黑土區(qū)不同耕作措施對(duì)土壤水分和玉米產(chǎn)量的影響

摘要： 【目的】研究東北黑土區(qū)不同保護(hù)性耕作措施對(duì)土壤養(yǎng)分、玉米產(chǎn)量及水分利用的影響，為該區(qū)旱作農(nóng)田耕作技術(shù)應(yīng)用提供理論支持?！痉椒ā坑?019 年在黑龍江省齊齊哈爾進(jìn)行田間試驗(yàn)，設(shè)置4 個(gè)耕作措施處理：1） 秋季清理玉米秸稈并旋耕整地玉米連作（傳統(tǒng)耕作）；2） 玉米飼草間作，飼草盛期刈割覆蓋，秋天深翻還田（糧草間作）；3） 玉米單作，秸稈覆蓋還田免耕（覆蓋免耕）；4） 休耕3 年后旋耕整地，次年播種玉米并傳統(tǒng)方法整地（休耕再耕作）。3 年后（2022 年） 于播種前取樣，分析0—20 cm 土層土壤養(yǎng)分含量和0—100 cm 土層土壤容重。在玉米出苗前、苗期、抽雄期和成熟期，每20 cm 為1 層，分析0—100 cm 土層土壤水分含量，調(diào)查玉米產(chǎn)量和水分利用效率?！窘Y(jié)果】與傳統(tǒng)耕作比，糧草間作、覆蓋免耕和休耕再耕作3 個(gè)耕作處理0—20 cm 土壤容重顯著降低，以休耕再耕作容重最低；苗前0—20 cm 土層土壤儲(chǔ)水量分別顯著增加了6.36%、13.17% 和23.09%，糧草間作與休耕再耕作20—100 cm 土層土壤儲(chǔ)水量顯著低于傳統(tǒng)耕作。糧草間作、覆蓋免耕和休耕再耕作3 個(gè)耕作處理玉米田間耗水量較傳統(tǒng)耕作分別減少14.18%、9.26% 和10.96%，水分利用效率分別提高48.51%、26.22% 和42.46%，土壤有機(jī)碳含量分別增加2.24%、11.52% 和15.68%。與傳統(tǒng)耕作方式相比，糧草間作、覆蓋免耕和休耕再耕作對(duì)玉米穗行數(shù)無顯著影響，但顯著提高玉米行粒數(shù)，因此產(chǎn)量分別提高27.46%、14.54%和26.87%?！窘Y(jié)論】保護(hù)性耕作可有效提高土壤有機(jī)碳含量，增加土壤水分，減少玉米田間耗水量，顯著提高玉米產(chǎn)量14%～28% 和水分利用效率26%～49%。因此，在東北黑土區(qū)旱作農(nóng)田推廣保護(hù)性耕作是一種增產(chǎn)、節(jié)水的有效途徑。

關(guān)鍵詞： 保護(hù)性耕作； 儲(chǔ)水量； 玉米耗水； 水分利用效率； 作物產(chǎn)量

東北黑土區(qū)是我國(guó)重要的糧食生產(chǎn)基地，糧食產(chǎn)量和商品糧調(diào)出量分別占全國(guó)總量的近1/4 和1/3[1]。同時(shí)，該地區(qū)是典型的雨養(yǎng)農(nóng)業(yè)區(qū)，生育季土壤水分和養(yǎng)分的有效利用會(huì)直接影響作物產(chǎn)量[2]。旋耕是當(dāng)前東北黑土區(qū)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中最常見的一種傳統(tǒng)耕作方式，但連年旋耕加秸稈離田，易造成農(nóng)田耕層淺薄，并導(dǎo)致土壤通氣、透水、養(yǎng)分供應(yīng)能力變差[3]，嚴(yán)重制約黑土地產(chǎn)能的可持續(xù)性[4]。耕作管理措施通過改變土壤擾動(dòng)和地表覆蓋來調(diào)控農(nóng)田水、養(yǎng)分供應(yīng)能力，進(jìn)而影響作物生長(zhǎng)及產(chǎn)量構(gòu)成[5]。因此，合理耕作管理措施對(duì)充分發(fā)揮耕地生產(chǎn)力并實(shí)現(xiàn)土壤水、養(yǎng)分資源高效利用十分必要，對(duì)東北黑土區(qū)乃至國(guó)家糧食安全保障具有重要的戰(zhàn)略意義。

糧草間作、覆蓋免耕以及耕地（自然） 休耕是保護(hù)性耕作的重點(diǎn)工作內(nèi)容，也是東北黑土區(qū)耕地保育和糧食產(chǎn)能提升的有效措施。糧草間作在旱區(qū)坡耕地上可通過其水土保持效應(yīng)，顯著提高土壤水分和養(yǎng)分供應(yīng)能力，從而實(shí)現(xiàn)糧食增產(chǎn)[6?7]。然而，在東北黑土區(qū)，糧草間作對(duì)作物產(chǎn)量影響不一致[8?10]；宿慶瑞[8]在東北中低產(chǎn)黑土區(qū)的研究發(fā)現(xiàn)，糧草間作導(dǎo)致土壤容重降低、玉米減產(chǎn)；但田慧梅[9]和許芳維[10]的研究卻發(fā)現(xiàn)，合理糧草間作通過光、水、肥互補(bǔ)，產(chǎn)量高于單作模式。覆蓋免耕通過減少土壤擾動(dòng)提升土壤蓄水保墑[11?12]和養(yǎng)分供應(yīng)能力[13?14]，并提高作物光合作用[15]，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)作物增產(chǎn)，但增產(chǎn)方式并不一致。魯悅等[14]研究表明，覆蓋免耕結(jié)合秸稈還田能夠通過增加玉米光合作用，提高籽粒產(chǎn)量；而焦曉光等[15]研究發(fā)現(xiàn)，秸稈覆蓋通過提高氮肥利用效率提高玉米產(chǎn)量及其構(gòu)成因子。休耕是一種通過自然植被恢復(fù)耕地地力和鞏固糧食產(chǎn)能的農(nóng)田管理措施[16]。自然休耕不僅能影響土壤剖面水分分布[17]，而且能顯著增加土壤表層養(yǎng)分含量[ 1 8 ]，從而實(shí)現(xiàn)用地和養(yǎng)地相結(jié)合的目的[19]。鄒文秀等[17]研究發(fā)現(xiàn)，休耕處理下土壤剖面含水量從表層到深層表現(xiàn)為先增加后減小的趨勢(shì)。周偉等[18]研究發(fā)現(xiàn)，長(zhǎng)期撂荒有利于表層土壤碳積累和穩(wěn)定，而深層土壤固碳能力會(huì)變?nèi)酢?/p>

