西市安定区李家堡镇麻子川进行了保护性耕作条件下水土流失研究。该项研究选择以甘草、板蓝根、紫花苜蓿、小麦、马铃薯、鹰嘴豆等作物为供试作物，在6°～7°的坡耕地上，进行了道地药材、粮草豆间作保护性耕作试验。其中，道地药材保护性耕作试验设传统耕作下板蓝根与甘草间作(T_(IL))、春小麦与甘草间作(T_(WL))、免耕不覆盖下板蓝根与甘草间作(NT_(IL))、春小麦与甘草间作(NT_(WL))、免耕秸秆覆盖下板蓝根与甘草间作(NTSIL)、春小麦与甘草间作(NTSWL)6个处理；粮草豆隔带种植保护性耕作试验设传统耕作下春小麦与苜蓿间作(T_(WL))、马铃薯与苜蓿间作(T_(PL))、鹰嘴豆与苜蓿间作(T_(CL))、免耕秸秆覆盖下春小麦与苜蓿间作(NTSWL)、马铃薯与苜蓿间作(NTS_(PL))、鹰嘴豆与苜蓿间作(NTS_(CL))6个处理。在上述处理条件下，进行不同降雨条件下各种处理保护性耕作的水土流失研究，对坡耕地土壤物理性质指标、径流量、侵蚀量的变化规律进行观测研究，得出如下主要结论：（1）道地药材和粮草豆隔带种植两种不同保护性耕作模式下，土壤物理性质变化规律为：其容重的变化都出现出随土层深度的增加而增加的规律；免耕秸秆覆盖能降低土壤容重，增加土壤总孔隙度，降低土壤团聚体破坏率，增加土壤饱和导水率；道地药材保护性耕作试验中，春小麦与甘草间作模式能够更好的改良土壤物理性质；粮草豆隔带种植保护性耕作试验中，马铃薯与苜蓿间作模式能够更好的改良土壤物理性质。（2）道地药材和粮草豆隔带种植两种不同保护性耕作模式下，在对天然降雨的降雨量、径流量及泥沙量的相关关系研究中发现，各处理随降雨量的增大，径流量、侵蚀量随之增大，不同处理下的降雨量、径流量及泥沙量呈现出显著的正相关关系，并经过逐步回归分析拟合建立回归方程。其中：径流量、泥沙量都是降雨量的二次方程曲线，泥沙量是降雨量和径流量的一次方程曲线。（3）道地药材和粮草豆隔带种植两种不同保护性耕作模式下，在对天然降雨的一次降雨量与径流量的研究中发现，传统耕作处理的径流量和泥沙量大于免耕秸秆覆盖；免耕秸秆覆盖和免耕耕作能够在有效地减少坡耕地径流量、侵蚀量的基础上，减少土壤养分的流失量。（4）道地药材和粮草豆隔带种植两种不同保护性耕作模式下，在对天然降雨的降雨量与总径流量、总侵蚀量的研究中发现，道地药材保护性耕作试验下中不同间作模式的总径流量、总侵蚀量表现为：NTSIL<NTSWL；NT_(IL)<NT_(WL)；T_(IL)<T_(WL)。NTSWL处理的总径流量、总侵蚀量是NTSIL的1.25、2.11倍。粮草豆隔带种植保护性耕作试验中不同间作模式下，径流总量、侵蚀总量表现为：NTS_(PL)<NTS_(CL)<NTSWL；T_(PL)<T_(CL)<T_(WL)。NTS_(PL)处理的径流总量是NTS_(CL)、NTSWL的77.14%、65.74%；侵蚀总量是NTS_(CL)、NTSWL的55.58%、34.24%。T_(PL)处理的径流总量是T_(CL)、T_(WL)的84.00%、71.73%；侵蚀总量是T_(CL)、T_(WL)的69.92%、39.11%。（5）在人工模拟降雨条件下，道地药材保护性耕作条件下产流时间为：当人工模拟降雨强度增大时，免耕与免耕覆盖的产流时间差异显著。在6.97mm、9.71mm、22.23mm三种不同强度降雨条件下的试验数据表明，各处理径流量排序均为T_(IL)>T_(WL)>NT_(IL)>NT_(WL)>NTSIL>NTSWL。且不同处理的地表径流过程包括产流、峰值、稳定、消失四个过程；在6.97mm、9.71mm、22.23mm三种不同强度降雨条件下的试验数据表明，各处理产沙量排序均为T_(IL)>T_(WL)>NT_(IL)>NT_(WL)>NTSIL>NTSWL。且不同处理的土壤侵蚀过程包括发生、峰值、削减三个阶段。