旱地耕作保墒技术研究沈阿林，龚光炎，李恭志，张素菲（河南省农科院土肥所郑州４５０００２） 摘要对豫西旱农区两种轮作方式下旱地的耕作保墒技术进行了３年研究。着重讨论了二年三熟制下 晒旱地深耕、深耕加秸秆覆盖以及深耕配施有机肥的蓄水保墒效果；一年二熟制下中耕效果与土壤 质地和土壤含水量的关系以及中耕的适宜范围、多次中耕对保墒的迭加作用等问题，为完善旱农区 的耕作保墒技术提供了科学依据。关键词免耕，深耕，蓄水，保墒，有机肥，覆盖，豫西旱区河南 省旱农区年均降雨约为５００～６５０ｍｍ，属半湿润易旱区。由于降雨的年际间、季节间变率很 大，经常导致旱区内农作物发生季节性干旱，不能满足高产的用水需要。因此，如何通过耕作充分 发挥旱地土壤水库的作用；最大程度地保蓄降雨、减少蒸发，是旱农区十分重要的生产问题。自１ ９８８年始，河南省旱农协作组在不同旱作生态类型区对不同轮作方式的旱地耕作保墒技术进行了 ３年的研究。本文着重讨论了二年三熟制下的晒旱地耕作保墒技术和一年二熟制下的旱地中耕保墒 技术。１试验方法与设置１．１晒旱地耕作保墒技术试验试验始于１９８９年，首先在渑池县西阳 的红粘土上进行，共设７个处理（见表１）。采用大区试验，每区面积４２ｍ２，秸秆覆盖处理区 的秸秆用量为３００ｋｇ／亩。各处理按要求于７月上旬翻耕，９月中旬分区施肥，施肥量统一为 ：尿素２２．５ｋｇ／亩、１８％钙镁磷肥５０ｋｇ／亩，其它处理同大田。试验期间分期测定０ ～１５、１５～２５、２５～３５和３５～５０ｃｍ上层的水分状况。１９９０～１９９１年试验 简化为：①免耕晒旱─小麦；②深耕２５ｃｍ晒旱、雨后耙地─小麦；③玉米─小麦连作（ＣＫ） 。试验分别安排在渑池西阳和新郑辛店乡东岗，设３次重复，随机排列。定期观测土壤水变化。与 此同时，在鹤壁浚县白寺乡安排了深耕与有机肥配合的对比试验。试验设两组，第１组为深耕４０ ｃｍ（系大型拖拉机耕翻）和深耕基础上施有机肥３ｍ３／亩；第２组为浅耕２６．７ｃｍ和浅耕 基础上加强有机肥３ｍ３／亩。１．２一年二熟制下的旱地中耕保墒技术研究试验安排在密县曲梁 的中壤和砂壤土上，共设４个处理，即：①不中耕；②中耕一次；③中耕两次；④中耕四次。小区 面积为０．０３亩。从播种后分０～１０、１０～２０ｃｍ两层定期测定土壤水分。２试验结果与 讨论２．１晒旱地深耕与覆盖、深耕与有机肥配施对土壤水状况和小麦生育及产量的影响。２．１ ．１晒旱地深耕与深耕加覆盖（麦秸）措施对土壤水分的影响在旱农区域内，小麦播种期土壤墒情 的好坏，直接影响小麦能否出好苗、出全苗。从表１可以看出，各处理自７月上旬翻耕后，经两个 多月的雨季，土壤墒情变化是明显的。深耕区（３０ｃｍ犁深）在０～５０ｃｍ土体内的水贮量比 对照区增加了４．２％；深耕加覆盖的效果更明显，与对照区相比，０～１５ｃｍ土层内水分增加 ４．１％～９．４％，０～５０ｃｍ土体的水贮量增加５．９％～１４．８％。土壤水分的增加， 尤其是０～１５ｃｍ表层水分条件的改善，对小麦顺利出苗和壮苗早发十分有利。图１为新郑辛店 点９月１５日的测定资料，它清楚地反映了晒旱地深耕与免耕措施对改善土壤水分条件的效果。随 着剖面深度增加，晒旱地免耕处理区和小麦玉米连作处理区的土壤水分逐渐下降，且下降幅度相近 ；而初伏期深耕３０ｃｍ晒旱处理，在０～１２０ｃｍ土壤剖面中始终保持较高的含水量。