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土壤板结是农田土壤退化问题之一,秸秆还田是提高土壤有机质含量、改良土壤的重要措施。但秸秆还田和土壤基质势对土壤板结的影响尚不明确。试验设0,3,5 g/kg 3个秸秆添加量处理,以及高(1 000 kPa)、中(100 kPa)、和低(10 kPa)3个土壤基质势处理。通过固结试验,测定不同处理的压缩曲线并计算压缩回弹特性指标。结果表明：秸秆添加量、土壤基质势及其二者间的交互作用对压缩曲线最大曲率、预固结压力值、压缩指数和回弹指数的影响都达到显著性水平。预固结压力值、压缩指数和回弹指数均随着秸秆添加量的增加而增大,而最大曲率则随着秸秆增加量的提高而降低。土壤基质势与压缩曲线最大曲率、预固结压力值和压缩指数均呈正相关关系。回弹指数随着土壤基质势的增加呈现先降低后增加的趋势。秸秆添加有助于提高土壤回弹和抗压缩特性。 相似文献
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有机质与黏粒含量对黑土压缩-回弹特性的影响 总被引：3，自引：1，他引：3
为探明有机质和黏粒对黑土压缩-回弹行为的影响,以典型黑土区耕作土壤为研究对象,通过人工添加腐植酸、人工分离-提取-添加黏粒、恒温恒湿培养的方法各配制3个梯度的重塑土。采用室内固结的方法,通过压缩系数、压缩指数及回弹指数的测定与分析,研究了2种含水量条件下黑土压缩与回弹对有机质和黏粒含量变化的响应行为。结果表明:(1)压缩指数均随有机质含量的增加而增大,且在高含水量时二者呈极显著正相关,有机质含量最高时压缩指数为0.246 3,但有机质含量对回弹无显著影响。(2)无论含水量高低,压缩指数均与黏粒含量呈极显著正相关,而回弹指数随着黏粒含量的增加逐渐降低,且在低含水量时二者呈显著负相关。(3)含水量不同,有机质与黏粒对黑土压缩-回弹特性的影响亦不同;黏粒对黑土压缩-回弹行为的影响更为显著。 相似文献
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传统的土壤压实风险评估方法是基于土壤的先期固结压力理论,以机械的接地压力与土壤先期固结压力间关系作为判断依据,缺少针对集约化稻作“湿耕烂种”等生产场景中由定量机械压实造成的土壤结构破坏程度的评价方法和依据。为研究适合中国稻作特色,可以定量预测机械压实危害程度的压实容重预测模型,该研究基于土壤的回弹指数和压缩指数推导出土壤压实容重预测模型,以适用于集约化生产条件下稻田土壤机械压实预测。采用调控原状土含水率的单轴压缩试验法分别构建了土壤初始容重、初始含水率与弹性压缩模量、塑性压缩模量和先期固结压力之间的传递函数,然后基于典型机型的田间原位平板下陷试验验证所建模型的可靠性和实用性。结果表明,基于单轴压缩试验法构建的各传递函数拟合决定系数大于0.95。将各传递函数模型所得的弹性压缩模量、塑性压缩模量和先期固结压力输入土壤压实容重模型预测的压实后的土壤容重与实测值的相对误差小于5%。可见,该研究设计的土壤压实预测模型能够准确量化受机械压实情况下土壤容重的变化量,而土壤传递函数法能为构建和应用区域性农业土壤的压实模型提供便利。研究可为集约化生产条件下稻作“湿耕烂种”等生产场景中由定量机械压实造成的... 相似文献
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开垦对黑土表层土壤压缩—回弹行为的影响 总被引：5，自引：1，他引：4
为探讨开垦对典型黑土表层土壤压缩与回弹行为的影响,以未经开垦天然次生林和开垦年限为17 a、30 a、40 a耕地的表层(0~10 cm)土壤为研究对象,采用快速固结试验方法,研究了土壤压缩与回弹过程中土壤孔隙比(e)、压缩指数(C_c)、压缩系数(a)和回弹指数(C_s)的变化。结果表明:土壤孔隙比(e)、压缩指数(C_c)、压缩系数(a)和回弹指数(C_s)随着开垦年限的增加而降低,C_c、a、C_s变化范围分别为0.252~0.426、0.002 04~0.003 70 k Pa~(-1)、0.041~0.070;未经开垦天然次生林地土壤C_c、C_s显著高于耕地土壤(p0.05);C_c、a、C_s与容重均呈极显著负相关(p0.01),与有机质含量呈极显著正相关(p0.01)。土壤压缩性与回弹能力随着开垦年限的增加逐渐降低,容重、有机质含量对其影响最大。 相似文献
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采用Gompertz函数的水稻土压缩特性研究 总被引：4，自引：1，他引：3
