免耕秸秆覆盖对土壤性质及粮油作物的影响

来源:用户上传      作者:崔佳

　　我国是粮食生产大国，也是秸秆资源大国。玉米的种植面积已超过上千万公顷，年秸秆资源总产量高达7×108吨，但由于长期以来田间焚烧和废弃未利用的达到3×108吨，严重浪费资源、污染空气和环境。玉米对生长环境较为敏感，适宜的温度更利于玉米生长发育，如何改善土壤的水肥状况是提高玉米产量的关键，但由于农民为追求作物产量及经济效益的提高，化肥施用量逐年增加，出现土地盐碱化、土壤有机质含量降低、结构失调等问题。因此，作物高产稳产的根本保证是增施有机肥，提高土壤中有机质的含量，寻求适宜当地农田的废弃秸秆利用方式已迫在眉睫。秸秆还田是改善土壤的主要方式，不仅能够增加土壤有机质含量及养分含量，而且能够改善土壤理化性状，优化农田生态环境，提高作物产量与品质，促进农田生态系统健康等作用，秸秆还田被认为是发展可持续农业的一项重要措施。秸秆覆盖的应用对秸秆资源利用和环境保护发挥了重要作用。
　　1 秸秆覆盖对土壤性质的影响
　　土壤容重和孔隙度影响着土壤养分进一步的转化、利用，最终导致整个作物的生长发育受到限制。作物的生长发育与土壤的特性相互制约。因此，若此能量循环系统其中某一部分反向发展都将导致生态生产发生问题。
　　目前，我国主要的秸秆覆盖方式为直接还田和间接还田，秸秆的利用率较低，在秸秆覆盖过程中，土壤的化学性质受有机物的分解影响。随着深沟覆盖造林种植时间越来越长，林带土壤的pH值逐渐下降，造成该现象的主要是因为秸秆覆盖和枯枝落叶等外来有机物进入土壤后分解产生有机酸，造成土壤的pH逐渐值下降。不同的耕作方式严重影响土壤中水分、养分等其他性质，传统的耕作方式过度破坏土壤结构，在某种程度上加剧了农田土壤的水分胁迫，长时间的耕作会导致玉米田犁底层上移、土壤耕层变浅、土壤结构紧实、物理性状变劣。而秸秆覆盖能够改良土壤结构、提高土壤含水率、土壤肥力、改善了土壤中养分、热量以及土壤微生物种类、数量，土壤酶活性等因素。
　　2 增加土壤含水量，降低土壤内温度，提高作物产量
　　秸秆覆盖可以调节地温，进而促进作物生长和提高产量。祝新建等人研究认为，秸秆覆盖后的冬小麦产量增加8.7%，夏玉米产量增加8.9%。马铃薯产量增加约35%。在华北夏玉米不同生长时期，免耕时土壤有机碳含量最高，其次是翻耕和旋耕。与撂荒相比，成熟期的玉米，翻耕、旋耕、免耕条件下的土壤碳库管理指数依次增加27.0%、31.4%、47.4%。
　　在研究中发现，秸秆覆盖能有效降低株间蒸发量，地膜覆盖的效果较差。为进一步探讨不同覆盖物对土壤理化性状及微生物量的影响，以塑料地膜、玉米秸秆等两种覆盖材料进行试验。该试验于重庆市武隆县兴顺乡进行，海拔高达1300米，地势平坦，土壤肥沃，pH值约为6，试验共设3个处理，T1为覆盖地膜，T2为覆盖玉米秸秆，CK为试验以地面不进行任何覆盖为对照，肥料用量为当地常规施肥量。实验结果显示T2与CK相比土温降低了2.0℃，说明覆盖玉米秸秆能够起到有效保墒的作用，又有利于充分利用降水，综合效果较好。又经过对土壤温度、水分、微生物量碳氮量的分析，结果显示，覆盖秸秆具有良好的调温保墒作用，有利于改善土壤理化性状，增强保水保肥特性，同时也能够减少养分流失。
　　河南省农业科学院植物营养与资源环境所毛家伟等于2015年6—10月进行试验。试验条件为土壤沙浆黑土，质地为黏壤，地址平坦，灌溉良好。耕层土壤基础地力，有机质15.50/公斤，全氮1.16/公斤，速效氮75.4毫克/公斤，速效磷26.2毫克/公斤，速效鉀105.5毫克/公斤，pH值4.5～5。该试验一共设4个处理，分别是T1不覆盖小麦秸秆;T2垄面覆盖小麦秸秆;T3垄沟覆盖小麦秸秆;T4垄面和垄沟全覆盖小麦秸秆。以上覆盖量均为4500公顷。通过对以上4个处理进行充分试验研究可以得出，同一秸秆覆盖方式下，垄面的土壤温度高于垄沟，而垄面的水分含量则低于垄沟，但垄沟与垄面差异不显著。不同秸秆覆盖方式下，均以不覆盖秸秆的垄面和垄沟土壤温度最高，与3种秸秆覆盖方式相比，垄面温度差异不显著，但垄沟温度差异显著。在小麦—花生种植体系下，采用花生起垄种植模式，垄沟覆盖小麦秸秆，覆盖量为4500公斤/公顷，花生可以获得较高的荚果产量，产量高达4480.95公斤/公顷，而且小麦秸秆覆盖还会增加花生籽粒中蛋白质的含量，降低粗脂肪的含量。
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