不同耕作方式對土壤特性及作物生長的影響

劉哲 雷娜

摘 要 為了探討不同耕作方式對土壤性質(zhì)和作物生長的影響，2017年6月初在秦嶺野外監(jiān)測中心站進行了不同耕作方式的種植試驗，試驗共設(shè)置免耕（NT）、翻耕（MT）和深松（ST）3種耕作方式，測定了3種耕作方式下不同土層的溫度、緊實度和作物株高與葉綠素值。試驗結(jié)果表明，與MT耕作方式相比，NT和ST耕作方式可以更好地緩沖土壤溫度的變化，NT和ST處理下作物葉綠素值分別比MT處理增加了22.6%和10.6%，NT和ST處理下作物株高分別比MT處理增加了40.7%和20.0%，土壤緊實度的整體變換幅度大小順序為NT>ST>MT，NT處理下在20 cm土層緊實度值最大為931 kPa。綜上所述，建議根據(jù)實際情況使用NT和ST耕作方式來改善土壤性質(zhì)和提高作物產(chǎn)量，有助于土壤健康可持續(xù)的發(fā)展。

關(guān)鍵詞 耕作方式;土壤溫度;緊實度;株高;葉綠素

中圖分類號：S157.4 文獻標(biāo)志碼：A DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2019.18.100

土壤的質(zhì)量受到農(nóng)業(yè)耕作方式、種植方式、管理實踐等活動的影響。土壤耕作實踐活動的目的是通過機械等人為活動，協(xié)調(diào)水肥氣熱等條件來改善土壤理化性狀，以創(chuàng)造適宜作物生長和發(fā)育的土壤生態(tài)環(huán)境[1-3]。不同土層的土壤結(jié)構(gòu)與養(yǎng)分狀況會影響作物根系的生長發(fā)育，在適當(dāng)?shù)臅r間實施適當(dāng)?shù)耐寥栏鞴芾?，如在秸稈覆蓋的情況下，進行深松耕作和免耕，是改善土壤質(zhì)量和提高土地生產(chǎn)力的有效措施[4-5]。因此，該研究的目的是比較不同耕作方式對土壤性質(zhì)和作物生長的影響，以期可為改善土壤質(zhì)量，促進作物生長發(fā)育提供理論依據(jù)和技術(shù)支持。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗地布置于陜西省眉縣秦嶺野外監(jiān)測中心站（34°09′N，107°52′E）。眉縣位于陜西省關(guān)中平原西部，秦嶺以南，渭河以北，它屬于黃河中游的川高原地區(qū)，屬暖溫帶大陸半濕潤氣候，年平均氣溫12.9 ℃，年平均日照時間2 015.2 h，無霜期約218 d，年平均降水量609.5 mm。

1.2 試驗設(shè)計

試驗于2016年6—9月在眉縣秦嶺野外監(jiān)測中心站開始進行玉米種植。試驗共設(shè)置3種耕作管理方式，每種處理設(shè)計3個重復(fù)，1）免耕（NT）：沒有耕作管理，待作物收獲后將秸稈全部粉碎覆蓋地表，無其他措施，保持秸稈覆蓋地表越過冬閑期。2）翻耕（MT）：待作物收獲后將秸稈全部粉碎覆蓋地表，用單犁鏵全面深翻20～25 cm且秸稈全部翻埋，地表裸露越過冬閑期。3）深松（ST）：待作物收獲后將秸稈全部粉碎覆蓋地表，單深松鏟耕作深度為30～35 cm，寬度為40～60 cm，保持秸稈覆蓋地表越過冬閑期。耕作試驗的研究地塊為長方形，每個耕作管理區(qū)長6 m、寬5.5 m，面積約33 m2。其他田間管理方法，如施肥和灌溉方式在3種耕作條件下保持一致。

1.3 測定方法

土壤溫度采用WNG-11直角地溫計進行測量，分別在5 cm、10 cm、15 cm、20和25 cm土層處測定土壤溫度;土壤緊實度采用SC900型土壤緊實度儀進行測定，分別在0 cm、2.5 cm、5.0 cm、7.5 cm、10.0 cm、12.5 cm、15.0 cm、17.5 cm和20.0 cm土層處測量土壤緊實度，土壤葉綠素值采用葉綠素儀測定，植株高度采用直尺測定，本次試驗于6月中旬進行相關(guān)指標(biāo)的測定，每次測定重復(fù)3次。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同耕作方式對土壤溫度和土壤緊實度的影響

隨著土壤深度的增加，NT、ST和MT耕作方式下的土壤溫度呈現(xiàn)出先減小后逐漸穩(wěn)定的趨勢，在20 cm土層處土壤溫度逐漸趨于穩(wěn)定（圖1）。在3種耕作方式中，NT和ST耕作方式下的土壤溫度變化幅度均小于MT管理，NT耕作方式下土壤溫度變化幅度最小。從圖1可以看出，不同耕作方式對土壤溫度調(diào)節(jié)變化有不同的效果。NT和ST管理下土壤溫度變化幅度較小，可以更好地緩沖和維持土壤溫度的變化。從圖2可以得出，隨著土層深度的增加，不同耕作方式下土壤緊實度整體呈現(xiàn)出先增大后減小再增大最后減小的趨勢，3種耕作方式下，MT和ST耕作方式下的土壤緊實度變化幅度均小于NT管理，NT耕作方式下土壤緊實度變化幅度較大，最大值在20 cm土層處，為931 kPa，以往關(guān)于土壤緊實對作物根系生長的研究表明，作物根細胞的膨壓一般為700～1 200 kPa，土壤緊實度若高于此值，植物就會受到機械脅迫作用，如此看出3種耕作方式在0～20 cm土層基本上不會阻礙根系的生長發(fā)育[6-7]。

2.2 不同耕作方式對植株葉綠素和株高的影響

在3種耕作方式中，NT和ST耕作方式下的作物株高和葉綠素值均高于MT耕作方式，NT耕作方式下作物株高和葉綠素值最大（表1）。

其中，對于作物株高均值而言，NT和ST耕作方式分別比MT處理增加了40.7%和20.0%，表明NT和ST耕作方式均能有效的促進作物前期的植株生長發(fā)育，NT耕作方式的效果最明顯。對于作物葉綠素均值而言，與作物株高呈現(xiàn)出相同的趨勢，NT和ST耕作方式分別比MT處理下植株葉綠素值高，NT和ST處理分別比MT處理增加了22.6%和10.6%，表明不同的耕作方式對植物葉綠素值有不同的影響，NT和ST耕作方式下植物的葉片色澤比MT處理下綠，作物的光合效率更高，可能原因是MT耕作方式下作物根系對土壤養(yǎng)分吸收和根系微生物菌落有較大的影響，不利于作物根系的生長而導(dǎo)致的葉綠素值低。

3 結(jié)論與討論

基于不同耕作方式對土壤溫度、緊實度和作物株高與葉綠素值的種植試驗研究得出，耕作方式對土壤溫度、緊實度和作物株高與葉綠素值都有一定的影響。與翻耕相比，免耕和深松耕作方式可以更好地緩沖和維持不同土層土壤溫度的變化，作物株高和葉綠素值也分別得到增加。免耕方式下土層緊實度值較大，但不影響作物根系生長。因此，免耕和深松方式，在緩沖土壤溫度的同時，可以有效地提高作物株高和葉綠素值，有助于作物的生長發(fā)育。

參考文獻：

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（責(zé)任編輯：劉昀）