切縫式耕種法與其它耕種法的對比試驗(yàn)

彭三河

(長江大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院，湖北 荊州 434023)

切縫式耕種法與其它耕種法的對比試驗(yàn)

彭三河

(長江大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院，湖北 荊州 434023)

以大豆為受試作物，對切縫式耕種法與傳統(tǒng)耕作法、免耕法進(jìn)行了對比試驗(yàn)，結(jié)果表明，切縫式耕種法相對其他深耕方法阻力??；相比傳統(tǒng)耕作法和免耕法產(chǎn)量高；其最佳的切縫寬度為1 mm。

切縫；耕種；效果

在各種土壤的耕作層下所形成的犁底層，限制了作物的根系伸向心土層，因而防礙了作物對心土層所貯存的水分和養(yǎng)分的吸收作用。過去常用深耕的方法來打破犁耕層，但是，心土層松土以及其它類型的深耕法都耗能太大，作用速度緩慢，有時(shí)甚至使不同的土層相混而造成不利的影響。有些植物(如bahia草等)的根能伸入犁底層。近幾年筆者在湖北荊州的試驗(yàn)表明，在種過4年bahia草的地里種植棉花時(shí)，棉花產(chǎn)量增加1倍多。試驗(yàn)中雖然沒有測出犁底層的強(qiáng)度和密度的變化，但種植bahia草之后，犁底層出現(xiàn)了許多較大的垂直孔隙，使得棉花根系能夠穿過犁底層而向下伸長。如果能在犁底層切出一條幾毫米寬的縫隙，就像bahia草根伸入犁底層那樣，同樣會有利于作物根系的生長。它還會增加犁底層和犁底層以下土壤的氧氣供給狀況。切出一條窄縫的過程，比起心土層松土、用鑿形犁松土以及其它形式的深耕來說，耗能較少[1，2]，并且不會使不同土層相混。

圖1 切刀示意圖Figure 1 Cutter diagram

1 材料與方法

1.1 材料及設(shè)備

試驗(yàn)大豆品種為‘鄂豆4號’，動力切縫采用自行研制的農(nóng)用拖拉機(jī)牽引的切縫犁，并配上切刀(圖1)。

1．2 試驗(yàn)方法

試驗(yàn)于2005年7月在湖北荊州岑河農(nóng)場進(jìn)行。試驗(yàn)地為砂壤土，在20 cm深的耕作層下有5～8 cm的犁底層。試驗(yàn)采用3種作業(yè)法在2 m長的單行試驗(yàn)小區(qū)進(jìn)行對比作業(yè)試驗(yàn)，分別為： A.傳統(tǒng)耕作法。即只翻松耕作層土壤的耕作技術(shù)：耕深為20 cm[3～5]；B.免耕法。即用大量秸稈殘茬覆蓋地表，將耕作減少到只要能保證種子發(fā)芽即可，主要用農(nóng)藥來控制雜草和病蟲害的耕作技術(shù)：開出一條4～5 cm深的播行；C.切縫式耕種法：采用切縫犁在播行下切出一條深38 cm、寬1～3 mm的縫隙。以上3種方法各設(shè)3個(gè)隨機(jī)布置的重復(fù)。3月26日播種大豆，由于比平常播種得晚，植株密度為40株/m2(比平常多35%)，行距為75 cm，并直接噴撒除草劑和進(jìn)行人工除草。在耕作時(shí)，測量了切縫犁與鑿形犁的牽引阻力。在切縫式耕種法中，還進(jìn)行了窄縫(1 mm)和寬縫(3 mm)2種試驗(yàn)。在作物生長期間，對作物高度測量了5次，并對2 m長的單行小區(qū)人工收獲后測其產(chǎn)量。

2 結(jié)果與分析

2005年7月上旬，雨水充沛，濕透了土層的內(nèi)部。各個(gè)試驗(yàn)小區(qū)的大豆生長狀況都良好，3種耕種法的作物發(fā)芽情況基本相同。但7～10 d后，切縫式耕種的大豆，其根部已長到深度為38 cm的狹縫底部，其根的生長速度為每天4～5 cm。在理想的生長條件下，大豆根尖的生長速度為每天6～7 cm。而免耕法和傳統(tǒng)耕作法，大豆的根都處于20 cm深的耕層內(nèi)。

