古浪縣黃灌區(qū)耕地不同利用方式對土壤結構性質的影響

張建軍

摘要通過對古浪縣黃灌區(qū)不同利用方式的耕地、撂荒地、綠肥地土壤的基本理化性質及土壤團聚體的測定與比較,結果表明,耕地土壤團聚體水穩(wěn)性差,團聚結構極易喪失,引起土壤結構退化;綠肥地和撂荒地團聚體的抗水性能好,具有很好的保水、保肥性能,有利于農作物生長。

關鍵詞利用方式;土壤結構;團聚體;影響;黃灌區(qū)耕地;甘肅古浪

中圖分類號S152.4+5文獻標識碼A文章編號 1007-5739(2009)21-0222-02

土壤結構是維持土壤功能的基礎,是決定土壤中水分、養(yǎng)分的移動和保持,影響耕作難易、根系在土壤中的伸展以及抗蝕性能等的重要因素。表層土壤結構在雨水打擊等作用下受到破壞,土壤團聚體破碎產生更小的可移動的顆粒,不僅易在土壤表面形成土壤結殼,而且導致土壤團聚體構成比例失調以及團聚體穩(wěn)定性下降,從而進一步加劇地表徑流和土壤侵蝕,惡化土壤水熱傳輸和養(yǎng)分保持供應過程。因此,土壤結構在農業(yè)生產實踐中具有非常重要的意義。筆者通過對古浪縣黃灌區(qū)耕地土壤基本理化性質和土壤機械組成等的測定,分析了不同利用方式對土壤結構性質的影響,并提出可行性建議。

1材料與方法

1.1研究區(qū)概況

黃灌區(qū)主要指古浪縣的大靖、西靖、裴家營、海子灘、民權、直灘6個鄉(xiāng)(鎮(zhèn)),有耕地面積2.22萬公頃,主要種植的農作物有小麥、啤酒大麥、玉米、馬鈴薯,該區(qū)海拔1 550~1 900m,年平均氣溫5.6°C,≥10℃的積溫2 700℃,年平均降雨量250mm,年平均蒸發(fā)量3 000mm,年日照時數(shù)2 850h,無霜期156d。土樣采自古浪縣海子灘鎮(zhèn)張家沙河村,屬黃河水灌溉區(qū),土壤類型為灰鈣土。該研究所指耕地為常年用于種植糧食作物、肥力中等的耕地;撂荒地指種植2~3年、撂荒2~3年且采樣時正處于撂荒期的耕地;綠肥地指在夏禾作物收獲后,復種飼用油菜作綠肥的耕地。耕地、撂荒地和綠肥地呈“品”字形分布。

1.2樣品采集與測定

采樣時在每類耕地上每隔20m選1個樣點,在每個樣點上選取間隔為2m的3個采樣點。用取土鏟取0~20cm的耕層土樣,每一點取土約1kg,然后組成3kg左右的混合樣,共取得耕地、撂荒地、綠肥地土樣各12個。土樣采用“S”形采樣,每塊地面積約2 000m2。

在該試驗中,pH值用2∶1的水土比作為浸提液用酸度計測定,碳酸鈣用氣量法測定,電導率用5∶1的水土比作浸提液用電導率儀測定,田間持水量用環(huán)刀法測定,團聚體的測定采用改進的約德爾法測定(R.E.Yoder)。團聚體的測定步驟為:一是用四分法取風干樣品200g,分數(shù)次置于套篩上,套篩粒徑自上而下的順序為5.00mm、3.00mm、1.00mm、0.25mm,加篩蓋和篩底用手干篩,直至不再有土團下漏,然后收集各篩上的土樣,分別稱重,計算百分含量。二是根據(jù)以上求得的百分含量,把各粒級團聚體按比列配成相當于60g的風干土樣。三是將套篩(套篩粒徑從上到下的順序為5.00mm、2.00mm、1.00mm、0.50mm、0.25mm)放于振蕩架上,并置于水桶中,筒內加水達一定高度,使套篩最上面篩子的上緣部分在最低位置時,離開水面1cm左右。四是使套篩在水中上下振動30min之后,將套篩輕輕拿出水面,待水稍干后,用洗瓶將各級篩中的團聚體輕輕沖洗入蒸發(fā)皿,然后在電熱板或水浴上蒸干稱重,精確至0.01g。