（6）在人工模拟降雨条件下，道地药材保护性耕作措施对产流产沙的影响为：免耕比传统耕作减少15.28%～38.75%的径流量和11.87%～53.50%的产沙量；免耕覆盖比传统耕作减少20.38%～56.25%的径流量和38.13%～76.83%的产沙量；比免耕减少5.00%～28.57%的径流量和12.96%～52.36%的产沙量。粮草豆隔带种植对产流产沙的影响为：不同间作模式下T处理的径流量大小表现为：T_(WL)>T_(CL)>T_(PL)，NTS处理径流量大小表现为：NTSWL>NTS_(CL)>NTS_(PL)；不同间作模式下T处理的土壤侵蚀量大小表现为为： T_(WL)>T_(CL)>T_(PL)， NTS处理土壤侵蚀量大小表现为：NTSWL>NTS_(CL)>NTS_(PL)。
吾斯曼·萨吾提[6]2008年在《阿克苏地区夏玉米机械化保护性耕作技术体系研究》文中研究表明多年来,干旱缺水一直是我国西北地区农业低产高耗的一大障碍。由于季节性干旱和区域性干旱的存在,导致雨水径流损失,使耕层土壤严重的侵蚀,土体结构逐渐破坏,土壤物理性状不断恶化,极大的影响着旱作农业的可持续发展。阿克苏地区是农业大区,近年来自然灾害频繁,干旱缺水的矛盾突出,农业生态环境不断恶化,需要采用防止水土流失、提高土壤保土、保水、保肥能力和增加产量的耕作技术。阿克苏地区气候特点、种植作物、农机装备水平和生态环境适宜采用保护性耕作,通过前几年的试验、示范,进一步肯定了保护性耕作在不同生态条件下改善土壤生态的综合效应以及在降低成本和提高产量上的重要作用。本课题是根据阿克苏地区农机局推广站保护性耕作推广项目要求对夏玉米进行研究,通过对阿克苏地区自然条件、种植实例和产出水平的综合比较分析,探索一种高效、优质的新型机械化保护性耕作体系的指导思想,以达到保水、保土、保肥,降低生产成本,提高农民收入,改善农业生态环境和促进社会主义新农村建设的目的。本文对开展本课题的目的、研究意义、国内外研究现状以及今后的发展进行了论述,并夏玉米保护性耕作技术在阿克苏地区的技术体系和不同类型区域的生产技术模式进行调查、比较、总结。为建立适合阿克苏地区夏玉米机械化保护性耕作技术奠定了良好的基础。最后,以阿克苏地区库车县夏玉米保护性耕作示范项目为案例,对其免耕覆盖体系的保护性耕作进行了技术经济分析,进而提出了库车县夏玉米机械化保护性耕作的发展建议。研究表明,机械化保护性耕作技术是现代旱作农业发展的一个重要方向,在阿克苏地区推广免耕覆盖和深松覆盖为特征的夏玉米机械化保护性耕作技术具有明显的经济效益、生态效益和社会效益,值得进一步开展较大规模的生产试验研究。
鲁向晖[7]2010年在《基于气候变化的豫西冬小麦保护性耕作效果模拟研究》文中研究指明干旱、水土流失、土壤退化等是制约豫西黄土丘陵区旱作农业发展的主要因素。为维持该区农业的可持续性发展,提高有限降水资源的利用率,改善农田土壤环境,研究区以改革和优化农田耕作技术为突破口,发展保护性耕作技术,并取得了较好的效果。近年来,因CO2浓度的升高而导致的全球气候变暖的事实已得到全世界的公认,气候变化对作物生长、经济发展和环境保护等方面的影响也已经受到研究者的关注。特别是在无灌溉条件的旱作雨养农业区,气候是影响作物生长发育的首要因子。因此,在未来气候变化条件下,利用计算机技术科学评价豫西黄土丘陵区保护性耕作技术的效果对于该区应对未来气候变化带来的影响、提高水分生产力、促进旱作农业的可持续发展具有重要的意义和实用价值。依据黄土丘陵区特点,采用作物模型模拟方法研究全球气候变化条件下,保护性耕作对豫西冬小麦生育环境及其生长发育过程、产量等的影响。在气候变化情景分析中,选取IPCC气候分析报告中的最新温室气体排放方案(SRES)中的A2和B2情景,利用气候模型和天气发生器产生未来长时间系列逐日气象数据,借助DSSAT作物模型,以中国豫西黄土丘陵区孟津县的冬小麦保护性耕作为研究对象,预测分析了未来气候条件下不同耕作方式冬小麦的生长发育指标、产量和水分平衡状况,对未来气候条件下冬小麦保护性耕作的效果进行了评价。