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保护性耕作对豫西黄土坡耕地水肥动态影响的研究

苏子友  
【摘要】:由降雨分配不均造成的水土流失和季节性干旱已成为严重的农业生产和环境问题,在我国黄土高原地区尤为严重。实施土壤耕作管理措施是解决问题的办法之一。本项研究主要采用田间小区试验,通过对豫西黄土坡耕地5种不同耕作处理小区内土壤剖面水分含量的测定、坡面径流连续动态观测,土壤养分含量、作物秸秆养分和籽粒养分含量的测定、径流量和径流中的养分含量、沉淀重和沉淀养分测定,旨在探讨不同保护性耕作对水土保持作用的影响及作用机理,为筛选出适合该类型区域新的保护性耕作技术,保证黄土高原地区农业的可持续发展提供理论依据和技术示范。 试验研究主要得出以下结果: 1.保护性耕作对豫西黄土坡耕地冬小麦田间土壤水分有较大影响。各耕作处理改变了土壤对降雨的入渗性能和蒸发消耗过程,改变了土壤含水量。免耕在各个阶段土壤0-200cm剖面含水量都保持在较高水平;深松覆盖在雨季0-200cm土体蓄水增量226.9mm,而传统耕作处理雨季土体蓄水增量仅仅为179.6mm;深松和免耕处理的水分利用效率比传统耕作提高了1.35kg/mm.hm2 、0.97kg/mm.hm2。 2.不同耕作处理能影响土壤水分的剖面分布。5种耕作处理中,免耕土壤剖面含水量最高,两茬最低。免耕和深松能够利用较深土层的地下水;深松打破犁底层,对土壤水分消耗和入渗深度影响较大,其稳定入渗率是传统耕作的6.67倍。 3.不同耕作处理能影响土壤养分的剖面分布和养分含量及肥料的利用效率。从养分的剖面分布图可以看出,深松和免耕处理表层的养分含量高于传统耕作,随着深度的增加,差异幅度在减少;在5种耕作处理的耕层有机质含量上,深松和免耕的含量分别高出传统耕作0.146%、0.130%。从肥料的利用效率来看,深松和免耕的肥料利用效率均高于传统耕作,与传统耕作相比氮肥肥料利用效率在28.57%的基础上提高了4.63-12.02%,磷肥利用效率在42.58%高了5.72-16.38%,钾肥的利用效率提高了9.54-13.33%。 4.不同耕作方式影响了小区产流量和径流中养分含量及径流中沉淀样重及沉淀养分含量。从试验年度可以看出,试验区少耕、两茬和传统耕作容易产生径流,深松和免耕水土保持效果好;径流中养分含量,深松和免耕处理明显低于传统耕作,其中硝酸根离子的含量深松和免耕低于传统耕作34.25mg/kg、25.25mg/kg;径流中沉淀土壤的重量,深松和免耕处理也明显低于传统耕作,其沉淀养分全氮、全磷、全钾的含量也明显低于传统耕作。 5.不同耕作方式影响籽粒和秸秆养分的含量。随着试验的连续进行,秸秆和籽粒养分含量逐渐降低,但深松覆盖和免耕的籽粒和秸秆养分含量明显高于传统耕作。 WP=6 6.不同耕作方式改变了土壤的水肥状况,使各耕作小区表现出不同的产量结果。与传统耕作相比,深松增产幅度为19.06-21.07%,免耕增幅为9.34-15.33%。 综合而言,不同耕作方式影响了豫西黄土坡耕地农田水分含量和养分含量,覆盖对土壤水土保持有重要作用。深松和免耕由于有良好的秸秆覆盖,延缓了径流发生次数和强度,也同时减少了径流量和径流中的沉淀土样重量和沉淀土样的养分含量,抑制了水分蒸发,土层0-200cm的含水量明显好与传统耕作。深松打破犁底层促进了水分的入渗,能够很好的贮存天然降水,同时改善了土壤结构,较好的维持了土壤的肥力,这些都为小麦生长提供了良好的条件;传统耕作和少耕由于没有秸秆覆盖,蒸发强烈,对降水贮存能力差,土壤肥力较低,容易产生径流,水土流失严重;两茬作物大量吸收水分,土壤含水量一直保持在较低的水平。干旱年份休闲对土壤水分的恢复有重要作用。在收获小麦时,保留一定秸秆高度和秸秆脱粒后还田是一种很好的水土保持的方法。


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