糧草豆隔帶種植保護性耕作模式的初步研究

摘要：通過設置在隴中黃土高原區坡耕地上的糧草豆隔帶種植試驗，研究了不同耕作模式下水土保持的效果及對馬鈴薯、鷹嘴豆、春小麥、苜蓿產量的影響，結果表明：免耕秸稈覆蓋處理可有效控制水土流失，在水土保持方面有積極作用，這種耕作處理下的土壤含沙量、渾水量、泥沙量、徑流量、土壤毛管持水量、土壤飽和含水量均小于傳統耕作處理；傳統耕作可以增強土壤的通透性，在傳統耕作下的馬鈴薯、鷹嘴豆、春小麥的產量要高于免耕秸稈覆蓋處理，分別高9.7%、31.58%、21.8%。

關鍵詞：保護性耕作；傳統耕作；秸稈覆蓋

文章編號：1674-7437（2023）06-0162-04" " " " 中國圖書分類號：S157.1" " " "文章標識碼：B

保護性耕作是相對于傳統翻耕的一種新型耕作技術[1]。傳統耕作方式的核心在于徹底改變土地的自然狀態，并為作物創造適宜的生長條件，以追求最大限度的產量[2]。有大量研究報道，通過以少耕、免耕為代表的保護性耕作減少了對土壤的翻動，并用作物秸稈覆蓋地表，可提高土壤的蓄水保水能力、增加土壤養分含量、提高作物產量，增強旱地農業的綜合生產能力[3-5]。保護性耕作與傳統耕作相比有三方面的效益：減少徑流和水土流失、增加休閑期貯水量、提高水分利用率，從而增加作物產量，增加農民收入。國內外廣大學者對免耕及秸稈覆蓋等保護性措施對土壤水分影響的研究結果表明：不同的保護性耕作措施對農田土壤水分分布及利用均有不同程度的影響。

為進一步提高甘肅省黃土高原西部雨養農業系統生產力及其可持續發展，試驗設置在甘肅省定西市安定區李家堡鎮的田間定位試驗地。通過春小麥、鷹嘴豆、馬鈴薯與苜蓿間作在傳統耕作、免耕以及秸稈覆蓋的不同處理后作物產量變化的比較，以及對幾種保護性耕作下隔帶種植技術在黃土高原中部雨養農業區適應性的研究，旨在得到適合黃土高原中部雨養農業區的糧草豆隔帶種植保護性耕作模式，建立該區域水土資源利用的保護性耕作技術集成示范。

1" "試驗區基本情況

定西市安定區李家堡鎮的田間定位試驗地處于黃土高原西部中溫帶偏旱區，海拔約2 000m，多年平均降水390.9mm，年蒸發量1 531mm，干燥度2.53，80%保證率的降水量為365mm，變異系數為24.3%，為典型的雨養農業區。年均太陽輻射594.7kJ/cm2，日照時數

2 476.6h，年均氣溫6.4℃，無霜期140d。土壤類型為典型的黃綿土，土層深厚、質地均勻、土質綿軟、儲水性能良好；0～200cm土壤容重平均為1.17g/cm3，飽和含水率21.9%，凋萎含水率7.3%，pH值為8.36，土壤有機質12.01g/kg，全氮0.76g/kg，全磷1.77g/kg。

2" "試驗設計及方法

2.1" "試驗設計

試驗一共設置了6個處理，3次重復，采用隨機區組排列，試驗地小區面積為7.2m×5.0m。春小麥（wheat，W）、馬鈴薯（potato，P）、鷹嘴豆（cheick pea，C）及苜蓿（lucerne，L）三序列輪作。各處理的基本情況如下。