綜上可知，保護(hù)性耕作通過調(diào)控生育季土壤水分和養(yǎng)分供應(yīng)，進(jìn)而影響作物產(chǎn)量，但不同保護(hù)性耕作方式下影響因素并不明確。本研究從玉米生育期土壤水、養(yǎng)分供應(yīng)入手，結(jié)合土壤水分動(dòng)態(tài)以及玉米生長(zhǎng)性狀指標(biāo)的變化，對(duì)糧草間作、覆蓋免耕、休耕再耕作的增產(chǎn)效果展開分析，通過測(cè)定不同保護(hù)性耕作方式下土壤容重、水分和養(yǎng)分等理化指標(biāo)以及玉米生長(zhǎng)和產(chǎn)量構(gòu)成，明確保護(hù)性耕作對(duì)玉米產(chǎn)量及其構(gòu)成的影響和驅(qū)動(dòng)因素，以期為東北黑土區(qū)耕地可持續(xù)利用和玉米的穩(wěn)產(chǎn)增產(chǎn)提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

田間試驗(yàn)布設(shè)在黑龍江省水利科學(xué)研究院齊齊哈爾梅里斯試驗(yàn)站（123°75′E，47°31′N）。該區(qū)地處松嫩平原中西部，屬中溫帶大陸性季風(fēng)氣候，雨熱同期。近10 年（2010—2020 年） 年平均氣溫5.7oC，大于10oC 積溫為2556℃～914℃，月平均氣溫7 月最高（約為24°C），1 月最低（約為?18°C）。2022 年5—10 月（玉米生育季） 大于10℃ 積溫為1416℃，占全年有效積溫98%，作物積溫利用充分。試驗(yàn)地地下水水位埋深20—40 cm，是典型的雨養(yǎng)農(nóng)業(yè)區(qū)。據(jù)梅里斯試驗(yàn)站氣象站監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)（圖1） 顯示，2022 年度玉米生育季內(nèi)降雨量為441 mm （占全年總降雨量83.8%），較近10 年同期降雨量均值降低5.8%。

1.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)始于2019 年，試驗(yàn)區(qū)供試土壤是黑鈣土，試驗(yàn)前土壤基本理化性質(zhì)為：容重1.34 g/cm3，含水量0.29 g/g，pH 7.5，有機(jī)質(zhì)14.9 g/kg，全氮1.77 g/kg，全磷1.64 g/kg，全鉀24.7 g/kg，速效氮15.74 mg/kg，速效磷43.5 mg/kg，速效鉀131 mg/kg。供試玉米品種為天育108，壟臺(tái)寬為65 cm，壟溝寬為35 cm，小區(qū)平均種植密度為8.46 萬株/hm2。共設(shè)置傳統(tǒng)耕作（對(duì)照）、糧草間作、覆蓋免耕和休耕再耕作4 個(gè)處理。試驗(yàn)小區(qū)長(zhǎng)200 m、寬150 m，每個(gè)處理3 次重復(fù)，且各試驗(yàn)小區(qū)間設(shè)置6 壟隔離帶。具體實(shí)施方法見表1。

1.2 測(cè)試指標(biāo)及方法

1.2.1 土壤樣品采集及理化指標(biāo)測(cè)定

2022 年，在玉米出苗前，用柴油動(dòng)力土鉆，按五點(diǎn)取樣法，在每小區(qū)采集0—20 cm土層土樣，混勻得到土樣1 份。共計(jì)采集到混合土樣12 份，將土樣裝入自封袋帶回實(shí)驗(yàn)室風(fēng)干并剔除雜質(zhì)過篩。同時(shí)于每個(gè)小區(qū)用環(huán)刀法在0—100 cm 的剖面上，每20 cm 采集1 個(gè)樣品，共采集5 個(gè)原狀土樣，參照《土壤農(nóng)化分析》[20]進(jìn)行表層土壤理化性質(zhì)的測(cè)定。

采用電位法測(cè)定土壤pH，土水比為1∶5；用KCl 浸提—流動(dòng)分析儀測(cè)定土壤銨態(tài)氮和硝態(tài)氮含量；用濃硫酸消煮—半微量開氏法測(cè)定土壤全氮含量；用NaOH 熔融—鉬銻抗比色法測(cè)定全磷含量；用NaOH 熔融—火焰光度計(jì)法測(cè)全鉀含量；用NH4OAC 提取比色法測(cè)定速效鉀含量；用NaHCO3浸提—鉬銻抗比色法測(cè)定土壤速效磷含量；用H2SO4?K2Cr2O7 油浴氧化—滴定法測(cè)定有機(jī)質(zhì)含量；采用環(huán)刀法測(cè)定土壤容重。

1.2.2 土壤水分測(cè)定及計(jì)算

在玉米出苗前、苗期、抽雄期和成熟期，每個(gè)小區(qū)按五點(diǎn)取樣法用土鉆分別采集0—20、20—40、40—60、60—80 和80—100 cm 5 個(gè)土層的土樣，每層土樣混合后，烘干法測(cè)定土壤含水量。

土壤儲(chǔ)水量計(jì)算公式[11]：

W= 10×h×ρ×ω （1）

式中，W—土壤儲(chǔ)水量，mm；h—土層深度，cm；ρ—土壤容重，g/cm3；ω—土壤含水率，g/g。

玉米田間耗水量公式[21]：

ET = ΔS +P （2）

式中，ET—農(nóng)田耗水量，mm；P—作物生育期≥5 mm的降雨量，mm；ΔS=（W1?W2），即播種（苗前，W1）和收獲季（W2） 1 m 土體內(nèi)土壤儲(chǔ)水量變化，mm。

產(chǎn)量水分利用效率公式[22]：

WUE = Y=ET （3）

式中，WUE—產(chǎn)量水分利用效率，kg/（hm2·mm）；Y—作物產(chǎn)量，kg/hm2；ET—作物生育期耗水量，mm。

1.2.3 玉米植株生長(zhǎng)性狀測(cè)定

在玉米苗期、拔節(jié)期、抽雄期和成熟期動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)玉米植株生長(zhǎng)性狀，包括株高、莖粗和葉面積。在小區(qū)去除邊行及兩端5 m 后（排除邊行效應(yīng)），在6 m×2 壟的范圍內(nèi)，選取長(zhǎng)勢(shì)均勻且具有代表性的玉米8 株，用卷尺測(cè)量從玉米植株基部至植株頂部的高度，表征株高（cm）；測(cè)定地面上部近地面第三節(jié)間的周長(zhǎng)，表征莖粗（cm）；測(cè)量植株第三片葉子的長(zhǎng)、寬（量取葉片的最長(zhǎng)、最寬部位），單株葉面積計(jì)算公式如下[23]：

單株葉面積=Σ（L×B×K）/N （4）

式中：L 表示葉長(zhǎng)，cm；B 表示葉寬，cm；K 表示校正系數(shù)，K=0.75，用求積儀實(shí)測(cè)面積，再與量取的葉面積相比求得；N 表示實(shí)測(cè)株數(shù)，葉面積單位為cm2。

