糧草豆隔帶種植保護(hù)性耕作模式的初步研究

摘要：通過設(shè)置在隴中黃土高原區(qū)坡耕地上的糧草豆隔帶種植試驗(yàn)，研究了不同耕作模式下水土保持的效果及對(duì)馬鈴薯、鷹嘴豆、春小麥、苜蓿產(chǎn)量的影響，結(jié)果表明：免耕秸稈覆蓋處理可有效控制水土流失，在水土保持方面有積極作用，這種耕作處理下的土壤含沙量、渾水量、泥沙量、徑流量、土壤毛管持水量、土壤飽和含水量均小于傳統(tǒng)耕作處理；傳統(tǒng)耕作可以增強(qiáng)土壤的通透性，在傳統(tǒng)耕作下的馬鈴薯、鷹嘴豆、春小麥的產(chǎn)量要高于免耕秸稈覆蓋處理，分別高9.7%、31.58%、21.8%。

關(guān)鍵詞：保護(hù)性耕作；傳統(tǒng)耕作；秸稈覆蓋

文章編號(hào)：1674-7437（2023）06-0162-04" " " " 中國圖書分類號(hào)：S157.1" " " "文章標(biāo)識(shí)碼：B

保護(hù)性耕作是相對(duì)于傳統(tǒng)翻耕的一種新型耕作技術(shù)[1]。傳統(tǒng)耕作方式的核心在于徹底改變土地的自然狀態(tài)，并為作物創(chuàng)造適宜的生長條件，以追求最大限度的產(chǎn)量[2]。有大量研究報(bào)道，通過以少耕、免耕為代表的保護(hù)性耕作減少了對(duì)土壤的翻動(dòng)，并用作物秸稈覆蓋地表，可提高土壤的蓄水保水能力、增加土壤養(yǎng)分含量、提高作物產(chǎn)量，增強(qiáng)旱地農(nóng)業(yè)的綜合生產(chǎn)能力[3-5]。保護(hù)性耕作與傳統(tǒng)耕作相比有三方面的效益：減少徑流和水土流失、增加休閑期貯水量、提高水分利用率，從而增加作物產(chǎn)量，增加農(nóng)民收入。國內(nèi)外廣大學(xué)者對(duì)免耕及秸稈覆蓋等保護(hù)性措施對(duì)土壤水分影響的研究結(jié)果表明：不同的保護(hù)性耕作措施對(duì)農(nóng)田土壤水分分布及利用均有不同程度的影響。

為進(jìn)一步提高甘肅省黃土高原西部雨養(yǎng)農(nóng)業(yè)系統(tǒng)生產(chǎn)力及其可持續(xù)發(fā)展，試驗(yàn)設(shè)置在甘肅省定西市安定區(qū)李家堡鎮(zhèn)的田間定位試驗(yàn)地。通過春小麥、鷹嘴豆、馬鈴薯與苜蓿間作在傳統(tǒng)耕作、免耕以及秸稈覆蓋的不同處理后作物產(chǎn)量變化的比較，以及對(duì)幾種保護(hù)性耕作下隔帶種植技術(shù)在黃土高原中部雨養(yǎng)農(nóng)業(yè)區(qū)適應(yīng)性的研究，旨在得到適合黃土高原中部雨養(yǎng)農(nóng)業(yè)區(qū)的糧草豆隔帶種植保護(hù)性耕作模式，建立該區(qū)域水土資源利用的保護(hù)性耕作技術(shù)集成示范。

1" "試驗(yàn)區(qū)基本情況

定西市安定區(qū)李家堡鎮(zhèn)的田間定位試驗(yàn)地處于黃土高原西部中溫帶偏旱區(qū)，海拔約2 000m，多年平均降水390.9mm，年蒸發(fā)量1 531mm，干燥度2.53，80%保證率的降水量為365mm，變異系數(shù)為24.3%，為典型的雨養(yǎng)農(nóng)業(yè)區(qū)。年均太陽輻射594.7kJ/cm2，日照時(shí)數(shù)

2 476.6h，年均氣溫6.4℃，無霜期140d。土壤類型為典型的黃綿土，土層深厚、質(zhì)地均勻、土質(zhì)綿軟、儲(chǔ)水性能良好；0～200cm土壤容重平均為1.17g/cm3，飽和含水率21.9%，凋萎含水率7.3%，pH值為8.36，土壤有機(jī)質(zhì)12.01g/kg，全氮0.76g/kg，全磷1.77g/kg。

2" "試驗(yàn)設(shè)計(jì)及方法

2.1" "試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)一共設(shè)置了6個(gè)處理，3次重復(fù)，采用隨機(jī)區(qū)組排列，試驗(yàn)地小區(qū)面積為7.2m×5.0m。春小麥（wheat，W）、馬鈴薯（potato，P）、鷹嘴豆（cheick pea，C）及苜蓿（lucerne，L）三序列輪作。各處理的基本情況如下。

處理1（TWL）：春小麥、苜蓿間作+傳統(tǒng)耕作。帶寬3.6m，兩種作物幅寬均為1.8m，每小區(qū)各兩帶，采用當(dāng)?shù)貍鹘y(tǒng)的耕作方式。

處理2（NTSWL）：春小麥、苜蓿間作+免耕秸稈覆蓋。帶寬及種植方式同TWL，春小麥高茬收割、采取免耕。

處理3（TPL）：馬鈴薯、苜蓿間作+傳統(tǒng)耕作。帶寬3.6m，馬鈴薯、苜蓿幅寬均為1.8m，每小區(qū)各兩帶，采用當(dāng)?shù)貍鹘y(tǒng)耕作方式，馬鈴薯壟作。

