为研究冀西北坝上高原不同耕作方式对土壤特性和莜麦生长发育状况的影响,于2007年在河北农业大学张北实验站砂质栗钙土连续六年定点定位试验田进行了试验研究,试验以当地主栽晚熟莜麦品种品五为供试材料,研究了铁茬免耕、松耕和翻耕三种耕作方式对莜麦生长发育状况和土壤特性的影响。研究结果表明:
1.不同耕作方式的土壤容重,播种前0-10cm和10-20cm土层的土壤容重均以铁茬免耕高于松耕和翻耕,0-10cm土层松耕显著高于翻耕,10-20cm土层差异不明显;收获后0-10cm土层铁茬免耕容重相对播前下降,松耕和翻耕相对播前升高,10-20cm土层三种耕作方式土壤容重均下降,但彼此间差异并不显著。
2.不同耕作方式的土壤硬度播前5cm、10cm、15cm、20cm和0-20cm均为铁茬免耕最高,松耕居中,翻耕最低;收获后5cm和20cm层为铁茬免耕最高,翻耕居中,松耕最低,10cm、15cm和0-20cm为铁茬免耕最高,松耕居中,翻耕最低。各土层间土壤硬度相比较,铁茬免耕和松耕无论播前收后均随着土层的加深而逐渐增加,翻耕则在0-15cm逐渐下降,15-20cm急剧升高。
3.不同耕作方式的土壤含水量在分蘖期松耕和翻耕显著高于铁茬免耕,其它时期三种处理均无明显差异。
4.不同耕作方式不同层次的土壤呼吸均以铁茬免耕最低,0-10cm土层和0-20cm土层以松耕最高,10-20cm土层以翻耕最高。
5.不同耕作方式不同层次土壤微生物量碳以松耕最高,翻耕和铁茬免耕在不同层次土壤微生物量碳变化各不相同,0-10cm土层和0-20cm土层铁茬免耕高于翻耕,10-20cm土层则以翻耕较高。
6.不同耕作方式的土壤活跃微生物0-10cm土层以铁茬免耕最高,松耕居中,翻耕最低,10-20cm土层以松耕最高,翻耕居中,铁茬免耕最低,0-20cm土层的平均土壤活跃微生物以松耕最高,铁茬免耕次之,翻耕最低。
7.不同耕作方式的土壤呼吸商0-10cm和0-20cm以翻耕最高,松耕居中,铁茬免耕最低,10-20cm的土壤呼吸商以翻耕最高,铁茬免耕居中,松耕最低。
8.本试验测定不同耕作方式的根干重和根分布得出,0-30cm土层的根干重均以铁茬免耕最低,松耕居中,翻耕最高,0-10cm土层的根分布除分蘖期以外,其它时期均以铁茬免耕高于松耕和翻耕,10-30cm土层的根分布均低于松耕和翻耕。收获前取0-70cm根测定根系特性得出,三种处理根长、根重、根表面积和根体积均随着土层深度的增加而逐渐减小,铁茬免耕的比根长随着土层的加深而增加,松耕和翻耕0-40cm土层的比根长随土层的加深而增加,40-50cm土层的比根长下降,之后又呈现上升趋势。
9.莜麦的株高、叶面积指数、总茎数等群体动态指标均以翻耕最高,松耕居中,铁茬免耕最低,其中松耕和翻耕差异不大,铁茬免耕与二者差异显著。从产量来看,以松耕最高,翻耕次之,铁茬免耕最低,且铁茬免耕显著低于松耕和翻耕。松耕的水分利用效率最高,翻耕次之,铁茬免耕最低,但三者差异不显著。
10.铁茬免耕省去了动土作业,节省了人力物力,但造成了土壤容重和硬度升高,进而影响到莜麦播种出苗质量及地下部与地上部的生长发育,导致产量显著下降;松耕比翻耕减少了动土作业的耕作量,生态效益好,产量比较稳定,因此,本试验认为松耕在冀西北坝上高原砂质栗钙土上应用更具有可行性。
