玉米秸稈覆蓋耕作還田農田地表浸潤凍融后變化情況初探

劉鴻雁 張沖 龐玉艷 王華澤 范旭輝

摘要：玉米秸稈覆蓋耕作還田技術在農業發達國家得到廣泛應用，吉林省作為我國玉米主產區還未見規模化應用，因此對此項技術的深入研究成為必要。該試驗研究了秋季玉米秸稈覆蓋耕作還田作業，農田地表浸潤凍融后變化情況。結果表明，玉米秸稈覆蓋耕作還田耕地地表浸潤凍融后有利于形成高質量的種床。

關鍵詞：覆蓋耕作;秸稈還田;浸潤凍融;地表

基金項目：吉林省重點科技攻關項目 （ 20170204018NY）;吉林省地方科技創新引導與扶貧項目（20191001015XH）;長春市重大科技攻關項目（19SS018）

中圖分類號：S141.4;S158? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：? A ? ? ? ? ? ? ? ? ? DOI編號： 10.14025/j.cnki.jlny.2019.22.032

吉林省是我國玉米主產區，玉米是吉林省第一大糧食作物。據統計，吉林省玉米秸稈年產3000多萬t，占吉林省全部秸稈資源的85%以上。秸稈還田能夠增加土壤養分，培肥土壤，改善土壤理化性狀，優化農田生態環境，提高作物產量與品質，被認為是一種有效的農田培肥措施，也是秸稈資源利用中最經濟且可持續的方式。其不但可以解決秸稈的環境污染問題，也可以促進農村養分資源的循環利用和農業可持續發展。

吉林省大面積應用秸稈覆蓋、高留根茬秸稈覆蓋兩種玉米秸稈還田方式。吉林省各玉米產區氣候條件、土壤情況、作業方式差異很大，宜于采用不同的秸稈還田技術滿足不同地區的生產要求。

玉米秸稈覆蓋耕作是將土壤和秸稈充分混合，并保留一定的秸稈覆蓋率，既起到防止風蝕水蝕，又能加速秸稈腐爛，減少病蟲草害的一項還田技術，在國際上得到廣泛應用。以美國為例，美國農業部網站2019年公布，2008年玉米秸稈覆蓋耕作還田面積占玉米秸稈總還田面積44%。開展玉米秸稈覆蓋耕作還田技術的研究，可以為吉林省開發一種適宜大面積推廣應用的玉米秸稈還田新技術。

玉米秸稈覆蓋耕作還田在較干旱地區，適合于秋季完成作業，春季不再動土。由于部分秸稈覆蓋在地表、部分秸稈混埋在耕層土壤中，如作業質量不佳，容易造成土壤孔隙度過多導致跑風失墑。研究秋季覆蓋混埋作業后，經雨雪浸潤、凍融后的地表變化情況對改進作業機具、完善作業技術有著十分重要的意義。本文針對玉米秸稈覆蓋耕作還田耕地地表浸潤凍融后變化情況試驗進行分析。

1 材料與方法

1.1試驗區概況

試驗地位于吉林省農安縣的吉林省農業機械研究院的試驗基地。農安縣位于吉林省中部，是吉林省玉米生產大縣，玉米播種面積約占糧食播種面積的90%。試驗地塊玉米秸稈采用覆蓋耕作技術全量還田作業，還田作業時深松深度30cm、整地深度15cm。作業后耕地情況：土壤膨松度16.43%、地表平整度3.2cm、地表秸稈覆蓋率52.5%。

1.2 試驗設計

試驗測試三個指標：地表沉降、溝壑深度、土塊性狀。

地表沉降是測試整體地表的沉降幅度;溝壑深度是找尋地表作業不好或作業時銜接不好時形成的溝壑，測試深度變化情況;土塊性狀是找尋地表大土塊，觀察其變化情況。

1.3樣品采集與測定

試驗時間為2018年11月22日，次年4月18日土壤完全解凍后提取數據。

地表沉降用標識簽標記，以鋼板尺測量，溝壑深度以鋼板尺配合測量，土塊目測觀察。

2 結果與分析

2.1地表沉降

試驗地塊地表經秋冬雨雪浸潤及冬春凍融后，地表出現了明顯沉降，最大沉降3.0cm，最小沉降1.7cm，平均沉降2.3cm。

2.2溝壑深度

地表溝壑深度經秋冬雨雪浸潤及冬春凍融后，明顯變淺，最大減少量4.2cm，減少率40.0%;最小減少量0.4cm，減少率2.5%;平均減少量2.7cm，平均減少率26.0%。

2.3土塊性狀

土塊性狀變化較大，整體由棱角分明、潮濕、結實、完整變得圓鈍、干燥、松軟、開裂及表層顆粒脫落。

3 結論與討論

玉米秸稈覆蓋混埋還田農田，經秋冬雨雪浸潤及冬春凍融后，地表沉降明顯，平均沉降2.3cm，具體沉降數值應與作業深度及土壤膨松度、秸稈混埋量有關。地表溝壑深度變化平均減少2.7cm，平均減少率26.0%。由于風蝕及溝壁塌潰的共同作用，地表溝壑深度減少幅度大于地表沉降幅度。

秋冬季雨雪的緩慢浸潤，使土塊由結實變得松散，再經凍結及融化的過程，使土塊開裂，松碎。

地表沉降、溝壑變淺及土塊變的松碎有利于土壤沉積、減少空洞，防止由于秸稈混入造成土壤結構松散、孔隙過多，有利于保水保墑，形成高質量的種床。

參考文獻

[1]張曉文，趙改賓，楊仁全.農作物秸稈在循環經濟中的綜合利用[J].農業工程學報，2006.

[2]崔新衛，張楊珠，吳金水.秸稈還田對土壤質量與作物生長的影響[J].土壤通報，2014.

[3]那偉，趙新穎，黃梟.吉林省玉米秸稈可利用資源評價分析[J].中國農業資源與區劃，2010.

作者簡介：劉鴻雁，本科學歷，副高級工程師，研究方向：現代農學實驗與保護性耕作技術。