这说明 深耕充分发挥了土壤水库的作用［１，２］，在土壤耕层下保蓄了较多的“底墒”，从而为下茬小 麦吸收利用贮备了较多的有效水分。夏季免耕则不利于土壤保蓄水分，尤其在丘陵旱地是不适宜的 。２．１．２晒旱地深耕、深耕加麦秸覆盖对小麦群体动态和产量的影响表２所列结果表明，在基 本苗大致相同的情况下，深耕或深耕加麦秸覆盖区在小麦越冬期的群体数较对照区约多６．２～２ ３．５万／亩；返青期多３．４～３６．５万／亩，单株分蘖明显增加。成熟期调查表明，深耕或 深耕加秸秆覆盖区亩有效穗都在４２万以上，比对照区增加３．７～５．９万／亩，平均单株分蘖 多０．３个。说明晒旱地通过深耕或深耕加覆盖（麦秸）措施后，能接纳较多的自然降水，建立土 壤水库，从而促进小麦分蘖壮苗和多成穗、成大穗，产量得到不同程度的提高（表２）。２．１． ３深耕配施有机肥的增产效果表３结果表明，（１）在不施有机肥的情况下，深耕４０ｃｍ比浅耕 ２６．７ｃｍ，小麦增收１３．２ｋｇ／亩，增产７．２％；而在施有机肥３ｍ３／亩时，深耕区 比浅耕区增收３０．２ｋｇ／亩，增产１３．６％。（２）在同样浅耕条件下，施有机肥比不施有 机肥区增产２０．８％；而在深耕条件下，有机肥肥效发挥得更好，有机肥施用区比不施区增产２ ８．０％。由此可见，深耕与有机肥配施有明显的正交互效应。有机肥施入土壤后逐渐腐解成为腐 殖质，一方面为小麦提供养分，另一方面促进了土壤结构的形成［３，４］，从而改善了土壤水、 热、气、肥状况，有利于作物的增产；同时，由于深耕保蓄了较多的土壤水分，促进了有机肥肥效 的发挥。此外，有机肥作为一种良好的吸水物质，施入土壤后还起到了提高土壤蓄水保墒性能的作 用［５］．因此，深耕措施配施有机肥是旱地增产的重要途径。２．２一年二熟制下的中耕保墒技 术在一年二熟制下，中耕是调节土壤水分的主要耕作措施。３年的研究资料表明：（１）中耕的保 墒效果具有阶段性，即：中耕散湿期、中耕保墒期和加速失墒期（图２、３）。中耕保墒期的土壤 含水量范围随土壤质地不同而不同，从图２、图３可以看出，在中壤质土壤中，中耕保墒期的上限 为土壤的下塑限，即土壤自然含水量在２０％左右，其下限为土壤的最大分子持水量；而在砂质壤 土中，中耕保墒阶段的上限大约为土壤田间持水量，下限仍为最大分子持水量。中耕保墒效果具有 阶段性的原因是：在中耕散湿期（即超过保墒阶段的上限），土体内大小气孔基本为水所充满，这 时的土壤蒸发主要通过类似水面蒸发的形式进行；而当低于保墒期下限即加速失墒期时，土体下部 水分通过毛管作用由下而上的过程基本消失，而水分的蒸发完全通过气态水形式进行，若此时中耕 ，必然会收到负效果。保墒期通过中耕，切断了毛细管，减少土壤水分蒸发，延缓到达终点（保墒 期下限）的时间，从而实现稳定土壤水分和防旱抗旱的目的。（２）中耕的保墒效果与土壤自然含 水量的关系，经不同阶段多点测定并运算，证明符合回归方程：ｙ＝１．９８５×１Ｏ－６·ｘ４ ．１３５（ｘ——自然含水量；ｙ——中耕前后土壤水分日均亏失量之差值）．其相关系数ｒ＝０ ．９０。（３）多次中耕的迭加效果：试验证明，在雨后适宜的土壤含水量条件下，进行一次以上 的中耕确有保墒效果，但中耕次数增加，其保墒效果的迭加作用并不明显。因此，认为只要雨后保 证１次高质量的中耕，即建立４～６ｃｍ的虚土层，就可达到降低水分蒸发、延长保墒期的基本目 的。