文档介绍：山东理工大学硕士学位论文第一章绪论
量的推广。而水分是旱地农业生产的主要限制因子,我国北方旱地农田50%左右的
水分通过蒸发损失。在农业水资源严重短缺的情况下,为了减少蒸发引起的水分无
效损失,充分利用宝贵的水资源,生产中常采用土壤表面覆盖的方法。
但是对于秸秆覆盖还田量的大小,大多是根据后生作物产量来判断的,而且促
腐剂的选择,以及促腐剂的施用量及其对土壤成分的影响和对作物生长的作用方面
的研究还有很大的空间。此外由于地区不同、环境不同,使得促腐剂的选择和其对
土壤的影响更为复杂、多样,因此有必要对此进行深入的研究。本项目就是基于此
而展开的。本研究立足于山东淄博这个大环境,针对黄淮海小麦玉米一年两熟种植
区推广保护性耕作中存在的秸秆还田量大小及腐解程度影响后生作物出苗以及土质
变化等相关问题进行的。选用氨水作促腐剂,分室内和大田进行试验,并将土壤效
应作为一个重要因素,确定秸秆覆盖量的大小。这些研究对于改进和确定秸秆还田
量大小,进一步推广秸秆还田覆盖技术有重要意义。
国内外研究动态
保护性耕作的发展
据2000 年联合国粮农组织(FAO)统计,美国保护性耕作推广面积最大(2100
×104 hm2),其次为巴西(1120×104 hm2),前苏联(970×104 hm2),阿根廷(730
×104 hm2),澳大利亚(100×104 hm2)和加拿大(10×104 hm2)等[8]。自发展残
茬耕作法以来,秸秆覆盖技术开始在美国、加拿大和澳大利亚等国家广泛实验和推
广。
保护性耕作起因于美国20 世纪30 年代的沙尘暴,为治理沙尘暴而开展的大量试
验研究中,保护性耕作法(当时称为免耕法)被证明是抑制农田扬沙最成功的方法[9]。
50-60 年代,增加了垄作法,减轻了土地侵蚀,改善了排水性。70 年代,人们认识
到保护性耕作应该和土壤的营养管理、排水及杂草控制结合起来,为了减少土壤翻
耕和残茬翻埋,研制了凿形犁。同时,免耕播种机也得到了广泛应用。90 年代,覆
盖耕作、减耕、少耕仍然采用,不过,为减少径流和蒸发,要求地面覆盖率不小于
30%[10]。目前,澳大利亚农业生产中,大多采用免耕、少耕等秸秆覆盖保护性耕作
技术。旱作农业区田间耕作多数用翼形铲代替了铧式犁,进行不翻动土壤的浅松作
业,疏松地表 5-10 cm 的土壤,这样既可切断上茬作物和杂草的根系,又可疏松土
壤,利于新茬作物的生长,还降低了生产成本,秸秆还田覆盖已成为澳大利亚可持
续农业生产的重要措施之一[11]。20 世纪 50 年代以前,加拿大采用的也是铧式犁翻
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万方数据
山东理工大学硕士学位论文第一章绪论
耕方式。土壤过度翻耕,而地表残茬又太少,不能有效抵抗风蚀和水蚀,就会导致
土壤侵蚀。为了改变这种现象,加拿大开始尝试进行少耕耕作体系和免耕耕作体
系。而后逐渐研究降低生产成本,使保护性耕作得到大面积的推广应用。加拿大的
保护性耕作明显提高了土壤的含水率和水的利用率,降低了土壤的水蚀、风蚀,极
大地改善了西部大草原的生态[12-13]。Chung、Horton 针对覆盖条件下的二维土壤水
热耦合运动过程进行了数值计算。Sauer 等通过玉米残茬覆盖试验发现,在温度日变
化的条件下,不同风化程度的残茬覆盖及其覆盖方式对土壤湿度和热状况具有明显
的影响,残茬覆盖可减少土壤蒸发 34%~50%,对于同样重的残茬,新鲜残茬因厚
度大和叶子多而对水汽传导产生了更大的阻力,条带覆盖方式比全覆盖的土壤蒸发
量大,低辐射环境和比较低的残茬覆盖量使各覆盖类型间的水热效应差异减少[14]。
美国的 Tanaka,[15],
研究了秸秆降解对休闲地的作用以及促使其分解的化学制品,最合适的 C/N 的比
率,以及单位面积秸秆覆盖质量。哥伦比亚的 Collins,
的分解情况并在实验室内进行研究,在九个日期内分别采集一些秸秆样品,进行曝
光和减重分析,提出秸秆覆盖是保护土壤免受风蚀和水蚀的方法[16]。阿根廷堪萨斯
州立大学的 Fabrizzi,,免耕和秸秆覆盖可以避免或
减少土壤退化[17]。试验研究的内容是免耕和秸秆覆盖的作用,对土壤温度,土壤压
实,土壤贮水量,以及对作物产量的影响。
该项技术在中国的应用历史也很早,但进入真正的系统性研究还是 20 世纪 90
年代以后的事情。近年来,在国家对农作物秸秆资源合理利用的政策推动下,我国
科学家已在秸秆还田对培肥土壤及提高作物产量等方面做了大量研究和积累了大量
资料。
西北农林科技大学员学锋等人