耕作方式和秸稈還田對地力提升的應用優(yōu)勢

王曉輝+吳君+周巍巍+王興+于夢竹+楊北辰

摘要 介紹土壤深松技術(shù)、土壤深翻技術(shù)和秸稈還田技術(shù)的定義與應用優(yōu)勢，指出3種技術(shù)方法均可打破犁底層，使土壤疏松透氣，調(diào)節(jié)土壤結(jié)構(gòu)，提升土壤肥力，促進作物增產(chǎn)，對瓦房店地區(qū)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展具有重要的現(xiàn)實意義。

關(guān)鍵詞 耕作方式；土壤深松技術(shù)；土壤深翻技術(shù)；秸稈還田；應用優(yōu)勢

中圖分類號 S158 文獻標識碼 A 文章編號 1007-5739（2017）06-0197-02

Application Advantage of Different Tillage Methods and Straw Returning to Field on Soil Fertility Increase

WANG Xiao-hui WU Jun ZHOU Wei-wei WANG Xing YU Meng-zhu YANG Bei-chen

（Agricultural Technology Extension Center of Wafangdian City in Liaoning Province，Wafangdian Liaoning 116300）

Abstract The conception and application advantage of sub-soiling technology，soil deep tillage technology and straw returning to field technology were introduced in this paper.It pointed out that all the three technologies could break the plow pan，loosen the soil，aerate the soil，adjust the soil structure，enhance soil fertility and increase crop yield.Therefore，they have important and practical significance on the sustainable development of agriculture in Wafangdian area.

Key words tillage method；sub-soiling technology；soil deep tillage technology；straw returning to field；application advantage

瓦房店地區(qū)多年來普遍采用單一的耕作方式，導致土壤耕層較淺、跑水跑墑、犁底層增厚、破壞土壤結(jié)構(gòu)。過厚、堅實的犁底層對物質(zhì)轉(zhuǎn)移、能量傳遞、水肥氣熱交流、作物根系下伸都非常不利，嚴重阻礙了土壤功能的有效發(fā)揮[1]，從而增加作物生產(chǎn)風險，為農(nóng)業(yè)帶來負面效應。因此，采取合理適宜的地力提升模式非常必要，不僅能夠改善土壤理化性狀、提升土壤肥力、增加作物產(chǎn)量，而且對農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。

1 土壤深松技術(shù)

1.1 定義

土壤深松技術(shù)是指用深松鏟或鑿形犁等農(nóng)業(yè)機械疏松土壤而不翻轉(zhuǎn)土層的一種深耕方法。深松在不攪動土層的前提下，可以打破厚實的犁底層、疏松土壤、透氣保墑，利于作物根系下扎，進而促進根系水肥的吸收，為作物高產(chǎn)打下基礎。

1.2 應用優(yōu)勢

1.2.1 有利于增強土壤蓄水保墑能力。土壤深松技術(shù)可使土壤耕層疏松透氣，加強蓄水保墑能力，利于水分有效滲透到作物根部，增強土壤的抗旱排澇能力；同時，土壤深松技術(shù)不攪亂土層，動土量少，減少了表層土壤的水分蒸發(fā)[2]。土壤深松技術(shù)可增加土層水穩(wěn)性團聚體和土壤有機碳含量，提高土壤抗侵蝕能力；深松后大部分秸稈、殘茬、雜草莖稈等仍覆蓋于地表，延緩了地表徑流形成，土壤保墑的同時弱化風蝕、水蝕作用，減少土、肥、水的流失，促進農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展[3]。

1.2.2 有利于改善土壤理化性狀?？椎萝姷萚4]研究表明，土壤深松技術(shù)能夠打破犁底層、活化土壤、平衡水熱，使土壤恢復成適宜作物生長的土體結(jié)構(gòu)。采用深松技術(shù)的土壤有機質(zhì)含量、速效氮含量、速效磷含量、速效鉀含量等指標增高，改善了土壤的理化性狀[5]。土壤深松技術(shù)可有效降低下層土壤容重，增加土壤滲透性，提高水分利用率，促進根系生長，增強葉片凈光合速率[6]。

