目前少、免耕法已在世界范围内得到了广泛应用。少免耕的持续效应是人们十分关注的问题，已有这 方面的一些研究报道〔４～１０〕，但国内在这方面的研究较少。少、免耕的持续效应要受到气候 、土壤、种植制度、栽培管理等综合影响，不同条件组合趋势不一。在什么条件下可以免除耕作？ 这个问题需要更多的长期定位试验加以回答。我们从１９８５～１９９６年在长江下游沿江砂壤土 上进行了长达１２年的稻麦复种少、免耕定位试验，对产量、土壤耕层上、中、下三层的有机质、 全氮、速效氮、速效磷、速效钾、容重进行了系统的测定。本文报道长期少、免耕的产量效应及土 壤有机质、容重的垂直分布与动态。１材料与方法试验在扬州大学农学院实验农场进行，土壤为砂 壤土，物理性粘粒２００ｇ／ｋｇ，全氮０．５２ｇ／ｋｇ，碱解氮、速效磷、速效钾分别为８０ 、１４５和１２７ｍｇ／ｋｇ。设常耕（有壁犁翻耕１４～１６ｃｍ）、少耕（旋耕５ｃｍ左右） 和免耕（板茬直接播栽）３个处理，小区面积２００ｍ２，重复３次，拉丁方排列，栽培管理同大 田。在每季作物成熟时测产、考种，收获后分０～７ｃｍ、７～１４ｃｍ和１４～２１ｃｍ三层进 行土壤理化性状测定，有机质用重铬酸钾外加热容量法，全氮用半微量凯氏法，碱解氮用碱解扩散 法，速效磷用０．５ｍｏｌ／ＬＮａＨＣＯ３法，速效钾用ＮＨ４ＯＡｃ浸提火焰光度法，容重用 环刀法测定。２结果与分析２．１产量效应从表１可以看出，由于品种、气候、施肥等的差异，不 同年度间产量有较大差异，小麦在４５４５～５４５８ｋｇ／ｈａ之间，变异系数５．５０％，水 稻在６０２３～１０４５９ｋｇ／ｈａ之间，变异系数１６．４２％，不同年度间产量差异极显著 ，用绝对产量难以反映少免耕的产量效应趋势。为此，将产量数据进一步转换成相对产量（见图１ ）。表１不同耕法的产量变化（ｋｇ／ｈａ）Ｔａｂｌｅ１Ｙｉｅｌｄｖａｒｉａｔｉｏｎｓｕｎ ｄｅｒｄｉｆｅｒｅｎｔｔｉｌａｇｅｓ作物Ｃｒｏｐ耕法１）Ｔｉｌａｇｅ年份Ｙｅａｒ１９８ ５１９８６１９８７１９８８１９８９１９９０１９９１１９９２１９９３１９９４１９９５１９ ９６平均Ａｖｅｒａｇｅ小麦常耕－４７１５５０７５４７７５５０００４７０１４６５３４４８ ４４９１０４９５０５５７９４７２６４８７０ＷｈｅａｔＣＴ少耕－４９１１５２３０４９１９ ４５９７４８６６４２２８４７７５５０１８４６２９５４５５４９１１４８６７ＭＴ免耕－４７ ７８５６７２５４９５５３６８４７３０４７５４４８１７５３３５５３３６５３４２４７７１５ １２７ＺＴ水稻常耕７４７８１０３６７８２５９７３３４６３７１６６９５６６６５６５９４７ ３９１７４２３６１８４－７３４２ＲｉｃｅＣＴ少耕７４９０１０４６４８３５４７５２４６２ １５７１１８６５３６７１２７７５８６７４４７５８１３－７４２５ＭＴ免耕７４９３１０５４ ７７８８２６６６１６１０６７１１０６５０８６３８６７２６５６９２９６０７１－７１５０Ｚ Ｔ１）ＣＴ：Ｃｏｎｖｅｎｔｉｏｎａｌｔｉｌａｇｅ；ＭＴ：Ｍｉｎｉｍａｌｔｉｌａｇｅ；Ｚ Ｔ：Ｚｅｒｏｔｉｌａｇｅ．Ｔｈｅｓａｍｅａｓｂｅｌｏｗ图１少、免耕小麦和水稻的相对产量 动态Ｆｉｇ．１Ｒｅｌａｔｉｖｅｙｉｅｌｄｏｆｗｈｅａｔａｎｄｒｉｃｅｕｎｄｅｒｍｉｎｉ ｍａｌａｎｄｚｅｒｏｔｉｌａｇｅｓ２．