土壤压实模型是预测压实破坏的常用方法,但土壤压实模型的应用常因输入参数(土壤压缩特性及其与不同土壤物理性质之间的关系)的缺乏而受到限制。为定量地评价土壤水力学性质和土壤结构对土壤压缩特性的影响,该文利用土壤固结仪对25种不同含水率和容重的重塑土样进行单轴压缩试验,并采用Gompertz函数对试验数据进行拟合以获取土样的回弹指数、压缩指数和先期固结压力。试验结果表明,Gompertz函数对水稻土试验数据的拟合效果较优,决定系数为0.991～0.999。水稻土回弹指数为0.003～0.138,与容重呈负相关,与含水率呈正相关。水稻土压缩指数为0.115～0.839,与容重呈负相关,与含水率呈二次多项式关系。水稻土先期固结压力为33～127k Pa,与容重呈正相关,与含水率呈负相关。该研究建立的土壤压缩特性与含水率和容重之间的传递函数,可用于大尺度范围内水稻土压缩特性的预测;同时这些传递函数可作为土壤压实模型的输入参数,用于农业机械作业引起的压实破坏的量化和土壤压实风险的评估。 相似文献
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铁矿尾砂作为工业废弃物已经应用于农业生产，可以改善土壤结构；农业机械作业造成的土壤压实、破坏土壤结构是影响作物产量的主要原因之一。论文旨在探讨铁矿尾砂配施有机物料对褐土压缩—回弹特性的影响，将混有铁矿尾砂和有机物料的土壤以18%含水率培养一昼夜，按1.25 g/cm3容重装入土工试验专用环刀，采用快速固结试验方法，进行单轴压缩试验。结果表明，随铁矿尾砂施用量增加，在低应力时，土壤孔隙比减小量（?e）变大；在高应力时，土壤 ?e 变小。预固结压力值（Pc）和压缩指数（Cc）均随铁矿尾砂施用量增加而降低，Pc和Cc变化范围分别为72.91～119.30 kPa、0.445～0.720，二者均与有机质含量呈极显著正相关关系；与砂粒含量呈极显著负相关关系（P<0.01）。回弹指数（Cs）变化范围为0.0109～0.0169，与有机质及砂粒含量均无显著相关关系，有机物料是影响土壤回弹指数的主要因素。较对照相比，20%铁矿尾砂配施有机物料处理使压缩指数降低12.77%，预固结压力值和回弹指数分别提高6.93%和22.14%，降低压实风险。 相似文献
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东北黑土区农业机械化水平高,农机作业压实导致的土壤结构和物理性状退化问题日益严重,压缩特性是定量分析土壤压实过程的有效手段,但目前黑土压缩特性随初始含水量和初始容重的变化规律尚不明确。为了解初始含水量和初始容重对黑土压缩特性的影响程度及其变化关系,该研究以重塑黑土为对象,设0.15、0.20、0.25、0.30、0.35、0.40 g/g共6个初始含水量水平,设1.00、1.10、1.20、1.30、1.45、1.60 g/cm3共6个初始容重水平,使用固结仪进行单轴压缩试验测定土壤压缩曲线,分析初始含水量和容重对压缩特性影响。结果表明,土壤初始含水量、容重及两者交互作用均极显著影响重塑黑土压缩特性(P<0.001),据此建立了预测压缩特性的土壤传递函数。黑土的预固结压力为10.42～1 106.17 kPa,与初始含水量显著线性正相关、与初始容重显著线性负相关(P<0.05);压缩指数为0.311～0.852,与初始含水量和容重呈二元多项式方程的关系,随初始容重的增大而降低,在中等含水量时最大;回弹指数为0.007～0.321,与初始含水量正相关,与... 相似文献
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不同耕作方式下黑土区农田中小型土壤动物群落特征 总被引：3，自引：0，他引：3
[目的]研究中小型土壤动物群落组成、多样性、动态特征及垂直分布情况,反映土壤环境状况,为探索黑土区农田适宜的耕作方式提供参考依据。[方法]采用改良干漏斗(modified tullgren)法分离中小型土壤动物,分析比较了不同耕作方式下中小型土壤动物的群落结构及分布特征。[结果]从研究样地共捕获中小型土壤动物3 749只,隶属47个类群。其中四奥甲螨科(Quadroppiidae)和等节■科(Isotomidae)为试验区的优势类群。3种耕作方式下,0—10 cm土层中小型土壤动物个体数占总个体数的71%,在垂直分布上具有明显的表聚性。深松处理下中小型土壤动物个体数最多(1 671),CK处理下类群数最多(41)。CK处理下中小型土壤动物多样性指数和丰富度指数最高,分别为(2.81)和(3.81);深松处理下中小型土壤动物优势度指数最高(0.15)。不同耕作方式下土壤渗透总量表现为深松CK免耕;土壤含水量和土壤温度表现为深松免耕CK;土壤容重表现为免耕CK深松。中小型土壤动物个体数与土壤容重呈显著正相关(p0.05);中小型土壤动物丰富度指数与土壤有机质呈显著正相关(p0.05);中小型土壤动物均匀度指数与土壤渗透总量呈极显著正相关(p0.01)。[结论]耕作方式对中小型土壤动物的群落结构有明显的影响,深松耕作后显著提高中小型土壤动物个体数,能够有效改善土壤环境,比免耕和传统耕作更有利于中小型土壤动物的生存与繁殖。 相似文献
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耕作方式转变和秸秆还田对土壤活性有机碳的影响 总被引：1，自引：3，他引：1
