一年两熟地区机械化保护性耕作体系试验与分析

针对我国华北平原一年两熟地区水资源紧张、生态环境恶化、土壤侵蚀严重、农业生产能耗大、成本高等普遍性问题，本着加速该地区传统耕作体系的技术改造，探索高效、优质、节能节水的新型机械化体系的指导思想，参照国内外经验，对一年两熟地区机械化保护性耕作体系进行了较为深入的试验研究。 对保护性耕作和传统耕作的冬小麦播种质量、麦苗长势及含水率、冬小麦的产量等进行了实验研究。并运用生长分析法对保护性耕作和传统耕作冬小麦和夏玉米全生育期的生长发育进行比较，具有创新性。对不同耕作体系对土壤容重、土壤水分状况、土壤孔隙度及温度等进行了测试分析。 小麦播种质量是影响其产量的关键因素，在发芽率为81％的条件下，传统耕作、免耕覆盖、耙茬覆盖和深松覆盖的出苗率分别为：73％、71％、64％和63％。免耕覆盖体系土壤扰动最小，地表较平整，播种质量基本与传统相同。耙茬覆盖和深松覆盖体系，由于地表不平整，造成播深不一致。尽管由于有较好的水肥条件，小麦的生长发育后期仍然赶上传统耕作体系，但仍是需要关注和改进的内容。保护性耕作冬小麦和夏玉米在各生育期，个体发育较好群体发育比较合理。以实播面积作比较玉米保护性耕作比传统耕作分别增产15％、11.7％和9.1％，平均11.9％；小麦保护性耕作三种体系的产量分别比传统耕作体系的高出9.5％、5.07％和7.1％，平均7.2％。 保护性耕作和传统耕作在产量相同的条件下，按40％灌水效率计算，保护性耕作体系比传统耕作一年可节约灌水82mm，相当于每亩50m3灌水，对缓解地下水位急剧下降一定会起到积极的作用。 首次分析了不同耕作体系土壤的孔性及土壤团聚体的水稳定性，从机理上阐明了保护性耕作的保水作用。免耕覆盖的毛管孔度比传统耕作增加了13％，持水孔隙高10％，耙茬覆盖的土壤毛管孔度比传统耕作高15％，持水孔度增加6％，深松覆盖体系比传统耕作的毛管孔度高16％，持水孔隙度高7％。大于0.25mm的土壤团粒体的水稳定百分数分别为38.5、54.30、51.40、52.60。大于0.5mm的土壤团聚体的水稳定性百分数分别为：34.80、38.40、36.20、37.50。大于1mm的土壤团聚体的水稳定百分数为：34.30、42.50、41.20、42.10。保护性耕作体系土壤团粒的水稳定性明显好于传统耕作体系。在三种保护性耕作体系中，以免耕覆盖体系的土壤水稳定性最好。 进行了不同耕作体系土壤水热运动有关的覆盖层水热特性参数的测定及综合研究；研究了不同耕作体系对土壤水热参数的影响。建立了覆盖层与土壤的水热传输方程，并进行土壤水热分布的数值分析，编制了保护性耕作体系蒸发情况下土壤水热模拟通用程序，模拟结果经过了初步验证，具有新意。该程序加以改进，就可完成土壤的入渗模拟及土壤的盐分运移模拟，具有通用性。 根据华北平原一年两熟地区农业生产的实际情况，首次对小麦玉米机械化保护性耕作经营规模及配套机具进行了研究。为该区的实施保护性耕作的农户及农机经营者提供了决策参考 研究初步证明，保护性耕作具有明显的生产、经济、生态和社会效益，值得进一步试验研究，在我国华北平原一年两熟地区推广应用。