论文的主要研究成果有：1)分析了DSSAT模型的地区适宜性并建立了模型参数体系：利用研究区的田间试验资料完成了DSSAT模型数据库的构建,并对模型进行了验证分析,验证结果表明,模型在对豫西冬小麦生长发育及土壤水分的模拟中显示出良好的适宜性。对冬小麦的叶面积指数、产量和农田土壤水分动态、水分利用效率等的模拟中模拟值与实测值均表现出较好的一致性,RMSE误差值较小,适合豫西坡耕地的冬小麦模拟研究；2)在A2和B2两种气候情景下,研究区的CO2浓度和平均气温都将升高,降水也会大幅度的增加。气候变化后对研究区冬小麦的生产带来了一定的益处；3)模型模拟结果表明,在A2和B2两种气候情景下,无论是否考虑CO2的肥效作用,豫西黄土丘陵区旱作冬小麦的产量在未来气候变化情景下都表现出显著的增产趋势。结论认为,未来气温的变化对研究区冬小麦生长的负效应不明显,降水量的增加对未来冬小麦产量的增加起到了主导作用；4)气候变化后,模型预测结果表明,试验区四种耕作处理下冬小麦的生育期均有缩短,CO2浓度的变化不会对冬小麦的生育期产生影响；四种耕作处理下冬小麦的土壤蒸发量、蒸腾量及水分生产力均有增加；未来气候下冬小麦生物产量将随着CO2浓度的升高而增加;5)未来气候条件下,豫西黄土丘陵区的降水量、蒸发蒸腾量和农田耗水量均有增加,作物产量也会相应提高,这对发挥干旱半干旱地区冬小麦生产潜力、缓解粮食供应压力起到了积极地作用。相比较可知,采用免耕覆盖处理措施的冬小麦产量预测值增长率最大,对气候变化响应的敏感度最高。研究结果表明,在未来气候条件下,为减少气温升高对冬小麦生长带来的危害,合理有效地利用未来降水增加的有利条件,孟津县未来冬小麦保护性耕作适宜的耕作模式应为免耕覆盖处理。
陈治华[8]2005年在《云南红壤旱耕地机械化保护性耕作技术研究》文中研究说明保护性耕作是二十世纪六十年代兴起的一种新型耕作方法。机械化保护性耕作技术是相对传统耕翻、裸露的一种新型耕作技术,其目的是既要充分利用有限的土地资源,同时又要保护耕地,防止土壤荒漠化。研究表明,不同地区、不同土壤、不同气候条件下实施的机械化保护性耕作技术是不相同的。 国外一些先进的发达国家,其机械化保护性耕作技术已经发展到了大规模的推广应用阶段。我国的机械化保护性耕作由于起步较晚,到目前为止,适宜北方旱地特点的机械化保护性耕作技术的理论研究还基本上处于发展阶段,而且其研究推广的重点基本上放在西北地区。以山区旱坡地为主的西南地区耕地上的研究与推广还处于起步阶段。特别是信息十分闭塞、科技较为落后的云南省,其机械化保护性耕作技术的研究基本上还处于一片空白。 本文针对云南省具有典型亚热带气候特点的以红壤山坡旱耕地为主的开展保护性耕作技术研究,具体研究内容如下: (1) 云南省山区红壤旱耕地,在传统的耕作方式下,出现了严重的水土流失,肥力下降的原因进行调查研究分析。 (2) 通过不同耕作路径和不同深松耕作方式,进行土壤地表径流变化规律的试验分析。 (3) 开等高小犁沟,对土壤保水效果的试验分析。 (4) 不同的覆盖方式下土壤蓄水测试试验分析。 (5) 不同农机具适应性对比试验分析。 (6) 传统耕作与保护性耕作,作物产量的对比试验分析。 通过以上试验研究分析,提出一套适宜云南山区红壤旱耕地,培肥地力、防止地表径流,降低成本,提高经济效益的机械化保护性耕作体系,以达到保护耕地、维护生态平衡,实现农业的可持续发展。