深松是解决长期旋免耕后耕层浅薄化、亚表层(15~30 cm)容重增加等问题的有效方法之一,长期旋免耕后进行深松显著影响土壤有机碳及其组分的周转。为对比转变耕作方式对土壤活性有机碳(LOC)及碳库管理指数的影响,该研究基于连续6 a的旋耕转变为深松和免耕转变为深松定位试验,对比了2012-2014年长期旋免耕农田进行深松对农田土壤活性有机碳及碳库管理指数的影响。研究结果表明,耕作方式转变和秸秆还田均对土壤LOC含量、活性有机碳与有机碳的比例(LOC/SOC)和碳库管理指数产生显著影响。相对于原旋耕秸秆还田处理(RTS),虽然旋耕-深松秸秆还田处理(RTS-STS)提高了0~30 cm土层的LOC含量,但其土壤中LOC/SOC比例和碳库管理指数显著下降。而免耕-深松秸秆还田(NTS-STS)处理和耕作方式未转变的免耕秸秆还田处理(NTS)在0~10 cm土层其LOC含量无显著性差异,但NTS-STS处理显著提高LOC/SOC比例。耕作方式转变导致RTS-STS处理碳库管理指数随着土层的加深而逐渐降低,而NTS-STS处理则呈逐渐升高趋势。耕作、秸秆、年份、耕作与秸秆、耕作与年份及3者交互作用是导致耕作方式转变后各处理0~30 cm的LOC含量变化的主要作用力(P0.05)。秸秆还田条件下,将长期旋耕处理转变为深松可显著降低土壤SOC中的LOC比例,降低碳库管理指数,促进土壤碳库的稳定性;而长期免耕处理转变为深松能够显著提高土壤下层(10~30 cm)的土壤碳库活性。 相似文献
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强度的耕作管理使土壤生物多样性下降,也使农业可持续发展面临困难,而实行保护性耕作可以缓解这一问题。通过调查小麦季保护性耕作下土壤动物群落结构,分析了耕作方式和秸秆覆盖对土壤动物群落的影响,采用冗余分析（RDA）并设置协变量的方法对土壤动物数量变异进行了研究。结果表明,弹尾目和蜱螨目是土壤动物优势类群,两者数量之和占总数比例约为80％,土壤动物在表层（0～10cm）分布较大,约占总数的75％。土壤动物类群数免耕高于翻耕,覆盖量越大,个体数量越多。免耕在小麦拔节期有更高的多样性指数,但在成熟期土壤动物优势类群明显,多样性指数下降。相似性指数表现为土壤动物类群对环境具有选择性,翻耕和免耕之间类群差异较大。耕作方式、覆盖数量、土壤层次和时间共解释了土壤动物数量变异量的28．7％,其中时间占最大的变异量,为12．2％,其次是秸秆覆盖处理（8．7％）和土壤层次（6．4％）。耕作方式直接解释的变异量较小,但耕作方式显著影响了秸秆覆盖的作用形式,进一步影响了土壤动物的垂直分布状况。 相似文献
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【目的】明确外源有机物和耕作方式及其交互作用对土壤容重、团聚体表征物理指标变化的影响。【方法】依托半湿润偏旱区国家农业环境晋中长期耕作试验观测平台,设置免耕(NT)、深松(SU)、旋耕(RT)、翻耕(CT)以及耕作与秸秆耦合作用下免耕+秸秆覆盖还田(NTS)、深松+秸秆还田(SUS)、旋耕+秸秆还田(RTS)、翻耕+秸秆还田(CTS)共8种处理,连续5年进行玉米连作田间试验,通过测定和比较土壤水稳性团聚体(WSA)和容重,探讨了耕作方式及其与秸秆还田措施配合的培肥改良土壤效果。【结果】(1)与CT相比,NT和SU土壤水稳性团聚体的平均重量直径(MWD)、几何平均直径(GMD)、> 0.25 mm团聚体含量(R0.25)分别得到了显著提升(31.94%,36.61%;23.29%,26.09%;14.42%,12.63%)。(2) 0～40 cm土层的容重,RTS最小,SU次之。相比CT,NT、SU、RT在土层垂直方向上,随着土层深度的增加,对土壤容重影响效果均在逐步减弱。秸秆和耕作的耦合作用,对容重的影响呈随机分布。0～10 cm表层,相比CTS,NTS、R... 相似文献
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吉林省西部不同耕作模式下秸秆还田土壤团聚体特征 总被引：2，自引：0，他引：2
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J. lvaro-Fuentes C. Cantero-Martínez M.V. Lpez J.L. Arrúe 《Soil & Tillage Research》2007,96(1-2):331-341
In semiarid Mediterranean agroecosystems, low and erratic annual rainfall together with the widespread use of mouldboard ploughing (conventional tillage, CT), as the main traditional tillage practice, has led to a depletion of soil organic matter (SOM) and with increases in CO2 emissions from soil to the atmosphere. In this study, we