處理4（NTSPL）：馬鈴薯、苜蓿間作+免耕秸稈覆蓋。帶寬及種植方式同TPL，馬鈴薯采取免耕、壟作，壟面覆膜、壟溝覆草。

處理5（TCL）：鷹嘴豆、苜蓿間作+傳統(tǒng)耕作。帶寬3.6m，鷹嘴豆、苜蓿幅寬均為1.8m，每小區(qū)各兩帶，采用當(dāng)?shù)貍鹘y(tǒng)耕作方式。

處理6（NTSCL）：鷹嘴豆、苜蓿間作+免耕秸稈覆蓋。帶寬及種植方式同TCL，鷹嘴豆采取免耕、豆秸進(jìn)行還田。

各個(gè)作物的播種量和作物各個(gè)生育時(shí)期的施肥量取當(dāng)?shù)刈罴延昧俊?/p>

2.2" "試驗(yàn)方法

2.2.1" "徑流收集

構(gòu)建了36個(gè)徑流收集裝置，在下雨集中時(shí)期收集徑流渾水量、泥沙量。

2.2.2" "產(chǎn)量測定

作物產(chǎn)量的測定采用單打單收，每個(gè)小區(qū)單獨(dú)計(jì)產(chǎn)。

2" "結(jié)果分析

2.1" "對(duì)徑流量及作物產(chǎn)量的影響

在糧草豆隔帶種植保護(hù)性耕作試驗(yàn)中，在2022年7月13日降雨量為2.9mm的雷陣雨中，NTS處理降低地表徑流的表現(xiàn)十分突出。在水資源極為匱乏、土壤墑情差的黃土高原隴中地區(qū)，與傳統(tǒng)耕作相比，采用既減少耕作又保留秸稈的保護(hù)性耕作可以大大減少水土流失，并持續(xù)提高作物生產(chǎn)力。TCL處理下的含沙、渾水量、泥沙量、徑流量均大于NTSCL處理；TWL處理下的含沙、渾水量、泥沙量、徑流量均大于NTSWL處理；TPL處理下的渾水量、徑流量大于NTSPL處理，而含沙、泥沙量小于NTSPL處理（見表1）。

鷹嘴豆、春小麥、馬鈴薯在傳統(tǒng)耕作處理下的產(chǎn)量分別比在免耕秸稈覆蓋處理下高271.3kg/hm2、74.81kg/hm2、1 759.3kg/hm2，各處理傳統(tǒng)耕作與保護(hù)性耕作之間差異顯著；保護(hù)性耕作與傳統(tǒng)耕作相比，前者更好地利用了水分，減少了水土流失，保護(hù)和改善了地區(qū)生態(tài)環(huán)境的結(jié)果（見表1）。

2.2" "對(duì)土壤性狀的影響

在糧草豆隔帶種植保護(hù)性耕作試驗(yàn)中，各處理相關(guān)各項(xiàng)土壤毛管持水量、土壤飽和含水量、土壤田間持水量、容重等的測定數(shù)據(jù)差異明顯。

NTSCL和NTSWL處理下的土壤毛管持水量、土壤飽和含水量、土壤田間持水量均低于TCL和TWL處理；NTSPL處理下的土壤毛管持水量、土壤飽和含水量均高于TPL處理，而TPL處理下的土壤田間持水量高于NTSPL處理；NTSCL和NTSWL處理下的土壤容重均高于TCL和TWL處理，而NTSPL處理下的土壤容重低于TPL處理（見表2）?？傮w來說，在10～30cm層土壤容重相對(duì)最大，而土壤毛管持水量、土壤飽和含水量相對(duì)最小。該種植模式的研制與應(yīng)用在提高農(nóng)民的收入的同時(shí)可以為發(fā)展畜牧業(yè)提供飼草飼料，還可以起到蓄水保墑、保水保土效果。

3" "結(jié)論與討論

3.1" "結(jié)論

（1）傳統(tǒng)耕作處理下的鷹嘴豆、春小麥、馬鈴薯的產(chǎn)量均高于免耕秸稈覆蓋處理。其主要原因可能是傳統(tǒng)耕作對(duì)土地進(jìn)行翻耕等處理增強(qiáng)了土壤通透性，并有效截獲天然降水。

（2）免耕秸稈覆蓋處理下的土壤含沙量、渾水量、泥沙量、徑流量均小于傳統(tǒng)耕作處理，而土壤毛管持水量、土壤飽和含水量均高于傳統(tǒng)耕作處理。這是因?yàn)槊飧斩捀采w處理與傳統(tǒng)耕作相比，前者最大限度地減少了土壤物理結(jié)構(gòu)的破壞， 提高了保墑性能和水分的利用效率。

（3）苜蓿與馬鈴薯隔帶種植的生物量要高于苜蓿與春小麥、鷹嘴豆隔帶種植的生物量；傳統(tǒng)耕作處理下0～30cm土層的土壤容重顯著高于免耕秸稈覆蓋處理，與其它處理相比，免耕秸稈覆蓋處理具有降低0～30cm土壤容重的趨勢。

3.2" "討論

綜上所述，通過秸稈覆蓋實(shí)施免耕播種技術(shù)可以有效的減少土壤風(fēng)蝕，還可以防沙固土、蓄水保墑、減少水土流失，降低生產(chǎn)成本。黃土高原地區(qū)是我國水土流失最嚴(yán)重的區(qū)域之一，在此區(qū)域糧食生產(chǎn)和草料生產(chǎn)相結(jié)合的糧草豆隔帶種植模式的研究具有重要的實(shí)踐意義，可為推廣和創(chuàng)新保護(hù)性耕作模式奠定良好的基礎(chǔ)，并為解決當(dāng)?shù)丶Z食生產(chǎn)和草料作物生產(chǎn)間的矛盾開辟新的途徑。

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