风沙土区不同耕作方式对土壤及大豆性状的影响

李 正，王孟雪，张玉先, 胡国华

(黑龙江八一农垦大学，黑龙江 大庆 163319)

风沙土区不同耕作方式对土壤及大豆性状的影响

李 正，王孟雪，张玉先, 胡国华

(黑龙江八一农垦大学，黑龙江 大庆 163319)

为了研究适合风沙土区的耕作方式，采用春旋地、打茬播种、原垄卡种及秋起垄四种不同整地方式进行对比试验。结果表明：耕作措施对土壤水分产生较大影响。其中，原垄卡种处理表现较好，保墒效果依次是原垄卡种>秋起垄>打茬播种>春旋地。原垄卡种处理的土壤温度低于其他处理。比较各项大豆生育性状指标，综合表现最好的是原垄卡种，最差的是春旋地处理。原垄卡种处理的产量最高，比秋起垄处理增加了16.7%，比春旋地及打茬播种处理增加了23.5%。

耕作方式；地温；生育性状；产量

土壤水分状况对农作物的生长起着重要的作用，不同耕作措施对农田土壤水分及作物产量造成不同的影响，是决定作物生长发育的关键因素[1-2]。黑龙江省西部风沙土区是我国著名的“嫩江砂地”，位于松嫩平原西部的嫩江及其支流两岸的河湖漫滩及低阶地上。该区土壤不仅肥力低，而且有机质的矿化速率非常快。风沙土比热小、吸热快、通透性强，所以，该地区早春解冻早，化冻快。融冻水上升时间短，返浆水不明显。春季土壤含水量多在20%以下，春旱非常严重，常常不能一次播种保全苗。因此，如何采取适宜的栽培技术措施，充分发挥其生产力，是当前风沙土区作物生产进一步获得高产的关键，对提升风沙土的水分利用率具有重要意义。本试验通过土壤耕作、保水措施等关键技术的研究，建立适合大庆风沙土区的先进耕作技术体系，达到降低水土流失、改善土壤环境、提高水分利用率、水分生产效率及农业生产效益的目标。

1 材料与方法

1.1 研究区概况

试验地设在杜尔伯特蒙古族自治县农业科技园区。杜尔伯特县位于黑龙江省西南部，隶属大庆市。松嫩平原腹地、嫩江之滨，地势开阔平坦。海拔高度一般在135～145 m之间，由北向南倾斜。面积约6176 km2，位于北纬45°53′～47°8′和东经123°45′～124°42′之间，土壤以风沙土和黑钙土为主。春季风大，气候干燥；夏季由于受东南季风影响，天气温和，降水集中；秋季凉爽，常有早霜，常刮偏北风，天气寒冷。降水量较少，夏季6—8月是降水集中期，占全年降水量70%，秋季次之，春季少于秋季，冬季最少。大风加速了水分的蒸发，土壤易干旱。土壤表面组成物质在大风持久的作用下容易发生风蚀，尤其是春季干旱、大风、扬沙天气经常发生，对农业生产很不利。

1.2 试验设计方案

供试大豆品种为东农48。试验共设计4个处理，见表1。采用大区对比法排列，每小区12行，行长200 m，行距68 cm，小区面积1632 m2。设计保苗3×105株/hm2。播前土壤基础肥力:碱解氮46.1 mg/kg，铵态氮9.5 mg/kg，硝态氮1.66 mg/kg，速效磷70.5 mg/kg，速效钾199.2 mg/kg，有机质3.57%，pH值6.15。前茬为玉米，耕层深度30 cm。

表1 不同试验处理及整地方式

1.3 栽培管理情况

试验于2016年5月16日播种，采用气吸式精量点播机统一播种。施肥量280 kg/hm2，其中磷酸二铵160 kg(N 18%、P2O546%)，尿素50 kg(N 46%)，氧化钾70 kg(K2O 60%)。5月18日机车化学灭草，每公顷喷90%乙草胺2.5 kg+75%宝收50 g。出苗后机车中耕管理2次，人工锄草1次。试验于10月5日在每个处理取两点进行考种测产。

1.4 调查项目及测定方法

(1)生育性状测定。春季调查大豆出苗日期及出苗率。生育期内调查各处理大豆开花日期及成熟日期。

(2)产量测定。产量测定方法采用样点法测定理论产量。考种时对大豆株高、荚高、分枝数、单株荚数、单株粒数、百粒重等产量构成因素进行测量。同时在收获期调查大豆虫食率及病理率。