１．１小麦产量常耕、少耕、免耕小麦１１年的平均产 量分别为４８７０、４８６７和５１２７ｋｇ／ｈａ，少耕比常耕低０．０７％，免耕比常耕增产 ５．３０％。少耕比常耕小麦产量历年增产幅度为－９．１３％～６．５０％，１１年中有４年低 于常耕，７年高于常耕，前６年（１９８６～１９９１年）平均减产０．５９％，后５年（１９９ ２～１９９６年）平均增产０．７８％。免耕比常耕产量１１年增产幅度为－４．２５％～１５． １０％，仅有１年低于常耕，表现为稳定的增产效果，前６年平均增产６．４％，后５年平均增产 ４．１３％，增产幅度略有下降，主要是１９８８年增产幅度较大所致。从图１可以看出，免耕小 麦有两个增产率较大的峰，且间隔５年左右，这可能是气候、病虫草害与耕法相互作用的结果。免 耕小麦不仅增产，而且省工、省力、省本，在草害可以有效控制的条件下，是优先采用的方法；少 耕虽然增产不明显，但与常耕相比也有适应性强、省工、省时等优点，且草害比免耕轻〔１〕和能 实施较大量的秸秆还田（联合收割机收割留高茬旋耕），在此条件下少耕则是较好的选择。２．１ ．２水稻产量常耕、少耕、免耕１１年平均产量分别为７３４２、７４２５和７１５０ｋｇ／ｈａ ，少耕比常耕增产１．１３％，而免耕减产２．６２％。少耕增产的幅度为－１．９％～８．１％ ，高于常耕的有８年，低于常耕的有３年，前６年增产１．５１％，后５年增产０．６２％，表明 水稻并不因长期少耕而出现减产趋势。免耕水稻增产幅度为－９．２％～６．２％，１１年中仅有 ３年高于常耕，而有８年低于常耕，再加上免耕水稻对田块平整要求高，栽插困难，在生产上应用 价值不大。２．２土壤肥力变化表２表明：３种耕法经过１１年后，土壤有机质都有较大的提高。 １９９５年与１９８６年相比（１９８５年测定单位不同，数值偏低），全耕层有机质含量，常耕 由１２．９ｇ／ｋｇ增至１７．１ｇ／ｋｇ，少耕由１２．６ｇ／ｋｇ增至１７．９ｇ／ｋｇ，免 耕由１３．４ｇ／ｋｇ增至１８．５ｇ／ｋｇ。不同耕法不同层次增长速度有差异，以少、免耕法 表层增加速度最快。有机质增长作用主要发生在前５年，１９９０年后处于基本稳定状态，这与我 们在试验过程中有机肥施用有关。从１９８５～１９８９年，每年每季都要施用３０ｔ／ｈａ左右 的奶牛场厩肥，从１９９０年起，不再施用有机肥。若以１９９３～１９９５年３年的平均值作为 不同耕法长期效应，常耕、少耕、免耕土壤有机质分别为１７．８、１８．５和１８．２ｇ／ｋｇ ，少、免耕比常耕略高或接近，这与大多数短期试验结果是一致的。与常耕相比，少、免耕免除了 翻耕作业，最有可能导致有机质与养分元素的表层富集，大量的研究也证明了这一点。研究也表明 ，不管采用何种耕法，土壤皆表现出上肥下瘦的特点。因此，在研究少、免耕土壤表层养分富集作 用时，应考虑上层养分含量要高于全耕层平均值与程度上要大于常规耕作这两个条件。以往的研究 中，对富集作用缺少定量分析。本文提出将土壤上肥下瘦的特征用富集度Ｄ＝上层某一种养分含量 ／全耕层该种养分含量表示，将少、免耕的养分表层富集效应用富集系数Ｃ＝Ｄ少（免）／Ｄ常表 示。采用这种方法，将表２数据进一步计算，分析长期的富集效应变化（图２）。