1.2.4 玉米產(chǎn)量及其構(gòu)成測(cè)定

在玉米成熟期，各小區(qū)去除邊行后于中間選取長(zhǎng)勢(shì)均勻面積為36 m2 樣區(qū)（6 壟×6 m） 測(cè)產(chǎn)。玉米穗全部收獲后脫粒稱重，并用國(guó)家認(rèn)定且經(jīng)校準(zhǔn)的谷物水分測(cè)定儀（PM-8188-A） 測(cè)定籽粒含水量，按國(guó)家（玉米） 糧食標(biāo)準(zhǔn)水分14.0% 計(jì)算產(chǎn)量；此外，各小區(qū)選取具有代表性的玉米穗20 個(gè)，作為產(chǎn)量構(gòu)成分析樣本，測(cè)定玉米穗行數(shù)、百粒重、行粒數(shù)等指標(biāo)，分析不同耕作方式下玉米產(chǎn)量構(gòu)成的差異[24]。

1.3 數(shù)據(jù)分析

數(shù)據(jù)分析使用Excel 2021 和SPSS 26 軟件，繪圖采用Origin 2023 （柱狀圖和折線圖） 和R4.2.2 （RDA雙序圖） 軟件。采用單因素方差分析（ANOVA） 比較4 種耕作方式間土壤理化性質(zhì)、水分和作物產(chǎn)量的差異，并利用最小顯著差數(shù)法（LSD 法） 進(jìn)行事后檢驗(yàn)，顯著性水平選取0.05；采用冗余分析法（RDA）明確各耕作方式下土壤養(yǎng)分和水分等環(huán)境因素對(duì)玉米產(chǎn)量的影響。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同耕作措施對(duì)土壤容重的影響

2022 年為自然休耕地塊休耕3 年后再次耕作的年份。不同耕作措施對(duì)剖面各層土壤的容重影響不同。玉米出苗前，傳統(tǒng)耕作各層土壤容重為1.26 ～1.42 g/cm3，0—60 cm 土層間無顯著差異，但顯著大于60—100 cm 土層；糧草間作處理0—60 cm 土層土壤容重也顯著大于60—100 cm 土層；而覆蓋免耕和休耕再耕作處理20—40 cm 土層土壤容重顯著大于其他土層容重（Plt;0.05）。糧草間作、覆蓋免耕和休耕再耕作較傳統(tǒng)耕作均顯著降低1 m 土層土壤容重的平均值，分別降低1.37%、0.61% 和3.84% （Plt;0.05）。經(jīng)過3 年自然恢復(fù)后，休耕再耕作處理0—20 cm 土層的土壤容重顯著小于其他3 種處理（圖2）。糧草間作在20—40 cm 土壤容重小于傳統(tǒng)耕作和休耕再耕作，并極顯著小于覆蓋免耕處理（Plt;0.01）。在40—60 cm 土層土壤，糧草間作與覆蓋免耕顯著降低土壤容重，較傳統(tǒng)耕作分別顯著降低13.46% 和12.73% （Plt;0.05）。

2.2 不同耕作措施對(duì)土壤水分的影響

結(jié)合玉米出苗前土壤含水量和土壤容重（圖2），苗前1 m 土層的土壤總儲(chǔ)水量（W1） 表現(xiàn)為覆蓋免耕gt;傳統(tǒng)耕作gt;休耕再耕作和糧草間作（表2）。與傳統(tǒng)耕作比，糧草間作、覆蓋免耕和休耕再耕作在表層（0—20 cm） 的苗前土壤儲(chǔ)水量分別顯著增加了6.36%、13.17% 和23.09%；而糧草間作和休耕再耕作在20—100 cm 土層的苗前土壤儲(chǔ)水量分別顯著降低了4.83%和6.17%。對(duì)于成熟期1 m 土層的土壤總儲(chǔ)水量（W2），3 種保護(hù)性耕作較傳統(tǒng)耕作分別增加21.58%（糧草間作）、19.18% （覆蓋免耕） 和17.47% （休耕再耕作）。

比較玉米苗前和成熟期土壤儲(chǔ)水量差值（ΔS，W1?W2；表2） 發(fā)現(xiàn)，較傳統(tǒng)耕作，糧草間作、覆蓋免耕和休耕再耕作的作物田間耗水量（ET） 分別減少14.18%、9.26% 和10.96%。此外，本研究還發(fā)現(xiàn)，傳統(tǒng)耕作1 m 土體內(nèi)各土層都處于耗水狀態(tài)，且該耕作方式下玉米在0—20 cm 土層的水分消耗要顯著大于20 cm 以下的4 個(gè)土層（Plt;0.05）；糧草間作消耗的主要是20—40 和40—60 cm 兩個(gè)土層的水分，而覆蓋免耕（近90%） 和休耕再耕作的作物田間耗水由0—20、20—40 和40—60 cm 這3 個(gè)土層供應(yīng)（圖2）。

在作物苗期，各土層土壤儲(chǔ)水量變化值（Δ1） 大于0 （圖2）。自苗期至玉米抽雄前（即5 月下旬—7 月下旬），傳統(tǒng)耕作1 m 土層和3 個(gè)保護(hù)性耕作20—100 cm 土壤儲(chǔ)水量變化值 Δ2gt;0，而3 種保護(hù)性耕作措施下表層（0—20 cm） 土壤儲(chǔ)水量有所增加（Δ2lt;0）。從抽雄至玉米成熟期（7 月下旬—9 月下旬），各耕作處理均顯著消耗了表層（0—20 cm） 土壤水分，但深層（20—100 cm） 的土壤水分得到了補(bǔ)充（Δ3lt;0）。糧草間作、覆蓋免耕和休耕再耕作處理均顯著提高作物水分利用效率（Plt;0.05），較傳統(tǒng)耕作增幅分別為48.51%、26.22%、42.46%。

2.3 不同耕作措施對(duì)土壤養(yǎng)分的影響

不同耕作措施下，0—20 cm 土壤pH 無顯著差異。與傳統(tǒng)耕作相比，糧草間作土壤有機(jī)碳含量無顯著增加，僅增加2.24%，覆蓋免耕和休耕再耕作有機(jī)碳含量分別增加了11.52% 和15.68%。不同耕作方式土壤全氮含量依次為休耕再耕作gt;覆蓋免耕gt;糧草間作≥傳統(tǒng)耕作，相較傳統(tǒng)耕作，休耕再耕作和覆蓋免耕土壤全氮含量分別增加20.94% 和11.62%；休耕再耕作耕層速效氮含量較傳統(tǒng)耕作顯著增加了57.69%；覆蓋免耕耕層全磷含量顯著提高了34.59%；覆蓋免耕和休耕再耕作耕層分別顯著降低了土壤全鉀含量7.74% 和6.92%；糧草間作、覆蓋免耕和休耕再耕作顯著減少了耕層速效磷以及速效鉀含量（Plt;0.05），速效磷含量的降幅分別為31.47%、6.02% 和25.60%，速效鉀含量的降幅分別為12.67%、22.17%和32.25% （圖3）。

