黄土旱塬区平衡施肥下不同土壤耕作模式的蓄水纳墒及作物增产增收效应研究

【目的】黄土旱塬半湿润易旱区是典型的雨养农业区,多数一年一熟或两年一熟制,冬小麦和春玉米是该区主要的粮食作物,平衡施肥是主要的施肥方式。多年研究和生产实践证明,建立与不同作物轮作方式相配套的土壤轮耕技术体系,可以为作物生长发育创造良好的土、肥、水、气、热的土壤环境条件,保持农田生态健康发展,促进作物增产增收。本文在当地平衡施肥条件下,通过多年耕作模式定位试验,研究在平衡施肥条件下,不同土壤耕作模式对休闲期和作物生育期0—200 cm土层蓄水纳墒状况、作物产量及其经济效益的影响,为黄土旱塬半湿润易旱区建立在一定肥力水平下与作物轮作体系相配套的土壤轮耕模式提供理论依据。【方法】选择位于黄土旱塬半湿润易旱区腹地的陕西省合阳县甘井镇一年一熟旱作冬小麦→春玉米轮作田为试验区,采用免耕、深松和翻耕3种土壤耕作方法组成4种土壤轮耕模式,即:翻耕→免耕→翻耕→免耕(RT1);深松→翻耕→深松→翻耕(RT2);免耕→深松→免耕→深松(RT3);免耕→翻耕→深松→免耕(RT4);以连年翻耕(CK1)、连年深松(CK2)和连年免耕(CK3)为对照,通过连续4年(2007 2011年)定位试验,研究平衡施肥条件下的7种土壤耕作模式对冬小麦→春玉米轮作田0—200 cm土层土壤贮水量、土壤水分含量、作物籽粒产量、水分利用效率(WUE)和经济效益的影响。【结果】1)在土壤休闲期,RT3模式下0—200 cm土层土壤贮水量最高,其次是RT2。与对照组相比,4种轮耕模式0—200 cm土层土壤贮水量均高于CK1;RT3显著高于CK3,但与CK2差异不显著。0—200 cm土层土壤剖面含水量,亦以RT3模式最高。2)在冬小麦生育期,0—200 cm土层土壤贮水量和土壤含水量,RT3和CK2模式的较高。3)在春玉米生育期,0—200 cm土层土壤贮水量和土壤含水量RT3和CK3较高。4)不同耕作模式的作物籽粒产量、水分利用效率(WUE)和经济效益,以RT2和CK2模式最高。四年平均结果 RT2处理较CK1、CK2和CK3处理增产10.2%、3.6%和17.1%,增收23.6%(P<0.05)、6.8%(P<0.05)和28.3%(P<0.05),提高WUE 9.7%(P<0.05)、4.3%和18.6%(P<0.05)。【结论】年际间轮流进行深松和翻耕(RT2)处理,虽然其在土壤蓄水保墒效应方面略低于年际间轮流进行免耕和深松(RT3)和连年深松(CK2)处理,但可获得最佳增产增收效果和最高水分利用效率;连年深松能够增加水分入渗,保护土壤,增加蓄水能力,但产量和经济效益不如RT2处理,也是该区比较适宜的耕作方法。根据实际状况,在平衡施肥条件下的一年一熟作物轮作区,应推荐"深松→翻耕"的轮耕或连年深松的耕作模式。