張華英，劉景輝，趙寶平，王立文，郝　宏，李　敏

(1.內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院， 內(nèi)蒙古 呼和浩特 010018； 2.通遼市科左后旗農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心， 內(nèi)蒙古 通遼 028100)

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保護(hù)性耕作對(duì)風(fēng)沙區(qū)農(nóng)田土壤物理性狀及玉米產(chǎn)量的影響

張華英1，劉景輝1，趙寶平1，王立文2，郝宏2，李敏1

(1.內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院， 內(nèi)蒙古 呼和浩特 010018； 2.通遼市科左后旗農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心， 內(nèi)蒙古 通遼 028100)

摘要：在科爾沁沙地東南部風(fēng)沙區(qū)采用完全隨機(jī)區(qū)組試驗(yàn)設(shè)計(jì)，在2013—2014年比較研究了4種保護(hù)性耕作措施(深松、留茬、免耕、秸稈覆蓋)和傳統(tǒng)翻耕(CK)平作種植玉米的土壤物理性狀及產(chǎn)量。結(jié)果表明，與傳統(tǒng)耕作相比，連續(xù)2 a保護(hù)性耕作以深松、留茬處理顯著降低0～40 cm土層土壤容重(P<0.05)，降幅0.72%～7.12%。0～40 cm土層>0.25 mm土壤團(tuán)聚體含量各土層均以深松處理含量最高，2014年土壤團(tuán)聚體含量較2013年增加4.11%，其中秸稈覆蓋對(duì)0～10 cm團(tuán)聚體含量影響較大，2014年較2013年提高5.54%。4 種保護(hù)性耕作措施均提高了收獲后0～100 cm土壤貯水量，表現(xiàn)為留茬>秸稈覆蓋>深松>免耕，較傳統(tǒng)耕作提高12.22%～26.91%。進(jìn)行保護(hù)性耕作的處理玉米子粒產(chǎn)量和水分利用率均比傳統(tǒng)耕作高，其中以深松處理增產(chǎn)幅度最大，子粒產(chǎn)量平均較傳統(tǒng)耕作提高14.57%，水分利用效率提高25.81%。由2 a數(shù)據(jù)顯示，深松、留茬和秸稈覆蓋等保護(hù)性耕作措施改善了風(fēng)沙土耕層土壤結(jié)構(gòu)，具有較好的保水性和增產(chǎn)效果。

關(guān)鍵詞：保護(hù)性耕作；土壤物理性狀；玉米產(chǎn)量；科爾沁沙地

科爾沁沙地屬于典型的北溫帶半干旱風(fēng)沙地區(qū)，并處于我國北方半干旱農(nóng)牧交錯(cuò)區(qū)生態(tài)脆弱帶內(nèi)，其中沙地面積(流動(dòng)沙地、半固定沙地和固定沙地)占總土地面積的43.1%，是科爾沁沙地面積最大、對(duì)生態(tài)環(huán)境影響起決定性作用的一種土地類型[1]，其含沙量大，因此土壤孔隙大，通氣性強(qiáng)，發(fā)苗小[2]。傳統(tǒng)耕作模式下由于多次攪動(dòng)土壤，水分散失嚴(yán)重，土壤風(fēng)蝕沙化，土壤結(jié)構(gòu)變壞，肥力下降，加之自然降水逐年減少，地下水位持續(xù)下降，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)面臨嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)[3]，因此尋求一種適宜風(fēng)沙區(qū)的耕作技術(shù)是該區(qū)實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的當(dāng)務(wù)之急。大量研究表明， 保護(hù)性耕作有改善農(nóng)田作物生長環(huán)境方面的作用：有效提高農(nóng)田水分利用效率；有效保持水土，大幅度地減少水土流失，減少大部分的田間起沙，降低農(nóng)田地表土壤養(yǎng)分和水分的流失[4-6]；保護(hù)性耕作在減少對(duì)土壤擾動(dòng)的同時(shí)，可以增加土壤有機(jī)質(zhì)、減輕土壤水蝕[7-8]，同時(shí)還可增加土壤生物和微生物的數(shù)量和活性，最終達(dá)到擴(kuò)大土壤“水庫”容量、增加土壤入滲能力、培肥地力[6]，從而更有利于土壤物理質(zhì)量的維持和提高，防治土壤質(zhì)量退化，達(dá)到作物增產(chǎn)增收的目的。

