糧豆輪作對(duì)土壤水分利用效率分析

楊揚(yáng) 王蛟洋 楊劍虹

東北地區(qū)糧食生產(chǎn)面臨農(nóng)業(yè)供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革，推廣大豆玉米輪作，合理的糧豆輪作能改善土壤結(jié)構(gòu)，提高土壤肥力，平衡土壤養(yǎng)分，減少雜草生長(zhǎng)，減輕病蟲(chóng)害發(fā)生，提高水分利用率，增加糧食產(chǎn)量。研究不同大豆玉米輪作方式，結(jié)果表明營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)期土壤重量含水量均呈現(xiàn)增高趨勢(shì)。生殖生長(zhǎng)期土壤重量含水量為降低趨勢(shì)。大豆耗水量低于玉米，糧豆輪作耗水量低于玉米連作。

我國(guó)是農(nóng)業(yè)大國(guó)，東北地區(qū)是我國(guó)的糧食主要產(chǎn)區(qū)之一，玉米、大豆、水稻是東北地區(qū)主要糧食作物。東北地區(qū)光熱資源充足，利于提高作物產(chǎn)量和品質(zhì)，但水資源不足，屬于半干旱地區(qū)，典型的雨養(yǎng)農(nóng)業(yè)，傳統(tǒng)耕作方式中，玉米和大豆的連作使土壤肥力下降，水土流失嚴(yán)重，糧食產(chǎn)量下降，加劇了農(nóng)藥化肥的使用。

在提高產(chǎn)量的同時(shí)提高水資源利用效率是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的研究重點(diǎn)。目前正面臨著農(nóng)業(yè)供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革，農(nóng)業(yè)部提出在鐮刀彎地區(qū)進(jìn)行玉米種植結(jié)構(gòu)調(diào)整，提出種地養(yǎng)地相結(jié)合結(jié)合型，恢復(fù)東北地區(qū)大豆玉米輪作以及玉米和雜糧雜豆輪作。合理的糧豆輪作能改善土壤結(jié)構(gòu)，提高土壤肥力，平衡土壤養(yǎng)分，減少雜草生長(zhǎng)，減輕病蟲(chóng)害發(fā)生，提高水分利用率，增加糧食產(chǎn)量。

1、材料與方法

試驗(yàn)在中國(guó)氣象局錦州農(nóng)業(yè)氣象試驗(yàn)站（41°09′N，121°10′E，海拔27.4m）進(jìn)行，位于遼寧省西南部，屬典型溫帶季風(fēng)型氣候，年平均氣溫9.5℃，1月平均氣溫-8.0℃，7月平均氣溫24.4℃，年均降水量568mm，試驗(yàn)地點(diǎn)地勢(shì)平坦，土壤種類屬平地淤黃土，土層較厚，土壤顏色為淡黃棕色。土質(zhì)不沙不粘，其透水性和保水性較好。上層0-30cm為中壤土，40-70cm為重壤土，80-100cm為粘土，酸堿度為中性，地下水位為2-6m，土壤pH6.38，土壤養(yǎng)分有機(jī)質(zhì)23.59g/kg、硝態(tài)氮4.04mg/kg、氨態(tài)氮22.34mg/kg、速效磷94.58mg/kg和速效鉀0.09g/kg。

同時(shí)播種玉米和大豆，播種方式為機(jī)播，分別利用前茬種植的玉米和大豆地塊，形成玉米—玉米、玉米—大豆、大豆—大豆、大豆—玉米、裸地對(duì)照等五種輪作方式，采用相同施肥量，與大田相同的田間管理方式。每隔10天利用人工土鉆烘干稱重法分別測(cè)量五個(gè)地段分層次的土壤含水量。生物量測(cè)定按照玉米和大豆的發(fā)育期，分別在三葉、七葉、拔節(jié)、抽雄、乳熟、成熟和三真葉、分枝、開(kāi)花、鼓粒、成熟測(cè)定葉面積和分器官干鮮重?？挤N按照農(nóng)業(yè)氣象觀測(cè)規(guī)范玉米和大豆分別測(cè)定果穗長(zhǎng)、果穗粗、禿尖比、株籽粒重、百粒重、理論產(chǎn)量、莖稈重、籽粒與莖稈比和株莢數(shù)、空秕莢率、株結(jié)實(shí)粒數(shù)、株籽粒重、百粒重、理論產(chǎn)量、莖稈重、籽粒與莖稈比等項(xiàng)目。

2、結(jié)果與分析

播種時(shí)5種輪作方式土壤重量含水量接近，大豆茬口略高于玉米茬口，出苗前不同輪作方式土壤重量含水量變化一致，玉米三葉期和大豆三真葉期之后，出現(xiàn)明顯差異性變化。營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)期降水量較多，作物耗水量較小，土壤重量含水量均呈現(xiàn)增高趨勢(shì);8月中上旬出現(xiàn)階段性干旱，土壤重量含水量急劇下降;生殖生長(zhǎng)期降水量偏少，作物需水量增加，土壤重量含水量為降低趨勢(shì)。玉米由于根系較深，能夠吸收深層水分，盡管出現(xiàn)階段性干旱，但土壤重量含水量變化不過(guò)于激烈，玉米連作在生育期內(nèi)土壤重量含水量變化最為平緩。大豆相對(duì)玉米根系較淺，生長(zhǎng)耗水吸收淺層土壤水分較多，出現(xiàn)階段性干旱時(shí)，大量消耗土壤水分，造成土壤重量含水量急劇降低?？傮w來(lái)看大豆種植地段土壤重量含水量高于玉米種植地段，生育期結(jié)束后土壤重量含水量為大豆—大豆>玉米—大豆>大豆—玉米>玉米—玉米。

3、結(jié)論

大豆生長(zhǎng)耗水量低于玉米耗水量，大豆根系較玉米淺，消耗淺層土壤水分和降水多于玉米，玉米消耗深層土壤水分多于大豆，同等情況下抗旱能力強(qiáng)于大豆。

大豆不適宜連作，可能造成病蟲(chóng)害增加并造成減產(chǎn)。玉米可以連作，對(duì)產(chǎn)量影響不大。但玉米連作序列中加入大豆種植能夠增加土壤水分蓄存，并能提高作物產(chǎn)量。

綜合農(nóng)業(yè)生產(chǎn)投入產(chǎn)出比和土壤水分利用率考慮，兩茬玉米一茬大豆輪作方式是本區(qū)域的最佳輪作方式。

（作者單位：1.121000遼寧省錦州市生態(tài)與農(nóng)業(yè)氣象中心;2.121000遼寧省錦州市氣象局）