耕作模式对黄土高原地区新增耕地土壤紧实度、养分含量及玉米产量的影响
发布时间：2021-05-31 23:56
[目的]探明不同耕作模式对以生土为构建材料的新增耕地的改良效应,为该类土地的高产高效利用提供科学依据。[方法]于2017年6—9月分别在免耕、深松、翻耕3种耕作处理模式下的玉米地开展定位监测试验,分析耕作模式对土壤紧实度、养分含量以及作物产量的影响。[结果] 0—20 cm土层紧实度在免耕模式下最低,分别较深松和翻耕低约37.49和38.48 kPa/cm2,且各模式下0—20 cm土层均呈分层紧实的状态。玉米出苗期土壤紧实度最小,喇叭口期紧实度最高。0—40 cm土层有机质、全氮和有效磷含量在深松模式下均最高,分别为免耕的1.20,1.22,1.36倍,是翻耕的1.18,1.08,1.34倍。深松和翻耕模式下的速效钾含量相近,均为免耕的1.09倍。从出苗期到灌浆期,有机质和全氮含量增加,有效磷和速效钾含量减小。深松耕作模式下玉米产量最高,是免耕和翻耕条件下的1.30,1.19倍。[结论]深松耕作模式土壤紧实度适中,能有效增加土壤养分含量,提高作物产量,是新增耕地最理想的耕作改良方式。
【文章来源】：水土保持通报. 2019,39(06)北大核心CSCD
【文章页数】：7 页
【部分图文】：
不同耕作模式下不同时间的土壤紧实度
分别对不同耕作模式下,玉米生长初期6月份和灌浆期8月底,0—40 cm土层有机质、全氮、有效磷和速效钾含量进行分析(图3)。由图3中不同耕作模式下各土层有机质含量变化可知,6月份,有机质含量排序为:深松(3.63 g/kg)>免耕(2.43 g/kg)>翻耕(2.35 g/kg)。8月份有机质含量整体偏高,较6月份分别增加了:翻耕(2.73 g/kg)>免耕(2.47 g/kg)>深松(1.53 g/kg)。虽然翻耕条件下有机质的增幅最大,但6月和8月,深松条件下土壤有机质含量均最高。深松和翻耕条件下,表层土壤有机质均高于下层,其中深松条件下各土层土壤有机质差异较小,免耕条件下,除6月份0—10 cm土层较为异常外,其他土层有机质均呈现由表层向下层逐渐增加的趋势。可能是由于免耕处理下,上一期作物部分残茬存留在土壤表层,未能进入下层土体,在种植过程中由于微生物分解作用,导致表层有机质偏高,而深松条件下,各层土壤透水透气结构较好,微生物活性较强,有机物分解较多,使得各层土壤有机质含量均较高,且差异较小,而翻耕条件下,土壤扰动深度较小,造成0—20 cm土层有机质高于20—40 cm。但是20—40 cm为土壤有机质的主要增加层。可能是因为玉米根系较为发达,0—40 cm土层是其根系主要分布区,在灌浆期,位于土壤表层生物量较少,下层植物根系的生长更新较快,增加了土壤有机质含量。由图3不同土层全氮的含量变化可知,6月份,0—40 cm土壤全氮分别为深松(0.57 g/kg)>翻耕(0.46 g/kg)>免耕(0.42 g/kg),8月份,全氮含量分别为:深松(0.63 g/kg)>翻耕(0.62 g/kg)>免耕(0.57 g/kg),从6月到8月,深松条件下土壤全氮含量最高,但是翻耕条件下全氮的增幅最大,约为0.18 g/kg。0—10 cm土层全氮含量普遍较大,且增幅最高,这可能与玉米撒播方式和土壤氮沉降有关。深松条件下,10—40 cm土层土壤全氮随土层深度和时间的变异均较小,免耕主要增加20—40 cm土壤全氮,翻耕主要增加10—20 cm全氮含量。6月份免耕条件下,全氮含量随土层深度的增加而减小,免耕条件下下层土壤不能和肥料接触,只能随水分下下层输移,导致下层全氮含量较低,翻耕10—40 cm土层全氮含量随深度的增加而增加,可能是由于在翻耕过程中将表土层整体翻至下层,附着在表层的肥料颗粒多数进入下层土壤,导致下层土壤全氮含量偏高。随着玉米生长和根系的调节作用,8月份,各土层全氮含量趋于减小。由图3不同土层有效磷的含量变化可知,6月份,有效磷含量分别为免耕(50.18 mg/kg)<翻耕(56.05 mg/kg)<深松(59.28 mg/kg),免耕条件下,土壤有效磷主要集中于30—40 cm土层,0—30 cm土层含量较低,深松条件除20—30 cm外,其他土层含量均较高,翻耕条件下在10—20,30—40 cm存在两个有效磷的高峰值。8月份翻耕(28.39 mg/kg)<免耕(33.06 mg/kg)<深松(54.21 mg/kg),0—10 cm和30—40 cm土层3种耕作模式下含量均发生了降低,但20—30 cm均呈现增加的趋势。