1.2.3 有利于土壤養(yǎng)分釋放和保存。土地深松技術(shù)可改善土壤團粒結(jié)構(gòu)，增加土壤中氣體的有效交換，增強土壤中微生物活力和礦物質(zhì)的有效分解，協(xié)調(diào)促進土壤腐質(zhì)化、礦質(zhì)化進程，培肥地力[7]。采用土壤深松技術(shù)的土壤耕層結(jié)構(gòu)利于地溫的提高，從而增強了土壤微生物的活性，加快了土壤養(yǎng)分的轉(zhuǎn)化過程[5]。土壤深松技術(shù)對土壤團粒結(jié)構(gòu)和土壤毛細管的破壞較少，利于土壤膠體的形成，土壤膠體負離子可吸附更多的銨根離子供作物吸收，提高了土壤肥料的利用效率[8]。

1.2.4 有利于促進作物的生長發(fā)育。土壤深松技術(shù)可培植深厚的耕層，利于作物根系下扎，深層作物根量多，可吸收和汲取更深層次、更大范圍的養(yǎng)分和水分，提高作物抗旱、抗?jié)澈涂沟狗芰Γ腋迪略疃群透蹈晌镔|(zhì)重量與作物產(chǎn)量成正比[9]。

2 土壤深翻技術(shù)

2.1 定義

土壤深翻技術(shù)是指使用鏵式犁等農(nóng)業(yè)機械疏松土壤，將表層土壤及地表作物殘茬翻入下層，可使耕層加深、土質(zhì)松軟，促進土壤熟化，打破土壤堅硬的犁底層，增大土壤孔隙度，增加土壤通透性和有機質(zhì)含量，改善土壤理化性狀，提高土壤肥力。

2.2 應用優(yōu)勢

2.2.1 有利于土壤結(jié)構(gòu)的改良。土壤深翻技術(shù)可以使耕層加深、土壤疏松綿軟、通氣性增強、保水保墑，有利于種子萌發(fā)，促進作物根系生長，增加土壤微生物的呼吸[10]。土壤深翻技術(shù)可以有效促進土壤團粒結(jié)構(gòu)的形成，打破土壤板結(jié)層，便于土壤有機質(zhì)的腐熟和分解，提高土壤微生物的活性和數(shù)量，促進土壤中速效養(yǎng)分的釋放和礦化養(yǎng)分的增加，對洗鹽壓堿能起到較好的效果，進而達到改良土壤結(jié)構(gòu)的目的[11]。

2.2.2 有利于病蟲草害的防治。土壤深翻技術(shù)可將地表及土壤中的病菌、雜草根葉、草種、越冬蟲卵等深埋轉(zhuǎn)化為肥料，有效改善土壤中含病菌的狀況、消滅雜草、降低蟲卵越冬基數(shù)，將地底病蟲翻于地表，使其凍死、干死或者被鳥類啄食，同時使病原菌由于生活環(huán)境的改變而不能存活，最終達到減輕翌年病蟲草害發(fā)生的目的。進而減少農(nóng)藥施用量，降低生產(chǎn)成本，減少農(nóng)藥污染，促進綠色農(nóng)產(chǎn)品的發(fā)展。

2.2.3 有利于作物高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)。土壤深翻技術(shù)能有效增大葉面積指數(shù)、穗位數(shù)、穗長和千粒重，降低空稈率，延緩葉片衰老，促進作物根系縱深伸長和橫向分布，促進玉米的增產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)[12]。土壤深翻技術(shù)能將好氧微生物作用的耕作層土壤與下部厭氧微生物作用的原始層土壤進行置換，提高了作物對耕作層氮、磷、鉀及微量元素的總吸收量，促進了作物根系生長延伸；同時將雜草及草根、草種翻到深層，大大減少雜草危害，減少與作物爭肥，確保植物生長的營養(yǎng)供給。提高了作物產(chǎn)量[13]。土壤深翻技術(shù)與秸稈還田、有機肥配套使用可加深深翻效應，減少化肥施用量，保證糧食安全和農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展[14]。