本試驗(yàn)以通遼市科爾沁左翼后旗風(fēng)沙區(qū)農(nóng)田為研究對(duì)象，開展了4種保護(hù)性耕作措施的長期定位試驗(yàn)研究，探討保護(hù)性耕作措施對(duì)風(fēng)沙區(qū)土壤物理性狀的影響及其增產(chǎn)技術(shù)，為在該地區(qū)推廣應(yīng)用保護(hù)性耕作，防治土壤退化，實(shí)現(xiàn)風(fēng)沙區(qū)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展提供理論依據(jù)和技術(shù)支持。

1材料與方法

1.1試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)于2013年5月—2014年10月在內(nèi)蒙古通遼市科爾沁左翼后旗甘旗卡鎮(zhèn)好力保村進(jìn)行。試驗(yàn)地位于通遼市東南部，地處東經(jīng)121°30′～ 123°42′，北緯42°40′～43°42′之間。氣候?qū)儆诒睖貛О霛駶櫄夂騾^(qū)向內(nèi)蒙古溫帶半干旱氣候區(qū)過渡的地帶。年降水量259.5～483 mm，極端年最大降水量達(dá)597.4 mm，年降水主要集中在6—8月份，約占全年降水量的70%以上。2013年生育期內(nèi)降水量589.1 mm，2014年生育期內(nèi)降水量306.3 mm。日照資源豐富，日照時(shí)數(shù)2 800 h以上，年平均溫度6.1℃。試驗(yàn)前茬作物為玉米。供試土壤耕層理化性狀見表1。

1.2試驗(yàn)設(shè)計(jì)

供試作物為玉米，品種為NK718。試驗(yàn)采取隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，設(shè)深松、留茬、免耕、秸稈覆蓋和傳統(tǒng)耕作5個(gè)處理，具體耕作方式如下，每個(gè)小區(qū)面積75 m2(5 m×15 m)，3次重復(fù)。試驗(yàn)施用種肥為復(fù)合肥(N∶P2O5∶K2O=12∶20∶13)525 kg·hm-2；在玉米大喇叭口期追施尿素450 kg·hm-2。各處理種植密度均為72 000 株·hm-2，全生育期內(nèi)無灌溉，其它管理依當(dāng)?shù)亓?xí)慣進(jìn)行。

1.3測定指標(biāo)及方法

土壤容重：采用環(huán)刀法測定。用環(huán)刀取玉米收獲后土壤，取樣深度為100 cm，其中0～20 cm每10 cm為1層，20～100 cm每20 cm為1層。

土壤質(zhì)量含水量：采用烘干法測定。用土鉆鉆取玉米收獲后的土樣，用鋁盒裝取，取樣深度為100 cm，其中0～20 cm每10 cm為1層，20～100 cm每20 cm為1層。測定方法用烘干稱重法，每個(gè)重復(fù)取3個(gè)樣。

土壤團(tuán)聚體組成分析：(1) 取樣方法：于2013年9月25日玉米收獲后及2014年9月30日玉米收獲后，在0～10、10～20 cm和20～40 cm分3個(gè)土層采集原狀土樣，每個(gè)采樣小區(qū)3個(gè)重復(fù)，同一深度的3個(gè)重復(fù)樣品混合成1個(gè)樣品，采樣點(diǎn)呈“S”型分布。土壤樣品采集后放在塑封袋內(nèi)運(yùn)回實(shí)驗(yàn)室，以免破壞團(tuán)聚體。將原狀土壤放于陰涼處風(fēng)干后除去秸稈及小石塊等雜物待用。(2) 測定方法：將風(fēng)干后的原狀土樣稱200 g后， 放入振蕩式機(jī)械篩分儀最上層孔徑為5 mm套篩中，下層套篩的孔徑依次分別為2、1、0.5 mm及0.25 mm，最底層用底盒封底，最頂層蓋篩蓋，開啟振蕩式機(jī)械篩分儀，使其以1 400 r·min-1的頻率振蕩1 min后停止，按從上到下的次序依次取篩，稱其質(zhì)量。

