耕作措施對旱地土壤理化性狀及玉米產(chǎn)量的影響

摘 要：在湘西州玉米種植地，采用田間定位試驗(yàn)，研究了翻耕、免耕、翻耕+稻草覆蓋、免耕+稻草覆蓋4種不同耕作措施對旱地土壤的理化性狀和玉米產(chǎn)量的影響。結(jié)果表明，免耕和稻草覆蓋均能降低土壤容重，提高土壤的孔隙度和養(yǎng)分含量，并能提高玉米的產(chǎn)量，有較好的生態(tài)效益和經(jīng)濟(jì)效益，其中以免耕+稻草覆蓋處理的效果最佳，2 a的產(chǎn)量平均比對照增加7.4%，值得在湘西旱地中推廣。

關(guān)鍵詞：免耕；稻草覆蓋；土壤理化性狀；玉米產(chǎn)量

中圖分類號(hào)：S513 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-060X（2014）17-0010-03

Effects of Tillage Methods on Physico-Chemical Properties of Dryland Soil and Corn Yield

BU Huan-li，LONG Xin，XIE Yu-gui

（Soil and Fertilizer Station of Xiangxi Autonomous Prefecture， Jishou 416000， PRC）

Abstract：Base on the field experiment conducted in western Hunan， effects of the 4 tillage methods of conventional tillage with no straw， no tillage with no straw， conventional tillage with straw cover and no tillage with straw cover on soil physico-chemical properties and corn yield were studied. The results showed that the soil bulk density was decreased while soil porosity and soil nutrients and core yield increased in no tillage and straw cover treatments， and the no tillage with straw cover treatment had the best ecological and economic benefits， and increased yield by 7.4% compared with control. It was suggested that the no tillage and straw cover model should be adapted in dryland soil in western Hunan.

Key words：no-tillage； rice straw cover； soil physico-chemical property； corn yield

收稿日期：2014-07-24

作者簡介：卜歡莉（1979- ），女，湖南益陽市人，農(nóng)藝師，主要研究方向?yàn)橥寥婪柿εc作物栽培。

玉米是湘西山區(qū)旱地主要的經(jīng)濟(jì)作物，由于地塊面積小、散戶耕作等因素，該區(qū)域內(nèi)的玉米種植以傳統(tǒng)翻耕方式為主。傳統(tǒng)的翻耕方式雖然產(chǎn)生了一定的深度和松緊度的耕層，但也引起大量水分蒸發(fā)和水土流失，且破壞土壤結(jié)構(gòu)[1-3]，同時(shí)翻耕方式耗時(shí)耗力，生產(chǎn)成本高。而保護(hù)性耕作是以秸稈覆蓋、免少耕、深松等為主要內(nèi)容的一種新型耕作技術(shù)[4-5]，應(yīng)用于馬鈴薯、小麥、紅薯等作物已取得了較好的效果。在湘西旱地玉米種植區(qū)連續(xù)2 a定位試驗(yàn)，設(shè)置免耕、翻耕、稻草覆蓋等處理，分析不同的耕作措施對旱地土壤理化性狀和玉米產(chǎn)量的影響，旨在探索玉米高效生產(chǎn)的耕作措施，為湘西旱地區(qū)域經(jīng)濟(jì)作物發(fā)展提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)于2012～2013年連續(xù)定位研究，試驗(yàn)地點(diǎn)位于湘西自治州鳳凰縣臘爾山鎮(zhèn)，該區(qū)域地處湘西北部，平均海拔為800 m，屬于中亞熱帶季風(fēng)濕潤氣候，年平均氣溫13.5℃，年平均降雨量為1 428 mm。供試土壤為第四紀(jì)紅壤，土壤的基本理化性狀為：堿解氮104 mg/kg、有效磷12.3 mg/kg、速效鉀139 mg/kg、有機(jī)質(zhì)18.5 g/kg、pH值為6.0。

供試無機(jī)氮、磷、鉀肥分別為尿素（含N 46%）、過磷酸鈣（含P2O5 12%）、氯化鉀（含K2O 60%），供試玉米品種為湘吉2118。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)設(shè)置4個(gè)處理：常規(guī)翻耕對照（CK）；免耕處理（T1）；翻耕+稻草覆蓋（T2）；免耕+稻草覆蓋（T3）。完全隨機(jī)區(qū)組排列，重復(fù)3次，小區(qū)的面積為20 m2。秸稈覆蓋是在玉米播種（移栽）后，將稻草直接均勻鋪在壟面。玉米施肥量為N 240 kg/hm2、P2O5 90 kg/hm2、K2O 225 kg/hm2，其他農(nóng)藝操作按當(dāng)?shù)亓?xí)慣進(jìn)行。

1.3 測定項(xiàng)目及方法

試驗(yàn)前取基礎(chǔ)土壤樣品，測定pH值、有機(jī)質(zhì)、速效養(yǎng)分含量，玉米收獲的同時(shí)采集土壤樣品，測定土壤容重、孔隙度、有機(jī)質(zhì)、速效養(yǎng)分含量，同時(shí)分別按小區(qū)測定玉米的產(chǎn)量。

土壤容重及孔隙度采用環(huán)刀法，土壤有機(jī)質(zhì)的測定采用重鉻酸鉀容量法，土壤堿解氮的測定采用堿解擴(kuò)散法，土壤有效磷的測定采用鹽酸-氟化銨提取-鉬銻抗比色法，土壤速效鉀的測定采用乙酸銨浸提-火焰光度法，土壤pH值（水∶土=2.5∶1）采用電位法。每個(gè)小區(qū)單打，單收，單計(jì)產(chǎn)。