2.4 不同耕作措施對(duì)玉米產(chǎn)量的影響

如表3 所示，休耕再耕作下玉米成苗率顯著高于傳統(tǒng)耕作、糧草間作和覆蓋免耕（Plt;0.05），增幅分別為5.43%、7.63% 和7.63%。玉米拔節(jié)期、抽雄期的植株生長(zhǎng)指標(biāo)結(jié)果顯示，與傳統(tǒng)耕作相比，玉米株高和葉面積在3 種保護(hù)性耕作方式下均顯著增加（表3），玉米莖粗糧草間作和覆蓋免耕措施在拔節(jié)期分別增加了6.65% 和9.36%，糧草間作和休耕再耕作處理在抽雄期分別顯著增加6.88% 和12.27% （表3）。與傳統(tǒng)耕作相比，保護(hù)性耕作對(duì)成熟期玉米穗行數(shù)無顯著影響，但顯著提高玉米行粒數(shù)（Plt;0.05），玉米百粒重和秸稈量也有一定程度的提高，糧草間作和休耕再耕作處理的玉米百粒重分別提高20.36%和11.31%，糧草間作和休耕再耕作的秸稈量分別提高了11.11% 和12.8%。最終，玉米產(chǎn)量分別提高了27.46% （糧草間作）、14.54% （覆蓋免耕） 和26.87%（休耕再耕作）。

2.5 不同耕作措施下玉米產(chǎn)量的影響因素分析

本研究發(fā)現(xiàn)，土壤pH、有機(jī)碳、全氮和速效氮等養(yǎng)分指標(biāo)與玉米成苗率呈顯著正相關(guān)（表4），這說明保護(hù)性耕作調(diào)控土壤的養(yǎng)分供應(yīng)，保障玉米基本成苗率，為作物產(chǎn)量收獲奠定基礎(chǔ)。此外，在營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)頂峰期（即玉米抽雄期），全鉀、速效磷含量與株高呈顯著正相關(guān)（Plt;0.05）；與此同時(shí)，土壤pH、有機(jī)碳含量、全氮和速效氮含量與葉面積和產(chǎn)量均呈顯著正相關(guān)（表4）。這表明，保護(hù)性耕作能通過改變土壤的養(yǎng)分環(huán)境，調(diào)節(jié)作物生長(zhǎng)性狀（株高和莖粗），尤其是顯著提高葉面積，從而貢獻(xiàn)于產(chǎn)量（表3和表4，Plt;0.05）。

如表4 所示，0—40 cm 土層的苗前土壤儲(chǔ)水量[W1（1）] 對(duì)玉米生長(zhǎng)性狀和產(chǎn)量均無顯著影響，但在抽雄期40—60 cm 土層苗前土壤儲(chǔ)水量[W1（2）] 與莖粗和葉面積、60—100 cm 土層苗前土壤儲(chǔ)水量[W1（3）]與莖粗和株高呈顯著正相關(guān)（Plt;0.05），這一結(jié)果說明深層土壤儲(chǔ)水有利于作物生長(zhǎng)，尤其是40—60 cm土層苗前土壤儲(chǔ)水量[W1（ 2 ）] 與產(chǎn)量呈顯著正相關(guān)（Plt;0.05）。本研究土壤的供水能力由生育季土壤儲(chǔ)水量變化值表征。由表4 可知，苗期（Δ1） 和抽雄期（Δ2）土壤儲(chǔ)水量變化值與抽雄期莖粗和葉面積呈顯著正相關(guān)（Plt;0.05），而各生育期土壤儲(chǔ)水量變化值（Δ1、Δ2 和Δ3） 與產(chǎn)量均呈顯著相關(guān)（Plt;0.05）。這一結(jié)果說明營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)期的土壤供水能力直接作用于作物生長(zhǎng)從而影響了玉米產(chǎn)量（表4）。與此同時(shí)，土壤供水和降雨保障了作物生育所需耗水。本研究發(fā)現(xiàn)，作物田間耗水量（ET） 與抽雄期莖粗和葉面積、成熟期穗行數(shù)、百粒重和產(chǎn)量均呈顯著正相關(guān)（表4），這一結(jié)果進(jìn)一步說明保護(hù)性耕作在降低土壤水分消耗的同時(shí)，提高了水分的利用效率（WUE），最終提高作物產(chǎn)量（表2 和表4）。

為進(jìn)一步了解不同保護(hù)性耕作方式下土壤水分和養(yǎng)分供應(yīng)對(duì)玉米生長(zhǎng)及其產(chǎn)量構(gòu)成的貢獻(xiàn)，本研究以玉米抽雄期生長(zhǎng)指標(biāo)、產(chǎn)量及其構(gòu)成指標(biāo)為響應(yīng)變量，以土壤水分、養(yǎng)分為環(huán)境因子變量進(jìn)行冗余分析（RDA，圖4）。冗余分析的RDA1 和RDA2軸累計(jì)解釋量為66.45%，能充分反映水分和養(yǎng)分等環(huán)境因子對(duì)玉米生長(zhǎng)及產(chǎn)量的影響。傳統(tǒng)耕作與3種保護(hù)性耕作（糧草間作、覆蓋免耕和休耕再耕作）在RDA1 軸顯著分開（圖4 左），造成這一分異的原因主要是保護(hù)性耕作能夠通過調(diào)控生育季土壤水分（Δ1、Δ2 和Δ3） 和養(yǎng)分（速效磷和速效鉀） 的供應(yīng)（RDA1 軸第一、二象限），影響作物生長(zhǎng)發(fā)育和產(chǎn)量形成（圖4 右，RDA1 軸第三、四象限）。覆蓋免耕和休耕再耕作處理在RDA2 軸上顯著分開（圖4 左），造成這一分異的原因主要是玉米成苗率、抽雄期莖粗、速效氮含量 和40—60 cm 土層苗前土壤儲(chǔ)水量[W1（2）] 的差異，這說明休耕再耕作土壤有更多的速效養(yǎng)分，而覆蓋免耕則能更充分的利用土壤深層水分，以保障玉米成苗和生長(zhǎng)。

3 討論

3.1 不同耕作措施對(duì)土壤水分的影響

保護(hù)性耕作在改善土壤結(jié)構(gòu)的同時(shí)，也影響了各層土壤儲(chǔ)水量。糧草間作和覆蓋免耕降低土壤表層 （0—20 cm） 土壤容重，提高表層土壤的蓄水保墑能力[8， 25?26]。宿慶瑞[8]在中低產(chǎn)黑土區(qū)為期3 年研究發(fā)現(xiàn)，糧草間作較單作（傳統(tǒng)耕作） 土壤容重降低，田間持水能力增加；劉爽等[25]和張興義等[26]在松嫩黑土區(qū)的長(zhǎng)期研究發(fā)現(xiàn)，免耕覆蓋并未顯著增加土壤容重，但提高了土壤結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，增加土壤蓄水保水能力[26]，尤其可提高作物播種期表層土壤含水量[25]。我們的研究也發(fā)現(xiàn)，糧草間作和覆蓋免耕措施下苗前0—20 cm 土層土壤儲(chǔ)水量與傳統(tǒng)耕作比分別增加6% 和13% （圖2），與上述研究結(jié)論相同。輪作休耕能顯著改善干旱區(qū)土壤物理性狀[27?28]，從而減少作物水分消耗[29]。近年因水資源限制和水土流失加劇，東北黑土區(qū)也逐漸采取輪作休耕措施；但對(duì)這一保護(hù)性耕作措施的關(guān)注目前還主要集中在種植結(jié)構(gòu)優(yōu)化[30?31]和耕地障礙消減上[32]，對(duì)休耕措施的保水效應(yīng)關(guān)注較少。在本研究中，休耕再耕作的表層0—20 cm土壤容重低于傳統(tǒng)耕作，但苗前土壤儲(chǔ)水能力卻增加23% （圖2），休耕后再耕作耕地土壤蓄水保水能力得到較大提升，這一結(jié)論與劉斐耀等[27]在干旱區(qū)綠洲耕地以及任雯麗等[28]在黃土高原的研究結(jié)果一致。

