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长武县不同保护性耕作措施对土壤水分、肥力以及作物产量的影响研究

余菲  
【摘要】:长武县是黄土高原地区典型的旱作农业区域,该区域光热资源充足,水资源严重缺乏,降雨量少且分布不均,干旱为该地区的主要自然灾害,保护性耕作技术对黄土高原旱区生态环境的改善作用重大。因此,结合长武县的实际情况进行保护性耕作的研究,对保护性耕作的普及推广具有重要的现实意义。 本文以长武县旱地作为研究对象,分别设置冬小麦5种处理措施:地膜全程间覆盖麦草覆盖行间、地膜休闲期覆盖麦草覆盖行间、地膜全程全覆盖、地膜休闲期全覆盖以及不覆盖;夏玉米免耕5种处理措施:不覆盖、生草覆盖、地膜覆盖、秸秆覆盖以及地膜加秸秆覆盖,传统耕作7种处理措施:不覆盖、隔年耕翻、地膜覆盖、全膜覆盖、膜侧种植、秸秆覆盖、秸秆加地膜覆盖,共12种处理措施,进行大田试验,对不同处理措施下土壤水分、肥力以及农作物的产量的变化进行研究分析,其结果表明: 1冬小麦不同保护性耕作措施对土壤水分、肥力及作物产量的影响 (1)冬小麦不同处理措施下0-300cm土层土壤剖面含水量播种前均高于收获后;地膜、麦草覆盖土壤含水量较不覆盖高,有一定的保水效果。 (2)冬小麦不同处理措施下覆盖措施土壤耗水量均低于不覆盖措施,以地膜全程期覆盖麦草覆盖行间土壤耗水量最低为185.3mm,不覆盖土壤耗水量最高为203.4mm;而水分利用效率不覆盖措施则不及覆盖措施,以地膜全程全覆盖最高为33.3kg/(hm2·mm),不覆盖最低为22.2kg/(hm2·mm)。 (3)冬小麦不同处理措施下土壤养分的含量随着生育期的推进均呈现波动性的变化。4种不同覆盖措施下土壤中有机质、全氮、碱解氮、速效磷和速效钾的含量成熟期较返青期的增幅分别在2.49%-3.97%、1.18%-2.99%、1.02%-3.34%、0.98%-5.55%和0.50%-1.35%之间;而不覆盖措施下土壤有机质、全氮、碱解氮、速效磷和速效钾的含量成熟期较返青期分别下降了1.90%、2.99%、3.02%、8.78%和2.68%;可见保护性耕作措施均有一定的增肥效果。 (4)冬小麦不同处理措施下土壤养分有明显的表聚现象,均随土层的加深而降低;各处理措施10-20cm和20-30cm土层分别较0-10cm土层土壤中有机质含量的降幅分别在11.28%-15.38%和30.09%-31.61%之间,全氮含量的降幅分别在10.48%-10.87%和14.13%-20.95%之间,碱解氮含量降幅分别在5.68%-6.60%和9.61%-11.01%之间,速效磷含量降幅分别在26.19%-33.29%和53.94%-55.72%之间,速效钾含量降幅分别在14.74%-15.52%和27.30%-28.05%之间。 (5)冬小麦不同处理措施下产量以地膜全程全覆盖最高为6615kg/hm2,分别较地膜全程间覆盖麦草覆盖行间、地膜休闲间覆盖麦草覆盖行间和不覆盖增加了47.61%、35.85%和46.80%。 2夏玉米不同保护性耕作措施对土壤水分、肥力及作物产量的影响 (1)夏玉米不同处理措施对0-300cm土层土壤剖面含水量的影响不明显,播种前土壤剖面含水量均低于收获后;秸秆和地膜加秸秆覆盖土壤含水量高于其他处理,均有一定的保水效果。 (2)夏玉米免耕模式下以不覆盖的耗水量最高为308.4mm;地膜加秸秆覆盖耗水量最少为258.4mm,但其水分利用效率最高为32.5kg/(hm2.mm),较不覆盖增加4.1%;秸秆覆盖水分利用效率最低为27.9%,较地膜加秸秆覆盖减少4.6%。传统耕作不同覆盖措施耗水量不覆盖最高为342.1mm,秸秆覆盖最低为245.6mm,水分利用效率以全膜覆盖最高为30.4kg/(hm2·mm),较不覆盖增加5.9%,隔年耕翻最低为24.0kg/(hm2·mm);相同覆盖条件下免耕模式水分利用效率高于传统耕作模式。 (3)夏玉米不同处理措施下土壤养分的含量随着生育期的推进均呈现波动性的变化。除了传统耕翻和隔年耕翻这两种处理措施土壤中有机质、全氮、碱解氮、速效磷和速效钾的含量乳熟期较苗期分别降低了2.24%和7.85%、4.92%和1.45%、2.18%和3.18%、15.10%和5.25%、4.31%和0.93%之外,其他处理则土壤中有机质、全氮、碱解氮、速效磷和速效钾的含量乳熟期较苗期的增幅分别在:0.03%-17.33%、0.008%-13.97%、1.02%-8.98%、1.38%-25.50%和5.32%-25.58%之间,可见,免耕模式和地膜、生草、秸秆覆盖均有一定的增肥效果。 (4)夏玉米不同处理措施下土壤肥力有明显的表聚现象,均随土层的加深而降低;不同覆盖措施10-20cm和20-30cm土层分别较0-10cm土层土壤中有机质含量的降幅分别在8.81%-15.25%和18.22%-30.72%之间,全氮含量降幅分别为2.52%-7.37%和8.41%-14.74%之间,碱解氮含量降幅分别在6.21%-7.61%和16.18%-19.26%之间,速效磷含量降幅分别在16.04%-36.33%和33.09%-57.29%之间,速效钾量降幅分别在6.58%-15.07%和13.07%-23.38%之间。 (5)夏玉米免耕模式下产量以地膜覆盖最高为8761.91kg/hm2,而传统耕作模式下产量则以全膜覆盖最高为9600kg/hm2,由此可见,地膜的覆盖对农作物的增产是十分有利的;同一覆盖措施下,不覆盖、地膜覆盖和秸秆覆盖免耕模式较传统耕作模式分别增产20.74%、15.87%和20.68%,而地膜加秸秆覆盖免耕模式较传统耕作模式减产9.07%,因此,免耕模式较传统耕作模式更有利于作物增产。


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