耕作措施對旱地土壤理化性狀及玉米產量的影響

摘 要：在湘西州玉米種植地，采用田間定位試驗，研究了翻耕、免耕、翻耕+稻草覆蓋、免耕+稻草覆蓋4種不同耕作措施對旱地土壤的理化性狀和玉米產量的影響。結果表明，免耕和稻草覆蓋均能降低土壤容重，提高土壤的孔隙度和養分含量，并能提高玉米的產量，有較好的生態效益和經濟效益，其中以免耕+稻草覆蓋處理的效果最佳，2 a的產量平均比對照增加7.4%，值得在湘西旱地中推廣。

關鍵詞：免耕；稻草覆蓋；土壤理化性狀；玉米產量

中圖分類號：S513 文獻標識碼：A 文章編號：1006-060X（2014）17-0010-03

Effects of Tillage Methods on Physico-Chemical Properties of Dryland Soil and Corn Yield

BU Huan-li，LONG Xin，XIE Yu-gui

（Soil and Fertilizer Station of Xiangxi Autonomous Prefecture， Jishou 416000， PRC）

Abstract：Base on the field experiment conducted in western Hunan， effects of the 4 tillage methods of conventional tillage with no straw， no tillage with no straw， conventional tillage with straw cover and no tillage with straw cover on soil physico-chemical properties and corn yield were studied. The results showed that the soil bulk density was decreased while soil porosity and soil nutrients and core yield increased in no tillage and straw cover treatments， and the no tillage with straw cover treatment had the best ecological and economic benefits， and increased yield by 7.4% compared with control. It was suggested that the no tillage and straw cover model should be adapted in dryland soil in western Hunan.

Key words：no-tillage； rice straw cover； soil physico-chemical property； corn yield

收稿日期：2014-07-24

作者簡介：卜歡莉（1979- ），女，湖南益陽市人，農藝師，主要研究方向為土壤肥力與作物栽培。

玉米是湘西山區旱地主要的經濟作物，由于地塊面積小、散戶耕作等因素，該區域內的玉米種植以傳統翻耕方式為主。傳統的翻耕方式雖然產生了一定的深度和松緊度的耕層，但也引起大量水分蒸發和水土流失，且破壞土壤結構[1-3]，同時翻耕方式耗時耗力，生產成本高。而保護性耕作是以秸稈覆蓋、免少耕、深松等為主要內容的一種新型耕作技術[4-5]，應用于馬鈴薯、小麥、紅薯等作物已取得了較好的效果。在湘西旱地玉米種植區連續2 a定位試驗，設置免耕、翻耕、稻草覆蓋等處理，分析不同的耕作措施對旱地土壤理化性狀和玉米產量的影響，旨在探索玉米高效生產的耕作措施，為湘西旱地區域經濟作物發展提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

試驗于2012～2013年連續定位研究，試驗地點位于湘西自治州鳳凰縣臘爾山鎮，該區域地處湘西北部，平均海拔為800 m，屬于中亞熱帶季風濕潤氣候，年平均氣溫13.5℃，年平均降雨量為1 428 mm。供試土壤為第四紀紅壤，土壤的基本理化性狀為：堿解氮104 mg/kg、有效磷12.3 mg/kg、速效鉀139 mg/kg、有機質18.5 g/kg、pH值為6.0。

供試無機氮、磷、鉀肥分別為尿素（含N 46%）、過磷酸鈣（含P2O5 12%）、氯化鉀（含K2O 60%），供試玉米品種為湘吉2118。

1.2 試驗設計

試驗設置4個處理：常規翻耕對照（CK）；免耕處理（T1）；翻耕+稻草覆蓋（T2）；免耕+稻草覆蓋（T3）。完全隨機區組排列，重復3次，小區的面積為20 m2。秸稈覆蓋是在玉米播種（移栽）后，將稻草直接均勻鋪在壟面。玉米施肥量為N 240 kg/hm2、P2O5 90 kg/hm2、K2O 225 kg/hm2，其他農藝操作按當地習慣進行。

1.3 測定項目及方法

試驗前取基礎土壤樣品，測定pH值、有機質、速效養分含量，玉米收獲的同時采集土壤樣品，測定土壤容重、孔隙度、有機質、速效養分含量，同時分別按小區測定玉米的產量。

土壤容重及孔隙度采用環刀法，土壤有機質的測定采用重鉻酸鉀容量法，土壤堿解氮的測定采用堿解擴散法，土壤有效磷的測定采用鹽酸-氟化銨提取-鉬銻抗比色法，土壤速效鉀的測定采用乙酸銨浸提-火焰光度法，土壤pH值（水∶土=2.5∶1）采用電位法。每個小區單打，單收，單計產。

