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保护性耕作措施对作物产量及土壤肥力的影响

王缠军  
【摘要】:本文利用长武一年一熟区定位保护性耕作试验以及杨凌一年两熟区机械化保护性耕作试验,分别研究了不同覆盖及耕作模式、不同机械化保护性耕作措施对作物产量及土壤肥力的影响,为不同地区保护性耕作的推广和应用提供科学的依据。本研究所得出的结论如下: 1.一年一熟区保护性耕作对春玉米产量及土壤肥力的影响 (1)不同覆盖方式均能显著提高春玉米产量,与不覆盖相比,秸秆覆盖产量增加了5.7%,地膜覆盖增加了20.2%,秸秆地膜双覆盖增产了23.8%。免耕较传统耕作产量仅增加了2.0%,免耕不能显著提高春玉米产量。不同覆盖方式能改善土壤水热条件,有效抑制水分的流失,提高水分利用率。春玉米水分利用效率以秸秆地膜双覆盖的增量最为明显,较不覆盖增加了6.0 kg/(hm~2.mm)。免耕水分利用效率较传统耕作增加了0.7 kg/(hm~2.mm)。 (2)春玉米后熟实验表明:延期5天收获,春玉米产量平均增加了4.2%,而延期15天收获产量趋于稳定。延期30天收获秸秆覆盖产量增加了2.2%。不覆盖产量增加了2.5%。秸秆地膜双覆盖仅增产了1.3%。延期收获使传统耕作春玉米产量增加了2.0%,免耕产量也增加了1.8%。 (3)秸秆地膜双覆盖可以显著增加作物的吸氮量、吸磷量和吸钾量。不覆盖春玉米的总吸氮量平均为71.1 kg/ hm~2,与不覆盖相比,秸秆覆盖的总吸氮量增加了26.4%,地膜覆盖和秸秆地膜双覆盖分别增加了40.5%和51.2%。不同覆盖对总吸磷量和总吸钾量的影响与总吸氮量的变化一致,均以双覆盖下的总吸收量最大。而免耕较传统耕作总吸氮量、总吸磷量和总吸钾量的变化均较小。 (4)秸秆地膜双覆盖的日均光合速率在整个生育期内均为最大。秸秆覆盖的光合速率较不覆盖增加了1.38μmol/(m~2?s),地膜覆盖增加了2.63μmol/(m~2·?s),秸秆地膜双覆盖增加了3.54μmol/(m~2?s)。传统耕作的光合速率和免耕差异并不明显。 (5)土壤紧实度用于评价土壤耕性。不覆盖0-45cm土层土壤紧实度平均为1559Kp/cm~2,秸秆覆盖较不覆盖降低了7.9%,秸秆地膜双覆盖最低,仅为1397Kp/cm~2,较不覆盖下降了10.3%,地膜覆盖与不覆盖无显著差异。免耕土壤紧实度较传统耕作仅下降了1.1%。 (6)秸秆覆盖增加了耕层土壤有机质、全氮和速效磷含量;而地膜覆盖降低了土壤速效磷含量。与传统耕作相比,免耕的土壤全氮、碱解氮、全磷及速效钾含量均有所增加,但有机质和速效磷含量分别降低了0.18g/kg和0.16 mg/kg。 2.一年两熟区机械化保护性耕作土壤肥力效应研究 (1)机械化耕作保护性耕作下冬小麦的日均光合速率在抽穗期和扬花期的差异最明显。秸秆覆盖+深松+旋耕、秸秆还田+翻耕+旋耕和秸秆覆盖免耕的日均光合速率相当,较传统耕作增加幅度最大,增加了0.97μmol/(m~2?s);连年深松次之,增加了0.48μmol/(m~2?s),旋耕和裸地免耕的日均光合速率均低于传统耕作。 (2)裸地免耕在整个生育期内土壤呼吸速率最小,最高为4.52μmol·m~(-2)·s~(-1),最低仅为1.79μmol·m~(-2)·s~(-1)。秸秆覆盖免耕随着冬小麦生长土壤呼吸值增加最明显,而秸秆覆盖浅松+旋耕土壤呼吸速率在拔节期后土壤呼吸值增加最快。 (3)不同机械化保护性耕作下0-45cm土层土壤紧实度存在较大差异。传统耕作0-45cm土层紧实度平均为1939Kp/cm~2,旋耕0-45cm土层紧实度为1950Kp/cm~2,较传统耕作的增加了0.6%,其他作业模式均不同程度的降低了土壤紧实度。 (4)不同机械化保护性耕作均不同程度地增加了耕层土壤养分。旋耕疏松了土壤的表层,养分含量增加最多,有机质含量提高了20%,全氮含量提高了17%,速效钾也增加了38%。覆盖深松则对土壤磷元素的增加贡献最大,全磷和速效磷含量较传统耕作增加了27%和69%。


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