1、北京一年一熟區(qū)農田深松對土壤水分特性 的影響潤兵(北京市大興區(qū)農業(yè)機械技術推廣站，北京1 0 2 6 1 2 )摘要：為了改善北京地區(qū)農田土壤結構，提高土壤蓄水保埔能力， 提升農田生產(chǎn)能力，增加作物產(chǎn)量，項目自2009年開始在北京市 延慶縣保護性耕作試驗田開展農田深松效果研究， 對比分析了免耕和 免耕+深松2種技術模式對土壤容重、 含水量、水分入滲率及作物生 長特性和產(chǎn)量的影響。結果表明，與免耕處理相比，免耕+深松技術 模式0 3 0 c m土層內，土壤容重降低了約4.0%,平均質量 含水量增加5. 9 %,穩(wěn)定入滲率提高了6 2 . 5 %,增產(chǎn)7. 10%。關鍵詞 ：保護性耕作；深松；蓄水

2、；犁底層中圖分類號：S 1 5 2 . 7文獻標識碼：A文章編號：0439 8114 ( 2 0 1 5 ) 07-1570-04DOI: 10. 14088/j. cnki. issn0439- 8114. 2015. 07. 009深松作業(yè)是傳統(tǒng)耕翻作業(yè)的替代技術，是現(xiàn)代農田整地的重要技術 措施。采用深松機對土壤進行深松作業(yè)，減少動土，疏松土壤，打破 犁底層，加深耕層，增強土壤入滲速度，從而提高土壤的蓄水、保埔、 抗旱能力1 - 3。北京自2 0 0 9年開始全面實施保護性耕作，取得了較好的經(jīng)濟、 社會及環(huán)境效益，但是由于保護性耕作技術要求農田常年采用免耕作業(yè)， 農田土壤在機具壓實及農田降

3、雨等因素的影響下， 土壤一定程度上有所下沉，導致土壤耕作層緊實度升高，土壤水分入滲性能下降，影響了作物根系的生長，從而制約了作物產(chǎn)量的提高4,5 。針對這些問題， 國內外學者對深松技術及其應用效果開展了大量的研究，如一些學者開展了深松對土壤水分保持及特性的研究6-8，孫彥君等9針對不同深松深度的土壤蓄水效果進行了試驗研究，宮 秀杰等10在黑龍江蘭西縣開展了有關深松技術對土壤物理性狀 及玉米產(chǎn)量的影響研究， 表明深松能夠改善土壤特性， 提高作物產(chǎn)量。但科研工作者尚未在北京地區(qū)針對一年一熟區(qū)玉米種植區(qū)綜合研究深松對土壤水分特性及對作物生長的影響。 本研究通過建立定點試驗田進行對比試驗的方式， 研究

4、長期免耕與免耕深松兩種處理模式對土壤蓄水量、 土壤水分入滲特性及對作物生長的影響， 為北京地區(qū)深松技術應用提供理論支撐。1材料與方法1 . 1試驗點基本情況試驗安排在延慶縣康莊鎮(zhèn)馬坊村， 該地塊為一年一熟春玉米， 土壤 為沙壤土，占地1 . 3 3 h m 2 ,地力中等，有水澆條件。播前土 壤養(yǎng)分含量為：有機質1.3 g/kg、全氮10.6 g/kg、堿解氮4 3 . 2 m g / k g、速效磷 10. 4 mg/kg、速效鉀 8 2. 2 mg/ k g。參試玉米品種為鄭單9 5 8。播種前基施腐熟牛糞4 5 m 3 / h m 2、科霸復合肥600 kg/hm2。 5月7日播種，播種

5、量60 kg/hm2。6月28日玉米拔節(jié)期追施尿素450 kg/hm2,7月20日抽雄期追施尿素3 0 0 kg/hm2。6月2 9日、7月2 5日、8月7日澆水灌溉。1 . 2 試驗處理每個地塊設計2個處理，3次重復。處理1 :免耕+深松。使用1 S Z 2 3 0型深松整地機，幅寬2.3 m,試驗地深松深度為30cm。處理2 :免耕。. 3 測試方法土壤容重與含水量 通過人工打剖面的方法，使用環(huán) 刀（高5 cm,直徑5 cm）分別取0 10 cm和15-30 c m 的土樣。然后在1 0 5 1 1 0 C條件下烘干至恒重，測定土壤容重 和土壤質量含水量。土壤養(yǎng)分 土壤養(yǎng)分采用土壤農化常規(guī)