2 結(jié)果與分析

2.1 耕作措施對土壤理化性狀的影響

2.1.1 對土壤容重、孔隙度的影響 相關(guān)研究表明，土壤容重和土壤孔隙度是土壤物理性狀的主要表征指標(biāo)，也是反映土壤肥力的一個(gè)重要方面[6]。由表1可知，2012年和2013年試驗(yàn)中，土壤容重均以CK處理最高，免耕處理T1均低于CK，稻草覆蓋+免耕處理T3也低于稻草覆蓋+翻耕處理T2，這表明免耕能一定程度降低土壤容重；從稻草覆蓋和未覆蓋的處理比較來看，稻草覆蓋后，除2013年T3處理外，土壤容重均低于未覆蓋處理，這表明稻草覆蓋對降低土壤容重也有一定的效果。從處理的年份之間來看，CK、T2土壤容重第二年比第一年略高，呈增加趨勢，而T1和T3則降低，從變化幅度來看，稻草覆蓋后的T2、T3變化幅度要小于CK和T1。

土壤孔隙度關(guān)系著土壤水、氣、熱的流通狀況，它的數(shù)值變化則與土壤容重相反，從處理間來看，免耕處理的土壤孔隙度要大于翻耕處理，除2013年免耕處理外，稻草覆蓋處理的土壤孔隙度也略高于未覆蓋處理，這表明免耕和稻草覆蓋對提高土壤的通氣透水能力有一定的效果，這對玉米根系的生長有著積極的作用。

2.1.2 對土壤養(yǎng)分的影響 土壤有機(jī)質(zhì)不僅影響土壤的物理性狀，還影響土壤的保肥供肥的能力，是衡量土壤肥力的重要指標(biāo)[7]。由圖1可以看出，兩年試驗(yàn)中均以CK處理的有機(jī)質(zhì)含量最低，T3最高。第一年試驗(yàn)，4個(gè)處理差異不顯著；試驗(yàn)進(jìn)行到第二年，各處理間的差異加大，T3處理顯著高于CK。從同一處理來看，除CK處理有機(jī)質(zhì)含量第二年有所降低外，其他3個(gè)處理均有所增加，這說明免耕和稻草覆蓋對有機(jī)質(zhì)的積累有一定的效果，并且第二年效果比第一年效果要好，但是至于效果是否會(huì)隨著年限的增加而愈加明顯，有待繼續(xù)定位試驗(yàn)分析。

速效養(yǎng)分含量直接決定著土壤的供肥水平。從圖1中可知，施行免耕和稻草覆蓋措施后，土壤中的速效氮、磷、鉀含量均有一定變化，變化趨勢和土壤有機(jī)質(zhì)含量變化較一致。兩年試驗(yàn)中，堿解氮、速效鉀含量均以CK處理最低，T3處理的最高，基本呈現(xiàn)CK

2.2 不同處理對玉米產(chǎn)量的影響

由表2可知，兩年試驗(yàn)中玉米產(chǎn)量均以T3處理最高。從產(chǎn)量數(shù)據(jù)來看，2012年，CK和T1產(chǎn)量較低，與T2、T3均達(dá)到了顯著性差異，其中T1產(chǎn)量最低，T3產(chǎn)量最高；2013年，不同處理的產(chǎn)量順序?yàn)镃K

T2

3 結(jié)論與討論

免耕和秸稈覆蓋模式能控制土壤侵蝕、水蝕和沙塵污染，提高土壤肥力和抗旱節(jié)水的一項(xiàng)保護(hù)性耕作，對湘西缺水地區(qū)旱地的作物種植有著重要的意義。

試驗(yàn)結(jié)果表明，免耕和稻草覆蓋均能降低土壤容重，提高土壤孔隙度，而且第二年的效果比第一年效果好，這說明免耕和覆蓋對土壤結(jié)果的影響可能會(huì)隨著時(shí)間越長則越明顯。對土壤速效養(yǎng)分含量的影響來看，免耕和覆蓋都能一定程度提高有機(jī)質(zhì)和速效養(yǎng)分的積累，這是因?yàn)槊飧雌茐耐寥澜Y(jié)構(gòu)，水、肥、氣、熱等條件相對穩(wěn)定，且土壤動(dòng)物殘?bào)w和雜草根系腐爛后均留在土壤中[8]，對有機(jī)質(zhì)的積累有一定的效果；而稻草中含有豐富的纖維素、木質(zhì)素等富碳物質(zhì)以及氮磷鉀等多種元素，稻草覆蓋有減緩有機(jī)質(zhì)分解、保水保水作用，且稻草腐爛后，營養(yǎng)元素進(jìn)入表層土壤，提高了土壤的養(yǎng)分含量，尤其是鉀素增加明顯。

從玉米產(chǎn)量來看，免耕第一年有所降低，第二年免耕和稻草覆蓋的處理，玉米產(chǎn)量均有提高，尤其是免耕+稻草覆蓋處理，與常規(guī)翻耕有顯著性差異，玉米產(chǎn)量的提高與土壤的結(jié)構(gòu)改善和養(yǎng)分提高均有緊密的關(guān)系，但長期免耕和稻草覆蓋對土壤理化性狀和作物產(chǎn)量的影響有待進(jìn)一步試驗(yàn)驗(yàn)證。另外從生產(chǎn)成本角度來分析，免耕栽培省去了翻耕等環(huán)節(jié)，減少了勞力成本投入，稻草覆蓋利用了稻草廢棄物，有著較好的經(jīng)濟(jì)效益和生態(tài)效益。因此，筆者認(rèn)為免耕加稻草覆蓋模式值得在湘西旱地玉米栽培中推廣。

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（責(zé)任編輯：盧紅玲）