2結果與分析

2.1不同利用方式對土壤理化性質與團聚體含量的影響

土壤團聚體是指粒徑大于0.25mm的土壤顆粒,其穩(wěn)定性一般定義為團聚體內部的粘結力抵抗外部沖擊、剪切、研磨或者內部閉蓄的壓縮空氣散逸所導致的崩裂的能力,是表征土壤結構狀況的重要指標。穩(wěn)定的團聚體是土壤有機質庫重要的保護機制,也是作物高產穩(wěn)產的重要保證。

從表1可以看出,耕地中碳酸鈣含量、pH值、電導率、田間持水量均與綠肥地和撂荒地存在顯著差異(p<0.01);耕地中各粒級的百分含量、團聚體總重也與其他兩地存在顯著差異(p<0.01)。同時,干篩團聚體分析結果表明(見表2),不同利用方式下土壤的風干團聚體含量較高,干篩粒徑>0.25mm的團聚體,各樣地占比都很高,且耕地>綠肥地>撂荒地,從各粒級團聚體在干土所占的百分含量來看,大于7mm的團聚體最高,1.00~0.25mm的次之。從干篩團聚體占干土的百分含量來看,耕地為75.4%,綠肥地為64.3%,撂荒地為59.5%,說明耕地土壤有較好的團聚結構。分析各樣地中碳酸鈣含量與團聚體含量存在的對應關系,建立團聚體總重(y)與CaCO3含量(x)之間的一元線性回歸方程:y=19.45+6.37x(r=0.997 4)。從方程可以看出,碳酸鈣在形成土壤團聚體的過程中具有一定的促進作用,根據(jù)耕地與綠肥地、撂荒地在實際農業(yè)生產中的差別可以得出,土壤中碳酸鈣的含量與化學肥料的使用有直接關系。

2.2不同利用方式對團聚體穩(wěn)定性的影響

適宜于作物生長的良好結構主要依賴于直徑為1～10mm的水穩(wěn)性團聚體,該團聚體具有多孔特性,既有較大的空隙保持好氣條件,也有足夠的空隙保持作物生長所需的水分和養(yǎng)分。從濕篩各粒級團聚體組成看(見表3),土樣經(jīng)泡水處理后,撂荒地、綠肥地和耕地>1.00mm粒徑的團聚體百分含量分別由32.4%、48.3%、57.6%下降到27.10%、30.35%、1.88%,其中耕地下降幅度最大為55.72個百分點,綠肥地次之,下降幅度為17.95個百分點,撂荒地下降幅度最小,為5.3個百分點。從顯著性來看,撂荒地、綠肥地與耕地都存在顯著差異,綠肥地與撂荒地差異不顯著。另外,從結構保持率分析,撂荒地和綠肥地的結構保持率分別達到64.45%和64.51%,而耕地的結構保持率只有14.20%。因此,在水的作用下耕地中的團粒結構極易破碎,喪失團聚結構,而撂荒地和綠肥地卻有較強的抗水性,能夠保持較好的團粒結構。

3結論與討論

不同土地利用方式下,碳酸鈣與土壤團聚體的形成有較大關系,碳酸鈣對團聚體的形成有一定促進作用。耕地中團聚體含量較高,但在水的作用下極易喪失團聚結構,引起土壤結構退化。相比之下,綠肥地和撂荒地團聚體的抗水性能好,具有很好的保水、保肥性能,有利于農作物生長。通過對不同利用方式下土壤結構的分析,古浪縣黃灌區(qū)應在麥收后,再復種一茬飼用油菜作為綠肥,這將對有效防止耕地土壤發(fā)生水土流失和結構退化、提高土壤肥力、促進糧食作物持續(xù)穩(wěn)產具有非常重要的作用。

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