（４）研究表明，在一般情况下，遇８ｍｍ以上的一次性降雨后，中耕便有效，但在实际应用 中，考虑到中耕效益问题，宜在一次降雨＞１０ｍｍ时进行。３主要结论３．１晒旱地深耕与深耕 加麦秸覆盖，能显著增加０～５０ｃｍ土体内的水贮量，尤其是０～１５ｃｍ土层内土壤水分条件 的改善，对旱地小麦出好苗、出全苗十分有利。３．２深耕措施配合施有机肥（３ｍ３／亩）能产 生明显的正交互作用，使深耕的蓄水保墒作用和有机肥肥效发挥得更为突出。３．３研究表明，免 耕晒旱措施的蓄水保墒效果较深耕晒旱相差甚远。说明免耕晒旱不适于丘陵旱区。３．４中耕措施 是一年二熟制下调节土壤水状况的主要手段。研究表明：（１）中耕的保墒效果具有阶段性，它与 土壤质地和土壤自然含水量有密切关系。中耕效果与土壤水分关系符合方程ｙ＝１．９８５×１Ｏ －６ｘ４．１３５。（２）雨后中耕次数增加，保墒效果的迭加作用不明显，一般雨后进行一次高 质量的中耕（建立４～６ｃｍ虚土层）即可。（３）在一次降雨达８ｍｍ以上时中耕即有效，但在 实际应用中考虑到效益问题，宜在一次降雨１０ｍｍ以上时进行。参考文献｜｜１李玉山．渭北农 田水分条件评价和提高旱作水分生产效益的途径．中国干旱半干旱农业科技资料选集，１９８３１ （２）２朱显谟．黄土高原土地的整治问题．水土保持通报，１９８４；（４）：１～６３沈阿林 等．轮作制中绿肥对改善土壤水分物理性质及碳、氮、磷状况的效应．国际平衡施肥学术研讨会论 文集，１９８９４Ｏａｄｅｓ，Ｊ．Ｍ．Ｓｏｉｌｏｒｇａｎｉｃｍａｔｔｅｒａｎｄｓｔｒｕｃ ｔｕｒａｌｓｔａｂｉｌｉｔｙ：ｍｅｃｈａｎｉｓｍｓａｎｄｉｍｐｌｉｃａｔｉｏｎｓｆｏｒ ｍａｎａｇｅ－ｍｅｎｔ．ＰｌａｎｔａｎｄＳｏｉｌ．１９８４；７６：３１９～３３７５沈阿 林等．豫西晒旱地耕作施肥技术．河南科技，１９９１；（８）：１５～１６ＴｈｅＭｏｉｓｔｕ ｒｅＣｏｎｓｅｒｖａｔｉｏｎＴｅｃｈｎｉｑｕｅｓｆｏｒＲａｉｎｒｅｄＬａｎｄＴｉｌｌａ ｇｅｓＳｈｅｎＡｌｉｎＧｏｎｇＧｕａｎｇｙａｎＬｉＧｏｎｇｚｈｉＺｈａｎｇＳｕｆｅｉ（ ＳｏｉｌａｎｄＦｅｒｔｉｌｉｚｅｒＩｎｓｔｉｔｕｔｅ，ＨｅｎａｎＡｃａｄｅｍｙｏｆＡｇ ｒｉｃｕｌｔｕｒａｌＳｃｉｅｎｃｅｓ，Ｚｈｅｎｇｚｈｏｕ，Ｈｅｎａｎ，４５０００２）Ａ ｂｓｔｒａｃｔＴｈｅｍｏｉｓｔｕｒｅｃｏｎｓｅｒｖａｔｉｏｎｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓｆｏｒ ｒａｉｎｆｅｄｌａｎｄｔｉｌｌａｇｅｓｗｅｒｅｓｔｕｄｉｅｄｕｎｄｅｒｔｗｏｋｉｎｄｓ ｏｆｒｏｔａｔｉｏｎａｌｐａｔｔｅｒｎｓｉｎｔｈｅｒａｉｎｆｅｄａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａ ｌｒｅｇｉｏｎｉｎｔｈｅｗｅｓｔｐａｒｔｏｆＨｅｎａｎＰｒｏｖｉｎｃｅｆｏｒｔｈｒｅｅｙｅａｒｓ．Ｔｈｉｓｐａｐｅｒｐｕｔｓｍｏｒｅｓｔｒｅｓｓｏｎｔｈｅｄｉｓｃｕｓ－ｓｉｏｎａｂｏｕｔｔｈｅｅｆｆｅｃｔｓｏｆｗａｔｅｒｓｔｏｒａｇｅａｎｄｍｏｉｓｔｕｒｅｃｏｍｓｅｒｖａｔｉｏｎｂｙｓｕｎｎｉｎｇｒａｉｎｆｅｄｌａｎｄｓｗｉｔｈｓｕｂｓｏｉｌ
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