(3)土壤水分测定。土壤水分测定采用烘干称重法，在大豆播种后第12 d开始对各小区0～20 cm土层进行土壤水分测定，连续测定10 d。

(4)地温测定。在测定各处理土壤水分时，同步测定各处理土壤温度。用地温计测定每个处理小区5 cm和10 cm土层的地温。每天的8:00、12:00和20:00分3次测定，3个值的平均值即为当天的地温。

2 结果与分析

2.1 不同整地方式对土壤含水量的影响

在出苗后连续10 d监测降雨及测定各处理0～20 cm土层内土壤含水量，如图1所示。10 d的降雨量达65 mm，日照时数仅有32.6 h。从图中可以看出，各处理土壤含水量无明显变化规律。在5月29日强降雨后，秋起垄处理的土壤含水量相对较高，其次为打茬播种处理，原垄卡种处理的土壤水分最低。从6月3日之后，原垄卡种处理的土壤水分有所上升。原垄卡种相对于其他三种耕作方式，由于动土次数减少，抑制了土壤蒸发，保水能力较强；春旋地处理土壤相对疏松，有利于土壤水分蒸发，导致表层土壤含水量较小。

图1 各处理0～20 cm土层水分含量

2.2 不同整地方式对各处理地温的影响

如图2所示。上午8：00土壤观测结果显示，测定期间由于连续降雨，导致土壤温度不高。5 cm土层范围内表现为秋起垄处理的土壤温度高于其他三个处理，10 cm土层土壤温度表现为原垄卡种处理的最低。相比之下，原垄卡种处理的土壤温度在5 cm及10 cm土层上均表现出较低水平。原垄卡种属于免耕方式，地表有秸秆覆盖，导致该处理的土壤温度低于其他处理。不同土壤深度分析来看，从5月28日—6月1日，5 cm土层和10 cm土层的土壤温度没有差别。6月1—6日，10 cm土层土壤温度略低于5 cm土层土壤温度。

图2 苗期0～10 cm土壤温度变化

2.3 耕作方式对大豆生育性状及产量的影响

各处理大豆的生育期调查及产量性状如表2所示。从出苗日期来看，各处理之间差异不大，相差1～2 d，秋起垄处理出苗最早，比原垄卡种处理早1 d，比打茬播种和春旋地处理早2 d。打茬播种和秋起垄处理的出苗率相对较好，春旋地和原垄卡种的出苗率为中等。春旋地处理在春季机械耕作导致土壤相对板结，播种质量差、出苗不齐、缺苗多。而原垄卡种由于地表有秸秆覆盖，影响了大豆的出苗率。原垄卡种和秋起垄处理的开花期和成熟期比打茬播种处理和春旋地分别早1 d和2 d。从虫食率和病理率分析，原垄卡种和秋起垄处理的病理率较春旋地和打茬播种处理低，打茬播种处理的虫食率和病理率均高于其他三个处理，原垄卡种的虫食率为最低。

表2 各处理生育性状调查表

各处理的产量构成因素见表3。由表3可知，田间考种表现最好的是原垄卡种处理，其收获株数分别比秋起垄、打茬播种和春旋地处理的增加了9.6%、21.4%和30.8%，单株荚数分别增加了8.3%、17.6%和21%，单株粒数分别增加了1%、22.8%、25.9%。产量最高的处理为原垄卡种，其次为秋起垄处理，春旋地和打茬播种处理的产量最低。原垄卡种处理的产量比秋起垄处理增加了16.7%，比春旋地及打茬播种处理增加了23.5%。这进一步说明原垄卡种处理苗期较高的土壤水分含量有利于幼苗生长，从而使其有较高的收获株数。

表3 各处理大豆产量构成

3 讨 论

耕作方式显著影响春季播种期土壤含水量。曾有研究表明，免耕相对普通翻耕方式具有较强的土壤蓄水保墒能力[3]；但也有部分学者研究认为，旋耕可以增强土壤蓄水能力，增加土壤含水量[4-6]。本研究结果表明，风沙土条件下，进行原垄卡种处理的土壤水分含量相对普通旋耕处理的高，具有较强的蓄水保墒能力。出现这种情况的原因为原垄卡种对土壤的扰动少，秸秆覆盖地表，具有减少水分的蒸发的作用，这与陈学文的研究结论一致[7]。