圖2 3種不同耕作法所種大豆不同時(shí)期的植株高度Figure 2 Soybean plant height in different periodsby three different types of tillage

從7月下旬到9月上旬的6周時(shí)間，由于干旱，免耕法所種大豆下部葉子有枯干和脫落現(xiàn)象，而切縫式耕種法所種大豆沒有類似現(xiàn)象，傳統(tǒng)耕法所種大豆的水分狀況介于上述兩者之間。3種不同耕法所種大豆不同時(shí)期的植株高度見圖2。

對成熟期大豆根系的觀察表明，免耕法所種大豆的根系稀疏地分布在耕作層，傳統(tǒng)耕法所種的大豆根系在耕作層的分布較稠密。上述兩者耕法所種大豆除只有少量的根通過原來就存在的孔隙外，幾乎沒有伸入到犁底層的根系。而切縫式耕種法相反，不但在耕層有稠密的根系，而且大豆的根通過38 cm深的切縫底部，充分伸入到種行兩側(cè)50 cm寬、1 m多深的心土層區(qū)域。由于大豆根扎到了較濕的心土層，所以在6周的干旱期間，抵抗了干旱的威脅。這充分顯示出了切縫耕作法的優(yōu)越性。

3種耕種法所種大豆的產(chǎn)量測定結(jié)果分別為：免耕法1 230 kg/hm2、傳統(tǒng)耕作法1 810 kg/hm2、切縫耕種法1 960 kg/hm2。F檢驗(yàn)表明，各種處理方法的差異顯著(Plt;0.05)，這充分說明了切縫式耕種法在產(chǎn)量上具有較大的對比優(yōu)勢。

試驗(yàn)中對切縫犁與鑿形犁的牽引阻力測定，結(jié)果表明：隨不同的土壤硬度、犁底層深度和作業(yè)速度，切縫犁的阻力可減少12%～43%。但切縫刀的嚴(yán)重磨損限制了它的使用。這就需要探求新的耐磨材料，需要改進(jìn)設(shè)計(jì)或用其它方法來切縫。

經(jīng)試驗(yàn)，切縫的寬度以1 mm米比較適合，根系在寬縫中的生長反倒減少。切縫的刀應(yīng)為4 mm厚。由于土壤的彈性、表層土壤的重量以及其它原因，切縫會閉合到1 mm左右，有時(shí)切縫會完全閉合，但是根系仍能生長。

3 小結(jié)

本試驗(yàn)結(jié)果表明，一條直接在種行下面的犁底層切出的垂直窄縫，能促使作物根系迅速向下生長，吸收心土層的水分和養(yǎng)分，從而提高作物的抗旱能力。但縫的寬度和形狀影響作物根的形態(tài)。

[1]于增彥.一種新的種植技術(shù)[J].河北農(nóng)業(yè)科技,1982,(5)：39.

[2]黃開紅.稻茬麥切縫式立苗技術(shù)途徑研究初報(bào)[J].江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué),1992,(3)：12～13.

[3]竇全興.機(jī)械深松增產(chǎn)效果分析[J].農(nóng)村機(jī)械化,1998,(3):21.

[4]富學(xué)民.機(jī)械深松聯(lián)合整地技術(shù)的試驗(yàn)[J].農(nóng)機(jī)化研究,1996,(3):55～56.

[5]張長滿,馮國堅(jiān).機(jī)械深松耕對小麥的增產(chǎn)效應(yīng)[J].山西農(nóng)業(yè)科學(xué),1988,(5):33.

2009-02-26

湖北省教育廳重點(diǎn)資助項(xiàng)目(D200512003)

彭三河(1963-)，男,湖北紅安人，副教授，主要從事農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)研究.

10.3969/j.issn.1673-1409(S).2009.03.024

S222.2；S344

A

1673-1409(2009)03-S084-02