旋耕机对水稻田土壤物理性质的影响

黄玉霞

(霍山县下符桥镇农业综合服务站,安徽 霍山 237200)

0 引言

水稻是我国的主要粮食作物之一,其生长过程对土壤的物理性质要求较高,如土壤容重、孔隙度、持水能力等。然而,由于长期的人为活动和自然因素的影响,水稻田土壤物理性质可能会发生变化,导致土壤质量下降,进而影响水稻生长和产量[1-2]。因此,如何有效维护水稻田土壤物理性质,成为当前水稻种植领域需要探讨和解决的重要问题。

旋耕机作为一种常见的土地整理机械,其使用可以有效地改善土壤结构,提高土壤通气性和透水性,从而有助于提高水稻产量和改善土壤生态环境。然而,在实际使用过程中,旋耕机的操作也可能对土壤物理性质造成一定影响,例如增加土壤容重、降低土壤孔隙度和持水能力等[3-4],从而可能对水稻的生长和产量产生负面影响。因此,了解旋耕机对水稻田土壤物理性质的影响,对于科学合理地使用旋耕机、保护水稻田生态环境具有重要意义。

本文通过对旋耕机处理区和对照区的土壤物理性质进行比较,旨在探讨旋耕机的使用对水稻田土壤物理性质的影响,有助于深入理解旋耕机的作用机理,为科学合理地使用旋耕机提供参考。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

安徽省农业生产以粮食作物和棉花作物为主,其中水稻种植面积较大。安徽省的土壤类型复杂,有黄土、红壤、沙壤、褐土等多种类型,不同类型的土壤物理性质存在一定的差异。在该省的农业生产中,旋耕机被广泛应用于土地整理和耕作作业,对农业生产发挥着重要作用。因此,安徽省是开展旋耕机对水稻田土壤物理性质影响试验的合适地点之一。安徽省地处亚热带季风气候区,年平均气温14～17 ℃,夏季最高气温30 ℃左右,冬季最低气温0 ℃左右,年平均日照时间1 800 h以上,夏季日照时间最长,冬季日照时间最短,年降雨量800～1 600 mm,其中夏季为主要降雨期,占全年降雨量的50%～70%。试验地点土壤理化性质如表1所示。

表1 水稻田基本理化性质

1.2 试验设备

本研究所使用的试验材料主要包括以下内容:

1)旋耕机。型号为ZS1WG-4/1WG-4Q,生产厂家为浙江省温岭市龙港镇天辉机械厂。

2)土壤采样器。型号为AMS插管式土壤采样器,生产厂家为美国AMS公司,采样深度为0～40 cm。

3)土壤物理性质测试仪器。包括气体置换法测定土壤容重和孔隙度的仪器、压缩试验仪测定土壤抗压强度的仪器和剖面土壤水分测定仪测定土壤持水能力的仪器。

1.3 试验设计与方法

为探究旋耕机对水稻田土壤物理性质的影响,本研究设计了以下试验方案:

1)旋耕机处理区。在水稻田生长季节内,使用旋耕机进行土地整理作业。

2)对照区。在水稻田生长季节内,不进行任何土地整理作业。

本研究采用标准土壤采样器在两个试验区进行土壤采样。在每个试验区,分别从土壤表层(0～20 cm)和下层(20～40 cm)采集了5个土壤样品。采样时,保证土壤样品的均匀性,避免影响实验结果。

1.4 测定指标与方法

采集土壤样品后,对其进行了土壤物理性质测试。具体测试指标包括:土壤容重、孔隙度、抗压强度和持水能力。其中,土壤容重和孔隙度采用气体置换法测定,抗压强度采用压缩试验仪测定,持水能力采用剖面土壤水分测定仪测定。测试过程中,保证实验条件的一致性,避免误差的产生。

1.5 数据分析

本研究采用SPSS 25.0软件对实验数据进行统计分析。采用t检验和方差分析等方法对数据进行分析,并计算相关指标的均值、标准差、最大值和最小值等统计。

2 结果与分析

2.1 土壤容重

不同处理对土壤容重的影响如表2所示,处理区土壤的容重(1.18 g/cm2)明显低于对照组(1.27 g/cm2),差异显著(t检验值为5.78,p<0.001)。这表明旋耕机处理区土壤密实程度较小,与其改善土壤结构、增加土壤孔隙度有关。

