隴東黃土高原塬區(qū)玉米-小麥-大豆輪作系統(tǒng)各組分對(duì)保護(hù)性耕作的響應(yīng).pdf

1、黃土高原地區(qū)是世界上土壤侵蝕最嚴(yán)重的區(qū)域之一，耕地平均侵蝕率達(dá)每年60t/h㎡。傳統(tǒng)耕作措施和收獲方式是導(dǎo)致水土流失和肥力下降的重要原因之一，保護(hù)性耕作技術(shù)通過(guò)減少耕作次數(shù)和返還前茬作物秸稈，具有降低生產(chǎn)成本，改善土壤理化性質(zhì)的功效，是實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重要舉措之一。為明確保護(hù)性耕作在隴東黃土高原的實(shí)施效果，本研究自2001年起，在甘肅慶陽(yáng)的定位樣地，以傳統(tǒng)耕作(t)為對(duì)照，研究觀測(cè)了3個(gè)保護(hù)性耕作：傳統(tǒng)耕作+秸稈覆蓋(ts)、免耕(

2、nt)和免耕+秸稈還田(nts)下，玉米-小麥-大豆輪作系統(tǒng)中作物產(chǎn)量、土壤水分、土壤團(tuán)粒結(jié)構(gòu)和碳、氮元素等組分的狀況，取得以下主要結(jié)果： 1.2001年至2007年間，經(jīng)過(guò)三個(gè)完整的輪作周期，十茬作物的籽粒和秸稈總產(chǎn)量均以ts處理下最高，分別比t處理高3.63 t/h㎡(P<0.05)和2.36 t/h㎡(P>0.05)，nts處理次之，分別比t處理高1.62 t/h㎡和0.99 t/h㎡，以nt處理下產(chǎn)量最低，籽粒和秸稈產(chǎn)量

3、分別比t處理低2.48 t/h㎡(P<0.05)和1.95 t/h㎡(P>0.05)。而處理實(shí)施前兩年，作物產(chǎn)量于各處理間無(wú)顯著差異，說(shuō)明在當(dāng)?shù)貤l件下作物產(chǎn)量對(duì)耕作措施和秸稈覆蓋的響應(yīng)存在滯后現(xiàn)象，單一免耕不利于產(chǎn)量的提高。 2.2001年至2007年間，3種作物的籽實(shí)和秸稈水分利用效率在不同耕作措施下均無(wú)顯著差異，2個(gè)秸稈覆蓋處理(ts、nts)下均高于無(wú)覆蓋處理(t、nt)。 3.經(jīng)過(guò)七年的耕作處理，0-5 cm層土

4、壤>0.25mm水穩(wěn)性團(tuán)粒含量依次表現(xiàn)為nts(34.9％)>nt(32.3％)>t(27.4％)>ts(214.37％)，免耕處理與兩個(gè)耕作處理之間差異顯著(p<0.05)。5-10 cm層水穩(wěn)性團(tuán)粒百分含量則以t處理最低，ts處理最高，二者之間差異顯著。免耕與秸桿覆蓋對(duì)提高土壤水穩(wěn)性團(tuán)粒含量作用有顯著作用。 4.2007年，nts下0-10 cm土壤全碳含量顯著高于t處理(P<0.05)，免耕和秸稈覆蓋對(duì)土壤有機(jī)碳含量的增加

5、有顯著影響，在ts、nt和nts處理下分別比t顯著提高13.1％11.5％和36.1％，易氧化有機(jī)碳含量依次表現(xiàn)為nts(7.72 g/kg)>nt(6.50 g/kg)>ts(6.49 g/kg)>t(5.59 g/kg)，其中，nts處理與其它3個(gè)處理間差異顯著(P<0.05)。土壤碳庫(kù)管理指數(shù)在ts、nt和nts處理下分別比t處理提高12.6％、20.1％、46.6％，說(shuō)明免耕和秸稈覆蓋均有利于碳庫(kù)管理指數(shù)的提高。與7年前相比，土

6、壤有機(jī)碳在全碳中所占比例在t處理中降低了1.2％，在ts、nt和nts處理下則分別提高3.1％，2.7％和18.2％。 5.2007年，土壤0-10 cm全氮含量在ts、nt和nts處理下分別比t處理提高9.6％、3.6％和26.5％(P<0.05)，4個(gè)處理下比2001年分別提高15.4％，30％，16.2％和49.5％，而土壤礦化氮在各處理之間均無(wú)顯著差異(P>0.05)。秸稈還田為土壤提供了額外的有機(jī)氮源，提高了氮素循環(huán)利