秸秆还田不同耕作模式对种床墒情及地温的影响

2019-12-17刘鸿雁庞玉艳王华泽张冲

吉林农业 2019年23期

刘鸿雁，庞玉艳，王华泽，张冲

（吉林省农业机械研究院，吉林长春 130022）

北方旱作农区连续多年单一的耕作方式，使土壤存在耕层变浅、容重增大、持水保肥能力减弱、抗逆缓冲能力变差等问题。采用不同的秸秆还田模式，对农田实行免耕、少耕，使用作物秸秆覆盖地表，减少风蚀、水蚀，是提高土壤肥力和抗旱能力的先进农业耕作技术。该技术也被称为保护性耕作技术。不同的作物秸秆还田模式，会对农业生产带来不同的影响。尤其是秸秆产量较高的玉米，全量还田时会带来一些相应的问题。为此，本文针对吉林省农机院不同玉米秸秆全量还田模式，对种床墒情及地温影响的试验研究进行分析。

1 材料与方法

1.1 试验区概况

试验地位于农安县开安镇的吉林省农业机械研究院的试验基地。农安县位于吉林省中部，是玉米生产大县，玉米播种面积约占粮食播种面积的90%。农安县属温带大陆性气候，年降水量507.7mm，有效积温2800℃。自2000年以来，农安县旱情严重，春旱频繁发生，给农业生产带来很大影响。

1.2 试验设计

试验采用完全随机设计，设5个处理，大区设计，每区面积0.05hm2。处理编号设计：Ⅰ秋季混埋——秋季玉米机收后，玉米秸秆粉碎为10cm长左右，均匀抛洒在地表，耙地机秋季作业后部分秸秆混入土壤，地表秸秆覆盖率＞30%；Ⅱ秋春混埋——秋季玉米机收后，玉米秸秆粉碎为10cm长左右，均匀抛洒在地表，耙地机秋季作业后，春季再次作业使部分秸秆混入土壤，地表秸秆覆盖率＞30%；Ⅲ春季混埋——秋季玉米机收后，玉米秸秆粉碎为10cm长左右，均匀抛洒在地表，秋季不进行作业，耙地机春季作业使部分秸秆混入土壤，地表秸秆覆盖率＞30%；Ⅳ秸秆覆盖——秋季玉米机收后，玉米秸秆粉碎为 10cm长左右，均匀抛洒在地表，秋春季不作业，地表秸秆覆盖率约为100%；Ⅴ根茬还田——秋季玉米机收后，玉米秸秆粉碎为10cm长左右，均匀抛洒在地表，打包离田，根茬留田。春季旋耕灭茬起垄，地表秸秆覆盖率＜10%（农民对照）。

1.3 样品采集与测定

数据采集时间为2019年的4月15日～5月16日，即土壤基本解冻期至播种后出苗期。每隔一天测量一次，如遇降雨，不测量。

土壤含水量采用烘干法测定。取样时，每区分3点取样，取样深度分别为 0～10cm、10～20cm。

地温采用地温计进行测量。测量时，每区分3点测温，测温深度分别为5cm、10cm、15cm、20cm。

2 结果与分析

2.1 种床墒情变化情况

2019年春季，吉林省中部春旱严重。处于开安镇的试验基地在试验期间总降水量不足15mm，比常年同期平均减少80%左右。期间有3次降水，降水量最大一次为8.3mm，只能浸润入地表土层3～4cm，对10cm深处土壤墒情影响较小。在温度、风速等条件相同的情况下，种床墒情不同主要是由秸秆还田不同模式，也即秋收后到播种前整地模式不同造成的。

由如图1可知，Ⅳ秸秆覆盖和Ⅰ秋季混埋含水率明显较Ⅱ秋春混埋、Ⅲ春季混埋、Ⅴ根茬还田高，可知春季动土作业较春季不动土作业，对土壤墒情破坏严重；Ⅰ秋季混埋较Ⅱ秋春混埋、Ⅲ春季混埋含水率明显偏高，可知同样采用秸秆混埋还田作业模式，作业季节不同对土壤墒情影响区别很大；Ⅱ秋春混埋、Ⅲ春季混埋和Ⅴ根茬还田（当地农民传统种地模式）跑墒情况严重，可知春季种床跑墒情况与是否秸秆还田作业关系不大，主要与作业次数和作业方法有关。

由图2可知，Ⅳ秸秆覆盖和Ⅰ秋季混埋两种春季作业模式含水率变化很小，在3%范围内波动；Ⅱ秋春混埋、Ⅲ春季混埋和Ⅴ根茬还田春季进行秸秆还田作业后，地表干土与地底湿土混合在一起，含水率下降明显（对应图上横坐标4），最后由于毛细现象，深层水向上移动，最终含水量稳定在一定位置；同时，也表明在当前旱情下，地表下20cm深处土壤墒情变化不大。

图1 0～10cm土壤含水率

图2 10～20cm土壤含水率

2.2 地温变化情况

地温测量时测量了四个深度的地温变化情况，在分析和绘制图表中发现，四个深度的地温变化情况和平均地表变化具有高度相似性，为行文简单和节省篇幅，本文仅通过平均地温变化进行探讨。

由图3可知，Ⅳ秸秆覆盖和Ⅰ秋季混埋两种春季不作业模式地温变化情况一致，初期地表刚升温时温度稍有波动，随天气转暖升温缓慢，与地温平均较高的Ⅲ春季混埋约有8℃的温差；Ⅱ秋春混埋、Ⅲ春季混埋和Ⅴ根茬还田三种春季作业模式地温较高；在5月中旬，试验将结束时，不同秸秆还田耕作模式对地温的影响渐趋消失，地温趋于一致。