處理1（TWL）：春小麥、苜蓿間作+傳統耕作。帶寬3.6m，兩種作物幅寬均為1.8m，每小區各兩帶，采用當地傳統的耕作方式。

處理2（NTSWL）：春小麥、苜蓿間作+免耕秸稈覆蓋。帶寬及種植方式同TWL，春小麥高茬收割、采取免耕。

處理3（TPL）：馬鈴薯、苜蓿間作+傳統耕作。帶寬3.6m，馬鈴薯、苜蓿幅寬均為1.8m，每小區各兩帶，采用當地傳統耕作方式，馬鈴薯壟作。

處理4（NTSPL）：馬鈴薯、苜蓿間作+免耕秸稈覆蓋。帶寬及種植方式同TPL，馬鈴薯采取免耕、壟作，壟面覆膜、壟溝覆草。

處理5（TCL）：鷹嘴豆、苜蓿間作+傳統耕作。帶寬3.6m，鷹嘴豆、苜蓿幅寬均為1.8m，每小區各兩帶，采用當地傳統耕作方式。

處理6（NTSCL）：鷹嘴豆、苜蓿間作+免耕秸稈覆蓋。帶寬及種植方式同TCL，鷹嘴豆采取免耕、豆秸進行還田。

各個作物的播種量和作物各個生育時期的施肥量取當地最佳用量。

2.2" "試驗方法

2.2.1" "徑流收集

構建了36個徑流收集裝置，在下雨集中時期收集徑流渾水量、泥沙量。

2.2.2" "產量測定

作物產量的測定采用單打單收，每個小區單獨計產。

2" "結果分析

2.1" "對徑流量及作物產量的影響

在糧草豆隔帶種植保護性耕作試驗中，在2022年7月13日降雨量為2.9mm的雷陣雨中，NTS處理降低地表徑流的表現十分突出。在水資源極為匱乏、土壤墑情差的黃土高原隴中地區，與傳統耕作相比，采用既減少耕作又保留秸稈的保護性耕作可以大大減少水土流失，并持續提高作物生產力。TCL處理下的含沙、渾水量、泥沙量、徑流量均大于NTSCL處理；TWL處理下的含沙、渾水量、泥沙量、徑流量均大于NTSWL處理；TPL處理下的渾水量、徑流量大于NTSPL處理，而含沙、泥沙量小于NTSPL處理（見表1）。

鷹嘴豆、春小麥、馬鈴薯在傳統耕作處理下的產量分別比在免耕秸稈覆蓋處理下高271.3kg/hm2、74.81kg/hm2、1 759.3kg/hm2，各處理傳統耕作與保護性耕作之間差異顯著；保護性耕作與傳統耕作相比，前者更好地利用了水分，減少了水土流失，保護和改善了地區生態環境的結果（見表1）。

2.2" "對土壤性狀的影響

在糧草豆隔帶種植保護性耕作試驗中，各處理相關各項土壤毛管持水量、土壤飽和含水量、土壤田間持水量、容重等的測定數據差異明顯。

NTSCL和NTSWL處理下的土壤毛管持水量、土壤飽和含水量、土壤田間持水量均低于TCL和TWL處理；NTSPL處理下的土壤毛管持水量、土壤飽和含水量均高于TPL處理，而TPL處理下的土壤田間持水量高于NTSPL處理；NTSCL和NTSWL處理下的土壤容重均高于TCL和TWL處理，而NTSPL處理下的土壤容重低于TPL處理（見表2）。總體來說，在10～30cm層土壤容重相對最大，而土壤毛管持水量、土壤飽和含水量相對最小。該種植模式的研制與應用在提高農民的收入的同時可以為發展畜牧業提供飼草飼料，還可以起到蓄水保墑、保水保土效果。

3" "結論與討論

3.1" "結論

（1）傳統耕作處理下的鷹嘴豆、春小麥、馬鈴薯的產量均高于免耕秸稈覆蓋處理。其主要原因可能是傳統耕作對土地進行翻耕等處理增強了土壤通透性，并有效截獲天然降水。

（2）免耕秸稈覆蓋處理下的土壤含沙量、渾水量、泥沙量、徑流量均小于傳統耕作處理，而土壤毛管持水量、土壤飽和含水量均高于傳統耕作處理。這是因為免耕秸稈覆蓋處理與傳統耕作相比，前者最大限度地減少了土壤物理結構的破壞， 提高了保墑性能和水分的利用效率。

（3）苜蓿與馬鈴薯隔帶種植的生物量要高于苜蓿與春小麥、鷹嘴豆隔帶種植的生物量；傳統耕作處理下0～30cm土層的土壤容重顯著高于免耕秸稈覆蓋處理，與其它處理相比，免耕秸稈覆蓋處理具有降低0～30cm土壤容重的趨勢。

3.2" "討論

綜上所述，通過秸稈覆蓋實施免耕播種技術可以有效的減少土壤風蝕，還可以防沙固土、蓄水保墑、減少水土流失，降低生產成本。黃土高原地區是我國水土流失最嚴重的區域之一，在此區域糧食生產和草料生產相結合的糧草豆隔帶種植模式的研究具有重要的實踐意義，可為推廣和創新保護性耕作模式奠定良好的基礎，并為解決當地糧食生產和草料作物生產間的矛盾開辟新的途徑。

參考文獻：

[1]關躍輝.保護性耕作研究現狀與發展趨勢[J].內蒙古農業科技，2008（01）：78-80.

[2]李明.保護性耕作是實現農業可持續發展的有效途徑[J].當代農機，2007（02）：79-80.

[3]李全勝，吳建軍，嚴力蛟，等.下墊面性狀對農林系統微生態環境的影響[J].生態學報，1999（03）：41-46.

[4]閆海麗，張淑香，嚴凱兵，等.冷涼地區不同耕作措施對土壤環境和作物生長發育的影響[J].中國土壤與肥料，2006（04）：16-19.

[5]晉小軍，黃高寶.隴中半干旱地區不同耕作措施對土壤水分及利用效率的影響[J].水土保持學報，2005（05）：111-114.