風(fēng)沙土區(qū)不同耕作方式對土壤及大豆性狀的影響

李 正，王孟雪，張玉先, 胡國華

(黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)，黑龍江 大慶 163319)

風(fēng)沙土區(qū)不同耕作方式對土壤及大豆性狀的影響

李 正，王孟雪，張玉先, 胡國華

(黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)，黑龍江 大慶 163319)

為了研究適合風(fēng)沙土區(qū)的耕作方式，采用春旋地、打茬播種、原壟卡種及秋起壟四種不同整地方式進(jìn)行對比試驗。結(jié)果表明：耕作措施對土壤水分產(chǎn)生較大影響。其中，原壟卡種處理表現(xiàn)較好，保墑效果依次是原壟卡種>秋起壟>打茬播種>春旋地。原壟卡種處理的土壤溫度低于其他處理。比較各項大豆生育性狀指標(biāo)，綜合表現(xiàn)最好的是原壟卡種，最差的是春旋地處理。原壟卡種處理的產(chǎn)量最高，比秋起壟處理增加了16.7%，比春旋地及打茬播種處理增加了23.5%。

耕作方式；地溫；生育性狀；產(chǎn)量

土壤水分狀況對農(nóng)作物的生長起著重要的作用，不同耕作措施對農(nóng)田土壤水分及作物產(chǎn)量造成不同的影響，是決定作物生長發(fā)育的關(guān)鍵因素[1-2]。黑龍江省西部風(fēng)沙土區(qū)是我國著名的“嫩江砂地”，位于松嫩平原西部的嫩江及其支流兩岸的河湖漫灘及低階地上。該區(qū)土壤不僅肥力低，而且有機(jī)質(zhì)的礦化速率非?？?。風(fēng)沙土比熱小、吸熱快、通透性強(qiáng)，所以，該地區(qū)早春解凍早，化凍快。融凍水上升時間短，返漿水不明顯。春季土壤含水量多在20%以下，春旱非常嚴(yán)重，常常不能一次播種保全苗。因此，如何采取適宜的栽培技術(shù)措施，充分發(fā)揮其生產(chǎn)力，是當(dāng)前風(fēng)沙土區(qū)作物生產(chǎn)進(jìn)一步獲得高產(chǎn)的關(guān)鍵，對提升風(fēng)沙土的水分利用率具有重要意義。本試驗通過土壤耕作、保水措施等關(guān)鍵技術(shù)的研究，建立適合大慶風(fēng)沙土區(qū)的先進(jìn)耕作技術(shù)體系，達(dá)到降低水土流失、改善土壤環(huán)境、提高水分利用率、水分生產(chǎn)效率及農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效益的目標(biāo)。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)概況

試驗地設(shè)在杜爾伯特蒙古族自治縣農(nóng)業(yè)科技園區(qū)。杜爾伯特縣位于黑龍江省西南部，隸屬大慶市。松嫩平原腹地、嫩江之濱，地勢開闊平坦。海拔高度一般在135～145 m之間，由北向南傾斜。面積約6176 km2，位于北緯45°53′～47°8′和東經(jīng)123°45′～124°42′之間，土壤以風(fēng)沙土和黑鈣土為主。春季風(fēng)大，氣候干燥；夏季由于受東南季風(fēng)影響，天氣溫和，降水集中；秋季涼爽，常有早霜，常刮偏北風(fēng)，天氣寒冷。降水量較少，夏季6—8月是降水集中期，占全年降水量70%，秋季次之，春季少于秋季，冬季最少。大風(fēng)加速了水分的蒸發(fā)，土壤易干旱。土壤表面組成物質(zhì)在大風(fēng)持久的作用下容易發(fā)生風(fēng)蝕，尤其是春季干旱、大風(fēng)、揚沙天氣經(jīng)常發(fā)生，對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)很不利。

