不同耕作措施對(duì)玉米土壤結(jié)構(gòu)特征及產(chǎn)量的影響

張 倩

(清原滿族自治縣農(nóng)業(yè)農(nóng)村發(fā)展服務(wù)中心,遼寧 清原 113300)

0 引言

近年來,隨著全球人口的不斷增長和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,玉米作為重要的糧食作物,在全球范圍內(nèi)的種植面積和產(chǎn)量都在不斷增加。然而,隨著土地資源的日益緊缺和人類活動(dòng)的不斷增加,土壤質(zhì)量逐漸惡化,給玉米的生長和發(fā)展帶來了許多挑戰(zhàn)[1]。其中,土壤結(jié)構(gòu)是土壤質(zhì)量的重要指標(biāo)之一,對(duì)于土壤保肥保水、調(diào)節(jié)土壤通氣性和保持土壤結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性都有著重要的作用[2]。同時(shí),土壤結(jié)構(gòu)也是影響玉米生長和產(chǎn)量的重要因素之一。因此,探究不同的耕作措施對(duì)土壤結(jié)構(gòu)和玉米產(chǎn)量的影響,對(duì)于制定科學(xué)的耕作管理措施和實(shí)現(xiàn)玉米高產(chǎn)、高質(zhì)、高效具有重要意義[3]。

目前,國內(nèi)外學(xué)者已經(jīng)通過大量的實(shí)驗(yàn)研究和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)積累,發(fā)現(xiàn)了多種耕作措施對(duì)土壤結(jié)構(gòu)和玉米產(chǎn)量的影響,并提出了一些可行的措施來改善土壤結(jié)構(gòu)和提高玉米產(chǎn)量。例如,保護(hù)性耕作可以減少水土流失,提高土壤質(zhì)量[4];旋耕可以改善土壤通氣性和水分滲透性,從而提高玉米的生長和產(chǎn)量;深松可以增加土壤的孔隙度和水分儲(chǔ)存量,提高土壤肥力和玉米產(chǎn)量,此外,添加有機(jī)物、礦質(zhì)肥料和微生物肥料等措施也可以改善土壤結(jié)構(gòu)和提高玉米產(chǎn)量[5]。

然而,當(dāng)前的研究仍存在一些問題和挑戰(zhàn),例如,如何選擇合適的耕作措施和肥料種類、如何合理地調(diào)控土壤養(yǎng)分和水分、如何保護(hù)土壤生態(tài)系統(tǒng)等。因此,為了更好地提高玉米產(chǎn)量,未來的研究需要繼續(xù)深入,綜合運(yùn)用不同的耕作措施和肥料種類,進(jìn)一步探究不同耕作措施的綜合效應(yīng),為科學(xué)制定耕作管理措施提供更為有效的參考和依據(jù)。

1 土壤結(jié)構(gòu)的形成機(jī)制

土壤結(jié)構(gòu)是指土壤顆粒之間的排列方式和組成結(jié)構(gòu),包括土壤顆粒的大小、形狀、排列方式和孔隙結(jié)構(gòu)等。土壤結(jié)構(gòu)的形成受到多種因素的影響,主要包括以下幾個(gè)方面:

1)土壤顆粒特性。土壤顆粒的大小、形狀和組成決定了土壤的基本結(jié)構(gòu)和性質(zhì)。黏粒含量較高的黏土和土壤顆粒,易于形成顆粒聚集結(jié)構(gòu)和微孔結(jié)構(gòu),孔隙度相對(duì)較小,而砂質(zhì)土則孔隙度較大[6]。

2)土壤水分狀態(tài)。土壤水分狀態(tài)對(duì)土壤結(jié)構(gòu)的形成和穩(wěn)定有著重要的影響。適量的土壤水分可以使土壤顆粒之間的空隙被填充,增加顆粒間的相互作用力[7],從而增強(qiáng)土壤結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。而過多的水分會(huì)使土壤流失和侵蝕,影響土壤結(jié)構(gòu)的形成和穩(wěn)定。

