论文部分内容阅读
辽西地区是辽宁省重要的玉米产区之一,该区年平均降雨量350-500mm,且集中在6、7、8月份,土壤耕层浅、犁底层厚、肥力低,蓄水保墒能力差。冬、春季降水少、风大,春旱频发,严重影响玉米播种与苗期生长,是该区农业生产的最大限制因素。针对该区存在的问题,前人进行了覆膜、秸秆还田和耕作方式等大量研究;但是至今尚未获得有效解决土壤蓄水保墒能力低、土壤春旱、等雨播种等现实问题的耕作模式。本文通过田间小区试验,以传统旋耕模式为对照,研究了在辽西褐土区4种耕作模式对土壤0-80cm剖面的水分时空分布影响、对耕层物理化学性质、玉米的长势及根系的分布及产量影响;着重探讨对土壤雨季蓄水、春季保墒水分利用效率和经济效益的影响。优化筛选提高土壤雨季蓄水、春播供水、并且适宜玉米根系生长发育的耕作模式。为构建适宜在辽西褐土区推广应用的生产耕作模式提供理论基础和技术支持。研究结果如下:1.相比旋耕（CK）,各耕作方式在10-20cm层次的土壤容重都得到降低。干旱加剧了土壤紧实,干旱期不同耕作方式在15-25cm处的土壤紧实度均小于旋耕。2.在时间上,2018年播种前至拔节期（4月16日-6月6日）,免耕秸秆覆盖提供了较高的土壤含水量,保证了玉米的出苗,加强了苗期及拔节期的土壤水分供应。在中耕深松后至秋季（6月24日-10月30日）经过降雨后,相比于其他耕作方式,集成模式显著提高了0-80cm土壤含水量,尤其在20-40cm层次。在2019年春播前（4月12日）,0-10cm和10-20cm土壤含水量集成模式（13.15%、14.12%）高于免耕秸秆覆盖（11.30%-13.04%）及其他耕作方式,即使在无降雨条件下,集成模式的土壤墒情也能满足玉米的出苗。3.在空间上,雨季时各耕作方式短期内降水能下渗的深度存在较为明显的差异,分别为:旋耕0-20cm、深松30-40cm、翻耕20-30cm、免耕秸秆覆盖20-30cm、集成模式30-40cm。干旱时,旋耕和深松在0-80cm层次的土壤含水量均处于较低水平,翻耕的土壤含水量稍高于深松,免耕秸秆覆盖在土壤0-80cm均保持了较高的含水量,集成模式在0-80cm的土壤含水量稍高于免耕秸秆覆盖,尤其在20-40cm层次。4.相比免耕秸秆覆盖,集成模式在雨季至秋收阶段接纳了更多的降雨,土壤储水量增加了8.70mm-15.30mm,为生长中后期的玉米生长提供了更多的土壤水分。在2019年春播前（4月12日）,集成模式更好的保存的土壤水分,其土壤储水量比免耕秸秆覆盖高12.66mm。5.免耕秸秆覆盖的速效NPK在土壤表层聚集,深松有利于下层的土壤速效NPK。6.在旋耕方式下,提前播种等雨或雨后推迟播种都不利于玉米的生长发育。免耕秸秆覆盖在玉米生长前期的长势最慢。在玉米生长中后期（拔节期之后）免耕秸秆覆盖和集成模式在中后期的长势开始崛起,最终超过旋耕和翻耕。相比于旋耕,深松后有利于增加下层土壤中的根系量。7.2018年和2019年均是旋耕产量最低,集成模式的产量最高。集成模式相比于旋耕（CK）,2018年增产18.93%,2019年增产31.75%。集成模式的水分利用效率显著高于其他耕作方式,在2018年和2019年均处于最高,分别为32.49kg·hm2·mm-1和30.28kg·hm2·mm-1。8.集成模式在2018年和2019年利润显著高于其他耕作方式,增加量分别为3321.16元/hm2和7074.97元/hm2。综合2年的数据来看集成模式的经济效益最好,能增加当地农民的收入。综上所述,针对辽西地区玉米高产的限制因素,相比其他耕作方式,集成模式更好的提高了春季的土壤墒情及保蓄了下层土壤的储水量,具有良好的土壤水分供应能力,适当降低了土壤的容重和紧实度,促进了玉米的生长,在降雨不同的两年都获得了稳定的高产并且增加了水分利用效率和经济效益。集成模式是辽西褐土区旱作农田值得推广的一种新的高产稳产的耕作方式。