1.2 試驗設(shè)計方案

供試大豆品種為東農(nóng)48。試驗共設(shè)計4個處理，見表1。采用大區(qū)對比法排列，每小區(qū)12行，行長200 m，行距68 cm，小區(qū)面積1632 m2。設(shè)計保苗3×105株/hm2。播前土壤基礎(chǔ)肥力:堿解氮46.1 mg/kg，銨態(tài)氮9.5 mg/kg，硝態(tài)氮1.66 mg/kg，速效磷70.5 mg/kg，速效鉀199.2 mg/kg，有機(jī)質(zhì)3.57%，pH值6.15。前茬為玉米，耕層深度30 cm。

表1 不同試驗處理及整地方式

1.3 栽培管理情況

試驗于2016年5月16日播種，采用氣吸式精量點播機(jī)統(tǒng)一播種。施肥量280 kg/hm2，其中磷酸二銨160 kg(N 18%、P2O546%)，尿素50 kg(N 46%)，氧化鉀70 kg(K2O 60%)。5月18日機(jī)車化學(xué)滅草，每公頃噴90%乙草胺2.5 kg+75%寶收50 g。出苗后機(jī)車中耕管理2次，人工鋤草1次。試驗于10月5日在每個處理取兩點進(jìn)行考種測產(chǎn)。

1.4 調(diào)查項目及測定方法

(1)生育性狀測定。春季調(diào)查大豆出苗日期及出苗率。生育期內(nèi)調(diào)查各處理大豆開花日期及成熟日期。

(2)產(chǎn)量測定。產(chǎn)量測定方法采用樣點法測定理論產(chǎn)量?？挤N時對大豆株高、莢高、分枝數(shù)、單株莢數(shù)、單株粒數(shù)、百粒重等產(chǎn)量構(gòu)成因素進(jìn)行測量。同時在收獲期調(diào)查大豆蟲食率及病理率。

(3)土壤水分測定。土壤水分測定采用烘干稱重法，在大豆播種后第12 d開始對各小區(qū)0～20 cm土層進(jìn)行土壤水分測定，連續(xù)測定10 d。

(4)地溫測定。在測定各處理土壤水分時，同步測定各處理土壤溫度。用地溫計測定每個處理小區(qū)5 cm和10 cm土層的地溫。每天的8:00、12:00和20:00分3次測定，3個值的平均值即為當(dāng)天的地溫。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同整地方式對土壤含水量的影響

在出苗后連續(xù)10 d監(jiān)測降雨及測定各處理0～20 cm土層內(nèi)土壤含水量，如圖1所示。10 d的降雨量達(dá)65 mm，日照時數(shù)僅有32.6 h。從圖中可以看出，各處理土壤含水量無明顯變化規(guī)律。在5月29日強(qiáng)降雨后，秋起壟處理的土壤含水量相對較高，其次為打茬播種處理，原壟卡種處理的土壤水分最低。從6月3日之后，原壟卡種處理的土壤水分有所上升。原壟卡種相對于其他三種耕作方式，由于動土次數(shù)減少，抑制了土壤蒸發(fā)，保水能力較強(qiáng)；春旋地處理土壤相對疏松，有利于土壤水分蒸發(fā)，導(dǎo)致表層土壤含水量較小。

圖1 各處理0～20 cm土層水分含量

2.2 不同整地方式對各處理地溫的影響

如圖2所示。上午8：00土壤觀測結(jié)果顯示，測定期間由于連續(xù)降雨，導(dǎo)致土壤溫度不高。5 cm土層范圍內(nèi)表現(xiàn)為秋起壟處理的土壤溫度高于其他三個處理，10 cm土層土壤溫度表現(xiàn)為原壟卡種處理的最低。相比之下，原壟卡種處理的土壤溫度在5 cm及10 cm土層上均表現(xiàn)出較低水平。原壟卡種屬于免耕方式，地表有秸稈覆蓋，導(dǎo)致該處理的土壤溫度低于其他處理。不同土壤深度分析來看，從5月28日—6月1日，5 cm土層和10 cm土層的土壤溫度沒有差別。6月1—6日，10 cm土層土壤溫度略低于5 cm土層土壤溫度。

