辽宁省玉米保护性耕作模式对土壤肥力和保墒抗旱能力的影响

2023-04-13辽宁省阜新蒙古族自治县红帽子镇人民政府辽宁阜新123136

特种经济动植物 2023年4期

●崔雪（辽宁省阜新蒙古族自治县红帽子镇人民政府辽宁阜新 123136）

土壤是农业生产的重要载体，土壤的肥力﹑墒情对农业生产效益具有直接影响。辽宁省阜新地区为北温带大陆季风气候，雨热同季，玉米种植季节降水较少。传统玉米深翻耕作技术存在局限性，深翻后土壤水分﹑热量易散失，不利于蓄水﹑保肥﹑保墒。因此，结合辽宁省阜新地区的实际情况，探究玉米保护性耕作技术对玉米耕层土壤肥力﹑保墒抗旱能力的影响具有重要的现实意义。

1 材料与方法

1.1 试验地及小区

试验地为辽宁省阜新地区，北部为科尔沁沙地，东部与辽河平原相连，西部毗邻热河山地，独特的地理环境成就了辽宁省阜新地区典型的温带半干旱半湿润气候。辽宁省阜新地区属于半干旱区，全年平均降雨量420～540 mm，年平均气温6∙5～7∙5℃，光照充足，春季多风，升温与降温交替出现，夏季短暂炎热，秋季气温急剧下降，冬季漫长干燥。地区土壤为砂壤土，土壤30 cm深度有机质含量为11 g/kg，全氮含量为0∙33 g/kg，全磷含量为 0∙17 g/kg，全钾含量为 50∙50 g/kg，碱解氮含量为100 mg/kg，速效磷含量为15 mg/kg，速效钾含量为88 mg/kg，容重为1∙28 g/cm3。

在试验地区随机设置若干种植小区，种植小区长﹑宽分别为20 m﹑6 m。

1.2 玉米保护性耕作技术要点

1.2.1 深松作垄在玉米收获时保留40 cm宽种植带的植株根茬，留茬高30 cm左右，窄行垄间整秆覆盖，宽行带经旋耕机整平。第2年播种前利用切茬圆盘的设备粉碎秸秆，避免播种时出现堵塞。同时将传统均匀65 cm宽的垄更改为行距值不等的宽窄行，宽行宽80～90 cm，窄行宽40 cm。

1.2.2 种子包衣玉米保护性耕作对种子质量具有较高要求[1]，精选优良玉米品种，人工挑出霉变颗粒﹑小颗粒﹑杂粒，确保出苗整齐度。精选种子后用7%克百威进行种子包衣，避免玉米旋心虫等地下害虫对玉米植株造成危害。

1.2.3 播种施肥温度8～12℃﹑含水量达到14%时播种。玉米保护性耕作需要在第1年留茬，借助机械式免耕双行精量施肥播种机一次性完成窄距（40 cm）播种﹑施肥﹑镇压操作，逐年交替。根据种植要求，可以对免耕播种机参数进行调整。

玉米保护性耕作播种深度为4～7 cm，土壤墒情较好时可适当浅播，土壤墒情较差时增加播种深度，促使种子落到湿润土体上，但最大播种深度应小于10∙5 cm。播种时底肥施加量为750～768 kg/hm2，底肥施加深度为种下3～5 cm。免耕播种对肥料具有较高的要求，应确保肥料颗粒大小一致﹑光滑度佳﹑无结块或面状问题[2]。必要情况下，可将适量滑石粉添加到肥料中，确保免耕播种时施肥通畅。播种后镇压应严密均匀，保证压强相同，达到保墒效果。

1.2.4 中耕追肥在玉米播种到出苗期﹑出苗到开花期﹑开花到成熟期，借助免耕追肥机，分别追施氮﹑磷﹑钾缓释肥180，930，960 kg/hm2。追肥方式为深松深施肥，深松深度在40～45 cm，施肥深度在16～20 cm，彻底破坏犁底层板结土块，打破土壤颗粒团聚现象，改善土壤蓄水保墒能力，为玉米根系生长提供营养。

根据玉米植株生长情况，适时喷施磷酸二氢钾﹑玉米壮丰灵等植物生长调节剂，降低玉米植株高度，避免玉米倒伏。

1.2.5 草病虫害防治

1.2.5.1 草害防治在播种后出苗前，选择风速小于6 m/s的天气，借助带多孔防滴喷头的喷药机，喷头与地面成90°，向80 cm休耕带地表均匀喷施1次50%阿特拉津5∙5 kg/hm2+90%乙草胺2∙8 kg/hm2，喷洒时喷头与地面相距（35±5）cm，封闭土壤，降低草害。