保護(hù)性耕作能減少玉米生育期內(nèi)作物田間耗水，提高作物水分利用效率，從而提高土壤剖面儲(chǔ)水量（圖2， 表2）。在本研究中，3 種保護(hù)性耕作較傳統(tǒng)耕作比，作物田間耗水量（ET） 分別減少9.26% （覆蓋免耕）、10.96% （休耕再耕作） 和14.18% （糧草間作），而水分利用效率（WUE） 分別提高26.22% （覆蓋免耕）、48.51% （糧草間作） 和42.46% （休耕再耕作），最終成熟期1 m 土層土壤儲(chǔ)水量（W2） 依次表現(xiàn)為：糧草間作gt;覆蓋免耕和休耕再耕作gt;傳統(tǒng)耕作（表2）。糧草間作通過合理的糧草配比和秸稈深翻還田，提高土壤吸收并保持水分能力，并通過增加葉面積降低玉米棵間蒸發(fā)量（表2， 表3）。這一結(jié)論與路海東等[6]在寧夏南部旱區(qū)坡地上的研究結(jié)果一致，他們通過連續(xù)兩年的研究發(fā)現(xiàn)糧草帶狀間作增加生育后期單株葉面積，提高作物水分利用效率。覆蓋免耕則通過秸稈覆蓋減少了陽光對(duì)地面的直接輻射，有效地減少了土壤水分蒸發(fā)，進(jìn)而提高作物水分利用效率，實(shí)現(xiàn)增產(chǎn)；齊智娟等[33]、田肖肖等[34]和李友軍等[5]研究都驗(yàn)證了這一觀點(diǎn)；但胡錦昇等[35]通過對(duì)連續(xù)3 個(gè)平水年3 m 剖面土壤水分消耗深度的監(jiān)測(cè)發(fā)現(xiàn)，覆蓋免耕與傳統(tǒng)耕作0—100 cm 土體的土壤水分消耗量無顯著差異，但覆蓋免耕增加了水分在下個(gè)生長(zhǎng)年向土壤深層補(bǔ)給的可能性。休耕再耕作措施下因整地、施肥等人為田間作業(yè)活動(dòng)使土壤水分響應(yīng)機(jī)制復(fù)雜。馬濤等[36]在黃土高原輪作休耕的研究中發(fā)現(xiàn)，休耕2 年和休耕4 年后再耕作的土地0—40 cm為土壤水分的弱利用層，而40 cm 以下則是土壤水分利用層，且休耕4 年的土壤水分利用層厚度（40—180 cm） 要大于休耕2 年（40—180 cm） 的處理；本研究中也發(fā)現(xiàn)，40—60 cm 土層的土壤水分對(duì)保障休耕再耕作的苗前土壤儲(chǔ)水和生育季耗水至關(guān)重要，休耕再耕作生育季耗水表現(xiàn)為40—60 cmgt;20—40 cmgt;0—20 cmgt;60—80 cm 和80—100 cm （圖2），且40—60 cm 苗前土壤儲(chǔ)水[W1（2）] 直接作用于玉米生長(zhǎng)從而保障作物產(chǎn)量（表4，圖4）。

3.2 不同耕作措施對(duì)玉米產(chǎn)量的影響

保護(hù)性耕作能通過調(diào)控土壤水分和養(yǎng)分的供應(yīng)能力改善農(nóng)田土壤環(huán)境；而土壤水分和養(yǎng)分狀況又是影響作物生長(zhǎng)的重要因素，因此不同保護(hù)性耕作措施下作物產(chǎn)量的主控環(huán)境影響因子可能有所差異。宿慶瑞[8]通過對(duì)玉米和草木樨間作的土壤養(yǎng)分研究發(fā)現(xiàn)，糧草間作較單作的土壤有機(jī)質(zhì)、速效養(yǎng)分含量及田間持水能力均有所提高，但玉米產(chǎn)量卻降低，這可能是由于研究中草木樨占比過大，光、水、肥不協(xié)調(diào)所致；而田慧梅[9]研究發(fā)現(xiàn)，合理糧草間作通過光、水、肥互補(bǔ)，能得到比單作更高的產(chǎn)量；路海東等[6]研究也表明，糧草間作處理可增加糧食作物生育后期的單株葉面積和生物量，從而實(shí)現(xiàn)糧食增產(chǎn)。在本研究中，糧草間作較傳統(tǒng)耕作提高土壤有機(jī)碳和全氮含量，減少作物田間耗水，從而獲得更大的葉面積和水分利用效率，最終糧草間作產(chǎn)量較傳統(tǒng)耕作增加27.46% （表2，表3）。

覆蓋免耕通過增加地表覆蓋度，減少土壤水分蒸發(fā)、降低土壤有機(jī)質(zhì)礦化[37?38]；與此同時(shí)，覆蓋秸稈的還田分解增加了土壤養(yǎng)分[33， 37?38]；此外，覆蓋免耕通過減少土壤擾動(dòng)，提升土壤蓄水保墑和養(yǎng)分供應(yīng)能力，提高作物光合作用，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)作物增產(chǎn)。本研究發(fā)現(xiàn)，與傳統(tǒng)耕作相比覆蓋免耕措施下土壤有機(jī)碳、全氮和全磷含量均顯著提高，且葉面積和水分利用效率與作物生長(zhǎng)和產(chǎn)量構(gòu)成密切相關(guān)（表4，圖4），最終玉米產(chǎn)量較傳統(tǒng)耕作增加14.54%；齊翔鯤等[13]和魯悅等[14]的研究結(jié)果進(jìn)一步支持了本研究這一結(jié)論，齊翔鯤等[13]在黑龍江半干旱區(qū)的研究發(fā)現(xiàn)，免耕秸稈覆蓋和秸稈還田均能通過養(yǎng)分分配調(diào)控玉米產(chǎn)量構(gòu)成，從而提高了作物產(chǎn)量；而魯悅等[14]在探究長(zhǎng)期免耕及不同秸稈覆蓋還田量下玉米光合性能及產(chǎn)量變化規(guī)律時(shí)，也發(fā)現(xiàn)覆蓋免耕能提高玉米抽雄期凈光合速率和蒸騰速率，提高光、水利用效率從而實(shí)現(xiàn)增產(chǎn)。