evaluated the viability of conservation tillage: RT, reduced tillage (chisel and cultivator ploughing) and, especially, NT (no-tillage) to reduce short-term (from 0 to 48 h after a tillage operation) and mid-term (from 0 h to several days since tillage operation) tillage-induced CO2 emissions. The study was conducted in three long-term tillage experiments located at different sites of the Ebro river valley (NE Spain) across a precipitation gradient. Soils were classified as: Fluventic Xerocrept, Typic Xerofluvent and Xerollic Calciorthid. Soil temperature and water content were also measured in order to determine their influence on tillage-induced CO2 fluxes. The majority of the CO2 flux measured immediately after tillage ranged from 0.17 to 6 g CO2 m−2 h−1 and was from 3 to 15 times greater than the flux before tillage operations, except in NT where soil CO2 flux was low and steady during the whole study period. Mid-term CO2 emission showed a different trend depending on the time of the year in which tillage was implemented. Microclimatic soil conditions (soil temperature and water content) had little impact on soil CO2 emission following tillage. In the semiarid Mediterranean agroecosystems studied, NT had low short-term soil CO2 efflux compared with other soil tillage systems (e.g., conventional and reduced tillage) and therefore can be recommended to better manage C in soil. 相似文献
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【目的】研究不同耕作方式结合秸秆覆盖措施对土壤有机碳、全氮、水含量及马铃薯产量的影响,以探明耕作结合秸秆覆盖措施的增产机理,为宁南旱作节水农业发展提供技术和理论参考。【方法】于2014—2016年开展田间定位试验,设置6个处理：免耕+秸秆覆盖(NS)、免耕+不覆盖(NN)、深松+秸秆覆盖(SS)、深松+不覆盖(SN)、传统耕作+秸秆覆盖(CS)、传统耕作+不覆盖(CN)。在2016年马铃薯收获期取样测定了0—40cm土层土壤有机碳与全氮含量,播种、现蕾、块茎形成和块茎膨大期测定了0—200 cm土层土壤蓄水量,苗期、现蕾、块茎形成、块茎膨大以及收获期测定了地上部生物量,成熟期调查了产量。【结果】同一耕作措施下,覆盖秸秆较不覆盖能显著提高0—40 cm土层土壤碳、氮含量,提高马铃薯播种期、现蕾期、块茎形成期和块茎膨大期0—200 cm土层土壤蓄水量。以CN处理为对照,0—20 cm土层土壤碳、氮含量的提高幅度以SS处理最高,增幅分别为29.9%和24.7%,20—40 cm土层则以NS处理最高,增幅分别为52.4%和27.4%(P<0.05);播种期土壤蓄水量2014年(干旱年)以... 相似文献
