不同农作方式对耕层土壤理化性质的影响

本文通过设置在陇中黄土高原半干旱区连续6a的长期定位试验,研究了不同农作方式对耕层土壤理化性质的影响,旨在结合定西的生产实际,进行保护性耕作的试验研究,寻求能够提高土壤结构稳定性及肥力的耕作模式,以减少水土流失,维持土壤的持续生产力。 本试验设4个处理,即T:传统耕作;NT:免耕不覆盖;TS:传统耕作结合秸秆还田;NTS:免耕秸秆覆盖。主要研究结论如下: 1 NTS、NT、TS处理对土壤团聚体的改变都有积极的作用,NTS、NT、TS处理有利于粒径>0.25mm水稳定性团聚体的形成,其中秸秆覆盖效应更明显。豌豆(P-W-P序列)和春小麦(W-P-W序列)地中,NTS、NT和TS处理粒径>0.25mm水稳定性团聚体含量较T处理高,其中NTS处理的含量最高。各处理0～5cm土层中粒径>0.25mm水稳定团聚体含量明显高于5～10cm和10～30cm土层。 经过6a的免耕及秸秆覆盖保护性耕作,土壤容重相对传统耕作有不同程度降低。豌豆(P-W-P序列)和春小麦(W-P-W序列)地中土壤容重在0～5cm土层中大小依此为T>NT>TS>NTS,在5～10cm为T>TS>NT>NTS。土壤孔隙度则与容重刚好相反,在0～5cm土层,土壤总孔隙度为NTS>TS>NT>T,在5～10cm土层中为NTS>NT>TS>T,两种作物的土壤孔隙度均是NTS处理的最高。这说明免耕减小了土壤容重,同时降低了土壤总孔隙度,其中以免耕加秸秆覆盖(NTS)的效果最佳。 2免耕与覆盖均能增加土壤有机碳的累积,其中免耕加秸秆覆盖效果最佳。在0～30cm土层,豌豆(P-W-P序列)与春小麦(W-P-W序列)地中土壤有机碳的含量NTS、TS、NT处理与T处理相比,均有不同程度的提高,NTS处理提高了16.92%,TS处理提高了7.80%,NT处理提高了6.81%;春小麦(W-P-W序列)地土壤中有机碳含量是NTS、TS、NT处理与T处理相比,NTS处理提高了11.98%,TS处理提高了6.93%,NT处理提高了7.25%。两种作物的NTS、TS、NT处理较T处理有机碳含量都是增加的,其中秸秆覆盖对土壤有机碳含量提高贡献最大,因此NTS处理更有利于土壤有机碳含量的增加和土壤有机碳的累积。耕作和覆盖对土壤氮素的影响与有机碳类似。 不同农作方式下,0～30cm土层全磷变化范围在0.78～1.09g·kg-1之间。在0～10cm土层,豌豆(P-W-P序列)和小麦(W-P-W序列)地的土壤全磷含量为:NTS>TS>NT>T。保护性耕作土壤全磷的含量变化范围在0.82～1.09g·kg-1之间,而常规耕作的土壤全磷含量在0.80～0.90g·kg-1的范围内,施行了保护性耕作措施后土壤全磷含量得到了一定程度的提高,其中免耕加秸秆覆盖的效果最佳。 豌豆(P-W-P序列)地中,保护性耕作表层土壤的全钾含量在20.26～24.52g·kg-1之间,传统耕作的范围在20.97～22.58g·kg-1之间;春小麦(W-P-W序列)地中,保护性耕作表层土壤的全钾含量在20.12～24.34g·kg-1之间,传统耕作的变化范围在21.08～21.88g·kg-1之间。可以看出保护性耕作制度下土壤钾的行为不象氮、磷一样与常规耕作有大的差异。 3不同的农作方式对作物产量的影响程度不同,豌豆和春小麦的产量均为:NTS>TS>NT>T。保护性耕作方式均不同程度的促进了作物产量的增长,其中NTS处理效果最佳。