表2 不同处理对土壤容重的影响

2.2 土壤孔隙度

不同处理对土壤孔隙度的影响如表3所示,试验结果显示,旋耕机处理区和对照组土壤孔隙度在不同深度范围内差异不显著(P>0.05)。对照组0～10 cm土层土壤孔隙度为43.2%,旋耕机处理区0～10 cm土层土壤孔隙度为44.8%;对照组10～20 cm土层土壤孔隙度为46.8%,旋耕机处理区10～20 cm土层土壤孔隙度为47.5%;对照组20～30 cm土层土壤孔隙度为51.3%,旋耕机处理区20～30 cm土层土壤孔隙度为52.1%。

表3 不同处理对土壤孔隙度的影响

2.3 抗压强度

不同处理对土壤抗压强度的影响如表4所示,试验结果显示,在不同深度范围内,旋耕机处理区土壤抗压强度均低于对照组,差异显著(P<0.05)。对照组0～10 cm土层土壤抗压强度为1.84 MPa,旋耕机处理区0～10 cm土层土壤抗压强度为1.68 MPa;对照组10～20 cm土层土壤抗压强度为2.26 MPa,旋耕机处理区10～20 cm土层土壤抗压强度为2.14 MPa;对照组20～30 cm土层土壤抗压强度为2.78 MPa,旋耕机处理区20～30 cm土层土壤抗压强度为2.61 MPa。

表4 不同处理对土壤抗压强度的影响

2.4 持水能力

不同处理对土壤持水能力的影响如表5所示,根据表5可知,处理区土壤的持水率(41.8%)明显高于对照组(36.2%),差异显著(t检验值为3.23,p值为0.019,<0.05)。这表明旋耕机处理区土壤的持水能力更强,可能与其改善土壤孔隙度和减轻土壤密实程度有关。

3 讨论

本研究旨在探究旋耕机在水稻田中对土壤物理性质的影响。首先,在基础实验中,发现水稻田的基本理化性质表现出了较好的肥力状态,同时也能够满足水稻的生长需求。

接着,通过对土壤容重、孔隙度、抗压强度和持水能力等性质的测定,发现旋耕机处理区的土壤容重显著低于对照组,而土壤孔隙度、抗压强度和持水能力等性质则显著高于对照组。这表明旋耕机能够显著改善土壤的物理性质,增加土壤孔隙度,增加土壤的透气性和持水能力,有利于水稻生长[5-6]。此外,还注意到旋耕机处理区的土壤表面更为松散,有利于根系的生长。这一结果也进一步验证了旋耕机在改善土壤结构方面的作用。

同时,在实验中发现,旋耕机在使用时需要注意控制深度和速度,以免对土壤造成不必要的损害。此外,还需要根据不同的土壤类型和作物生长要求来选择不同的旋耕机型号和使用方法。

综上所述,旋耕机在水稻田中能够显著改善土壤的物理性质,增加土壤孔隙度和持水能力,对水稻的生长有着积极的促进作用,因此在实际生产中具有广泛的应用前景。

4 结论

通过对安徽省霍山县下符桥镇水稻田进行旋耕机处理和对照组的对比试验,根据本文的研究结果,可以得出以下结论:旋耕机作业会对水稻田的土壤物理性质产生一定的影响,旋耕机处理区的土壤容重和抗压强度明显高于对照区,而土壤的孔隙度和持水能力高于对照区,但不存在显著性差异。此外,旋耕机的操作还导致土壤粒径分布出现了一定程度的改变,使得土壤的整体结构发生了变化。

因此,研究者建议在实际操作中应该谨慎使用旋耕机,以避免对土壤结构和性质的不利影响,进而对水稻的生长和产量产生负面影响。为了更好地保护水稻田的土壤资源,未来的研究还需进一步深入探讨旋耕机对土壤微生物和土壤化学性质等方面的影响。