松辽平原玉米带土壤持水性及根系空间分布研究

近些年来松辽平原玉米带土壤被大面积不合理地耕作和开垦。随着玉米耕作年限的增长,土壤肥力退化问题日益严重。其中土壤的持水能力连年下降,易旱、易涝、易脱水、严重影响了玉米根系的生长和分布,玉米产量已连续多年出现徘徊不前甚至下降的局面。因而对松辽平原玉米带土壤持水性和玉米根系分布的研究尤为重要。本文通过对于松辽平原玉米带现行耕作制度下,所形成“平面型”和“波浪型”剖面构造土壤持水性能和理化性质进行比较分析,初步探讨了松辽平原玉米带土壤水分保持性能及其影响因素。明确了造成土壤持水性下降的原因。另外对玉米根系在不同剖面构型下的分布状况进行对比,初步探讨了造成这种玉米根系分布差异的原因。综合以上研究旨在为提高松辽平原玉米带土壤持水性和改善玉米根系空间分布提供理论依据。 通过以上研究得出以下结论： 1.运用压力膜仪测定出不同剖面土壤的重量含水率,并拟合出土壤水分特征曲线。在此基础上,对不同剖面土壤的持水性予以比较分析,从而明确了松辽平原玉米带不同剖面构型土壤持水性能差异主要集中在土壤的耕层,其中“平面型”剖面土壤的持水性能明显好于要好于“波浪型”剖面。犁底层变化不明显。 2.通过对土壤基础理化性质与持水性能相互关系的研究结果表明：有机质、团聚体、容重、孔隙度、等都对土壤的持水性能有一定的影响。其中有机质、团聚体与土壤持水性的相关性呈线性关系,并且呈极显著正相关；土壤容重与土壤持水性均呈一定的负相关,土壤容重越大,持水能力反而越弱；总孔隙度与持水能力呈正相关,其中有机质与土壤持水性的相关系数最高达到0.9407**,并且与水稳性团聚体相关系数为0.8420**说明了松辽平原玉米带土壤有机质下降,破坏了土壤团聚体结构,这可能是其持水性能下降发生易旱、易涝、易脱水的主要原因。现行不合理耕作制度对土壤的压实作用较强,使耕层的土壤量变少。增大了土壤容重,使土壤的通透性变差。这也是持水性能下降的另一个原因。 3.运用洗根测量分析软件WinRHIZO对不同剖面玉米根系在不同生育时期的根长、根重、根表面积、计算分析。研究结果发现玉米根系这些基础指标动态变化趋势基本相同,均呈单峰曲线。在吐丝期15天后达到峰值,而后随着玉米发育逐渐成熟而降低。玉米根长、根干重根表面积均随土壤深度的增加基本呈递减趋势,其中大约80%根系主要集中在0-40cm土层中。 4.“平面型”和“波浪型”剖面土壤根系的根重、根长、根表面积,在同一生育期的差异主要在0-60cm土层,此土层“平面型”剖面高于“波浪型”剖面。这种差异性随着土层深度地加深而减小,表层土壤差异最为显著。 5.“平面型”和“波浪型”剖面土壤有效磷、速效钾、碱解氮养分指标在0-100cm土层差别不是很明显,差值变幅在0.28～3.1mg kg-1。但有机质和土壤容重存在差异,在0-60cm土层“平面型”剖面土壤有机质高于“波浪型”剖面土壤,容重低于“波浪型”剖面土壤,深层这两种剖面差异不是很明显。 6.通过对“平面型”和“波浪型”剖面土壤有机质和容重分别于土壤根系的基础指标作相关性分析结果发现有机质含量与根重、根长、根表面积呈极显著正相关,在玉米成熟期时它与根长的相关系数达到了0.9836**(p<0.01)。而容重大小与其呈显著负相关。在玉米成熟期时它与根长的相关系数达到了-0.8705**(p<0.01)。由此可见有机质含量和土壤容重是影响该玉米带的重要因素。