赵海涛[9]2005年在《山西旱地机械化保护性耕作技术效益研究》文中认为保护性耕作技术是相对于传统翻耕的一种新型耕作技术。它是一种用大量秸秆残茬覆盖地表,将耕作减少到只要能保证种子发芽即可,并主要用农药来控制杂草和病虫害的耕作技术。主要包括免耕或少耕播种施肥技术,秸秆残茬处理技术,杂草、病虫害控制和防治技术,深松技术等四大技术内容。 本文从山西省农业发展的实际出发,结合山西省的地理位置,选择小麦、玉米为主要调查研究对象,对山西旱地机械化保护耕作技术的效益进行了分析和研究。 针对山西旱地农业生产中一年一作玉米、一年一作小麦、小麦+豆类一年两作、小麦-豆类-玉米两年三作四种耕作模式中,临汾、寿阳、临沂、泽州、高平等地区三至六年间的小麦、玉米、大豆等作物产量、投入产出值、节水量等指标,利用SPSS软件,运用ANOVA的LSD方法,分析了在以上四种耕作模式下保护性耕作对作物产量、土壤贮水量、经济效益(纯收入)的影响。 分析研究结果表明:保护性耕作方式较传统耕作方式作物产量有明显增加。四种保护性耕作模式的平均增产幅度分别为:一年一作玉米平均增产幅度为17.01%;一年一作小麦平均增产幅度为15.64%;小麦+豆类一年两作平均增产幅度为3.82%;小麦-豆类-类玉米两年三作平均增产幅度为16.19%。 四种保护性耕作模式效益(亩纯收入)平均增幅分别为:一年一作玉米平均增幅为68.5元;一年一作小麦平均增幅为56.7元;小麦+豆类一年两作平均增幅为94.1元;小麦-豆类-类玉米两年三作平均增幅为199.8元。 实行保护性耕作可保持水土、减少作业成本、改善农业生态环境、增加土壤有机质、增产增收,是实现农业可持续发展的一条重要途径。
郑华平[10]2004年在《保护性耕作措施的综合效应研究及其生态与经济效益评价》文中指出本文采用综合试验的研究方法，研究了保护性耕作对土壤水分变化规律及水分利用效率、对土壤养分及地温、对作物生长发育和产量构成的影响，并从防止土壤水蚀、风蚀的角度评价了保护性耕作的生态效应。取得了如下主要结论： 1．旱作农田土壤水分变化动态可分为雨季增墒期、缓慢失墒期和作物生长耗水期3个时期。作物收获前至8月中旬为土壤增墒期，其长短和土壤贮水量的多少与降水特征、地表状况(覆盖材料的有无及其种类)、土壤耕作等有关，免耕秸秆覆盖有利于增加此期土壤的贮水量；雨季增墒期结束至来年作物播种季节为表层土壤缓慢失墒期，此期失墒多少受地表状况的影响较大，免耕秸秆覆盖有很好的抑蒸保墒作用。作物生长期土壤水分状况主要受自然降水、地表蒸发和作物蒸腾耗水3个因素控制，作物生长苗期因受降水和地表蒸发的影响，贮水量呈波动式变化；作物快速生长期，贮水量迅速下降，开花末期达谷值；贮水量下降的幅度主要受作物长势的影响。小麦-豌豆序列比豌豆-小麦序列有利于土壤表层水分的蓄积。 旱作农田整个土壤剖面(0～200cm)贮水量的变化规律总体与表层0～30cm贮水量的变化动态相似，但就整个土壤剖面上贮水量而言，免耕秸秆覆盖并无明显优势，其抑蒸保墒作用仅表现在耕层0～30cm；序列间在作物生长期0～200cm土壤剖面的贮水量变化幅度差异较大，豌豆一生的耗水量要小于春小麦。 2．河西灌区水浇地土壤水分状况变化及节水效应研究表明，采用秸秆覆盖是充分利用麦秸资源节水改土、保护生态环境的非工程性的高效生态节水措施。储水定额在900m~3／hm~2较适宜，储水灌溉时期在9月中旬到11月上旬为好。秸秆还田配合适当灌溉量具有很好的节水、保墒作用，以灌溉量600m~3／hm~2+秸秆还田的节水保墒作用最好。 3．不同保护性措施提高了土壤中氮的含量。试验期间各处理土壤不同层次铵态氮含量均显著增加，特别是表层0～30cm，平均增加至试验初期的6.69倍。耕作处理铵态氮含量增长幅度大于相应的免耕处理，小麦-豌豆轮作模式下T、TP、TS各处理0～30cm铵态氮含量分别增至试验初期的9.78、7.19、8.14倍，而NT、NTP、NTS在0～30cm铵态氮含量则分别增至试验初期的5.00、4.01、6.52倍。轮作模式对铵态氮的变化影响不大。不同轮作模式硝态氮的变化迥然不同，小麦～豌豆轮作中各处理0～30cm硝态氮的平均减少至试验初期的0.97倍，而豌豆-小麦轮作各处理0～30cm硝态氮含量平均增至试验初期的1.42倍。保护性耕作措施可以增加土壤速效磷含量。轮作方式对O一30cm土壤速效磷的变化影响较大，豌豆一小麦轮作各处理平均速效磷含量在试验期间平均增加了193.59%，而小麦一豌豆轮作各处理平均增长幅度仅153.66%。在0~200cm土壤速效磷的变化无明显差异。