振動深松旋滅整地對土壤物理性狀的影響

趙加敏，安清平，陶延懷

(1.青岡縣水務(wù)局，黑龍江青岡151600;2.黑龍江省水利水電勘測設(shè)計研究院，哈爾濱150080; 3.黑龍江省水利科學(xué)研究院，哈爾濱150080)

1 振動深松旋滅技術(shù)簡介

耕整土地是培肥地力、保證土壤結(jié)構(gòu)合理的根本措施。多年來，由于農(nóng)用小四輪的普及，形成了旱作農(nóng)業(yè)區(qū)不進行深松深耕的耕作習(xí)慣，造成土壤板結(jié)，犁地層堅硬，涵養(yǎng)水分的能力降低，水土流失嚴重。為了達到深耕土壤的目的，在引進國際農(nóng)業(yè)先進技術(shù)的基礎(chǔ)上，經(jīng)消化吸收再創(chuàng)新后，成功研制出了多功能振動式深松機，以此建立了振動深松改土蓄水技術(shù)。同時，為了滿足耕整土地的喧松及粉碎作物根茬的要求，旋耕機和滅茬機相繼問世，建立了旋滅耕法，并應(yīng)用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。由于深松和旋滅兩種機械單獨應(yīng)用的作業(yè)效率、整地效果都不理想，通過將振動深松機械與旋耕、滅茬機械組裝、優(yōu)化集成后，創(chuàng)制出了振動深松旋耕(滅茬)整地機，隨之產(chǎn)生了振動深松旋滅技術(shù)。該技術(shù)不僅能使耕地表層疏松、粉碎作物根茬，同時又能完成深松深耕，打破土壤原有結(jié)構(gòu)，促使土壤團粒重新組合，增加土壤的通透性，提高作物產(chǎn)量。

2 試驗準(zhǔn)備

2.1 土壤干容重確定

本次室內(nèi)試驗土樣取自國家863計劃——“東北半干旱抗旱灌溉區(qū)節(jié)水農(nóng)業(yè)綜合技術(shù)體系集成與示范”項目核心試驗區(qū)甘南縣興隆鄉(xiāng)東興村。土壤干容重的量化指標(biāo)是根據(jù)深松旋滅整地前后現(xiàn)場取土樣后，由黑龍江省水利工程質(zhì)量檢測中心在室內(nèi)測得，詳細結(jié)果見表1。

表1 不同土層干容重表

2.2 試驗用儀器、設(shè)備

感量1 g電子天平1臺，感量0.01 g電子天平1臺，負壓計3支，SM－2手持式土壤水勢測定儀1臺，高度為15 cm、直徑為10 cm的有機玻璃圓筒3個，其它盛水、加水等輔助設(shè)備若干。

3 土壤水分特征曲線測試

3.1 試樣制作

在室內(nèi)，按照土壤層位，根據(jù)土壤干容重和含水量值，按重量將土裝入高度為15 cm、直徑為10 cm的有機玻璃圓筒內(nèi)，制成高度為10 cm的土柱，并將土柱在水中浸泡24 h。將盛滿水的負壓計陶土頭中間點埋入土柱5 cm高處。每層土壤制作3個土柱試樣，即1個處理3次重復(fù)。

3.2 注意事項

土柱試樣制作過程中，要考慮風(fēng)干土中水的重量;每個負壓計本身都有系統(tǒng)誤差，在測試過程中注意消除;在室溫下進行測試，保證負壓計內(nèi)水溫與測試環(huán)境中的氣溫一致，避免負壓計內(nèi)水溫變化而影響水勢測試值。

3.3 土壤水分特征曲線測定

3.3.1 土壤水勢、土壤含水量測定

每天分早、中、晚3次，應(yīng)用手持式土壤水勢測定儀測定土壤水勢，同時對土柱試樣進行稱重，稱得的重量去掉容器和負壓計重量后，可計算出土和水的重量，并可計算出土壤含水量(體積含水量或質(zhì)量含水量)，最后將測得的土壤水勢、土壤含水量填入記錄表格。以深松旋滅整地后0～10 cm層土壤為例，測試數(shù)據(jù)見表2。本試驗，受手持式土壤水勢測定儀測量范圍影響，測試的土壤水吸力范圍為0～80 KPa。

3.3.2 繪制土壤水分特征曲線

整理計算出的土壤含水量及與其對應(yīng)的土壤水勢測定值，并繪制出試樣1、試樣2、試樣3的土壤含水量與土壤水勢對應(yīng)關(guān)系曲線，見圖1、圖2、圖3。將試樣1、試樣2、試樣3測得的數(shù)據(jù)綜合到一起繪制的曲線，即為0～10 cm層土壤經(jīng)深松旋滅整地后的水分特征曲線，見圖4。

圖1 試樣1土壤水分特征曲線

圖2 試樣2土壤水分特征曲線

圖3 試樣3土壤水分特征曲線

圖4 0～10 cm層土壤深松旋滅后的水分特征曲線

4 結(jié)論

從試驗測得的土壤水分特征曲線圖及對應(yīng)的關(guān)系式可以看出，振動深松旋滅整地后，由于改善了土壤結(jié)構(gòu)，增加了土壤的通透性，重組了土壤團粒結(jié)構(gòu)，致使同土層的土壤水分特征曲線發(fā)生了變化。說明振動深松旋滅技術(shù)能夠改變土壤的物理性狀，對治理板結(jié)嚴重、物理性狀日趨惡化的耕地具有顯著效果。