休耕的目的是使耕地得以休養(yǎng)生息，為以后作物生長(zhǎng)創(chuàng)造良好的土壤環(huán)境和條件[ 3 9 ? 4 0 ]。宋淑均等[39]通過3 年連續(xù)研究表明，與休耕前的基礎(chǔ)養(yǎng)分相比，休耕后土壤養(yǎng)分含量顯著增加，其中有機(jī)質(zhì)、全氮和全鉀增幅依次為19.5%、23.0% 和9.2%；王建國(guó)等[40]在探索大興安嶺西麓輪作休耕對(duì)土壤水分含量和作物產(chǎn)量的影響時(shí)發(fā)現(xiàn)，休耕后翌年種植小麥的農(nóng)田土壤體積含水量、水分利用效率和產(chǎn)量均大于連作。本研究則發(fā)現(xiàn)，休耕再耕作的土壤有機(jī)碳、全氮和速效氮含量較傳統(tǒng)耕作和其他兩種保護(hù)性耕作（糧草間作和覆蓋免耕） 更高，該措施下充足的養(yǎng)分供應(yīng)保障了玉米成苗和生長(zhǎng)發(fā)育，最終作物產(chǎn)量增幅為26.87%。

4 結(jié)論

1） 保護(hù)性耕作通過改變土壤容重，減少玉米生育期內(nèi)作物田間耗水，提高作物水分利用效率，影響剖面土體的土壤儲(chǔ)水量。與傳統(tǒng)耕作相比，3 種保護(hù)性耕作（糧草間作、覆蓋免耕和休耕再耕作） 方式下出苗前表層（0—20 cm） 土壤容重降低、土壤蓄水保墑能力提高；糧草間作與休耕再耕作方式下深層（20—100 cm 土層） 土壤儲(chǔ)水量均顯著低于傳統(tǒng)耕作。且糧草間作、覆蓋免耕和休耕再耕作處理的作物田間耗水量（ET） 分別減少14.18%、9.26% 和10.96%。

2） 糧草間作、覆蓋免耕和休耕再耕作3 種保護(hù)性耕作方式均顯著提高玉米產(chǎn)量，但對(duì)玉米生長(zhǎng)及其產(chǎn)量構(gòu)成的主導(dǎo)影響因素各不相同。與傳統(tǒng)耕作相比，糧草間作通過提高土壤有機(jī)碳和全氮含量、減少土壤耗水，獲得更大的葉面積和水分利用效率，玉米產(chǎn)量增加27.46%；覆蓋免耕則通過提高土壤有機(jī)碳、全氮和全磷含量、葉面積和水分利用效率，實(shí)現(xiàn)光、水高效和玉米增產(chǎn)14.54%；休耕再耕作方式下土壤有機(jī)碳、全氮和速效氮含量較傳統(tǒng)耕作和其他兩種保護(hù)性耕作方式（糧草間作和覆蓋免耕） 更高，有充足的養(yǎng)分保障玉米成苗和生長(zhǎng)發(fā)育，作物產(chǎn)量提高26.87%。

參 考 文 獻(xiàn)：

[ 1 ]李保國(guó)， 劉忠， 黃峰， 等. 鞏固黑土地糧倉 保障國(guó)家糧食安全[J]. 中國(guó)科學(xué)院院刊， 2021， 36（10）： 1184?1193.

Li B G， Liu Z， Huang F， et al. Ensuring national food security bystrengthening high-productivity black soil granary in NortheastChina[J]. Bulletin of Chinese Academy of Sciences， 2021， 36（10）：1184?1193.

[ 2 ]邱琛， 韓曉增， 陸欣春， 等. 東北黑土區(qū)玉米秸稈還田對(duì)土壤肥力及作物產(chǎn)量的影響[J]. 土壤與作物， 2020， 9（3）： 277?286.

Qiu C， Han X Z， Lu X C， et al. Effects of maize straw incorporationon soil fertility and crop production in the black soil region ofNortheast China[J]. Soils and Crops， 2020， 9（3）： 277?286.

[ 3 ]蔣發(fā)輝， 錢泳其， 郭自春， 等. 基于Meta分析評(píng)價(jià)東北黑土地保護(hù)性耕作與深耕的區(qū)域適宜性： 以作物產(chǎn)量為例[J]. 土壤學(xué)報(bào)， 2022，59（4）： 935?952.

Jiang F H， QianY Q， Guo Z C， et al. Evaluating the regionalsuitability of conservation tillage and deep tillage based on crop yieldin the black soil of Northeast China： A meta-analysis[J]. ActaPedologica Sinica， 2022， 59（4）： 935?952.

[ 4 ]He C， Niu J R， Xu C T， et al. Effect of conservation tillage on cropyield and soil organic carbon in Northeast China： A meta-analysis[J].Soil Use and Management， 2022， 38（2）： 1146?1161.

[ 5 ]李友軍， 黃明， 吳金芝， 等. 不同耕作方式對(duì)豫西旱區(qū)坡耕地水肥利用與流失的影響[J]. 水土保持學(xué)報(bào)， 2006， 20（2）： 42?45.

Li Y J， Huang M， Wu J Z， et al. Effects of different tillage onutilization and run-off of water and nutrient in sloping farmland ofYuxi Dryland Area[J]. Journal of Soil and Water Conservation， 2006，20（2）： 42?45.

[ 6 ]路海東， 賈志寬， 楊寶平， 等. 寧夏南部旱區(qū)坡地不同糧草帶比間作種植模式比較[J]. 生態(tài)學(xué)報(bào)， 2010， 30（21）： 5941?5948.

Lu H D， Jia Z K， Yang B P， et al. Different strip intercropping ofgrain-grass on sloping field in dry areas of south Ningxia[J]. ActaEcologica Sinica， 2010， 30（21）： 5941?5948.

[ 7 ]成婧， 吳發(fā)啟， 云峰， 等. 渭北旱塬坡耕地玉米?苜蓿間作對(duì)土壤養(yǎng)分和產(chǎn)量的影響[J]. 水土保持通報(bào)， 2013， 33（4）： 228?232.

Cheng J， Wu F Q， Yun F， et al. Effect of intercropping corn andalfalfa on soil nutrients and yield of sloping field in Weibei Dryland[J]. Bulletin of Soil and Water Conservation， 2013， 33（4）： 228?232.

[ 8 ]宿慶瑞. 東北玉米主產(chǎn)區(qū)玉米、草木樨間種輪作農(nóng)牧結(jié)合綜合效益的研究[J]. 中國(guó)草地， 1998， （4）： 18?21.

Su Q R. Studies on the comprehensive benefits of the inter-croppingand rotation of maize and sweet clover in the maize production zonein Northeast of China[J]. Grassland of China， 1998， （4）： 18?21.

[ 9 ]田慧梅. 糧草間作的光能利用率和產(chǎn)量的關(guān)系[J]. 黑龍江農(nóng)業(yè)科學(xué)， 1998， （2）： 24?26.

Tian H M. Effects of crop sweetclover intercropping on sunlightutitilization and the yields of corn and sweetclover[J]. HeilongjiangAgricultural Science， 1998， （2）： 24?26.

[10]許芳維. 不同密度玉米與苜蓿間作對(duì)玉米生產(chǎn)潛能的研究[D]. 黑龍江哈爾濱： 東北農(nóng)業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文， 2022.

