第35卷第2期 中国农机化学报 Journal of Chinese Agricultural Mechanization Vo1.35 No.2 Mar. 2014 2014年3月 DOI:10.13733 ̄.jeam.issn.2095—5553.2014.02.029 深松对土壤理化性质和冬小麦生长特性的影响术 何润兵 ,李传友 ,王明武 (1.北京市大兴区农业机械技术推广站,北京市,102600; 2.北京市农业机械试验鉴定推广站,北京市,100079) 摘要:为了改善北京地区农田土壤结构、提高土壤蓄水保墒能力、提升农田生产能力、增加作物产量,本项目自2009年 开始在北京市大兴区保护性耕作试验田开展农田深松效果研究.对比分析了“免耕+深松”和“免耕”两种技术模式对土 壤容重、含水率、养分及作物生长特性和产量的影响。试验表明, “免耕+深松”与“免耕”相比,在20 ̄40cm土层内的 土壤容重平均降低了约2.9%:收获期10 30cm土层内的土壤含水量提高1.7%~3.8%;增产7.19%。 关键词:保护性耕作:深松;容重;蓄水 中图分类号:S一3 文献标识码:A 文章编号:2095—5553 f2014)02一叭19—04 何润兵,李传友,王明武.深松对土壤理化性质和冬小麦生长特性的影响[J].中国农机化学报,2014,35(2):1 19~122 He Runbing,Li Chuanyou,Wang Mingwu.Effects of subsoiling on soil physical and chemical properties and growth characteristics of Winter Wheat[J].Journal of Chinese Agricultural Mechanization,2014,35(2):1 19-122 0引言 深松作业是传统耕翻作业的替代技术,是现代农 田整地的重要技术措施 采用深松机对土壤进行深松 对土壤特陛及其生长的影响研究。本文将通过建立定点试 验田进行对比试验的方式.对比研究长期“免耕”与“免 耕+深松”两种处理模式对土壤容重、蓄水及其对作物生 长的影响,为北京地区深松技术应用提供理论支撑。 作业,减少动土,疏松土壤,打破犁底层,加深耕层, 增强土壤入渗速度。从而提高土壤的蓄水、保墒、抗 旱能力11 ̄3]。 1材料与方法 1.1试验点基本情况 北京市自2009年开始全面实施保护性耕作.取 得了较好的经济、社会及环境效益.但是由于保护性 耕作技术要求农田常年采用免耕作业.农田土壤在机 具压实及降雨等因素的影响下.土壤在一定程度上有 试验安排在北京市大兴区青云店镇四村.该地块 占地1.33hmz,土壤为砂壤土,地力中等.有水浇条 件。播前土壤养分含量:有机质1.13%、全氮 0.106%、碱解氮43.2mg,kg、速效磷10.4mg/kg、有效 钾82.2 mg/kg。种植模式为玉米+小麦一年二熟制,参 试小麦品种为农大135.播种量225kg/hm2 1-2试验处理 所下沉.导致土壤耕作层紧实度升高.土壤水分入渗 性能下降.影响了作物根系的生长.从而制约了作物 产量的提高|4jj 针对这些问题.国内外学者对深松技 术及其应用效果开展了大量的研究.如Cresswell等开 展了深松对土壤水分保持及特性的研究[61.孙彦君等 针对不同深松深度对土壤蓄水效果进行了试验研究[71. 宫秀杰等学者在黑龙江兰西县开展了有关深松技术对 土壤物理性状及玉米产量的影响研究阎.表明深松能 每个地块设计2个处理.3次重复。 处理1:免耕+深松。使用1SZ--230型深松整地 机.幅宽2.3m.试验地深松深度为30era 处理2:免耕f对照) 1.3测试方法 够改善土壤特性.提高作物产量 101 但科研工作者尚未在北京地区针对小麦综合研究深松 收稿日期:2013年12月26 13 修回13期:2013年12月26 13 容重采用环刀法测试。含水量采用烘干法测试。 土壤养分采用土壤农化常规测试方法。产量测试方法 基金项目:财政支农项目(2011—09—08)——农田深松机械化技术研究与示范;北京市财政项目(2012—11—22)——北京市农村 综合开发工程配套技术研究示范 第一作者:何润兵,男,1959年生,北京人,高级工程师;研究方向为大田生产机械化技术。E—mail:herunbing@126.COB 通讯作者:李传友,男,1965年生,北京人,推广硕士,高级工程师;研究方向为保护性耕作技术等。E-mail:beijing12345@126.COB 中国农机化学报 2014征 采用:按照“之”字形随机选取5个点.将每个点上 所在的玉米行上6m范围内的小麦全部取回.重复3 次,进行考种。 ●■■黼 一I黼 2结果与分析 2.1 不同耕作方式对不同深度层次土壤容重的影响 一I醐 一I图2 不同时期处理和对照的各层次土壤容重试验结果 见图1 £1.60 0~10cm土层 I一 不l司时期处理和对照的各层次土壤容重差异 ~I 1_40 1.20 一深松 1.0o ■对照 星 10~10cm土层 、一 一 一 逝 茛丑 协 ●0 ■深松 ∞∞∞∞∞∞ 一对照 1.60 20~30cm土层 一1.40 1.20 一深松 1.0O 对照 耕前 苗期 收获期 1.60 30 40cm土层 1.40 1.20 ■深松 1.0O ■对照 1.60 40~50cm土层 1.40 1.20 1.O0 一对照 耕前 苗期 收获期 ●深松 图1不同时期处理和对照的各层次土壤容重 Fig.1 All the levels of soil bulk density of diferent periods with treatment and eonstrast 从图1可见,两个处理苗期的试验地块从0 10cm 土层到10 20cm、20~30cm和30~40cm土层上的土壤 容重差异性逐步变大.在30~40cm层次土壤深松效果 最为明显.比对照降低容重3.8%.即层次越深土壤深 松的疏松效果越明显:在40~50cm层次上.深松处理 高于对照。但处理问差异较小 收获期两个处理在各 个层次上均表现为深松处理土壤容重低于对照的.但 差异幅度较小。各土层土壤容重差异见图2 Fig.2 All the levels of soil bulk density of different periods of treatment and constrast 2.2不同耕作方式对不同生育期土壤容重的影响 试验地块耕作处理监测结果表明.两个处理土层 深度0~40cm的土壤容重均表现出苗期下降f与耕作前 比),收获期又重新上升的情况.在40~50cm土层两处 理情况略有不同f图31。在20~50cin土层上.两个处 理收获期土壤容重均高于耕作前.其中旋耕对照的要 升高的更多一点。总体上看.两个处理收获期土壤容 重在各土层上基本均恢复到耕作前水平f表11。 £1.7 鼍1.6 一—1.5 深松0—10( m 一深捡10—20em 1.4 ~深松20—30cm ——1.3 深松30—40era ——1-2 深松40—50cm 鲁 1.7 1.6 一\-/ 对照0—10cm 1.5 一 对照10—20cm l_4 一对照20—30em 一对照30—40cm 1-3 ~对照40—50em 1.2 播前 苗期 收获 图3两处理不同生育期的土壤容重 Fig.3 Bulk densi ̄of soil in different growth period and two treatment 表l 两处理收获期与耕作前土壤容重比较 Tab.1 Harvesting and tillage of soil bulk density comparison with two treatment 一 一咖*姐 第2期 何润兵等:深松对土壤理化性质和冬小麦生长特性的影响 加 m 5 0 2.3不同耕作方式对各层次土壤水分的影响 ∞∞∞∞∞∞ 不同耕作方式对各层次土壤水分的影响见图4。 ■深松 一对照 图4不同层次各处理苗期和收获期土壤含水量 Fig.4 Soil water content in different levels of each treatment at seedling stage and harvest stage 通过监测土壤含水量发现:在0~10cm土层的土 壤含水量。苗期和收获期深松均低于对照。苗期的土 壤含水量.在10 40cm土层.深松要高于对照约 1.1%~4.0%:40 50cm土层则基本相同。收获期的土壤 含水量.在10-30cm土层,深松高于深松约l-7%~3.8%, 在30~50cm土层,深松低于对照约1.0%~2.4%。 2.4不同耕作方式对各层次土壤养分的影响 不同耕作方式对各层次土壤养分的影响见表2 可见.耕作方式对土壤养分影响较小.总体上没有太 大影响 但在土壤养分上下土层比值方面.有效磷的 深松处理明显低于对照处理.其他各养分则均高于对 照处理.也就说没有因为深松作业使土壤养分中的有 效磷向深层次位移 2.5不同耕作方式对冬小麦生长特性的影响 不同耕作方式对小麦植株性状的影响见表3 不 同耕作方式对小麦产量表现影响见表4 表2不同耕作方式土壤养分情况 Tab.2 Soil nutrient levels of upper and lower layers with subsoiling and rotary tillage treatments 表3 不同耕作方式对小麦植株性状的影响f单位:个,em) Tab.3 Effect on characters of wheat plants with subsoiling and no deep loosening treatment 从表3可以看出.