10—20 cm土层有效磷含量在免耕和深松条件下增加,翻耕条件下减小。由图3不同土层速效钾的含量变化可知,6月份,速效钾翻耕(0.17 g/kg)<免耕(0.19 g/kg)=深松(0.19 g/kg)。免耕条件下0—10 cm土层速效钾含量最高,10—40 cm土层含量较为稳定,且差异较小,深松条件下各土层速效钾含量均呈从上层到下层逐渐减小的趋势,翻耕条件下各土层差异较小,但也呈随土层增加而逐渐减小的趋势。8月份速效钾含量为翻耕(0.14 g/kg)<免耕(0.15 g/kg)=深松(0.15 g/kg),不同耕作模式下各土层含量均发生了降低,免耕条件下0—10 cm土层降低幅度最大,其他各土层降幅较为接近。深松和翻耕条件下,各土层降幅接近,分别约为0.04,0.03 g/kg。图3 不同耕作模式下土壤养分的变化特征
不同耕作模式下土壤养分的变化特征
【参考文献】：
期刊论文
[1]深耕对土壤理化性质及生物性状的影响[J]. 张军刚,郭海斌,王文文,冯晓曦,张海申,王成业,杨永乾,白冬. 农业科技通讯. 2017(11)
[2]玉米生育期内不同覆膜对黄土表层容重变化特性的影响[J]. 程诗念,樊贵盛. 节水灌溉. 2017(06)
[3]辽西坡耕地不同植物篱对水土流失及土壤养分空间分布的影响[J]. 颜佩风. 水土保持应用技术. 2017(02)
[4]黄土塬区长期不同耕作、覆盖措施对表层土壤理化性状和玉米产量的影响[J]. 潘雅文,樊军,郝明德,陈旭. 植物营养与肥料学报. 2016(06)
[5]农田土壤紧实度研究进展[J]. 杨世琦,吴会军,韩瑞芸,杨正礼. 土壤通报. 2016(01)
[6]玉米生长期土壤抗剪强度变化特征及其影响因素[J]. 郑子成,张锡洲,李廷轩,金伟,林超文. 农业机械学报. 2014(05)
[7]麦稻轮作下耕作模式对土壤理化性质和作物产量的影响[J]. 武际,郭熙盛,王允青,许征宇,鲁剑巍. 农业工程学报. 2012(03)
[8]不同耕法对土壤含水量、玉米生长发育及产量的影响[J]. 刘洋,孙占祥,白伟,郑家明,侯志研,冯良山,杨宁. 辽宁农业科学. 2011(02)
[9]科学推进中国农村土地整治战略[J]. 刘彦随. 中国土地科学. 2011(04)
[10]紧实胁迫对不同土壤类型玉米养分吸收、分配及产量的影响[J]. 王群,张学林,李全忠,薛帅,李潮海. 中国农业科学. 2010(21)
博士论文
[1]晋西黄土区新增耕地土壤改良机理及最佳施肥配方研究[D]. 武晓莉.中国林业科学研究院 2015
[2]利用矿物改良土地整理新增耕地贫瘠土壤研究[D]. 杨尽.成都理工大学 2010
硕士论文
[1]宁南山区典型植物根系分解特征及其对土壤养分和微生物多样性的影响[D]. 李娅芸.西北农林科技大学 2016
本文编号：3209229
【文章来源】：水土保持通报. 2019,39(06)北大核心CSCD
【文章页数】：7 页
【部分图文】：
不同耕作模式下不同时间的土壤紧实度
分别对不同耕作模式下,玉米生长初期6月份和灌浆期8月底,0—40 cm土层有机质、全氮、有效磷和速效钾含量进行分析(图3)。由图3中不同耕作模式下各土层有机质含量变化可知,6月份,有机质含量排序为:深松(3.63 g/kg)>免耕(2.43 g/kg)>翻耕(2.35 g/kg)。8月份有机质含量整体偏高,较6月份分别增加了:翻耕(2.73 g/kg)>免耕(2.47 g/kg)>深松(1.53 g/kg)。虽然翻耕条件下有机质的增幅最大,但6月和8月,深松条件下土壤有机质含量均最高。深松和翻耕条件下,表层土壤有机质均高于下层,其中深松条件下各土层土壤有机质差异较小,免耕条件下,除6月份0—10 cm土层较为异常外,其他土层有机质均呈现由表层向下层逐渐增加的趋势。可能是由于免耕处理下,上一期作物部分残茬存留在土壤表层,未能进入下层土体,在种植过程中由于微生物分解作用,导致表层有机质偏高,而深松条件下,各层土壤透水透气结构较好,微生物活性较强,有机物分解较多,使得各层土壤有机质含量均较高,且差异较小,而翻耕条件下,土壤扰动深度较小,造成0—20 cm土层有机质高于20—40 cm。但是20—40 cm为土壤有机质的主要增加层。可能是因为玉米根系较为发达,0—40 cm土层是其根系主要分布区,在灌浆期,位于土壤表层生物量较少,下层植物根系的生长更新较快,增加了土壤有机质含量。