关于玉米秸秆全量深翻还田对高产田土壤结构的影响研究

李业成

1研究背景

随着生态农业的建设与发展，关于玉米秸秆全量深翻还田对高产田土壤结构影响的研究得到人们越来越多的关注。Rodman、Caravaca（2003）与Sasal、Andriulo（2006）等学者在对“玉米秸秆还田对土壤结构产生影响”的相关研究中支出，玉米秸秆还田在一定程度上可游戏提升小于0.25毫米微团粒团聚作用，实现突然结构的改善；我国学者刘巽浩、王爱玲（1998），贾春林、郭洪海（2010），梁尧、蔡红光（2016）等学者在关于“秸稈不同还田方式对土壤结构影响”的相关研究中指出，深翻还田可在一定程度上实现土壤有机质的提高，在腐解过程中实现突然结构的改善；基于不同播种形式，全量还田对土壤结构带来的影响存在差异性。

为进一步认知玉米秸秆全量深翻还田对高产田土壤结构存在的影响，本文在文献资料分析、实验研究的基础上，探究了玉米秸秆深翻对土壤物理性质、肥力、结构情况等的影响。其意义在于丰富相关研究体系，为玉米秸秆处理提供科学依据。

2研究材料与研究方法

2.1试验区总体概况

本文试验区位于笔者所在地的农业院校科技示范园区中的农业种植试验基地中。试验田的土壤类型为沙壤土，含有8.2g/kg有机质，36.2mg/kg速效磷，68.3mg/kg速效氮，165mg/kg速效钾，样板土壤的pH值为8.03（样品采集土壤为0～40厘米土层土壤）。该试验田地势平坦，犁底层大约在17米左右。玉米种植与生产发育期间的将水量大约在3.14分米左右，玉米生长发育期间的积温值在2569摄氏度左右。

2.2关于玉米秸秆全量深翻还田对高产田土壤结构影响的实验设计

本试验时间范围在2013年10月至2016年10，在玉米秋收后进行深度为40厘米的秸秆还田深翻操作。在此过程中进行机械化玉米收割作业，在玉米收获后秸秆全量粉碎还田。实验采用对比试验法，通过四个试验对比操作探究玉米秸秆全量深翻还田对高产田土壤结构存在的影响。对照组试验田为不深翻玉米秸秆作用，其秸秆还田量大约为每年17730kg·hm-2，实验组试验田为深翻还田作业，区别在于深翻的深度不同。

试验前提条件为：试验田地面积相同，为116.5m×4.5m，选用当地高产玉米为试验品种，种植密度保持在每公顷8.2万株左右。在玉米种植前施加基肥（磷钾肥），在玉米拔节期与灌浆期之前，进行适当的追肥与浇水处理。

2.3样本取样与测定

样本采集：分别在每年玉米播种期、灌浆期与收获期，即2013年10收获期，2014年、2015年的播种期（4月）、灌浆期（8月）、收获期（10月）；以及2016年的播种期（4月）、灌浆期（8月）采用三点取样法取0～20cm与0～40cm土层的原状土样。

样板测定：关于土壤容量的测定，主要采用“环刀法”，以三次为基准，对其0～40cm土层深度进行测定，测定时间分别为玉米春季播种前期，玉米生长发育的关键期以及玉米籽粒的收获期。

关于土壤坚实度的测定，主要采用“土壤坚实度测量仪”以三次为基准，分别在玉米春季播种前期，玉米生长发育的关键期以及玉米籽粒的收获期进行测定。

关于突然速效氮、速效磷、速效钾以及土壤有机质的测定，分别选用“碱解扩散法”、“分光光度计比色法”、“火焰光度计测量法”以及“重铬酸钾容量法”进行计量分析。

关于团聚体的测量，以三次测量为基准，借助相关测量与分析仪器进行测量与相关数据的计算。

数据整理与分析：技术计算机数据统计软件，进行数据整理与分析，并通过图表实现数据关系的具体体现。为保证数据处理的准确性与科学性，采用科学方法，如LSD（最小显著差数法）进行数据显著性检验。

3试验分析与结果

试验分析可知，在进过多测深翻后，0～40厘米的土层土壤发生混合。在第二年深翻后，0～20厘米土层上的突然被翻入到10～30厘米土层位置，而35厘米至40厘米之间土层的土壤被翻至土层表面。由此可知，在进行玉米春季种植整地过程中，在深翻与春季耕旋作用下，0～20厘米土层的土壤结构受损，20厘米以下土层土壤不受到春季玉米种植过程中，旋耕机旋耕的影响。经过秋季玉米收获后的秸秆深翻还田作业，原35cm-40cm土层土壤位于土层g土壤表面。

因此，在玉米秸秆连续四年深翻还田后，其定位土壤为0～20厘米的土层土壤。而实验结果表明，玉米秸秆深翻还田对土壤结构存在一定的影响性。其中土壤容量在一定程度上得到下降，连续还田3年土壤容量下降了0.2g/cm3，第四年降低0.18g/cm3。与此同时，在玉米秸秆连续四年深翻还田后，0～20厘米土层土壤聚团体遭到严重破坏，对此可适当的增加氮肥，用以促进玉米秸秆的腐解，从而提升土壤颗粒的胶结作用。此外，玉米秸秆全量深翻还田在一定程度上导致土壤出现犁底层，而其形成原因在于受灌溉与降水的影响，0～20厘米土层土壤粘粒在水流的作用下进行下移，并在20厘米土层下进行沉积，从而加大了下层土壤的坚硬度，加之在收割与运输过程中，机械设备产生较大的压实作用，从而导致犁底层的产生。在经过下一年的秸秆深翻还田作业后，土壤紧密度减小，犁底层被打破，这在一定程度上对玉米生长发育产生促进作用。

由此可见，玉米秸秆全量深耕还田作用在一定程度上实现了犁底层土壤容量与坚实度的降低，改善犁底层土壤结构。同时，对土壤有机质含量的提升具有促进作用，实现土壤肥力提高。因此，在进行玉米耕种时，可适当的采用玉米秸秆全量深翻还田法进行高产田耕层和犁底层土壤结构的改善，用以促进生态农业的稳定与可持续发展。

（作者单位：150066 黑龙江北大荒区块链数字农业股份有限公司）