關于玉米秸稈全量深翻還田對高產田土壤結構的影響研究

李業成

1研究背景

隨著生態農業的建設與發展，關于玉米秸稈全量深翻還田對高產田土壤結構影響的研究得到人們越來越多的關注。Rodman、Caravaca（2003）與Sasal、Andriulo（2006）等學者在對“玉米秸稈還田對土壤結構產生影響”的相關研究中支出，玉米秸稈還田在一定程度上可游戲提升小于0.25毫米微團粒團聚作用，實現突然結構的改善；我國學者劉巽浩、王愛玲（1998），賈春林、郭洪海（2010），梁堯、蔡紅光（2016）等學者在關于“秸稈不同還田方式對土壤結構影響”的相關研究中指出，深翻還田可在一定程度上實現土壤有機質的提高，在腐解過程中實現突然結構的改善；基于不同播種形式，全量還田對土壤結構帶來的影響存在差異性。

為進一步認知玉米秸稈全量深翻還田對高產田土壤結構存在的影響，本文在文獻資料分析、實驗研究的基礎上，探究了玉米秸稈深翻對土壤物理性質、肥力、結構情況等的影響。其意義在于豐富相關研究體系，為玉米秸稈處理提供科學依據。

2研究材料與研究方法

2.1試驗區總體概況

本文試驗區位于筆者所在地的農業院校科技示范園區中的農業種植試驗基地中。試驗田的土壤類型為沙壤土，含有8.2g/kg有機質，36.2mg/kg速效磷，68.3mg/kg速效氮，165mg/kg速效鉀，樣板土壤的pH值為8.03（樣品采集土壤為0～40厘米土層土壤）。該試驗田地勢平坦，犁底層大約在17米左右。玉米種植與生產發育期間的將水量大約在3.14分米左右，玉米生長發育期間的積溫值在2569攝氏度左右。

2.2關于玉米秸稈全量深翻還田對高產田土壤結構影響的實驗設計

本試驗時間范圍在2013年10月至2016年10，在玉米秋收后進行深度為40厘米的秸稈還田深翻操作。在此過程中進行機械化玉米收割作業，在玉米收獲后秸稈全量粉碎還田。實驗采用對比試驗法，通過四個試驗對比操作探究玉米秸稈全量深翻還田對高產田土壤結構存在的影響。對照組試驗田為不深翻玉米秸稈作用，其秸稈還田量大約為每年17730kg·hm-2，實驗組試驗田為深翻還田作業，區別在于深翻的深度不同。

試驗前提條件為：試驗田地面積相同，為116.5m×4.5m，選用當地高產玉米為試驗品種，種植密度保持在每公頃8.2萬株左右。在玉米種植前施加基肥（磷鉀肥），在玉米拔節期與灌漿期之前，進行適當的追肥與澆水處理。

2.3樣本取樣與測定

樣本采集：分別在每年玉米播種期、灌漿期與收獲期，即2013年10收獲期，2014年、2015年的播種期（4月）、灌漿期（8月）、收獲期（10月）；以及2016年的播種期（4月）、灌漿期（8月）采用三點取樣法取0～20cm與0～40cm土層的原狀土樣。

樣板測定：關于土壤容量的測定，主要采用“環刀法”，以三次為基準，對其0～40cm土層深度進行測定，測定時間分別為玉米春季播種前期，玉米生長發育的關鍵期以及玉米籽粒的收獲期。

關于土壤堅實度的測定，主要采用“土壤堅實度測量儀”以三次為基準，分別在玉米春季播種前期，玉米生長發育的關鍵期以及玉米籽粒的收獲期進行測定。

關于突然速效氮、速效磷、速效鉀以及土壤有機質的測定，分別選用“堿解擴散法”、“分光光度計比色法”、“火焰光度計測量法”以及“重鉻酸鉀容量法”進行計量分析。

關于團聚體的測量，以三次測量為基準，借助相關測量與分析儀器進行測量與相關數據的計算。

數據整理與分析：技術計算機數據統計軟件，進行數據整理與分析，并通過圖表實現數據關系的具體體現。為保證數據處理的準確性與科學性，采用科學方法，如LSD（最小顯著差數法）進行數據顯著性檢驗。

3試驗分析與結果

試驗分析可知，在進過多測深翻后，0～40厘米的土層土壤發生混合。在第二年深翻后，0～20厘米土層上的突然被翻入到10～30厘米土層位置，而35厘米至40厘米之間土層的土壤被翻至土層表面。由此可知，在進行玉米春季種植整地過程中，在深翻與春季耕旋作用下，0～20厘米土層的土壤結構受損，20厘米以下土層土壤不受到春季玉米種植過程中，旋耕機旋耕的影響。經過秋季玉米收獲后的秸稈深翻還田作業，原35cm-40cm土層土壤位于土層g土壤表面。

因此，在玉米秸稈連續四年深翻還田后，其定位土壤為0～20厘米的土層土壤。而實驗結果表明，玉米秸稈深翻還田對土壤結構存在一定的影響性。其中土壤容量在一定程度上得到下降，連續還田3年土壤容量下降了0.2g/cm3，第四年降低0.18g/cm3。與此同時，在玉米秸稈連續四年深翻還田后，0～20厘米土層土壤聚團體遭到嚴重破壞，對此可適當的增加氮肥，用以促進玉米秸稈的腐解，從而提升土壤顆粒的膠結作用。此外，玉米秸稈全量深翻還田在一定程度上導致土壤出現犁底層，而其形成原因在于受灌溉與降水的影響，0～20厘米土層土壤粘粒在水流的作用下進行下移，并在20厘米土層下進行沉積，從而加大了下層土壤的堅硬度，加之在收割與運輸過程中，機械設備產生較大的壓實作用，從而導致犁底層的產生。在經過下一年的秸稈深翻還田作業后，土壤緊密度減小，犁底層被打破，這在一定程度上對玉米生長發育產生促進作用。

由此可見，玉米秸稈全量深耕還田作用在一定程度上實現了犁底層土壤容量與堅實度的降低，改善犁底層土壤結構。同時，對土壤有機質含量的提升具有促進作用，實現土壤肥力提高。因此，在進行玉米耕種時，可適當的采用玉米秸稈全量深翻還田法進行高產田耕層和犁底層土壤結構的改善，用以促進生態農業的穩定與可持續發展。

（作者單位：150066 黑龍江北大荒區塊鏈數字農業股份有限公司）