由图3不同土层全氮的含量变化可知,6月份,0—40 cm土壤全氮分别为深松(0.57 g/kg)>翻耕(0.46 g/kg)>免耕(0.42 g/kg),8月份,全氮含量分别为:深松(0.63 g/kg)>翻耕(0.62 g/kg)>免耕(0.57 g/kg),从6月到8月,深松条件下土壤全氮含量最高,但是翻耕条件下全氮的增幅最大,约为0.18 g/kg。0—10 cm土层全氮含量普遍较大,且增幅最高,这可能与玉米撒播方式和土壤氮沉降有关。深松条件下,10—40 cm土层土壤全氮随土层深度和时间的变异均较小,免耕主要增加20—40 cm土壤全氮,翻耕主要增加10—20 cm全氮含量。6月份免耕条件下,全氮含量随土层深度的增加而减小,免耕条件下下层土壤不能和肥料接触,只能随水分下下层输移,导致下层全氮含量较低,翻耕10—40 cm土层全氮含量随深度的增加而增加,可能是由于在翻耕过程中将表土层整体翻至下层,附着在表层的肥料颗粒多数进入下层土壤,导致下层土壤全氮含量偏高。随着玉米生长和根系的调节作用,8月份,各土层全氮含量趋于减小。由图3不同土层有效磷的含量变化可知,6月份,有效磷含量分别为免耕(50.18 mg/kg)<翻耕(56.05 mg/kg)<深松(59.28 mg/kg),免耕条件下,土壤有效磷主要集中于30—40 cm土层,0—30 cm土层含量较低,深松条件除20—30 cm外,其他土层含量均较高,翻耕条件下在10—20,30—40 cm存在两个有效磷的高峰值。8月份翻耕(28.39 mg/kg)<免耕(33.06 mg/kg)<深松(54.21 mg/kg),0—10 cm和30—40 cm土层3种耕作模式下含量均发生了降低,但20—30 cm均呈现增加的趋势。10—20 cm土层有效磷含量在免耕和深松条件下增加,翻耕条件下减小。由图3不同土层速效钾的含量变化可知,6月份,速效钾翻耕(0.17 g/kg)<免耕(0.19 g/kg)=深松(0.19 g/kg)。免耕条件下0—10 cm土层速效钾含量最高,10—40 cm土层含量较为稳定,且差异较小,深松条件下各土层速效钾含量均呈从上层到下层逐渐减小的趋势,翻耕条件下各土层差异较小,但也呈随土层增加而逐渐减小的趋势。8月份速效钾含量为翻耕(0.14 g/kg)<免耕(0.15 g/kg)=深松(0.15 g/kg),不同耕作模式下各土层含量均发生了降低,免耕条件下0—10 cm土层降低幅度最大,其他各土层降幅较为接近。深松和翻耕条件下,各土层降幅接近,分别约为0.04,0.03 g/kg。图3 不同耕作模式下土壤养分的变化特征
不同耕作模式下土壤养分的变化特征
【参考文献】：
期刊论文
[1]深耕对土壤理化性质及生物性状的影响[J]. 张军刚,郭海斌,王文文,冯晓曦,张海申,王成业,杨永乾,白冬. 农业科技通讯. 2017(11)
[2]玉米生育期内不同覆膜对黄土表层容重变化特性的影响[J]. 程诗念,樊贵盛. 节水灌溉. 2017(06)
[3]辽西坡耕地不同植物篱对水土流失及土壤养分空间分布的影响[J]. 颜佩风. 水土保持应用技术. 2017(02)
[4]黄土塬区长期不同耕作、覆盖措施对表层土壤理化性状和玉米产量的影响[J]. 潘雅文,樊军,郝明德,陈旭. 植物营养与肥料学报. 2016(06)
[5]农田土壤紧实度研究进展[J]. 杨世琦,吴会军,韩瑞芸,杨正礼. 土壤通报. 2016(01)
[6]玉米生长期土壤抗剪强度变化特征及其影响因素[J]. 郑子成,张锡洲,李廷轩,金伟,林超文. 农业机械学报. 2014(05)
[7]麦稻轮作下耕作模式对土壤理化性质和作物产量的影响[J]. 武际,郭熙盛,王允青,许征宇,鲁剑巍. 农业工程学报. 2012(03)
[8]不同耕法对土壤含水量、玉米生长发育及产量的影响[J]. 刘洋,孙占祥,白伟,郑家明,侯志研,冯良山,杨宁. 辽宁农业科学. 2011(02)
[9]科学推进中国农村土地整治战略[J]. 刘彦随. 中国土地科学. 2011(04)
[10]紧实胁迫对不同土壤类型玉米养分吸收、分配及产量的影响[J]. 王群,张学林,李全忠,薛帅,李潮海. 中国农业科学. 2010(21)
博士论文
[1]晋西黄土区新增耕地土壤改良机理及最佳施肥配方研究[D]. 武晓莉.中国林业科学研究院 2015
[2]利用矿物改良土地整理新增耕地贫瘠土壤研究[D]. 杨尽.成都理工大学 2010
硕士论文
[1]宁南山区典型植物根系分解特征及其对土壤养分和微生物多样性的影响[D]. 李娅芸.西北农林科技大学 2016
本文编号：3209229
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