不同耕作方式对冀西北草甸栗钙土农田土壤特性及莜麦生长发育的影响

论文摘要

为研究冀西北不同耕作方式对莜麦生长发育状况和土壤特性的影响,于2009年在河北农业大学张北实验站进行,试验地土壤为草甸栗钙土,以莜麦早熟品种坝莜一号为试验材料,研究了免耕、松耕和翻耕三种耕作方式对莜麦生长发育状况和土壤特性的影响,免耕试验小区2008年收获后未进行任何动土作业,松耕于2006年开始每年收获后进行间隔深松,至第二年播种前不进行其他作业,翻耕地多年连续采取传统耕翻处理。研究结果表明:1.不同耕作方式的土壤容重,播前0-15cm土层三者差异不显著,15-20cm免耕翻耕分别为1.18 g/cm3、1.04g/cm3,显著高于翻耕,松耕与免耕、翻耕间差异不明显;作物收获后0-5cm土层免耕最高为1.16 g/cm3与松耕和翻耕差异显著, 10-15cm土壤免耕与松耕分别为1.21 g/cm3、1.26 g/cm3,显著高于翻耕。其他土层三种不同耕作方式间土壤容重变化不大。2.不同耕作方式的土壤硬度播前0-15cm土层免耕显著高于松耕与翻耕,20cm土层差异不明显;收获后0-5cm土层免耕为12.00 kg/cm2显著高于松耕的8.00 kg/cm2,其他土层差异均不显著。从时间来看,免耕收获后的土壤硬度较播前有下降趋势;翻耕和松耕在0-15cm土层呈现明显的上升趋势,15-20cm层呈下降趋势。从空间来看,莜麦播前与收后三种耕作方式不同土层的土壤硬度除10-15cm免耕略有降低外,均随土层深度增加而升高。3.不同耕作方式0-20cm耕层土壤水分变化趋势基本一致;从全生育期来看,土壤耕层含水在莜麦生长耗水最旺盛的抽穗期达到全生育期最低,免耕、松耕和翻耕分别为4.63%、5.43%和6.32%,而在莜麦耗水相对减少的收获期最高,分别为免耕13.39%、松耕15.67%和翻耕15.39%。4.不同耕作方式0-20cm土层平均土壤呼吸均在拔节期最高,生物活性最好。三种耕作方式的土壤呼吸相比较,分蘖期和收获期土壤呼吸相差不多,互有高低;拔节期免耕显著低于翻耕,分别为0.65 mg·kg-1·h-1和1.01 mg·kg-1·h-1,松耕与二者均差异不显著;10-20cm土层的土壤呼吸相比较,分蘖期免耕土壤呼吸强度最高,为0.57 mg·kg-1·h-1,显著高于松耕的0.40 mg·kg-1·h-1,极显著高于翻耕的0.29 mg·kg-1·h-1;拔节期与收获期三者趋于一致,差异并不显著。5.不同耕作方式不同层次土壤微生物量碳互有高低,相差并不显著。不同耕作方式土壤活跃微生物量0-10cm土层全生育期均以翻耕显著高于松耕和免耕;10-20cm土层分蘖期松耕最高,拔节期和收获期以翻耕最高,均显著高于免耕。6.不同耕作方式不同生育时期的根干重和根分布得出,0-30cm土层的根干重拔节期以免耕为2.796g/dm3显著低于松耕和翻耕,其他时期差异不明显。各层分布也以根系总的分布趋势一致。而整个生育时期0-10cm土层根系分布均以免耕所占百分比最大。7.不同耕作方式对莜麦生长发育状况的影响,株高自拔节期到收获期免耕均显著低于翻耕和松耕,翻耕和松耕之间差异不显著;叶面积指数各生育时期免耕均低于翻耕和松耕,分蘖期与收获期松耕显著低于翻耕,其他时期松耕与翻耕差异不显著;从三种耕作方式下的总茎数来看,莜麦苗期到拔节期翻耕显著高于松耕,免耕居中差异不显著,抽穗期到收获期三者趋于一致;三种耕作方式免耕单产为329.19 kg/hm2、显著低于翻耕的527.34 kg/hm2,松耕产量差异不显著。8.免耕省去了动土作业,节省了人力物力,但造成了土壤硬度升高,活跃微生物量降低进而影响到莜麦播种出苗质量及地下部与地上部的生长发育,导致产量显著下降;松耕比翻耕减少了动土作业的耕作量,生态效益好,产量比较稳定,因此,松耕在冀西北草甸栗钙土上应用更具有可行性。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 引言
• 1.1 立题背景
• 1.2 研究目的及意义
• 1.3 国内外保护性耕作研究现状
• 1.3.1 国外保护性耕作的发展现状
• 1.3.2 国内保护性耕作的发展现状
• 1.4 国内外保护性耕作研究进展
• 1.4.1 保护性耕作对土壤结构的影响
• 1.4.2 保护性耕作对于土壤水分的影响
• 1.4.3 保护性耕作对土壤养分的影响
• 1.4.4 保护性耕作对于土壤微生物的影响
• 1.4.5 保护性耕作对作物生长发育、产量和效益的影响
• 2 材料与方法
• 2.1 供试材料与试验方案
• 2.2 测定项目及方法
• 2.2.1 土壤容重的测定
• 2.2.2 土壤硬度的测定
• 2.2.3 土壤水分测定
• 2.2.4 土壤养分的测定
• 2.2.5 土壤微生物特性的测定
• 2.2.6 莜麦生长动态测定
• 2.2.7 莜麦根系生长情况
• 2.2.8 数据处理
• 3 结果与分析
• 3.1 不同耕作方式对土壤容重的影响
• 3.2 不同耕作方式对土壤硬度的影响
• 3.3 不同耕作方式对土壤水分的影响
• 3.3.1 不同耕作方式对土壤耕层含水率的影响
• 3.3.2 不同耕作方式对莜麦田水分利用效率的影响
• 3.4 不同耕作方式对土壤呼吸的影响
• 3.5 不同耕作方式对土壤微生物量碳的影响
• 3.6 不同耕作方式对土壤活跃微生物量的影响
• 3.7 不同耕作方式对莜麦生长发育状况的影响
• 3.7.1 不同耕作方式对莜麦根系生长的影响
• 3.7.2 不同耕作方式对莜麦群体动态的影响
• 3.7.3 不同耕作方式对莜麦产量的影响
• 4 结论和讨论
• 4.1 不同耕作方式对土壤容重的影响
• 4.2 不同耕作方式对土壤硬度的影响
• 4.3 不同耕作方式对土壤水分的影响
• 4.4 不同耕作方式对土壤呼吸的影响
• 4.5 不同耕作方式对土壤微生物量碳的影响
• 4.6 不同耕作方式对土壤活跃微生物的影响
• 4.7 不同耕作方式对根系的影响
• 4.8 不同耕作方式对莜麦产量构成和水分利用效率的影响
• 4.9 不同耕作方式的综合比较
• 参考文献
• 在读期间发表的学术论文
• 作者简介
• 致谢