渭北旱塬小麦玉米轮作区不同耕作方式 对土壤水分和作物产量的影响

【目的】陕西渭北旱塬属于暖温带半湿润易旱气候区,干旱对旱地农作物生产威胁严重,降水短缺及其季节分布不均制约着旱地冬小麦和春玉米生长发育,是导致作物产量低而不稳的主要因素。论文旨在探索渭北旱塬冬小麦-春玉米轮作区在不同轮耕措施下土壤蓄水保墒效果和作物增产增收效应。【方法】于2007-2013年在陕西合阳实施了免耕/深松、深松/翻耕、翻耕/免耕、连续翻耕等不同耕作处理田间定位试验,测定休闲期和作物生育期土壤水分及作物收获期土壤理化性状,分析各耕作处理作物产量和水分利用效率的变化规律。【结果】（1）3种耕作处理均能降低土壤容重,提高土壤孔隙度,增加田间持水量和土壤有机质,且以免耕/深松轮耕处理效果最佳,与连续翻耕相比,免耕/深松轮耕处理平均土壤容重较连续翻耕处理降低3.6%,平均土壤孔隙度、田间持水量和土壤有机质含量较连续翻耕处理分别增加4.4%、11.6%和6.9%。（2）在6个试验年度的3个休闲期间,平均土壤蓄墒率：免耕/深松＞翻耕/免耕＞深松/翻耕＞连续翻耕,免耕/深松、深松/翻耕和翻耕/免耕处理平均土壤蓄墒率较连续翻耕处理分别增加22.4个百分点、4.4个百分点和4.9个百分点,增墒效果显著;免耕/深松、深松/翻耕和翻耕/免耕处理0-200 cm土层平均土壤蓄水量较连续翻耕处理分别高18.2、1.3和11.8 mm。（3）在冬小麦生长期,免耕/深松、深松/翻耕和翻耕/免耕处理0-200 cm土层平均土壤蓄水量较连续翻耕处理分别增加13.2、1.7和14.6 mm;在春玉米生长期,免耕/深松和深松/翻耕处理0-200 cm土层平均土壤蓄水量较连续翻耕处理分别增加17.8和15.1 mm,深松/翻耕处理低于连续翻耕处理5.0 mm。（4）在冬小麦生产年度,免耕/深松、深松/翻耕和翻耕/免耕处理平均产量较连续翻耕处理分别增产8.1%、8.9%和4.9%,水分利用效率平均提高14.3%、13.8%和10.2%;在春玉米生产年度,免耕/深松和深松/翻耕处理平均产量较连续翻耕处理分别增产10.2%和6.4%,水分利用效率平均提高4.6%和8.2%,翻耕/免耕与连续翻耕处理平均产量接近,水分利用效率接近。【结论】综合可知,3种轮耕模式中,与连续翻耕处理相比,深松/翻耕轮耕模式土壤水分状况较差,但其作物产量和水分利用效率较高;翻耕/免耕轮耕模式土壤水分状况较好,但其作物产量和水分利用效率较差;而免耕/深松轮耕模式对于改善土壤耕层物理结构、提高土壤蓄水保墒效果和作物增产效应最佳,为渭北旱塬区麦玉轮作田较适宜的休闲轮耕模式。     

轮耕体系对黄土台塬麦玉轮作土壤生产性能的影响

该研究针对黄土台塬地区长期采用单一土壤耕作制度存在的弊端,以连续免耕、连续深松和连续翻耕为对照,通过连续6年的定位试验(2007-2013年),研究免耕(NT)、深松(ST)和翻耕(PT)3种耕作法集成的6种轮耕体系(NT/ST、ST/PT、ST/NT、NT/PT/ST、NT/NT/ST和PT/PT/ST)对黄土台塬旱地冬小麦→春玉米轮作田土壤生产性能的影响。结果表明,1)在降低土壤容重、提高土壤孔隙度、改善土壤结构及增强土壤通透性方面,6种轮耕体系以ST/PT体系表现最优,其次是PT/PT/ST;2)6种轮耕体系0~40 cm土层土壤养分含量均较试验开始前显著增加,其中土壤有机质含量和全效养分含量均以NT/ST和NT/NT/ST增加较多,而土壤速效养分则以ST/PT和PT/PT/ST增加较多;3)播种和收获时0~200 cm土层土壤贮水量,均以NT/ST和NT/NT/ST较高;4)6种轮耕体系6年作物籽粒产量、水分利用效率(WUE)和经济效益整体效应,以ST/PT最高,其次是NT/ST,再次是NT/PT/ST,而NT/NT/ST体系最低,其中ST/PT作物籽粒产量较其他轮耕体系高5.4%~14.1%,且差异均达显著水平(P0.05),WUE高1.9%~14.1%,经济效益高8.2%~22.6%(P0.05)。总之,在6种轮耕体系中,以ST/PT(深松与翻耕逐年轮换)体系轮耕的土壤理化性状最佳、生产性能最优、水分利用效率最高,是黄土台塬及类似地区"冬小麦→春玉米"轮作田的最佳轮耕体系,其次是NT/ST(免耕与深松逐年轮换)体系。