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The structure of the soil in the arable layer is controlled by tillage, soil biota activities and weathering, whereas the structure below this layer is mainly the result of the activities of soil biota. Organic farmers tend to minimise the depth of the main tillage operation to encourage soil biota to create a soil structure with continuous biopores and a well crumbled topsoil. The best main tillage operation for preventive weed control, especially important in organic farming, is mouldboard ploughing. The shallow ploughing experiments described in this paper were conducted to ascertain the minimum ploughing depth for an ecologically accountable, sustainable tillage system with good weed control, good land qualities (in terms of workable days, aeration and soil moisture conditions) and finally with good yields. The “ecoplough” used for shallow ploughing was developed by Rumptstad Industries to meet the requirements of relatively shallow ploughing with good soil inversion for weed control. The plough has seven or eight bottoms for ploughing depths of 0.12–0.20 m, a working width of 2.1 m and a working speed of 1.7 m s−1. Its width is such that the tractor with wide low-pressure tyres runs on top of the land.
After using the plough for 6 years on Luvisols (>200 gkg−1<2 μm) in the IJsselmeer polders and on Luvisols (120–160 gkg−1<2 μm) in polders near the northern coast of The Netherlands, it was found that compared with conventional ploughing, shallow ploughing required less energy and labour and produced a relatively smooth surface. The latter facilitates the preparation of a seedbed consisting of relatively fine, strong, stable and moist aggregates. Organic matter, soil biota and nutrients were concentrated higher in the profile, influencing the workability of the soil, the growth of weeds and the growth of crops. Most of the yields were similar to yields after conventional ploughing, but weed populations increased when ploughing depth was <0.2 m. It was concluded that for organic farming on “active” soils (soils subject to shrink/swell with >200 g kg−1<2 μm), shallow ploughing seems to be the best reduced tillage system. It has several advantages. The main factor determining the minimum ploughing depth is control of weeds, especially of perennials. 相似文献
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深耕结合秸秆还田提高作物产量并改善耕层薄化土壤理化性质 总被引：10，自引：1，他引：9