作物產(chǎn)量：玉米成熟后，各處理取2 m2進(jìn)行理論測產(chǎn)，重復(fù)取樣3次，待風(fēng)干后脫粒稱子粒重量，產(chǎn)量折成14%水含量。

水分產(chǎn)出率：A=Y/ET，式中A為水分產(chǎn)出率(kg·mm-1·hm-2)，Y為作物子粒產(chǎn)量(kg·hm-2)，ET為田間耗水量(mm)。

水分利用效率：WUE=B/ET，式中WUE為水分利用效率(kg·mm-1·hm-2))，B為作物生物產(chǎn)量(kg·hm-2)，ET為田間耗水量(mm)。

采用測定土壤含水量計(jì)算作物耗水量的方法[9]，耗水量的計(jì)算公式為：

式中，ET為階段耗水量(mm)；i為土層編號(hào)；n為總土層數(shù)；ρi為第i層土壤干容重(g·cm-3)；Hi為第i層土壤厚度(cm)；Wi1和Wi2分別為第i層土壤時(shí)段末和時(shí)段初的含水率，以占干土質(zhì)量的百分?jǐn)?shù)計(jì)；R為降水量(mm)；K為時(shí)段內(nèi)的地下水補(bǔ)給量(mm)，當(dāng)?shù)叵滤裆畲笥?.5m時(shí)，K值可以忽略不計(jì)，本試驗(yàn)的地下水埋深>2.5m，故地下水補(bǔ)給量可視為0。

1.4數(shù)據(jù)處理

試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用Microsoft Excel和SAS 9.0統(tǒng)計(jì)軟件計(jì)算。

2結(jié)果與分析

2.1保護(hù)性耕作對(duì)土壤容重的影響

土壤容重可以反映土壤的緊實(shí)程度，適宜的土壤容重有利于植物根系的生長，有利于作物對(duì)水分及養(yǎng)分的吸收[10]。由于本試驗(yàn)地0～20 cm為風(fēng)沙土，20～40 cm為坨間草甸土，40 cm以下為沙土。由表3可見，2013年和2014年保護(hù)性耕作主要對(duì)0～40 cm土層土壤容重影響較大，但對(duì)40 cm以下容重?zé)o明顯影響。2013年0～40 cm不同土層土壤容重處理間均表現(xiàn)為：深松<留茬<傳統(tǒng)耕作<秸稈覆蓋<免耕，深松處理各土層較傳統(tǒng)耕作分別降低了5.66%、6.59%和3.39%，留茬處理各土層較傳統(tǒng)耕作分別降低了3.77%、1.20%和1.69%。2014年0～40 cm不同土層土壤容重處理間均表現(xiàn)為：深松<留茬<秸稈覆蓋<免耕<傳統(tǒng)耕作，0～10 cm土層以深松、留茬處理土壤容重較傳統(tǒng)耕作降幅較大，較傳統(tǒng)耕作分別降低了8.02%和6.79%，10～20 cm和20～40 cm土層均以深松處理較傳統(tǒng)耕作降幅最大，較傳統(tǒng)耕作分別降低了7.74%和5.62%。經(jīng)方差分析，兩年0～10、10～20 cm和20～40 cm土層土壤容重處理間差異表現(xiàn)一致：10～20 cm土層土壤容重深松與其它處理均差異顯著，0～10 cm和20～40 cm土層土壤容重深松與除留茬處理之外的處理差異性達(dá)到顯著水平。對(duì)于0～40 cm土壤容重，隨保護(hù)性耕作年限的增加逐漸降低。