6、分析方法測定。土壤水穩(wěn)定入滲率和累計入滲量采用雙環(huán)入滲法測定。內環(huán)3 0 cm,外環(huán)60 cm。每個處理3次重復。產(chǎn)量 按照“之”字形隨機選取5個點，將每個點上 所在的玉米行上6 m范圍內的玉米全部取回，3次重復，進行考種。2 結果與分析2 . 1 土壤容重容重是土壤的重要物理性質，是衡量土壤緊實程度的一個指標 :1 1 , 1 2,表1為2 0 1 1年玉米出苗期和玉米收獲后0-15c m和1 5 - 3 0 c m兩個土層的土壤容重情況。 在播種前，由于兩種處理模式均未進行深松，所以無論是在0 - 1 5 c m和1 5 - 3 0 c m土層，兩種處理模式的土壤容重略有差別，可以忽略。然

7、而在秋季玉米收獲后， 由于免耕深松處理模式在玉米苗期進行了行間深松作業(yè)，在0 - 1 5 c m土層，與免耕模式相比，免耕+深松模式土壤容 重下降了3. 6 7%,差異顯著。在15 -3 0 cm土層，免耕+深 松模式土壤容重下降明顯，下降了 5 . 2 3 %。2 . 2 土壤含水量土壤含水量是土壤水分特性的一個重要測試指標。圖1和圖2分別是試驗田玉米播種前及收獲后0-10 0 c m土層內土壤水分分布情況。從圖1可以看出，在春季玉米播種前，兩種處理模式的在0-10 0 c m土層內的土壤含水量差別并不明顯。但在秋季玉米收獲 后，兩種處理模式的土壤含水量差異明顯，從圖2可以看出，深松+ 免耕

8、技術模式的土壤含水量明顯高于免耕模式， 土壤含水量可平均提 高5 . 9 %左右。2 . 3 土壤水分入滲率耕作活動可改變土壤的水力學特性，影響土壤的持水和導水能力11。土壤水分入滲性能是影響土壤質地好壞的重要因素，它決定著降水或灌水水分入滲進入土壤的數(shù)量和深度， 從而影響土壤的儲水量和地表徑流等。 土壤的入滲能力主要取決于土壤空隙和導水率等因素，因此采用不同的耕作方式可對其產(chǎn)生一定作用。兩種不同耕作處理的土壤水分入滲率隨時間的變化規(guī)律如圖 3 所 示。深松+免耕和免耕方式的土壤初始水分入滲率分別為3 .15cm/m i n和2 . 2 5 c m/min,深松+免耕處理的土壤初始水分入滲率比

9、傳統(tǒng)旋耕提高了約4 0%,有利于強降雨條件下改善土壤水分的快速入滲， 特別是在雨水比較多的季節(jié)， 較好的入滲條件有利于增加雨水的收集。不同處理模式下土壤水分的穩(wěn)定入滲率結果（圖 3）顯示，深松+免耕處理在4 4 min后達到0. 65 cm/min的穩(wěn)定入滲率， 而傳統(tǒng)處理在4 0 m i n后達到0. 4 0 cm/min的穩(wěn)定入滲 率。與免耕處理相比，深松作業(yè)穩(wěn)定入滲率提高了 62. 5 %。2 . 4 土壤累計入滲量從圖4可知，60 min后深松+免耕模式和免耕模式的累計入 滲量分別為3 7.6 5 c m和23. 8 1 cm,同等條件下深松+ 免耕處理顯著提高了土壤水分累計入滲量，提