在大豆出苗后，测定土壤0～10 cm土层深度的地温，均表现出原垄卡种处理的土壤温度低于其他处理。原垄卡种属于免耕方式，前期对土壤扰动小，并有秸秆覆盖。有研究表明，免耕秸秆覆盖可能造成低温效应[8-9]。与其他耕作方式相比，地表覆盖物的增加减少了太阳辐射，降低了地表风速，地表蒸发也相对减少。除此之外，土壤含水量增加，水的热容量大，使得吸收相同热量的土壤，地温升高幅度偏低。

原垄卡种处理的大豆出苗率略低于打茬播种和秋起垄处理，但大豆生育性状相对于其他三个表现较好，产量和经济效益也是各处理中表现最佳的。表明大豆生长受前期作物出苗影响较小，主要受土壤水分含量影响较大。降雨分配是影响大豆产量的主要因素，原垄卡种处理对土壤扰动小，相比其他处理土壤性状相对较好，增强了滞涝的能力，减小了由于地表有秸秆覆盖造成的春季低温效应，使大豆后期产量没有受到前期出苗率的影响。

4 结 论

(1)通过2016的试验结果可以证明：原垄卡种表现最好，其次是秋起垄处理，春旋地表现最差。

(2)在今年的气候条件下，春季低温、雨大，选择原垄卡种耕作栽培技术是相对有效的栽培途径，能达到高产、高效的目的。

[1] 张有利，李娜，王孟雪，等.不同整地方式对风沙土玉米地土壤紧实度的影响[J].水土保持研究，2015(1)：1-22.

[2] 李亚杰，唐江华，苏丽丽,等. 耕作方式对土壤含水量及夏大豆生长的影响[J].新疆农业科学，2015，52(4) : 621-627.

[3] 向新华，魏巍，张兴义，等.保护性耕作对大豆生长发育及土壤微生物多样性影响[J].大豆科学，2013，32(3) : 321-328.

[4] 苏丽丽，徐文修，李亚杰，等. 耕作方式对干旱绿洲滴灌复播大豆农田土壤有机碳的影响[J].农业工程学报，2016, 32(4): 150-156.

[5] 苏丽丽，唐江华，李亚杰，等.不同耕作方式对夏大豆干物质生产及土壤水分的影响[J]. 干旱地区农业研究，2016,34(4) ：197-205.

[6] 张磊，王玉峰，陈雪丽，等. 保护性耕作条件下土壤物理性状的研究[J].东北农业大学学报，2010，41(9): 50-54.

[7] 陈学文，张晓平，梁爱珍，等. 不同耕作方式对黑土农田土壤温湿效应的影响[J].大豆科学，2011,30(5):764-768.

[8] 李成军，吴宏亮，康建宏，等.玉米保护性耕作措施水温效应及其产量效果分析[J].玉米科学，2010，18(3)：129-133.

[9] 刘爽,张兴义.保护性耕作对黑土农田土壤水热及作物产量的影响[J].大豆科学，2011，30(1):56-61.

Impact of different tillage methods on soil and soybean characters in wind-sand soil area

LI Zheng, WANG Mengxue, ZHANG Yuxian, HU Guohua

(HeilongjiangBayiAgriculturalUniversity，Daqing163319,China)

In order to study the tillage methods suitable for wind-sandy soil, the contrast test was taken by the conservation tillage of spring rotary tillage, fight stubble seed, original crop and autumn ridging. The results show that tillage methods greatly affected soil moisture and the best treatment is original crop. The effect of keep moisture show original crop> autumn ridging> fight stubble seed> spring rotary tillage. The soil temperature of the original crop is lower than other treatments. Compared with the breeding characters of soybean, the overall performance of various indexes showed best in the original crop treatment and worst in the spring rotary tillage treatment.The production of the original crop is the highest and increased by 16.7% than the autumn ridging treatment, by 23.5% than fight stubble seed treatment.

original crop; ground temperature; growing characters; yield

国家现代农业产业技术体系(CARS-04-01A);大庆市指导性科技计划项目(zd-2016-115)

李 正(1997-)，男，安徽濉溪人，本科生,从事农业资源与环境方面的研究。E-mail: 2193959669@qq.com。

王孟雪(1978-)，女，黑龙江铁力人，副教授，从事农业环境生态方面的研究。E-mail: wangmengxue1978@163.com。

S152;S565.1

A

2096-0506(2017)10-0008-05