2.2保護(hù)性耕作對(duì)>0.25 mm土壤團(tuán)聚體的影響

土壤肥力是評(píng)價(jià)土壤優(yōu)劣的重要指標(biāo)，土壤結(jié)構(gòu)決定土壤的物理肥力，同時(shí)也決定土壤通氣透水性。粒徑>0.25 mm的團(tuán)粒含量對(duì)土壤的農(nóng)學(xué)價(jià)值起主要作用[11]。由圖1可知，2013年和2014年，保護(hù)性耕作處理0～40 cm范圍內(nèi)不同土層>0.25 mm土壤團(tuán)聚體含量均不同程度地高于傳統(tǒng)耕作，且各處理土壤團(tuán)聚體含量隨土層深度的加深而增加，隨著保護(hù)性耕作年限的增加團(tuán)聚體含量逐漸增加。2013年0～10 cm團(tuán)聚體含量，深松、留茬、免耕、秸稈覆蓋處理較傳統(tǒng)耕作提高了14.55%、11.50%、6.81%和8.22%，以深松處理最好，其次是留茬處理，深松與除留茬外的處理差異顯著；2014年深松、留茬、免耕、秸稈覆蓋處理0～10 cm團(tuán)聚體含量較傳統(tǒng)耕作提高了13.39%、8.96%、5.78%和12.94%，其中以深松處理最好，其次是秸稈覆蓋處理，兩者差異不顯著。試驗(yàn)?zāi)甓葍?nèi)10～20 cm和20～40 cm團(tuán)聚體含量處理間均表現(xiàn)一致：深松>留茬>秸稈覆蓋>免耕>傳統(tǒng)耕作，且保護(hù)性耕作處理團(tuán)聚體含量顯著高于傳統(tǒng)耕作，均以深松處理效果最好，且與其它處理差異達(dá)到顯著水平。2014年0～40 cm團(tuán)聚體含量深松、留茬、免耕、秸稈覆蓋、傳統(tǒng)耕作處理較2013年各處理分別提高4.29%、4.35%、3.60%、5.54%和3.60%。

注：表中同列不同小寫字母表示同一土層不同處理在0.05水平差異顯著。下表同。

Note： Different small letters indicate significant difference between tillage treatments atP<0.05 level respectively, and hereinafter.

注：不同字母代表不同處理間差異顯著(P<0.05)。

Note： Different letters indicate significant difference among treatments(P<0.05).

圖1不同土層>0.25 mm土壤團(tuán)聚體含量

Fig.1The proportion of >0.25 mm soil aggregate content in different soil layers

2.3保護(hù)性耕作對(duì)土壤含水量及貯水量的影響

由圖2可知，各處理0～100 cm土壤質(zhì)量含水量均隨著土層深度的增加呈先增大后減小的變化趨勢(shì)，各處理的土壤含水量均在20～40 cm土層達(dá)到最大。2013年耕層0～10 cm以深松處理土壤含水量最高，10～20 cm以留茬處理最高，20～100 cm土層之間處理間大致表現(xiàn)為留茬>深松>秸稈覆蓋>免耕>傳統(tǒng)耕作，0～100 cm留茬、深松、秸稈覆蓋、免耕平均含水量分別較傳統(tǒng)耕作提高47.68%、27.17%、25.02%和13.24%。2014年0～100 cm各土層處理間土壤含水量大致表現(xiàn)為秸稈覆蓋>深松>留茬>免耕>傳統(tǒng)耕作，0～100 cm以上各處理平均含水量分別較傳統(tǒng)耕作提高27.48%、24.43%、21.64%和16.37%。

圖2玉米收獲后土壤含水量及貯水量垂直變化

Fig.2The vertical variation of soil water content and water storage at the harvest stage of maize

2013年不同處理間0～100 cm土壤總貯水量總體表現(xiàn)為留茬>深松>秸稈覆蓋>免耕>傳統(tǒng)耕作，且依次較傳統(tǒng)耕作提高了50.91、29.09、27.88、19.12 mm，留茬處理顯著高于其它處理；2014年不同處理間0～100 cm土壤總貯水量總體表現(xiàn)為秸稈覆蓋>留茬>深松>免耕>傳統(tǒng)耕作，且依次較傳統(tǒng)耕作提高了28.88、23.53、19.54、12.45 mm，秸稈覆蓋處理顯著高于其它處理。