深松+免耕处理模式的勾三相比 对照增加42%,差异显著;不孕小穗降低了7.7%;株 高、穗长等变化不明显。 从表4可可以看出.深松+免耕模式玉米穗各项指 标均不差于免耕模式.其中单位面积穗数增加2.5%, 千粒重增加3.5%.穗粒数增加3.1%.增产7.19%。 3讨论与结论 11保护性耕作技术的核心是免耕播种.北京 市自2006年开始.在全市大力推广保护 性耕作技术.取得了显著成效。但任何事物都有其 两面性.由于试验田长期采用免耕播种.农田土壤 被拖拉机及农机具压实,加上降雨、灌水等导致土 壤下沉.耕作层紧实度显著上升 机械化深松可 松动耕层土壤.改善土壤结构.提高土壤蓄水保 墒能力 2)深松耕作后与对照相比.深松耕作处理对较 深层次土壤起到明显的疏松作用.土壤深松使20~ 40cm土壤更加疏松。比对照平均降低容重2.9%。因 此.深松作业是保护性耕作技术的有利补充.有利于 农业的可续发展 31耕作处理后土壤容重可能会恢复紧实。但也 存在稳定甚至有些层次进一步降低等不规律的情况耕 作后,各层次土壤容重一般会降低,但随着时间推移, 特别是水分、温度、根系等环境的作用,土壤各层次 因土壤组成及属性的差异.土壤容重呈现较为不一致 的变化。 41深松处理可能造成部分时期部分层次土壤含 水量的降低.但没有较一致的规律由于土壤水分动态 变化性很强,受诸多因素,如土壤、作物、季节等影 响.水分运动方向也各不相同。监测到的水分特征表 现各不相同.总体上,不同时期,不同耕作处理土壤 中国农机化学报 20l4年 水分含量高低的规律性较差 [4]孟庆秋,谢佳贵,等.土壤深松对玉米产量及其构成因素的影 5)土壤养分,特别是速效养分跟水分类似,其 移动性较大,受影响的因素较多,而且不同时期、不 同层次其变化的方向较难有一致的规律.因此耕作措 施对其的影响较难形成一致的结论 响[J].吉林农业科学,2000,25(2):25—28. Meng Qingqiu,Xie jiagui,et a1.Effect of deep tillage of soil tomaize yield and its component factors .Jilin Agricultural Sciences,2000,25f2):25 ̄28. 61由于深松+免耕处理可降低土壤容重.改善土 [5]孙淑娟,于文敏.如何应用好机械深松技术【J1_农业开发与装 备,2012,(4):65-66. 壤结构,增加土壤蓄水保墒能力,与免耕相比,免耕+ 深松技术模式20 40cm土层内,土壤容重平均降低了 约2.9%.收获期10~30cnl层次深松处理土壤含水量高 于对照1.7%~3.8%.深松+免耕模式冬小麦产量达到 4363.5kg/hm ,增产7.19%。 参考文 献 Sun Shujuan,Yu Wenmin.How to make good use of mechanical subsoiling technology[J].Agricultural Development and Equip— ment,2012,(4):65-66. f6]Cresswell H P,Painterd J,et a1.Tillage and water content effects on surface soil hydraulic properties and short wave albedo fJ]. Soil Sci Soc Am J,1993,f57):8 16-824. 【1】何进,李洪文,等.中国北方保护性耕作条件下深松效应与经 【7】孙彦君,司振江,等.振动深松改土蓄水效果的试验研究【J1.水 利水电技术,2010,41(1 1):67—77. Sun Yanjun,Si Zhenjiang,et a1.Experimental study on effect of water storage from soil improvement of vibating subsoiling【J】. Water Resources And Hydropower Eengineering,2010,41(1 1): 67~77. 济效益研究【J】.农业工程学报,2006,22(10):62~67. He Jin,Li Hongwen,et a1.Subsoiling effect and economic bene— fit under conservation tillage mode in Northern China[J].Trans— actions of the CSAE,2006,22(10):62 ̄67. 