圖2 苗期0～10 cm土壤溫度變化

2.3 耕作方式對大豆生育性狀及產(chǎn)量的影響

各處理大豆的生育期調(diào)查及產(chǎn)量性狀如表2所示。從出苗日期來看，各處理之間差異不大，相差1～2 d，秋起壟處理出苗最早，比原壟卡種處理早1 d，比打茬播種和春旋地處理早2 d。打茬播種和秋起壟處理的出苗率相對較好，春旋地和原壟卡種的出苗率為中等。春旋地處理在春季機(jī)械耕作導(dǎo)致土壤相對板結(jié)，播種質(zhì)量差、出苗不齊、缺苗多。而原壟卡種由于地表有秸稈覆蓋，影響了大豆的出苗率。原壟卡種和秋起壟處理的開花期和成熟期比打茬播種處理和春旋地分別早1 d和2 d。從蟲食率和病理率分析，原壟卡種和秋起壟處理的病理率較春旋地和打茬播種處理低，打茬播種處理的蟲食率和病理率均高于其他三個處理，原壟卡種的蟲食率為最低。

表2 各處理生育性狀調(diào)查表

各處理的產(chǎn)量構(gòu)成因素見表3。由表3可知，田間考種表現(xiàn)最好的是原壟卡種處理，其收獲株數(shù)分別比秋起壟、打茬播種和春旋地處理的增加了9.6%、21.4%和30.8%，單株莢數(shù)分別增加了8.3%、17.6%和21%，單株粒數(shù)分別增加了1%、22.8%、25.9%。產(chǎn)量最高的處理為原壟卡種，其次為秋起壟處理，春旋地和打茬播種處理的產(chǎn)量最低。原壟卡種處理的產(chǎn)量比秋起壟處理增加了16.7%，比春旋地及打茬播種處理增加了23.5%。這進(jìn)一步說明原壟卡種處理苗期較高的土壤水分含量有利于幼苗生長，從而使其有較高的收獲株數(shù)。

表3 各處理大豆產(chǎn)量構(gòu)成

3 討 論

耕作方式顯著影響春季播種期土壤含水量。曾有研究表明，免耕相對普通翻耕方式具有較強(qiáng)的土壤蓄水保墑能力[3]；但也有部分學(xué)者研究認(rèn)為，旋耕可以增強(qiáng)土壤蓄水能力，增加土壤含水量[4-6]。本研究結(jié)果表明，風(fēng)沙土條件下，進(jìn)行原壟卡種處理的土壤水分含量相對普通旋耕處理的高，具有較強(qiáng)的蓄水保墑能力。出現(xiàn)這種情況的原因為原壟卡種對土壤的擾動少，秸稈覆蓋地表，具有減少水分的蒸發(fā)的作用，這與陳學(xué)文的研究結(jié)論一致[7]。

在大豆出苗后，測定土壤0～10 cm土層深度的地溫，均表現(xiàn)出原壟卡種處理的土壤溫度低于其他處理。原壟卡種屬于免耕方式，前期對土壤擾動小，并有秸稈覆蓋。有研究表明，免耕秸稈覆蓋可能造成低溫效應(yīng)[8-9]。與其他耕作方式相比，地表覆蓋物的增加減少了太陽輻射，降低了地表風(fēng)速，地表蒸發(fā)也相對減少。除此之外，土壤含水量增加，水的熱容量大，使得吸收相同熱量的土壤，地溫升高幅度偏低。

原壟卡種處理的大豆出苗率略低于打茬播種和秋起壟處理，但大豆生育性狀相對于其他三個表現(xiàn)較好，產(chǎn)量和經(jīng)濟(jì)效益也是各處理中表現(xiàn)最佳的。表明大豆生長受前期作物出苗影響較小，主要受土壤水分含量影響較大。降雨分配是影響大豆產(chǎn)量的主要因素，原壟卡種處理對土壤擾動小，相比其他處理土壤性狀相對較好，增強(qiáng)了滯澇的能力，減小了由于地表有秸稈覆蓋造成的春季低溫效應(yīng)，使大豆后期產(chǎn)量沒有受到前期出苗率的影響。