结果表明，除１ ９８５年的常耕、少耕外，各年份不同耕法的富集度值皆大于１，表明土壤有机质表层富集现象是 普遍存在的，并且除了１９８５年的少耕、１９８６年的免耕外，其余各年份少、免耕的富集度皆 大于常耕。１９８９～１９９５年７年平均，常、少、免耕的富集度分别为１．１０５２、１．２ ４１３和１．２９３５，少、免耕的平均富集系数分别为１．１１４０和１．１６０８。少耕与免 耕相比，前期两者富集系数较为接近，后期免耕略高。少、免耕的富集效应至１９９４年已基本稳 定，如１９９０～１９９３年平均，少耕的富集系数为１．１４６６，免耕为１．１８９４，１９ ９４～１９９６年平均，则分别为１．０７０７、１．１２２５，表明在一定的栽培管理条件下， 富集效应不会逐渐增强，而是稳定在一定的状态。２．３土壤容重容重是土壤重要的物理性状，它 影响到土壤的孔隙度与孔隙大小分配，以及土壤的穿透阻力，进而影响到土壤水肥气热条件与作物 根系在土壤中的穿插。实行少、免耕后，是否会引起土壤板结而影响作物生长，这是普遍关心的问 题。试验结果（表３）表明，不同耕法的土壤容重皆表现出上层＜中层＜下层的分布模式。常、少 、免耕３种方法，０～７ｃｍ土壤容重皆小于１．３５ｇ／ｃｍ３（仅１９９５年免耕田达到１． ３６ｇ／ｃｍ３），处在适宜的容重范围〔１，２〕；７～１４ｃｍ土层，常耕的皆小于１．４０ ｇ／ｃｍ３临界值，平均值为１．３５ｇ／ｃｍ３，而少耕的９年测定有５次大于１．４０ｇ／ｃ ｍ３，平均值为１．４１ｇ／ｃｍ３。免耕有６次大于１．４０ｇ／ｃｍ３，平均值１．４１ｇ／ ｃｍ３；１４～２１ｃｍ土层的容重，３种耕法的测定值绝大多数年份大于１．４０ｇ／ｃｍ３， 平均值分别为１．４３、１．４４、１．４３ｇ／ｃｍ３。若将同一处理同一土层不同年份的测定 值作为误差的估计（其中包含了年份效应）进行方差分析，只有７～１４ｃｍ土层的耕法间容重达 显著差异，少、免耕显著高于常耕。为了分析少、免耕７～１４ｃｍ土层容重是否有不断增加的趋 势，对表３数据分３个时段计算得每个时段３种耕法的该土层容重平均值，可见在少、免耕条件下 ，这一土层的容重在最初的２～３年内即达到较高数值，以后没有表现持续增加的趋势。表２不同 耕法土壤有机质变化（ｇ／ｋｇ）Ｔａｂｌｅ２Ｃｈａｎｇｅｉｎｓｏｉｌｏｒｇａｎｉｃｍａｔ ｅｒｕｎｄｅｒｄｉｆｅｒｅｎｔｔｉｌａｇｅｓ耕法Ｔｉｌａｇｅｍｅｔｈｏｄ土层Ｓｏｉｌｌ ａｙｅｒ（ｃｍ）年份Ｙｅａｒ１９８５１９８６１９８９１９９０１９９１１９９２１９９３１ ９９４１９９５１９９３～１９９５年平均Ａｖｅｒａｇｅｆｏｒ１９９３～１９９５常耕０～７ １０．２１６．４１６．０１７．２２０．４２０．３１９．５２０．７２０．４２０．２ＣＴ７ ～１４１３．２１３．４１５．５１７．６１９．３１９．９１８．５１９．０１８．４１８．６ １４～２１７．６８．８９．５１３．２１７．７１５．３１７．２１４．５１２．５１４．７０～２１１０．３１２．９１３．７１６．０１９．１１８．５１８．４１８．１１７．１１７．８少耕０～７９．３１６．１１９．９２３．２２６．３２２．８２１．８２４．２２１．４２２．５ＭＴ７～１４１５．１１３．８１３．４１６．２２３．９２１．５２０．１１９．８１９．６
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