2.4保護(hù)性耕作對(duì)作物產(chǎn)量的影響

不同保護(hù)性耕作處理有效調(diào)控了土壤水分，促進(jìn)土壤-作物水分的良性循環(huán)，促進(jìn)土壤>0.25 mm土壤團(tuán)聚體的形成，降低土壤容重，從而提高玉米子粒產(chǎn)量。由表4可知，2013年4種保護(hù)性耕作處理(深松、留茬、免耕、秸稈覆蓋)除秸稈覆蓋處理外玉米子粒產(chǎn)量均顯著高于傳統(tǒng)耕作，但生物產(chǎn)量、水分產(chǎn)出率及水分利用率均顯著高于傳統(tǒng)耕作，其中玉米子粒產(chǎn)量較傳統(tǒng)耕作分別提高19.04%、12.86%、6.45%和1.54%，生物產(chǎn)量較傳統(tǒng)耕作提高22.12%、17.00%、8.76%和6.46%，水分產(chǎn)出率較傳統(tǒng)耕作分別提高25.05%、20.95%、10.96%和8.46%，水分利用效率較傳統(tǒng)耕作分別提高27.42%、24.78%、11.66%和10.73%。2014年深松、留茬、免耕、秸稈覆蓋處理玉米子粒產(chǎn)量、生物產(chǎn)量和水分利用率均顯著高于傳統(tǒng)耕作，其中玉米子粒產(chǎn)量較傳統(tǒng)耕作分別提高27.17%、15.61%、10.66%和12.90%，生物產(chǎn)量較傳統(tǒng)耕作提高27.81%、19.73%、8.08%和15.56%，水分產(chǎn)出率較傳統(tǒng)耕作分別提高23.98%、12.28%、8.59%和10.02%，水分利用效率較傳統(tǒng)耕作分別提高24.60%、16.28%、7.45%和11.14%?？梢?，保護(hù)性耕作可以實(shí)現(xiàn)作物增產(chǎn)，提高水分利用效率，2013年處理間增產(chǎn)表現(xiàn)為深松>留茬>免耕>秸稈覆蓋，2014年處理間增產(chǎn)表現(xiàn)為深松>留茬>秸稈覆蓋>免耕。

3討論

3.1保護(hù)性耕作對(duì)土壤物理性狀的影響

由于長時(shí)間耕作方式不合理，犁底層變硬，耕層變淺。深松能打破犁底層，降低土壤容重，提高作物產(chǎn)量和水分利用效率[12]。本試驗(yàn)研究表明，連續(xù)2年均以深松30 cm處理對(duì)0～20 cm土層土壤容重降低幅度最大，這與王俊河等[13]研究結(jié)果相同，深松處理0～10 cm、10～20 cm土層土壤容重，2013年與傳統(tǒng)耕作相比分別下降5.66%和6.59%，2014年與傳統(tǒng)耕作相比分別下降8.02%和7.74%。本試驗(yàn)中耕層為風(fēng)沙土，但心土層為坨間草甸土，而深松因打破犁底層，并擾動(dòng)了心土層，對(duì)心土層影響更大，因此顯著降低了下層土壤的土壤容重；而進(jìn)行秸稈連年還田可顯著降低表層土壤容重，但對(duì)深層土壤容重作用不明顯[14]。因此深松處理配合秸稈還田新型耕作模式對(duì)風(fēng)沙土土壤結(jié)構(gòu)的改良前景需進(jìn)一步研究探討。

本試驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)，0～40 cm各土層>0.25 mm土壤團(tuán)聚體含量均以深松處理最高，深松有效打破堅(jiān)硬的犁底層，熟化生土層，活化了土壤營養(yǎng)成分，提高了土壤肥力、保墑性、緩沖性，提高耕層氮磷鉀和有機(jī)質(zhì)含量，改善土壤的物理性狀，從而促進(jìn)土壤團(tuán)粒結(jié)構(gòu)重新組合[15]。秸稈覆蓋對(duì)0～10 cm土層>0.25 mm土壤團(tuán)聚體含量影響較大，2014年較2013年提高5.54%。是因?yàn)榻斩捀采w可增加土壤有機(jī)碳含量，而有機(jī)碳作為重要的膠結(jié)物質(zhì)特別有利于大直徑團(tuán)聚體的形成與穩(wěn)定，在團(tuán)聚體形成過程中具有不可替代的作用[16]。高建華等[17]連續(xù)4年進(jìn)行保護(hù)性耕作的研究發(fā)現(xiàn)，秸稈覆蓋能夠提高土壤腐殖質(zhì)含量，促使土壤團(tuán)聚體的形成。