3 秸稈還田

3.1 定義

秸稈還田是指把作物秸稈直接或堆積腐熟后施入土壤中。因為秸稈是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中主要的副產(chǎn)品，含有大量的有機質(zhì)和各種營養(yǎng)元素[15]，所以將秸稈還田能有效改良土壤，避免秸稈焚燒引起的資源浪費和環(huán)境污染。合理利用資源、提升地力的同時又可以保護環(huán)境，對發(fā)展高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)農(nóng)業(yè)起重要作用。

3.2 應用優(yōu)勢

3.2.1 有利于土壤理化性狀的改善。秸稈還田具有雙向調(diào)節(jié)溫度的功能，高溫時降低土壤溫度，低溫時升高土壤溫度[16]。研究表明，秸稈還田可以增加土壤孔隙度，降低土壤密度和土壤容重，增加田間持水量，減少土壤水分蒸發(fā)，防止土壤板結(jié)，有效改善土壤理化性狀[17]。另外，秸稈還田可增加土壤中堿解氮、速效磷、速效鉀的含量，提升養(yǎng)分供應水平[18]；同時也增加土壤中鋅、鐵、錳、鎂等微量元素的含量[19]。秸稈還田還具有調(diào)節(jié)土壤酸堿性的作用，使酸、堿性土壤向中性土壤轉(zhuǎn)變[20]。

3.2.2 有利于土壤肥力的提升。研究發(fā)現(xiàn)，秸稈還田可以增加土壤中0.25～1.00 mm微團聚體和團聚體含量，有利于土壤中水穩(wěn)性團粒的形成[21]。秸稈的土壤覆蓋還田和土壤深翻還田均能增加土壤中的微生物含量。土壤微生物具有促進腐殖質(zhì)的形成和有機質(zhì)分解的作用，從而起到培肥地力的作用[22]。

3.2.3 有利于作物產(chǎn)量的提高。秸稈還田有助于土壤水、肥、氣、熱等因素的協(xié)調(diào)發(fā)展，提升作物根系活力，為作物生長發(fā)育提供良好條件[23]。相關(guān)研究表明，秸稈還田能夠促進作物地上部分的生長發(fā)育，擴大根系生長空間，使株高、莖粗、單株葉面積和地上部干物質(zhì)重增加，最終達到作物產(chǎn)量提高的目的[24]。

4 結(jié)語

瓦房店地區(qū)長期實行土壤淺耕，造成土壤有效活土層淺、犁底層上移增厚、土壤緊實、土壤肥力低下、土壤結(jié)構(gòu)破壞，影響作物根系生長，導致作物產(chǎn)量下降。同時，由于大量作物秸稈焚燒，不僅浪費了資源，而且污染了環(huán)境。近年來，機械化深松、深翻技術(shù)和秸稈還田技術(shù)作為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中重要的增產(chǎn)技術(shù)措施，其推廣應用可有效改善土壤理化性狀、恢復土壤結(jié)構(gòu)、提升土壤肥力、增加產(chǎn)量、保護環(huán)境。但機械化深松、深翻技術(shù)和秸稈還田不是單一的作業(yè)方式，如秸稈還田與深松配合作業(yè)、秸稈還田與深翻配合作業(yè)、深翻與有機肥施用配合作業(yè)等均可增強地力培肥效應。今后，在農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)機械化、規(guī)模化的大背景下，要進一步形成合理、適宜的地力提升模式，為瓦房店地區(qū)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展打好基礎。

5 參考文獻

[1] 郭書亞.秸稈覆蓋深松對土壤肥力及夏玉米生育和產(chǎn)量的影響[D].洛陽：河南科技大學，2011.

[2] 孫濤.不同耕作方式及施肥對黑土理化性質(zhì)的影響[D].哈爾濱：東北農(nóng)業(yè)大學，2008.