10、高了約5 8%o2 . 5 玉米生長特性及產(chǎn)量葉面積 從表2可以看出，在四個玉米主要生育期，深松免耕處理模式的葉面積均大于免耕模式， 尤其是在吐絲期和成熟期，二者差異顯著。干物重 從表3可以看出，在玉米生長4個主要生育期， 深松免耕模式的單株干物重均高于免耕模式， 其中在吐絲期二者差異顯著。穗部性狀及產(chǎn)量從表4可以看出，深松+免耕模式玉米穗部各項指標均不差于免耕模式，其中穗長增長了4 .7%,禿尖降低了 3 3.3%差異顯著；無1粒數(shù)增加了 3.06%,千粒重增加了 1. 90%,增產(chǎn) 7 . 1 %3結論與討論試驗結果表明，整個生育期，與免耕處理相比，深松免耕處理可顯著降低土壤容重，疏松土壤

11、耕作層。與免耕模式相比，采用深松免耕處理，在0-100 c m整個土層內的土壤平均質量含水量增加5.9%, 土壤穩(wěn)定入滲率可提高6 2.5%,表明深松+免耕模式可以顯著改善土壤入滲性能， 提高土壤的蓄水保墑能力。 由于深松免耕處理可降低土壤容重，改善土壤結構，增加土壤蓄水保墑能力，因此，與免耕相比，深松+免耕模式玉米產(chǎn)量達到1 24 8 6 kg/h m 2 ,增產(chǎn)7 . 1 %。保護性耕作技術的核心是免耕播種，北京市人民政府自2 0 0 9年開始，在全市大力推廣保護性耕作技術，取得了顯著成效。但任何事物都有其兩面性， 由于試驗田長期采用免耕播種， 農田土壤被拖拉機及農機具壓實，加上降雨、 灌

12、水等導致土壤下沉，耕作層緊實度顯著上升。機械化深松可松動耕層土壤，改善土壤結構，提高土壤蓄水保墑能力 13-16 。通過定位試驗可以看出， 在春季播種前，由于未進行深松作業(yè)，兩種處理模式的土壤容重差別并不明顯， 可以忽略。 但在玉米苗期進行深松作業(yè)后， 在玉米收獲后土壤容重的測試結果發(fā)生了明顯變化。 深松+免耕模式比免耕模式的土壤容重降低了 3.67%5. 23%。由于土壤容重的降低， 改善了土壤結構， 促進了固液氣三相物質組成，表現(xiàn)出了較好蓄水特性。與免耕模式相比，深松+免耕模式在0-10 0 c m土層內土壤平均質量含水量提高5 . 9 %。由于深松作業(yè) 打破了農田犁底層，提高了土壤水分的

13、入滲能力，通過雙環(huán)測試的結 果可以看出，深松+免耕模式的土壤穩(wěn)定入滲率和累計入滲量均顯著 高于免耕模式。由于深松作業(yè)改善了土壤結構，提高了土壤水分，其 增產(chǎn)在7 %以上。因此，深松作業(yè)是保護性耕作技術的有益補充，有 利于農業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。參考文獻：1何 進，李洪文，高煥文.中國北方保護性耕作條件下深 松效應與經(jīng)濟效益研究J .農業(yè)工程學報，2 0 0 6, 2 2 (1 0 ) : 6 2 6 7.2梁金鳳，齊慶振，賈小紅，等.不同耕作方式對土壤性質 與玉米生長的影響研究J .生態(tài)環(huán)境學報，2 0 10, 19(4):9 4 5 - 9 5 0.3馬根眾，王 健.山東土壤機械深松技術發(fā)展現(xiàn)狀與

14、應用 建議J .山東農業(yè)科學，2012,44 (11): 1 3 7 -14 0 .4孟慶秋，謝佳貴，胡會軍，等.土壤深松對玉米產(chǎn)量及其 構成因素的影響J .吉林農業(yè)科學，2000,25(2) :25 2 8.5 孫淑娟，于文敏.如何應用好機械深松技術J .農業(yè)開 發(fā)與裝備，2 0 1 2 (4) : 65 66.CRESSWELL H P, PAINTERD J, CAMERON K C. Tillage and water cont ent effects on surface soil hydr aulic properties and short wave albedo J. Soil

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