深松蓄水保墑的功能與深松條件下土壤容重的減少密切相關(guān)，深松耕作土壤疏松多孔，為作物根系創(chuàng)造疏松深厚的土壤環(huán)境；深松可顯著增強(qiáng)接納灌溉和降水的能力，擴(kuò)大土壤水庫容[18]。馮君等[19]研究表明，根茬留田下土壤容重明顯下降，孔隙度增加，從而增強(qiáng)了土壤的蓄水保墑性能。免耕有利于降低表土容重，增加并保護(hù)土壤微孔隙及其連續(xù)的孔隙路徑，對(duì)土壤水力學(xué)性質(zhì)有較大影響，可增加土壤水分入滲量，提高土壤的蓄水保墑作用[20]。呂彪等[21]研究發(fā)現(xiàn)，麥秸覆蓋還田減少了地面水分的蒸發(fā)，有效保持土壤水分。本試驗(yàn)結(jié)果表明，4種保護(hù)性耕作措施均增加了收獲后0～100 cm土壤貯水量，兩年土壤貯水量深松、留茬、秸稈覆蓋、免耕平均較傳統(tǒng)耕作依次提高19.24%、26.91%、22.66%和12.22%。

3.2保護(hù)性耕作對(duì)作物產(chǎn)量的影響

兩年深松的子粒產(chǎn)量、生物產(chǎn)量及水分利用效率均高于其它耕作方式，傳統(tǒng)耕作方式下經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量與生物產(chǎn)量最低。深松耕可打破犁底層，使深層次土壤變得疏松，降低了土壤容重，增大了土壤孔隙度，提高了降水入滲量[22]，同時(shí)由于深松增大了土壤粗糙度，增強(qiáng)了接納灌溉和降水能力，減輕了地面徑流水分損耗， 擴(kuò)大了土壤水庫容，進(jìn)而提高了水分利用率[23]。由于深松改善了土壤的理化狀況，有利于根系延伸和對(duì)水分、養(yǎng)分的吸收，促進(jìn)了玉米生長發(fā)育，而獲得了高產(chǎn)[24-26]，這與李立軍等[10]研究結(jié)果一致。免耕、留茬、秸稈覆蓋措施下，其地表作物殘茬的分解以及留在土壤中為腐解的有機(jī)物的分解可增加土壤有機(jī)質(zhì)含量，有利于形成大直徑的團(tuán)聚體顆粒[27]，提高土壤孔隙度和土壤含水量，降低表層土壤容重，促進(jìn)產(chǎn)量提高[28]。但蘇偉等[29]研究發(fā)現(xiàn)，油菜在免耕條件下會(huì)出現(xiàn)土壤緊實(shí)度大、根系生長和養(yǎng)分吸收受抑以及雜草過多競爭養(yǎng)分的現(xiàn)象，從而導(dǎo)致了產(chǎn)量降低。在晉中進(jìn)行秸稈覆蓋栽培玉米試驗(yàn)結(jié)果表明，覆蓋量10 000 kg·hm-2可增產(chǎn)19.1%[30]，但高亞軍等[31]在半濕潤易旱地區(qū)的楊凌和渭北旱塬的彬縣，冬小麥田秸稈覆蓋不增產(chǎn)，甚至顯著減產(chǎn)。何進(jìn)等[32]研究發(fā)現(xiàn)，在保護(hù)性耕作條件下，深松效應(yīng)可以持續(xù)4年以上，不需年年深松，相對(duì)深松覆蓋(年年深松)，4年免耕覆蓋+1年深松的耕作方式能提高25%左右的經(jīng)濟(jì)效益。玉米免耕播種和深松聯(lián)合作業(yè)能有效解決玉米深松過程中出現(xiàn)的一系列問題，促進(jìn)玉米生長，提高玉米產(chǎn)量。因此，保護(hù)性耕作對(duì)風(fēng)沙土作物增產(chǎn)是否具有長效性及聯(lián)合作業(yè)在風(fēng)沙土區(qū)的適應(yīng)性，需要進(jìn)一步研究。

