分层旋耕对稻茬麦生长与土壤物理的影响研究

摘要

我国南方水稻土的类型多、面积大、分布广，但多数土地的产出较低，其原因之一在于长期浅旋耕作导致水田耕层变浅、犁底层变厚、土壤耕性变差，常规的深松机在水稻土条件很难达到预期的土壤破碎效果。水稻土耕性不良、破碎效果差等状况为研发新型耕作技术提出了挑战，前人结合分层耕作的优势研发了分层旋耕切土机等机型，本文对分层旋耕的进行技术论证，通过对比免耕、常规旋耕与分层旋耕分别对小麦根系生长、物理性状与土壤自幂的影响，为稻茬麦增产增收提出一种新型耕作措施。
　　本文首先通过挖掘与旋耕方式人工模拟出分层旋耕耕作、常规旋耕与免耕，通过研究耕作方式对小麦的根系抗拉强度、根系活力、根系构型、根重以及小麦产量等的影响，进而对不同的耕作措施进行评价，从实践中验证分层旋耕是否可行，对小麦根系性状以及产量较其他两种耕作方式是否有着明显的影响。结果表明:(1)经过分层旋耕后的小麦的根系性状均优于免耕与常规旋耕，其中根系抗拉强度分别提高了14.07％与-6.52％、根系条数分别增加了14.77％与10.19％、根系活力提高了16.46％与12.20％、分层旋耕后的根系下扎深度能达到280mm高于免耕与常规旋耕、根重分别增加了68.79％与36.14％;(2)分层旋耕的小麦产量均比免耕与常规旋耕提高10.69％与15.41％。
　　为更好、更便捷地模拟出分层旋耕耕作模式，构建了分层旋耕实验平台，将平台运用于田间试验进行真实的农田环境实现分层旋耕模式。在麦季期间对不同的土壤物理性状进行连续测试，反映出南方水稻土条件下的不同耕作措施对土壤环境的影响。实验结果表明:分层旋耕与免耕和常规旋耕相比，耕层持水量分别提高了1.47％与0.3％、土壤容重分别降低了0.11Mg/m3与0.07Mg/m3、增加了耕作层深度约10cm，土壤含水率分别提高了6.78％和7.04％、耕作层贯入阻力分别降低了43.19％和27.65％，孔隙度分别提高了0.05％与0.01％，并且改善了土壤三相比等。
　　影响土壤物理性状的因素不仅包括机械耕作、作物轮作制度、土壤生物，还包括气候条件。气候条件最直接的表现是通过土壤自幂行为，改变表层土壤物理性状。本文通过对比耕作与免耕对麦季前后土壤自幂情况，从而证明耕作对自幂的影响。结果表明:麦季过后，在0-40mm表层内常规旋耕比免耕提高团聚体含量122.72％，内摩擦角降低了16.10％。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 课题研究背景和意义

1．1．1 课题研究背景

1．1．2 课题研究意义

1．2 国内外研究现状

1．2．1 分层耕作的国外研究现状

1．2．2 分层耕作的国内研究现状

1．3 研究内容和基本思路

1．3．1 工作假说和研究内容

1．3．2 研究的方法和手段

参考文献

第二章 分层旋耕对小麦根系及产量的影响

2．1 试验研究区的概况与实验方法

2．1．1 试验研究区的概况

2．1．2 实验设计

2．2 实验材料与方法

2．2．1 根系抗拉强度测定方法

2．2．2 根系活力测定方法

2．2．3 根系构型与根重测定方法

2．2．4 小麦产量性状测定方法

2．3 实验结果与分析

2．3．1 根系抗拉强度

2．3．2 根系活力

2．3．3 根系构型与根重

2．3．4 小麦产量性状

2．4 讨论与结论

2．4．1 根系抗拉强度

2．4．2 根系活力

2．4．3 根系构型与根重

2．4．4 小麦产量性状

2．5 本章小结

参考文献

第三章 分层旋耕实验平台的设计

3．1 分层旋耕实验平台设计原则

3．2 分层旋耕实验平台总体结构及工作原理

3．3 分层旋耕机的设计方案

3．3．1 动力系统及传动机构的设计

3．3．2 分层旋耕实验平台移动方案设计

3．3．3 旋耕系统设计

3．3．5 电力及控制系统

3．3 本章小结

参考文献

第四章 分层旋耕对土壤物理性状的影响

4．1 试验研究区的概况与实验方法

4．1．1 试验研究区的概况

4．1．2 试验设置

4．2 实验材料与方法

4．2．1 田间持水量测量与计算方法

4．2．2 容重测量与计算方法

4．2．3 孔隙度测量与计算方法

4．2．4 含水率测量与计算方法

4．2．5 土壤硬度测量方法

4．2．6 麦季后耕层情况调查

4．3 实验结果与分析

4．3．1 田间持水量动态分析

4．3．2 容重动态分析

4．3．3 孔隙度动态分析

4．3．4 含水率动态分析

4．3．5 土壤硬度动态分析

4．3．6 麦季后耕层情况

4．4 讨论

4．4．1 田间持水量

4．4．2 容重

4．4．3 孔隙度

4．4．4 含水率

4．4．5 土壤硬度

4．4．6 麦季后耕层状况

4．5 本章小结

参考文献

第五章 耕作对水稻土自幂的影响

5．1 材料与方法

5．1．1 试验研究区概况

5．1．2 试验设计

5．1．3 测定项目与方法

5．2 结果与分析

5．2．1 土壤团聚体组成特征

5．2．2 自幂对土壤物理性状的影响

5．3 讨论

5．3．1 自幂对表土团聚体的影响

5．3．2 自幂对土壤物理性状的影响

5．4 本章小结

参考文献

第六章 结论与展望

6．1 主要研究结果

6．2 展望

致谢

攻读学位期间发表的学术论文目录