機(jī)械耕作引起土壤緊實(shí)對土壤特性與玉米生長發(fā)育的影響.pdf

1、土壤緊實(shí)被廣泛認(rèn)為是土壤退化的重要表現(xiàn)之一，頻繁的農(nóng)業(yè)機(jī)械化耕作可能是造成耕地土壤緊實(shí)的原因之一。玉米是我國第一大作物，是黃淮海地區(qū)冬小麥-夏玉米種植系統(tǒng)主要組成，玉米對土壤緊實(shí)相對敏感。頻繁的機(jī)械化作業(yè)對該區(qū)的土壤構(gòu)成了嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。田間機(jī)械壓實(shí)對作物生長的影響已見報(bào)道，表明土壤緊實(shí)是土壤-氣候-作物-機(jī)械相互作用的結(jié)果。但以往的研究大多是在極端條件下，如高強(qiáng)度機(jī)器操作、極端田間狀況下來研究這一問題，這并不能代表田間實(shí)際情況。因此，我們

2、的研究基于傳統(tǒng)農(nóng)民田間操作，調(diào)查土壤特性和玉米生長對土壤緊實(shí)的響應(yīng)。
　　本研究共設(shè)2年田間試驗(yàn)（2016-2017年），3個(gè)田間處理（CK，土壤無壓實(shí);C-2Wh，土壤機(jī)械壓實(shí)兩遍;C-6Wh，土壤機(jī)械壓實(shí)6遍），采用5.26Mg的輪輻進(jìn)行碾壓;采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，材料為2個(gè)玉米品種（鄭單-958和先玉-335）。2016年進(jìn)行土壤深松耕作(至25cm)，2017年進(jìn)行淺旋耕作(至10cm)。本研究測定了0-50cm土層的土壤參數(shù)

3、如容重、穿透阻力、總孔隙度、滲透率、含水量和水穩(wěn)定粒徑分布。作物生長指標(biāo)包括作物葉面積指數(shù)、植株高度、干物質(zhì)積累、產(chǎn)量和產(chǎn)量構(gòu)成因子。并對根系生長和分布進(jìn)行了評估。
　　試驗(yàn)結(jié)果表明，機(jī)械壓實(shí)導(dǎo)致表層土壤（＜30厘米土壤剖面）緊實(shí)，上部0-30cm土層的土壤容重和穿透阻力顯著增加，顯著高于對照最高16.4％，淺表層0-10cm差異更顯著。同時(shí)，表層土壤孔隙度顯著降低幅度高達(dá)17％。壓實(shí)兩遍與壓實(shí)六遍貫穿阻力峰值分別產(chǎn)生于22.5和

4、17.5cm，而無壓實(shí)的正常土壤發(fā)生則30cm，且2017年的變化幅度高于2016年，最顯著的差異發(fā)生在10-20和20-30cm土層。表明機(jī)械壓實(shí)顯著增加了土壤的貫穿阻力。2016年，中等壓實(shí)(C-2Wh)的作物產(chǎn)量略有增加，這是由于在2016年進(jìn)行機(jī)械壓實(shí)之前的深松耕作的作用效果。在深松松散土壤后，適度的再壓實(shí)并沒有產(chǎn)生壓實(shí)效應(yīng)。然而，在2017年進(jìn)行土壤壓實(shí)之前，沒有進(jìn)行深松耕作，導(dǎo)致了機(jī)械壓實(shí)土壤對作物生長和產(chǎn)量產(chǎn)生了負(fù)面影響。

5、土壤壓實(shí)對產(chǎn)量的負(fù)面影響隨著壓實(shí)次數(shù)的增加而增加，在處理中(C-6Wh)最高(15.5％)。壓實(shí)誘導(dǎo)了土壤物理性質(zhì)的變化，特別是在表層土壤的深層土壤中，容重和滲透阻力增加導(dǎo)致限制了根系生長和增生;由此，阻礙作物生長和產(chǎn)量（2017年產(chǎn)量下降7.58％-15.50％）。我們發(fā)現(xiàn)，在10-30cm土層中壓實(shí)對根系生長和分布的最顯著影響。與對照相比，機(jī)械壓實(shí)兩遍與六遍使10-20cm土層根長密度分別下降19.56％與41.30％，20-30c

6、m土層內(nèi)下降37.81％與58.30％，30-40cm土層內(nèi)根長下降59.78％與82.60％。田間機(jī)械壓實(shí)顯著降低了葉面積指數(shù)、株高、干物質(zhì)積累、干物質(zhì)分配及籽粒數(shù)，對作物生長產(chǎn)生顯著的負(fù)效應(yīng)。植物生長指數(shù)，特別是對作物生長指標(biāo)葉面積指數(shù)和株高的負(fù)面影響在早期生長階段更為顯著。機(jī)械壓實(shí)對0-30cm土層剖面影響更顯著，壓實(shí)誘導(dǎo)的土壤容重和滲透性的變化與作物指標(biāo)變量呈現(xiàn)顯著負(fù)相關(guān);土壤指標(biāo)變量與籽粒產(chǎn)量之間的負(fù)相關(guān)非常顯著。