玉米秸稈覆蓋耕作還田農(nóng)田地表浸潤凍融后變化情況初探

劉鴻雁 張沖 龐玉艷 王華澤 范旭輝

摘要：玉米秸稈覆蓋耕作還田技術(shù)在農(nóng)業(yè)發(fā)達(dá)國家得到廣泛應(yīng)用，吉林省作為我國玉米主產(chǎn)區(qū)還未見規(guī)模化應(yīng)用，因此對此項(xiàng)技術(shù)的深入研究成為必要。該試驗(yàn)研究了秋季玉米秸稈覆蓋耕作還田作業(yè)，農(nóng)田地表浸潤凍融后變化情況。結(jié)果表明，玉米秸稈覆蓋耕作還田耕地地表浸潤凍融后有利于形成高質(zhì)量的種床。

關(guān)鍵詞：覆蓋耕作;秸稈還田;浸潤凍融;地表

基金項(xiàng)目：吉林省重點(diǎn)科技攻關(guān)項(xiàng)目 （ 20170204018NY）;吉林省地方科技創(chuàng)新引導(dǎo)與扶貧項(xiàng)目（20191001015XH）;長春市重大科技攻關(guān)項(xiàng)目（19SS018）

中圖分類號：S141.4;S158? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：? A ? ? ? ? ? ? ? ? ? DOI編號： 10.14025/j.cnki.jlny.2019.22.032

吉林省是我國玉米主產(chǎn)區(qū)，玉米是吉林省第一大糧食作物。據(jù)統(tǒng)計(jì)，吉林省玉米秸稈年產(chǎn)3000多萬t，占吉林省全部秸稈資源的85%以上。秸稈還田能夠增加土壤養(yǎng)分，培肥土壤，改善土壤理化性狀，優(yōu)化農(nóng)田生態(tài)環(huán)境，提高作物產(chǎn)量與品質(zhì)，被認(rèn)為是一種有效的農(nóng)田培肥措施，也是秸稈資源利用中最經(jīng)濟(jì)且可持續(xù)的方式。其不但可以解決秸稈的環(huán)境污染問題，也可以促進(jìn)農(nóng)村養(yǎng)分資源的循環(huán)利用和農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展。

吉林省大面積應(yīng)用秸稈覆蓋、高留根茬秸稈覆蓋兩種玉米秸稈還田方式。吉林省各玉米產(chǎn)區(qū)氣候條件、土壤情況、作業(yè)方式差異很大，宜于采用不同的秸稈還田技術(shù)滿足不同地區(qū)的生產(chǎn)要求。

玉米秸稈覆蓋耕作是將土壤和秸稈充分混合，并保留一定的秸稈覆蓋率，既起到防止風(fēng)蝕水蝕，又能加速秸稈腐爛，減少病蟲草害的一項(xiàng)還田技術(shù)，在國際上得到廣泛應(yīng)用。以美國為例，美國農(nóng)業(yè)部網(wǎng)站2019年公布，2008年玉米秸稈覆蓋耕作還田面積占玉米秸稈總還田面積44%。開展玉米秸稈覆蓋耕作還田技術(shù)的研究，可以為吉林省開發(fā)一種適宜大面積推廣應(yīng)用的玉米秸稈還田新技術(shù)。

玉米秸稈覆蓋耕作還田在較干旱地區(qū)，適合于秋季完成作業(yè)，春季不再動(dòng)土。由于部分秸稈覆蓋在地表、部分秸稈混埋在耕層土壤中，如作業(yè)質(zhì)量不佳，容易造成土壤孔隙度過多導(dǎo)致跑風(fēng)失墑。研究秋季覆蓋混埋作業(yè)后，經(jīng)雨雪浸潤、凍融后的地表變化情況對改進(jìn)作業(yè)機(jī)具、完善作業(yè)技術(shù)有著十分重要的意義。本文針對玉米秸稈覆蓋耕作還田耕地地表浸潤凍融后變化情況試驗(yàn)進(jìn)行分析。

1 材料與方法

1.1試驗(yàn)區(qū)概況

試驗(yàn)地位于吉林省農(nóng)安縣的吉林省農(nóng)業(yè)機(jī)械研究院的試驗(yàn)基地。農(nóng)安縣位于吉林省中部，是吉林省玉米生產(chǎn)大縣，玉米播種面積約占糧食播種面積的90%。試驗(yàn)地塊玉米秸稈采用覆蓋耕作技術(shù)全量還田作業(yè)，還田作業(yè)時(shí)深松深度30cm、整地深度15cm。作業(yè)后耕地情況：土壤膨松度16.43%、地表平整度3.2cm、地表秸稈覆蓋率52.5%。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)測試三個(gè)指標(biāo)：地表沉降、溝壑深度、土塊性狀。

地表沉降是測試整體地表的沉降幅度;溝壑深度是找尋地表作業(yè)不好或作業(yè)時(shí)銜接不好時(shí)形成的溝壑，測試深度變化情況;土塊性狀是找尋地表大土塊，觀察其變化情況。

1.3樣品采集與測定

試驗(yàn)時(shí)間為2018年11月22日，次年4月18日土壤完全解凍后提取數(shù)據(jù)。

地表沉降用標(biāo)識簽標(biāo)記，以鋼板尺測量，溝壑深度以鋼板尺配合測量，土塊目測觀察。

2 結(jié)果與分析

2.1地表沉降

試驗(yàn)地塊地表經(jīng)秋冬雨雪浸潤及冬春凍融后，地表出現(xiàn)了明顯沉降，最大沉降3.0cm，最小沉降1.7cm，平均沉降2.3cm。

2.2溝壑深度

地表溝壑深度經(jīng)秋冬雨雪浸潤及冬春凍融后，明顯變淺，最大減少量4.2cm，減少率40.0%;最小減少量0.4cm，減少率2.5%;平均減少量2.7cm，平均減少率26.0%。

2.3土塊性狀

土塊性狀變化較大，整體由棱角分明、潮濕、結(jié)實(shí)、完整變得圓鈍、干燥、松軟、開裂及表層顆粒脫落。

3 結(jié)論與討論

玉米秸稈覆蓋混埋還田農(nóng)田，經(jīng)秋冬雨雪浸潤及冬春凍融后，地表沉降明顯，平均沉降2.3cm，具體沉降數(shù)值應(yīng)與作業(yè)深度及土壤膨松度、秸稈混埋量有關(guān)。地表溝壑深度變化平均減少2.7cm，平均減少率26.0%。由于風(fēng)蝕及溝壁塌潰的共同作用，地表溝壑深度減少幅度大于地表沉降幅度。

秋冬季雨雪的緩慢浸潤，使土塊由結(jié)實(shí)變得松散，再經(jīng)凍結(jié)及融化的過程，使土塊開裂，松碎。

地表沉降、溝壑變淺及土塊變的松碎有利于土壤沉積、減少空洞，防止由于秸稈混入造成土壤結(jié)構(gòu)松散、孔隙過多，有利于保水保墑，形成高質(zhì)量的種床。

參考文獻(xiàn)

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作者簡介：劉鴻雁，本科學(xué)歷，副高級工程師，研究方向：現(xiàn)代農(nóng)學(xué)實(shí)驗(yàn)與保護(hù)性耕作技術(shù)。