Xu F W. Research on the production potential of maize byintercropping maize and alfalfa at different densities[D]. Harbin，Heilongjiang： MS Thesis of Northeast Agricultural University，2022.

[11]張龍， 李簡(jiǎn)， 趙富貴， 等. 免耕或深松結(jié)合秸稈覆蓋提升土壤碳氮水含量和馬鈴薯產(chǎn)量的協(xié)同效應(yīng)[J]. 植物營(yíng)養(yǎng)與肥料學(xué)報(bào)， 2023，

29（1）： 45?56.Zhang L， Li J， Zhao F G， et al. Synergistic effect of no-tillage or subsoilingtillage with straw mulching increasing soil carbon， nitrogenand water storage and potato yield[J]. Journal of Plant Nutrition andFertilizers， 2023， 29（1）： 45?56.

[12]且天真， 李福， 厲雅華， 等. 秸稈還田條件下不同耕作方式對(duì)土壤化學(xué)性狀的影響[J]. 中國(guó)農(nóng)學(xué)通報(bào)， 2022， 38（21）： 58?69.

Qie T Z， Li F， Li Y H， et al. Effects of tillage methods on soilchemical properties under straw returning condition[J]. ChineseAgricultural Science Bulletin， 2022， 38（21）： 58?69.

[13]齊翔鯤， 安思危， 侯楠， 等. 耕作和秸稈還田方式對(duì)半干旱區(qū)黑土玉米養(yǎng)分積累分配與產(chǎn)量的影響[J]. 植物營(yíng)養(yǎng)與肥料學(xué)報(bào)， 2022，28（12）： 2214?2226.

Qi X K， An S W， Hou N， et al. Effects of tillage and straw returningmethod on the nutrient accumulation， distribution and yield of maizein black soil of semi-arid region[J]. Journal of Plant Nutrition andFertilizers， 2022， 28（12）： 2214?2226.

[14]魯悅， 鮑雪蓮， 霍海南， 等. 免耕條件下不同量秸稈覆蓋還田提高東北黑土區(qū)玉米光合性能和產(chǎn)量的效應(yīng)[J]. 植物營(yíng)養(yǎng)與肥料學(xué)報(bào)，2023， 29（5）： 840?847.

Lu Y， Bao X L， Huo H N， et al. Effects of different amounts ofstover mulching on improving photosynthetic characteristics andyield of maize in Mollisol of Northeast China under long-term notillage[J]. Journal of Plant Nutrition and Fertilizers， 2023， 29（5）：840?847.

[15]焦曉光， 王曉軍， 徐欣， 等. 秸稈覆蓋條件下不同施氮水平對(duì)春玉米產(chǎn)量及氮肥利用率的影響[J]. 土壤與作物， 2018， 7（2）： 242?247.

Jiao X G， Wang X J， Xu X， et al. Effects of different nitrogenapplication rates on spring maize yield and nitrogen fertilizerutilization efficiency under straw cover[J]. Soils and Crops， 2018，7（2）： 242?247.

[16]聶英， 韓鮮籽， 王子茗惠， 等. 耕地休耕： 國(guó)外經(jīng)驗(yàn)與中國(guó)實(shí)踐[J].世界農(nóng)業(yè)， 2022， （12）： 34?44.

Nie Y， Han X Z， Wang Z M H， et al. Fallow of arable land： Foreignexperience and Chinese practice[J]. World Agriculture， 2022， （12）：34?44.

[17]鄒文秀， 韓曉增， 李良皓， 王鳳仙. 黑土區(qū)不同土地利用方式土壤水分動(dòng)態(tài)變化特征研究[J]. 水土保持學(xué)報(bào)， 2009， 23（2）： 236?239.

Zou W X， Han X Z， Li L H， Wang F X. Study on soil moisturecharacteristic of different land use types in black soil[J]. Journal ofSoil and Water Conservation， 2009， 23（2）： 236?239.

[18]周偉， 張運(yùn)龍， 徐明崗， 等. 長(zhǎng)期撂荒對(duì)黑土土壤有機(jī)碳組分的影響[J]. 中國(guó)土壤與肥料， 2021， （4）： 11?18.

Zhou W， Zhang Y L， Xu M G， et al. Effects of long-term abandonmenton the organic carbon fraction of black soil[J]. Soil and FertilizerSciences in China， 2021， （4）： 11?18.

[19]楊婧， 宋茜， 陸苗， 等. 我國(guó)“黑土糧倉”建設(shè)的科技支撐路徑[J/OL]. 中國(guó)農(nóng)業(yè)資源與區(qū)劃. [2024?06?01]. http：//kns.cnki.net/kcms/detail/11.3513.S.20240229.1523.018.html.

Yang J， Song X， Lu M， et al. Path of scientific and technologicalsupport for the construction of “black soil granary” in China[J/OL].Journal of China Agricultural Resources and Regional Planning.[2024?06?01]. http：//kns.cnki.net/kcms/detail/11.3513.S.20240229.1523.018.html.

[20]鮑士旦. 土壤農(nóng)化分析（第3版）[M]. 北京： 中國(guó)農(nóng)業(yè)出版社， 2000.

Bao S D. Soil agrochemical analysis （3rd edition）[M]. Beijing： ChinaAgricultural Press， 2000.

[21]劉爽， 張興義. 不同耕作方式對(duì)黑土農(nóng)田土壤水分及利用效率的影響[J]. 干旱地區(qū)農(nóng)業(yè)研究， 2012， 30（1）： 126?131.

Liu S， Zhang X Y. Effects of tillage management on soil waterdynamics， yield and water use efficiency in arable black soil croppingsystem in Northeast China[J]. Agricultural Research in the AridAreas， 2012， 30（1）： 126?131.

[22]王永華， 劉煥， 辛明華， 等. 耕作方式與灌水次數(shù)對(duì)砂姜黑土冬小麥水分利用及籽粒產(chǎn)量的影響[J]. 中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)， 2019， 52（5）：801?812.

Wang Y H， Liu H， Xin M H， et al. Effects of tillage practices andirrigation times on water use efficiency and grain yield of winterwheat in lime concretion black soil[J]. Scientia Agricultura Sinica，2019， 52（5）： 801?812.

[23]鄭洪兵， 齊華， 劉武仁， 等. 不同耕層構(gòu)造對(duì)玉米葉面積和SPAD值的影響[J]. 農(nóng)業(yè)與技術(shù)， 2014， 34（10）： 1?2.

Zheng H B， Qi H， Liu W R， et al. Effects of different tillageconfigurations on leaf area and SPAD values of maize[J]. Agricultureand Technology， 2014， 34（10）： 1?2.

[24]李瑞平， 謝瑞芝， 羅洋， 等. 典型黑土區(qū)不同保護(hù)性耕作方式對(duì)玉米生長(zhǎng)發(fā)育及產(chǎn)量形成的影響[J]. 中國(guó)生態(tài)農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)（中英文）， 2024，32（1）： 71?82.