在不同耕作方式中，以NTP和NTS表层O一30cm有效磷含量增长较快，特别是在表层O一30cm，NTP和NTS处理的绝对增长量和相对增长量都较高。 不同耕作制度、不同轮作方式降低了土壤速效钾的含量。表层O~30cm速效钾减少的幅度大于深层，各处理0一30cm速效钾含量平均减少了巧.24%，0一ZO0cm剖面土壤速效钾含量平均减少了2.32%。轮作方式对表层土壤速效钾的变化有明显的作用，豌豆一小麦轮作方式使得O一30cm速效钾损失严重，各处理速效钾平均含量减少了18.98%;小麦一豌豆轮作各处理O~30cm速效钾含量减少了12.04%。 4.在播种出苗期间降雨较多的情况下，未覆盖处理及秸秆覆盖处理，水分入渗较好，有利于小麦保苗率的提高。但传统耕作结合秸秆还田(Ts)和免耕秸秆覆盖(NTs)处理保苗效果较好，有利于总穗数的增加。免耕地膜覆盖处理有利于旱地作物春小麦根系发育，叶面积增加和干物质积累强度加大，穗粒数和穗粒重增加，产量提高。与传统耕作处理(T)比较，产量提高51.12%(p<0.01)，与免耕秸秆覆盖处理(NTs)比较，产量提高17.22%(p<0.01);免耕秸秆覆盖处理有利于豌豆每株英数和每株粒数的增加，使豌豆最高产量达1269.47~1789.72kg小mZ，比免耕不覆盖处理产量提高26.37%(加02年，p<0 .05)和58.06%(2003年，p<0.01)。 在早作雨养条件下，NTP虽然有利于作物产量的增加，但由于种植成本的增加使纯收益下降。NTS有利于提高种植作物的纯收益。NTS和N仰比较，春小麦产值降低344.4元小mZ(14.64%)，纯收益增加60.15元爪mZ(22.71%);豌豆产值增加651.00元小mZ(57.87%)，纯收益增加1056.00元小mZ(l .64倍);NT和T也有利于提高旱地作物的纯收益和产投比。在荒漠绿洲水地条件下，常规耕作、秸秆还田及免耕秸杆覆盖3种耕作方式的产值、纯收益和产投比表现出较大差异。秸秆还田方式下产值最高，比常规耕作高3.40%，比免耕覆盖高13.02%;免耕覆盖的纯收益和产投比最高，比秸秆还田处理分别高74.43%和41 .98%，比常规耕作处理分别高102.71%和46.46%。免耕覆盖还具有良好的节水效益。 5.甘肃中部人工降雨模拟试验和大田实际观测数据分析结果表明:径流量和侵蚀量的大小与降雨强度及降雨量的关系非常密切。在较低覆盖度条件下(裸地)，降雨强度对土壤侵蚀的影响是主因。不同用地的径流和侵蚀速率随雨强的增加而迅速增加，坡耕?
参考文献：
[1]. 旱地机械化保护性耕作径流与土壤水分平衡模型试验研究[D]. 王晓燕. 中国农业大学. 2000
[2]. 保护性耕作对旱区农田水分及作物生产力影响模拟研究[D]. 杜建涛. 中国农业科学院. 2008
[3]. 旱地保护性耕作地表径流和土壤水分平衡模型[J]. 王晓燕, 高焕文, 李洪文. 干旱地区农业研究. 2003
[4]. 不同保护性耕作措施对黄土高原旱地农田SPAC系统中水分运移特性的影响研究[D]. 蔡立群. 甘肃农业大学. 2009
[5]. 黄土丘陵沟壑区保护性耕作条件下土壤物理性质及水土流失研究[D]. 王立. 甘肃农业大学. 2012
[6]. 阿克苏地区夏玉米机械化保护性耕作技术体系研究[D]. 吾斯曼·萨吾提. 新疆农业大学. 2008
[7]. 基于气候变化的豫西冬小麦保护性耕作效果模拟研究[D]. 鲁向晖. 西北农林科技大学. 2010
[8]. 云南红壤旱耕地机械化保护性耕作技术研究[D]. 陈治华. 西北农林科技大学. 2005
[9]. 山西旱地机械化保护性耕作技术效益研究[D]. 赵海涛. 西北农林科技大学. 2005
[10]. 保护性耕作措施的综合效应研究及其生态与经济效益评价[D]. 郑华平. 甘肃农业大学. 2004
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