4 結(jié) 論

(1)通過2016的試驗結(jié)果可以證明：原壟卡種表現(xiàn)最好，其次是秋起壟處理，春旋地表現(xiàn)最差。

(2)在今年的氣候條件下，春季低溫、雨大，選擇原壟卡種耕作栽培技術(shù)是相對有效的栽培途徑，能達(dá)到高產(chǎn)、高效的目的。

[1] 張有利，李娜，王孟雪，等.不同整地方式對風(fēng)沙土玉米地土壤緊實度的影響[J].水土保持研究，2015(1)：1-22.

[2] 李亞杰，唐江華，蘇麗麗,等. 耕作方式對土壤含水量及夏大豆生長的影響[J].新疆農(nóng)業(yè)科學(xué)，2015，52(4) : 621-627.

[3] 向新華，魏巍，張興義，等.保護(hù)性耕作對大豆生長發(fā)育及土壤微生物多樣性影響[J].大豆科學(xué)，2013，32(3) : 321-328.

[4] 蘇麗麗，徐文修，李亞杰，等. 耕作方式對干旱綠洲滴灌復(fù)播大豆農(nóng)田土壤有機(jī)碳的影響[J].農(nóng)業(yè)工程學(xué)報，2016, 32(4): 150-156.

[5] 蘇麗麗，唐江華，李亞杰，等.不同耕作方式對夏大豆干物質(zhì)生產(chǎn)及土壤水分的影響[J]. 干旱地區(qū)農(nóng)業(yè)研究，2016,34(4) ：197-205.

[6] 張磊，王玉峰，陳雪麗，等. 保護(hù)性耕作條件下土壤物理性狀的研究[J].東北農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報，2010，41(9): 50-54.

[7] 陳學(xué)文，張曉平，梁愛珍，等. 不同耕作方式對黑土農(nóng)田土壤溫濕效應(yīng)的影響[J].大豆科學(xué)，2011,30(5):764-768.

[8] 李成軍，吳宏亮，康建宏，等.玉米保護(hù)性耕作措施水溫效應(yīng)及其產(chǎn)量效果分析[J].玉米科學(xué)，2010，18(3)：129-133.

[9] 劉爽,張興義.保護(hù)性耕作對黑土農(nóng)田土壤水熱及作物產(chǎn)量的影響[J].大豆科學(xué)，2011，30(1):56-61.

Impact of different tillage methods on soil and soybean characters in wind-sand soil area

LI Zheng, WANG Mengxue, ZHANG Yuxian, HU Guohua

(HeilongjiangBayiAgriculturalUniversity，Daqing163319,China)

In order to study the tillage methods suitable for wind-sandy soil, the contrast test was taken by the conservation tillage of spring rotary tillage, fight stubble seed, original crop and autumn ridging. The results show that tillage methods greatly affected soil moisture and the best treatment is original crop. The effect of keep moisture show original crop> autumn ridging> fight stubble seed> spring rotary tillage. The soil temperature of the original crop is lower than other treatments. Compared with the breeding characters of soybean, the overall performance of various indexes showed best in the original crop treatment and worst in the spring rotary tillage treatment.The production of the original crop is the highest and increased by 16.7% than the autumn ridging treatment, by 23.5% than fight stubble seed treatment.

original crop; ground temperature; growing characters; yield

國家現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系(CARS-04-01A);大慶市指導(dǎo)性科技計劃項目(zd-2016-115)

李 正(1997-)，男，安徽濉溪人，本科生,從事農(nóng)業(yè)資源與環(huán)境方面的研究。E-mail: 2193959669@qq.com。

王孟雪(1978-)，女，黑龍江鐵力人，副教授，從事農(nóng)業(yè)環(huán)境生態(tài)方面的研究。E-mail: wangmengxue1978@163.com。

S152;S565.1

A

2096-0506(2017)10-0008-05