1.2.5.2 病害防治在玉米苗期，均匀喷洒40%克瘟散乳剂500～1000倍液或50%退菌特可湿性粉剂800倍液，降低玉米斑点病发生概率。

1.2.5.3 虫害防治在玉米大喇叭口期，均匀撒施孢子5∙0×108个/g白僵菌颗粒剂与直径1～2 mm细砂混合物，混合比例为1∶50。或者在田间释放赤眼蜂，降低玉米螟﹑玉米蚜虫等害虫危害。

1.3 测试项目

1.3.1 土壤肥力主要包括土壤微生物测定﹑土壤有机质含量测定﹑土壤碱解氮与速效磷含量测定﹑土壤速效钾含量测定﹑土壤酶活性测定等。其中土壤微生物测定主要是在玉米播种前﹑玉米拔节期﹑大喇叭口期﹑灌浆期，利用土钻取0～30 cm耕层土壤，去除根茬﹑落叶杂物后均匀混合，借助稀释平板培养计数法，进行土壤放线菌数量﹑细菌﹑真菌测定，并计算不同时期测试数据的平均值；土壤有机质含量测定主要是在玉米收获后，利用重铬酸钾比色法，测定0～30 cm土壤有机质含量；土壤碱解氮含量﹑有效磷含量﹑有效钾含量测定分别采用碱解扩散法﹑钼锑抗比色法﹑火焰光度法。

1.3.2 土壤保墒抗旱能力土壤保墒抗旱能力测试项目为土壤贮水量。测试时期为玉米播种期﹑拔节期﹑大喇叭口期﹑灌浆期﹑抽雄期﹑收获期﹑收获后。取样方法为土钻烘干法，测定深度0～200 cm。土壤贮水量为地段实测土壤容重﹑土层厚度﹑土壤水分﹑水密度的乘积。利用土壤贮水量可以计算土壤失墒率，即：

式中，W为失墒率（%）；E1为休闲初期0～200 cm深度内土壤贮水量（mm）；E2为休闲末期0～200 cm深度内土壤贮水量（mm）。

2 结果与分析

2.1 玉米保护性耕作技术对土壤肥力的影响

玉米保护性耕作前是传统耕翻作业模式，玉米保护性耕作后是留茬整秆覆盖作业模式。作业前后土壤肥力变化，见表1。

表1 作业前后土壤肥力

由表1可知，玉米保护性耕作后，土壤内真菌﹑放线菌﹑细菌含量远远高于玉米保护性耕作前，这主要是因为整秆覆盖下土壤温度上升，蒸发减少，可以引起细菌﹑真菌﹑放线菌的大量繁殖，而微生物的增加可以提高土壤活性，分解有机物，促使土壤肥力提升。

玉米保护性耕作应用前后土壤脲酶活性发生显著变化，表现为玉米保护性耕作后土壤脲酶活性明显上升。这主要是由于玉米保护性耕作使玉米植株透气性增加，地温提高，对脲酶活性提高具有较大作用。同理，玉米保护性耕作前后土壤碱性磷酸酶活性变化较为显著，保护性耕作后的土壤碱性磷酸酶活性达到25 mL/g，显著高于玉米保护性耕作前的含量（13 mL/g）。这主要是由于玉米保护性耕作模式下秸秆留茬根系可以形成孔隙，改善土壤透气性，均衡土壤内水﹑气﹑热，促进土壤酶活性提升。

玉米保护性耕作后的土壤有机质含量达到11∙5 g/kg，高于玉米保护性耕作前的 11∙1 g/kg。这主要是由于留茬覆盖操作为玉米田内土壤有机质提供了动力，加之土壤酶﹑微生物活性较高，可以促进秸秆快速腐解进入土壤，实现有机质含量升高。

玉米保护性耕作后的土壤碱解氮﹑速效磷﹑速效钾含量分别为（129±1∙42）mg/kg﹑（19±0∙32）mg/kg﹑（94±2∙20）mg/kg，均高于保护性耕作前。这主要是由于留茬覆盖厚腐烂秸秆可以为土壤补充氮素，促使有效氮含量提升。同时免耕条件下土壤含水率高于翻耕，磷向根系加速扩散，促进土壤有效磷含量提高。