2 結果與分析

2.1 耕作措施對土壤理化性狀的影響

2.1.1 對土壤容重、孔隙度的影響 相關研究表明，土壤容重和土壤孔隙度是土壤物理性狀的主要表征指標，也是反映土壤肥力的一個重要方面[6]。由表1可知，2012年和2013年試驗中，土壤容重均以CK處理最高，免耕處理T1均低于CK，稻草覆蓋+免耕處理T3也低于稻草覆蓋+翻耕處理T2，這表明免耕能一定程度降低土壤容重；從稻草覆蓋和未覆蓋的處理比較來看，稻草覆蓋后，除2013年T3處理外，土壤容重均低于未覆蓋處理，這表明稻草覆蓋對降低土壤容重也有一定的效果。從處理的年份之間來看，CK、T2土壤容重第二年比第一年略高，呈增加趨勢，而T1和T3則降低，從變化幅度來看，稻草覆蓋后的T2、T3變化幅度要小于CK和T1。

土壤孔隙度關系著土壤水、氣、熱的流通狀況，它的數值變化則與土壤容重相反，從處理間來看，免耕處理的土壤孔隙度要大于翻耕處理，除2013年免耕處理外，稻草覆蓋處理的土壤孔隙度也略高于未覆蓋處理，這表明免耕和稻草覆蓋對提高土壤的通氣透水能力有一定的效果，這對玉米根系的生長有著積極的作用。

2.1.2 對土壤養分的影響 土壤有機質不僅影響土壤的物理性狀，還影響土壤的保肥供肥的能力，是衡量土壤肥力的重要指標[7]。由圖1可以看出，兩年試驗中均以CK處理的有機質含量最低，T3最高。第一年試驗，4個處理差異不顯著；試驗進行到第二年，各處理間的差異加大，T3處理顯著高于CK。從同一處理來看，除CK處理有機質含量第二年有所降低外，其他3個處理均有所增加，這說明免耕和稻草覆蓋對有機質的積累有一定的效果，并且第二年效果比第一年效果要好，但是至于效果是否會隨著年限的增加而愈加明顯，有待繼續定位試驗分析。

速效養分含量直接決定著土壤的供肥水平。從圖1中可知，施行免耕和稻草覆蓋措施后，土壤中的速效氮、磷、鉀含量均有一定變化，變化趨勢和土壤有機質含量變化較一致。兩年試驗中，堿解氮、速效鉀含量均以CK處理最低，T3處理的最高，基本呈現CK

2.2 不同處理對玉米產量的影響

由表2可知，兩年試驗中玉米產量均以T3處理最高。從產量數據來看，2012年，CK和T1產量較低，與T2、T3均達到了顯著性差異，其中T1產量最低，T3產量最高；2013年，不同處理的產量順序為CK

T2

3 結論與討論

免耕和秸稈覆蓋模式能控制土壤侵蝕、水蝕和沙塵污染，提高土壤肥力和抗旱節水的一項保護性耕作，對湘西缺水地區旱地的作物種植有著重要的意義。

試驗結果表明，免耕和稻草覆蓋均能降低土壤容重，提高土壤孔隙度，而且第二年的效果比第一年效果好，這說明免耕和覆蓋對土壤結果的影響可能會隨著時間越長則越明顯。對土壤速效養分含量的影響來看，免耕和覆蓋都能一定程度提高有機質和速效養分的積累，這是因為免耕未破壞土壤結構，水、肥、氣、熱等條件相對穩定，且土壤動物殘體和雜草根系腐爛后均留在土壤中[8]，對有機質的積累有一定的效果；而稻草中含有豐富的纖維素、木質素等富碳物質以及氮磷鉀等多種元素，稻草覆蓋有減緩有機質分解、保水保水作用，且稻草腐爛后，營養元素進入表層土壤，提高了土壤的養分含量，尤其是鉀素增加明顯。

從玉米產量來看，免耕第一年有所降低，第二年免耕和稻草覆蓋的處理，玉米產量均有提高，尤其是免耕+稻草覆蓋處理，與常規翻耕有顯著性差異，玉米產量的提高與土壤的結構改善和養分提高均有緊密的關系，但長期免耕和稻草覆蓋對土壤理化性狀和作物產量的影響有待進一步試驗驗證。另外從生產成本角度來分析，免耕栽培省去了翻耕等環節，減少了勞力成本投入，稻草覆蓋利用了稻草廢棄物，有著較好的經濟效益和生態效益。因此，筆者認為免耕加稻草覆蓋模式值得在湘西旱地玉米栽培中推廣。

參考文獻：

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（責任編輯：盧紅玲）