3)土壤有機(jī)質(zhì)含量。有機(jī)質(zhì)可以增加土壤的肥力和結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性,促進(jìn)土壤微生物活動(dòng)和有機(jī)質(zhì)礦化,形成穩(wěn)定的土壤結(jié)構(gòu)。

4)土壤生物活動(dòng)。土壤中的微生物、蚯蚓等生物可以通過其代謝產(chǎn)物和運(yùn)動(dòng)活動(dòng)促進(jìn)土壤顆粒聚集和孔隙形成,增強(qiáng)土壤結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。

綜上所述,土壤結(jié)構(gòu)的形成和穩(wěn)定是一個(gè)復(fù)雜的過程,受到多種因素的綜合影響。不同的土壤類型、地形地貌、氣候環(huán)境等因素都會(huì)對(duì)土壤結(jié)構(gòu)產(chǎn)生影響。了解土壤結(jié)構(gòu)形成的機(jī)制,可以為制定合理的耕作措施提供參考。

2 不同耕作措施對(duì)土壤結(jié)構(gòu)的影響

2.1 保護(hù)性耕作

遼寧撫順地區(qū)的土地資源狀況相對(duì)較差、耕地質(zhì)量普遍較低,土地退化嚴(yán)重,因此需要采取措施保護(hù)土壤、提高土地利用率。保護(hù)性耕作是一種比較新的耕作方式,受到了國內(nèi)外的廣泛關(guān)注。保護(hù)性耕作技術(shù)在遼寧撫順地區(qū)的應(yīng)用,不僅有助于保護(hù)土壤、提高農(nóng)作物產(chǎn)量和水資源利用效率,同時(shí)也可以促進(jìn)環(huán)境保護(hù)、提高經(jīng)濟(jì)效益,具有重要的現(xiàn)實(shí)意義和發(fā)展前景。保護(hù)性具有保護(hù)土壤、提高土壤肥力、減少農(nóng)藥使用、促進(jìn)微生物生長等優(yōu)點(diǎn)。

在具體應(yīng)用時(shí),保護(hù)性耕作技術(shù)也可能會(huì)對(duì)土壤環(huán)境產(chǎn)生一定的負(fù)面影響,如土壤酸化、生物多樣性降低等,需要根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行科學(xué)評(píng)估和控制。因此,在實(shí)踐中,應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)氐耐寥李愋?、降雨量、作物種類和管理措施等因素,科學(xué)合理地選擇和應(yīng)用保護(hù)性耕作技術(shù),以最大程度地發(fā)揮其優(yōu)點(diǎn),同時(shí)減少其對(duì)土壤環(huán)境的負(fù)面影響。

2.2 旋耕技術(shù)

遼寧撫順地區(qū)大部分是山地或丘陵地帶,土地坡度較大,使用傳統(tǒng)的耕作方式難以達(dá)到理想效果。旋耕技術(shù)是一種先進(jìn)的耕作方式,它是利用旋轉(zhuǎn)刀具將耕層土壤進(jìn)行切削、破碎和混合的方法,以達(dá)到改善土壤結(jié)構(gòu)、促進(jìn)植物生長和提高作物產(chǎn)量的目的。旋耕技術(shù)可以在保證耕作深度和松散度的同時(shí),減少對(duì)土地的損傷,更加適合于山地或丘陵地帶的耕作,另一方面,撫順地區(qū)的土壤大多為暗棕壤土,不太適合深翻耕作,而旋耕技術(shù)可以在保證作物生長所需養(yǎng)分和水分的情況下,減少對(duì)土壤的破壞,保持土壤結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和肥力。因此,旋耕技術(shù)在遼寧撫順地區(qū)的應(yīng)用,可以提高土壤肥力和作物產(chǎn)量,改善土壤環(huán)境,同時(shí)也可以降低生產(chǎn)成本,提高經(jīng)濟(jì)效益,具有較好的發(fā)展前景和實(shí)踐意義。

2.3 深松技術(shù)