Li R P， Xie R Z， Luo Y， et al. Effects of conservation tillage methodson maize growth and yields in a typical black soil region[J]. ChineseJournal of Eco-Agriculture， 2024， 32（1）： 71?82.

[25]劉爽， 張興義. 保護(hù)性耕作下黑土水熱動(dòng)態(tài)研究[J]. 干旱地區(qū)農(nóng)業(yè)研究， 2010， 28（6）： 15?22.

Liu S， Zhang X Y. Dynamics of soil water and temperature underconservational soil tillage[J]. Agricultural Research in the Arid Areas，2010， 28（6）： 15?22.

[26]張興義， 李健宇， 郭孟潔， 等. 連續(xù)14年黑土坡耕地秸稈覆蓋免耕水土保持效應(yīng)[J]. 水土保持學(xué)報(bào)， 2022， 36（3）： 44?50.

Zhang X Y， Li J Y， Guo M J， et al. Effects of straw mulching and notillage for continuous 14 years on soil and water conservation inmollisols sloping farmland[J]. Journal of Soil and Water Conservation，2022， 36（3）： 44?50.

[27]劉斐耀， 尤全剛， 吳思淵， 等. 干旱區(qū)綠洲耕地撂荒與復(fù)耕對(duì)土壤水力性質(zhì)的影響[J]. 中國(guó)沙漠， 2021， 41（6）： 169?178.

Liu F Y， You Q G， Wu S Y， et al. Effects of abandonment andrecultivation of farmland on soil hydraulic properties in a typicaloasis of arid regions[J]. Journal of Desert Research， 2021， 41（6）： 169?178.

[28]任雯麗， 任亮， 趙貴賓， 等. 黃土高原半干旱地區(qū)休耕條件下深翻次數(shù)對(duì)土壤理化性狀的影響[J]. 農(nóng)業(yè)科技與信息， 2023， （2）： 5?9.

Ren W L， Ren L， Zhao G B， et al. Influence of the number of deepturning on soil physicochemical properties under fallow conditions insemi-arid region of Loess Plateau[J]. Agricultural Science-Technologyand Information， 2023， （2）： 5?9.

[29]Song W， Song W. Cropland fallow reduces agricultural waterconsumption by 303 million tons annually in Gansu Province，China[J]. Science of the Total Environment， 2023， 879： 163013.

[30]宋戈， 張紅梅. 東北典型黑土區(qū)耕地輪作休耕的空間重構(gòu)[J]. 自然資源學(xué)報(bào)， 2022， 37（9）： 2231?2246.

Song G， Zhang H M. Spatial reconstruction of farmland rotation andfallow in the typical black soil region of Northeast China[J]. Journalof Natural Resources， 2022， 37（9）： 2231?2246.

[31]Luo C， Liu H J， Fu Q， et al. Mapping the fallowed area of paddyfields on Sanjiang Plain of Northeast China to assist water securityassessments[J]. Journal of Integrative Agriculture， 2020， 19（7）：1885?1896.

[32]鄧琳璐， 王繼紅， 劉景雙， 等. 休耕輪作對(duì)黑土酸化的影響[J]. 水土保持學(xué)報(bào)， 2013， 27（3）： 184?188.

Deng L L， Wang J H， Liu J S， et al. Influence of fallow rotation onthe black soil acidification[J]. Journal of Soil and Water Conservation，2013， 27（3）： 184?188.

[33]齊智娟， 宋芳， 張忠學(xué)， 等. 保護(hù)性耕作對(duì)寒地黑土土壤水熱效應(yīng)與玉米產(chǎn)量的影響[J]. 農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào)， 2022， 53（12）： 380?389.

Qi Z J， Song F， Zhang Z X， et al. Effects of different conservationtillage methods on soil hydrothermal condition as well as maize yieldin cold black soil region[J]. Transactions of the Chinese Society forAgricultural Machinery， 2022， 53（12）： 380?389.

[34]田肖肖， 呂慎強(qiáng)， 張亮， 等. 免耕覆蓋有效提高夏玉米產(chǎn)量及水氮利用效率[J]. 植物營(yíng)養(yǎng)與肥料學(xué)報(bào)， 2017， 23（3）： 606?614.

Tian X X， Lü S Q， Zhang L， et al. No-tillage with straw mulchingcould increase grain yield， water and nitrogen use efficiencies ofsummer maize[J]. Journal of Plant Nutrition and Fertilizers， 2017，23（3）： 606?614.

[35]胡錦昇， 樊軍， 付威， 等. 保護(hù)性耕作措施對(duì)旱地春玉米土壤水分和硝態(tài)氮淋溶累積的影響[J]. 應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào)， 2019， 30（4）： 1188?1198.

Hu J S， Fan J， Fu W， et al. Effects of conservation tillage measures on soil water and NO3?-N leaching in dryland maize cropland[J].Chinese Journal of Applied Ecology， 2019， 30（4）： 1188?1198.

[36]馬濤， 呂文強(qiáng)， 李澤霞， 等. 黃土高原丘陵溝壑區(qū)輪作休耕模式下5種土地利用方式土壤剖面水分分布特征[J]. 草業(yè)學(xué)報(bào)， 2020，29（7）： 30?39.

Ma T， Lü W Q， Li Z X， et al. Water distribution characteristics of soilprofiles in five land use types under rotational cropping in the Hilland Gully Regions on the Loess Plateau[J]. Acta Prataculturae Sinica，2020， 29（7）： 30?39.

[37]祁劍英， 馬守田， 劉冰洋， 等. 保護(hù)性耕作對(duì)土壤有機(jī)碳穩(wěn)定化影響的研究進(jìn)展[J]. 中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)， 2020， 25（1）： 1?9.

Qi J Y， Ma S T， Liu B Y， et al. Advances in effects of conservationtillage on soil organic carbon stabilization[J]. Journal of ChinaAgricultural University， 2020， 25（1）： 1?9.

[38]Ussiri D A N， Lal R. Long-term tillage effects on soil carbon storageand carbon dioxide emissions in continuous corn cropping systemfrom an alfisol in Ohio[J]. Soil and Tillage Research， 2009， 104（1）：39?47.

[39]宋淑鈞， 崔小茹， 陳雄， 等. 休耕對(duì)隴中旱農(nóng)區(qū)農(nóng)田土壤養(yǎng)分的影響[J]. 水土保持研究， 2023， 30（6）： 143?159.

Song S J， Cui X R， Chen X， et al. Effects of fallow on soil nutrientsin the dryland farming area of Central Gansu[J]. Research of Soil andWater Conservation， 2023， 30（6）： 143?159.

[40]王建國(guó)， 路戰(zhàn)遠(yuǎn)， 程玉臣， 等. 輪作休耕對(duì)小麥和油菜水分利用效率和產(chǎn)量的影響[J]. 北方農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)， 2018， 46（4）： 29?34.

Wag J G， Lu Z Y， Cheng Y C， et al. Effects of rotation and fallow onwater use efficiency and yield of wheat and rape[J]. Journal ofNorthern Agriculture， 2018， 46（4）： 29?34.

基金項(xiàng)目：國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目（2021YFD1500700）。