4結(jié)論

綜合各項(xiàng)研究結(jié)果表明，在科爾沁風(fēng)沙土區(qū)不同保護(hù)性耕作對(duì)土壤物理性狀及玉米產(chǎn)量有較大的影響。與傳統(tǒng)耕作相比，深松、留茬、免耕、秸稈覆蓋能夠提高0～40 cm土層>0.25 mm的土壤團(tuán)聚體的含量，改善土壤團(tuán)聚體的分布，增強(qiáng)土壤的保水力；同時(shí)，保護(hù)性耕作可以降低0～40 cm土層土壤容重，對(duì)40 cm以下土層無明顯影響。保護(hù)性耕作實(shí)施后，通過改善土壤結(jié)構(gòu)，可實(shí)現(xiàn)作物增產(chǎn)。由2年數(shù)據(jù)結(jié)果顯示，深松處理改善風(fēng)沙土耕層土壤結(jié)構(gòu)、提高保水性和增產(chǎn)效果最佳。但是由于本試驗(yàn)開展了2年，連續(xù)多年實(shí)施其它保護(hù)性耕作措施是否具有更好的效果和長效性，應(yīng)進(jìn)行長期定位試驗(yàn)的分析和監(jiān)測，并加強(qiáng)各種耕作措施在年際間組合效應(yīng)研究，以便提出更加有效的適應(yīng)于風(fēng)沙土的耕作措施，并進(jìn)行推廣和應(yīng)用。

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Effects of conservation tillage on soil physical properties and corn yield in sandy soil

ZHANG Hua-ying1, LIU Jing-hui1, ZHAO Bao-ping1, WANG Li-wen2, HAO Hong2, LI Min1

(1.AgriculturalCollege,InnerMongoliaAgriculturalUniversity,Hohhot,InnerMongolia010018,China;2.AgriculturalTechnologyPromotionCenter,TongliaoKezuohouqi,InnerMongolia028100,China)

Keywords:conservation tillage; soil physical property; cron yield; Horqin sandy land

Abstract：There was high frequency of serious windy soil erosion in the aeolian sandy soil area of Horqin. The soil water loss and the soil aggregate content went decreased severely. The objective of this field experiment was to compare the effects of four conservation tillage measurements (subsoiling, stubble, straw-mulching, and no-till) with the conventional tillage (CK) on soil physical properties and corn yield in the aeolian sandy soil region of southeast Horqin from 2013 to 2014. A completely randomized design was used to study the field location. The results showed that compared with the conventional tillage, among the four conservation tillage measurements, the subsoiling and stubble treatments reduced the soil bulk density significantly in the 0～40 cm layer in two years by 0.72%～7.12%. The highest proportion of >0.25 mm soil aggregate content in different soil layers was subsoiling. The soil aggregate content (>0.25 mm) in 0～40 cm layer became increased by 4.11% in 2014 from 2013. Straw-mulching had a greater impact on the soil aggregate content (>0.25 mm) in 0～10 cm layer, increased by 5.54 more in 2014 than 2013. Soil water storage in the 0～100 cm layer was increased by 12.22%～26.91% under the four conservation tillage in the order of stubble>straw-mulching>subsoiling>no-till. Corn yield and water use efficiency of different conservation tillage were higher than conventional tillage (CK). Subsoiling was the best treatment of all. The corn yield was increased by 14.57%, the water use efficiency became increased by 25.81% compared to the conventional tillage treatment. The two-year data indicated that subsoiling, stubble, straw-mulching could improve the aeolian sandy topsoil structure, water retention and crop yield.

文章編號(hào)：1000-7601(2016)03-0108-07

doi:10.7606/j.issn.1000-7601.2016.03.17

收稿日期：2015-05-25

基金項(xiàng)目：公益性行業(yè)(農(nóng)業(yè))科研專項(xiàng)“東北地區(qū)黑土保育及有機(jī)質(zhì)提升關(guān)鍵技術(shù)研究與示范”(201303126)

作者簡介：張華英(1990—)，女，山西省洪洞人，碩士，研究方向?yàn)楦髦贫扰c農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)。 E-mail: xiguazhy@sina.cn。 通信作者：劉景輝(1965—)，男，內(nèi)蒙古自治區(qū)通遼市人，博士，教授，博士生導(dǎo)師，主要從事耕作制度與農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)研究。 E-mail:cauljh@163.com。

中圖分類號(hào)：S152.4； S316

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A