深松是一種通過機(jī)械化手段將土壤翻松到較深層次的耕作方式,旨在改善土壤結(jié)構(gòu)和質(zhì)量。研究表明,深松可以促進(jìn)土壤通氣和水分滲透,增加土壤孔隙度和有機(jī)質(zhì)含量,提高土壤保水性和肥力,從而改善土壤的物理、化學(xué)和生物學(xué)性質(zhì)。深松還可以破碎土層,降低土壤的密度,增加土壤的肥力,提高農(nóng)作物的生長速度和產(chǎn)量。

有研究表明,在沙質(zhì)土壤上進(jìn)行深松可以提高土壤肥力和作物產(chǎn)量,而且深松對(duì)于土壤結(jié)構(gòu)和質(zhì)量的改善效果較為顯著。深松可以改善土壤質(zhì)量,促進(jìn)土壤生物和微生物生長,從而提高土壤的肥力和作物產(chǎn)量[8]。這些研究都證實(shí)了深松作為一種耕作方式可以改善土壤結(jié)構(gòu)和質(zhì)量,提高農(nóng)作物的產(chǎn)量和品質(zhì)。

深松和保護(hù)性耕作都可以提高土壤的有機(jī)質(zhì)含量和土壤微生物數(shù)量,從而改善土壤結(jié)構(gòu)和質(zhì)量,并且提高農(nóng)作物的產(chǎn)量。此外,還有研究表明,深松可以增加土壤通氣性和保水能力,減少土壤侵蝕和水分蒸發(fā),提高土壤的抗旱性,增加土壤肥力[9]。這些研究結(jié)果也支持了深松作為一種有效的耕作方式,可以改善土壤結(jié)構(gòu)和質(zhì)量,提高農(nóng)作物的產(chǎn)量和品質(zhì)。

3 不同耕作措施對(duì)玉米產(chǎn)量的影響

3.1 保護(hù)性耕作

不同的耕作措施對(duì)玉米產(chǎn)量都有著重要的影響。保護(hù)性耕作有助于提高土壤的保水能力和水分利用效率,減少了水和營養(yǎng)素的流失,提高了土地生產(chǎn)能力;同時(shí)保護(hù)性耕作通過減少機(jī)械作業(yè)和化學(xué)處理,減少了對(duì)土壤的壓實(shí)和污染,有利于保護(hù)土壤結(jié)構(gòu)和生物多樣性,促進(jìn)土壤微生物生長,增加了土壤有機(jī)質(zhì)含量。研究表明,較高的土壤含水量及養(yǎng)分有利于玉米的生長,從而有效提高玉米產(chǎn)量,又提高了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的效率和可持續(xù)性。

3.2 旋耕技術(shù)

旋耕是一種改善土壤結(jié)構(gòu)和質(zhì)量的耕作措施,已被廣泛應(yīng)用于玉米種植中。研究表明,旋耕可以增加土壤通氣性和水分保持能力,改善土壤質(zhì)地和結(jié)構(gòu),從而促進(jìn)作物根系的生長和養(yǎng)分吸收。國內(nèi)外的一些研究表明,在采用旋耕的種植模式下,玉米產(chǎn)量相對(duì)于傳統(tǒng)的耕作模式有了明顯的提高。此外,旋耕還可以降低土壤的耕作強(qiáng)度,改善土壤水分狀況,從而有利于作物的生長和發(fā)育。因此,旋耕是一種具有潛力的耕作措施,可以有效提高玉米產(chǎn)量和質(zhì)量。

3.3 深松技術(shù)

深松也是一種可以提高玉米產(chǎn)量的耕作措施,其主要作用在于增加土壤孔隙度和通氣性,促進(jìn)作物根系的生長和養(yǎng)分吸收。此外,深松還可以改善土壤結(jié)構(gòu)和質(zhì)量,增加土壤有機(jī)質(zhì)含量和水分保持能力,進(jìn)一步提高玉米生長的環(huán)境質(zhì)量。國內(nèi)外的研究表明,適度的深松可以增加玉米產(chǎn)量,而過度的深松則可能會(huì)破壞土壤結(jié)構(gòu),影響作物生長。因此,在實(shí)際應(yīng)用中需要根據(jù)具體情況進(jìn)行合理的措施選擇和管理。