[3] 石彥琴，高旺盛，陳源泉，等.耕層厚度對華北高產(chǎn)灌溉農(nóng)田土壤有機碳儲量的影響[J].農(nóng)業(yè)工程學報，2010，26（11）：85-90.

[4] 孔德軍，王世學，高煥文.保護性耕作條件下松耕作業(yè)機具的探討[J].農(nóng)機化研究，2004（1）：184-186.

[5] 劉緒軍，榮建東.深松耕法對土壤結(jié)構(gòu)性能的影響[J].水土保持應用技術(shù)，2009（1）：9-10.

[6] 朱瑞祥，張軍昌，薛少平，等.保護性耕作條件下的深松技術(shù)試驗[J].農(nóng)業(yè)工程學報，2009，25（6）：145-147.

[7] 張合云，湯麗芬.土地深翻深松機械化技術(shù)推廣[J].云南農(nóng)業(yè)，2016（8）：87-88.

[8] 堐邦生.機械深松技術(shù)探討[J].中國農(nóng)機化，2011（3）：101-103.

[9] 白建芳.不同耕作方式對高產(chǎn)春玉米冠根衰老的影響[D].呼和浩特：內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學，2012.

[10] 趙亞麗，薛志偉，郭海斌，等.耕作方式與秸稈還田對土壤呼吸的影響及機理[J].農(nóng)業(yè)工程學報，2014，30（19）：155-165.

[11] YIN X H，VYN T J.Potassium placement effects on yield and seede composition of no-till soybean seeded in alternate row widths[J].Agronomy，2003，95：126-132.

[12] 劉艷昆，閻旭東，徐玉鵬，等.濱海地區(qū)不同耕作方式對土壤水分及夏玉米生長發(fā)育的影響[J].天津農(nóng)業(yè)科學，2014，20（8）：91-94.

[13] 李亭亭.不同耕作及秸稈還田方式對春玉米產(chǎn)量形成及養(yǎng)分吸收的影響[D].沈陽：沈陽農(nóng)業(yè)大學，2013.

[14] 張正斌，徐萍.科學深翻土地保障糧食安全[N].中國科學報，2012-07-21（A3）.

[15] 李勇，曹紅娣，鄧九勝，等.小麥秸稈全量還田對土壤速效氮及水稻產(chǎn)量的影響[J].土壤肥料，生態(tài)與農(nóng)村環(huán)境學報，2009，25（4）：46-51.

[16] HUMBERT B C，LAI R.Corn stover removal impacts on micro-scale soil physical properties[J].Geoderma，2008，145：335-346.

[17] 馬永良，師宏奎，張書奎，等.玉米稻稈整株全量還田土壤理化性狀的變化及其對后茬小麥生長的影響[J].中國農(nóng)業(yè)大學學報，2003，8（增刊1）：42-46.

[18] 申源源，陳宏.秸稈還田對土壤改良的研宄進展[J].中國農(nóng)學通報，2009，25（19）：291-294.

[19] 勞秀榮，孫偉紅，王真.秸桿還田與化肥配合施用對土壤肥力的影響[J].土壤學報，2003，40（4）：619-623.

[20] TANG C，YU Q.Impact of chemical composition of legume residues and initial soil pH on pH change of a soil after residue incorporation[J].Plant soil，1999，215：29-38.

[21] SONNLEITNER R，LORBEER E，SCHINNER F.Effects of straw，vegetable oil and wheyon physical and microbiological properties of a chernozem[J].Applied Soil Ecology，2003，22（3）：195-204.

[22] 蔡曉布，錢成，張元，等.西藏中部地區(qū)退化土壤秸稈還田的微生物變化特征及其影響[J].應用生態(tài)學報，2004，15（3）：463-468.

[23] 于寒.秸稈還田方式對土壤微生物及玉米生長特性的調(diào)控效應研究[D].長春：吉林農(nóng)業(yè)大學，2015.

[24] 張立強，汪有科，員學鋒，等.不同水分狀況下秸稈覆蓋量對玉米根、冠生長的影響[J].干旱地區(qū)農(nóng)業(yè)研究，2007，25（5）：46-51.