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渭北旱原不同保护性耕作制度技术研究

方日尧  
【摘要】: 黄土高原的渭北高原面积约5.0×104 km2,耕地总面积160×104 hm2,属半湿润偏旱地区,年降雨量为400-700mm, 50%~60%降雨集中于7~9月份,春季降水少,多大风,形成“十年九春旱”。该区地下、地表水资源俱缺,农业生产用水主要依靠自然降水,属典型的雨养农业地区。降水年际间变化大,且年内季节分配不均,水资源缺乏严重制约着当地农业的持续发展。该区农业的可持续发展对满足日益增长人口的粮食需求是非常重要。 本文回顾了国内外旱地农业研究的发展状况,并针对渭北高原的自然资源,气候条件和生产特征,设计了不同保护性覆盖对玉米、小麦生产,不同保护性耕作对冬小麦土壤、水肥、生态、病害和滋生杂草等方面的影响,取得了以下主要试验研究结果:(1)春玉米和冬小麦采用不同覆盖技术均有显著的增产效果,能显著增加土壤贮水量,使土壤上层长期保持湿润状态,提高土壤温度〔除秸秆覆盖外),降低昼夜温差,避免降雨直接冲击地面,防止水土流失,避免土壤板结,保持良好的土壤结构。渗水地膜覆盖和秸秆覆盖与常规地膜覆盖相比,玉米增产分别为6.4%和23.6%,水分利用效率分别提高了23%和16%,冬小麦增产分别为43.1%和40.4%,水分利用效率分别提高了43.0%和2.0%,秸秆覆盖还能提高土壤有机质、增加土壤肥力。渗水地膜和常规地膜具有相同的增温效果,当气温达到35℃以上时,渗水地膜还具有降低极端温度的调节功能,但是,覆盖易造成有机质大量矿化和NO3--N的琳失。(2)保护性耕作具有明显的保水增产增收效果,免耕高留茬覆盖和深松高留茬覆盖增产最为显著,分别比传统耕作增产37.5%和34.9%,免耕(深松)高留茬覆盖还具有省工节能,用养结合的特点,经济、生态和社会综合效益明显。(3)保护性耕作高留茬深耕覆盖、深松覆盖和免耕覆盖有延缓径流,增加降雨入渗作用。尤其高留茬深松覆盖在干旱年份效果最为明显,2003年和2004年两年降雨贮水率分别比传统耕作高9.13%和11.23%,冬小麦产量分别提高了38.6%和58.8%,水分利用效率分别提高了1.8 kg·hm-2·mm-1和4.1kg·hm-2·mm-1。(4)保护性耕作技术的推广,使渭北旱原各地小麦病害加重,发现小麦根病、条锈病和小麦散黑穗病的发生有传播和加重的趋势,高留茬深松覆盖和秸秆覆盖处理发病率最高,在降雨量多的年份小麦病害发病率和病情指数高于干旱年份,并能增加小麦根际的细菌总量,引起微生物群落组成的变化,而且对小麦纹枯病有抑制或控制作用,但对白粉病的发生影响不大,对小麦生产造成了严重威胁。(5)不同保护性耕作处理对杂草种类和数量的消长有很大的影响。传统耕作、免耕、秸秆深松覆盖、高留茬深松覆盖四种处理,以免耕条件下杂草的种类和数量最多,秸秆深松覆盖、高留茬深松覆盖是控制冬小麦田间杂草滋生的一种有效措施。(6)不同保护性耕作处理对冬小麦田间杂草种类与各杂草相对丰度均发生变化,各处理间Shannon多样性指数(H')和Mamclef物种丰富度指数(D)均存在差异,其原因可能是由于不同保护性耕作处理造成各处理间生态环境、土壤养分和土壤水分的不同,各种杂草的生长因而受其不同影响所致。 总之,保护性耕作是适合渭北旱原作物生产的技术。因此,教育广大农民群众认识到改变传统的耕作方式,推广保护性耕作的重要性,旱地农业综合生产力将有明显的提高。


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