4 存在問題及發(fā)展趨勢

4.1 存在問題

1)土壤結(jié)構(gòu)和質(zhì)量的改善需要耕作措施長期實(shí)施和維護(hù),一些農(nóng)民可能無法堅(jiān)持長期的保護(hù)性耕作、旋耕或深松等措施,導(dǎo)致效果不佳。

2)不同地區(qū)和不同土壤類型對(duì)于不同耕作措施的響應(yīng)可能存在差異,需要進(jìn)一步研究確定最佳的耕作措施。

3)一些耕作措施的實(shí)施需要更高的技術(shù)和經(jīng)濟(jì)成本,需要綜合考慮土壤質(zhì)量和作物收益的平衡。

4)部分耕作措施會(huì)影響土壤微生物群落結(jié)構(gòu)和功能,需要進(jìn)一步研究了解其長期影響,因此,耕作措施對(duì)土壤質(zhì)量和產(chǎn)量的影響還需要更多的實(shí)驗(yàn)和調(diào)查來驗(yàn)證和完善。

4.2 發(fā)展趨勢

未來,不同耕作措施對(duì)土壤結(jié)構(gòu)和作物產(chǎn)量的影響,還需要更加深入和細(xì)致的研究,主要包括以下幾個(gè)方面:

1)土壤微生物與土壤結(jié)構(gòu)的關(guān)系。在耕作措施研究中,往往忽略了土壤微生物與土壤結(jié)構(gòu)的互動(dòng)關(guān)系。未來的研究應(yīng)更加重視土壤微生物在維持土壤結(jié)構(gòu)和提高作物產(chǎn)量方面的作用。

2)綜合考慮生態(tài)效益和經(jīng)濟(jì)效益。在選擇和實(shí)施不同耕作措施時(shí),應(yīng)綜合考慮生態(tài)效益和經(jīng)濟(jì)效益的平衡。未來的研究應(yīng)探索如何實(shí)現(xiàn)生態(tài)環(huán)境保護(hù)和農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的雙贏。

3)借鑒先進(jìn)技術(shù)。隨著科技的發(fā)展,一些新興技術(shù)如精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)、數(shù)字化農(nóng)業(yè)等在土壤管理中得到廣泛應(yīng)用。未來的研究應(yīng)借鑒先進(jìn)技術(shù)的經(jīng)驗(yàn)和成果,進(jìn)一步提高土壤管理的精準(zhǔn)性和效率。

4)探索多元化農(nóng)業(yè)模式。單一的耕作措施難以滿足不同地區(qū)和不同土壤類型的需求,未來的研究應(yīng)探索多元化農(nóng)業(yè)模式,以最大程度地利用土地資源,提高土壤質(zhì)量和作物產(chǎn)量。

5 結(jié)論

綜上所述,不同耕作措施對(duì)玉米產(chǎn)量和土壤結(jié)構(gòu)有積極影響。保護(hù)性耕作可以增加土壤有機(jī)質(zhì)含量和水分保持能力,促進(jìn)土壤微生物生長,改善土壤結(jié)構(gòu)和質(zhì)量;旋耕可以改善土壤通氣性和水分保持能力,提高作物產(chǎn)量和品質(zhì);深松可以增加土壤孔隙度和通氣性,促進(jìn)作物根系的生長和吸收養(yǎng)分,同時(shí)也可以增加土壤有機(jī)質(zhì)含量和水分保持能力。然而,不同地區(qū)和不同土壤類型對(duì)于不同耕作措施的響應(yīng)可能存在差異,需要進(jìn)一步研究確定最佳的耕作措施。因此,在實(shí)際生產(chǎn)中選擇合適的耕作措施需要綜合考慮多種因素,以達(dá)到最優(yōu)化的效果。