【2]梁金凤,齐庆振,等.不同耕作方式对土壤性质与玉米生长的 影响研究[J].生态环境学报,2010,19(4):945~950. Liang Jinfeng,QI Qingzhen,et a1.Effects of different tillage managements on soil properties and corn growth fJ].Ecology and Environmental Sciences,2010,19f4):945-950. [8]宫秀杰,钱春荣,等.深松免耕技术对土壤物理性状及玉米产 量的影响[J].玉米科学,2009,17(5):134~137. Gong Xiujie,Qian Chunrong,et a1.Effects of subsoiling and no— tillage on soil physical characters and corn yield【JJ.Journal of Maize Sciences,2009,17(5):134 ̄137. 【3]马根众,王健.山东土壤机械深松技术发展现状与应用建议阴. 山东农业科学,2012,(141:137~140. Ma Genzhong,Wang Jian.Soil mechanical subsoiling technology [9】马耀光,张保军,等.旱地农业节水技术[M】.北京:化学工业出 版社.2003. development status and application suggestions in Shandong I J1. Shandong Agricultural Sciences,2012,(1 4):137-140. [10]高焕文,李问盈.保护性耕作技术与机具[M].北京:化学工业 出版社.2004. Effects of subsoiling on soil physical and chemical properties and growth characteristics of Winter Wheat He Runbing’,Li Chuanyou ,Wang Mingwu’ (1.Beijing Daxing district Agricultural Machinery Technology extension Station,Beijing,102600,China; 2.Beijing Agricultural Machinery Testing Extension Sttiaon,Beijing,100079,China) Abstract:In order to improve the Beijing area farmland soil structure,improve soil water holding capacity,improve the agricultural production capacity,increasing crop yield.The projeet study on the effect of subsoiling farmland at conservation tillage experimental field in Beijing Dax— ing distirct since 2009,comparative analysis of no tillage and no tillage,subsoiling 2 modes on the effects of soil bulk density,moisture content, growth characteristics and nutrient and crop yield.The test results show that,compared with the no tillage,no tillage,subsoiling technology model 20-40cm soil layer,soil bulk density was reduced by an average of about 2.9%.in the harvest period.soil water moisture in 10—30cm soil layer was higher than the contrast 1.7%-3.8%.yield increase of 7.19%. Keywords:conservation tillage;subsoiling;bulk density;water storage