不同耕作模式对土壤理化性质和冬小麦产量的影响

摘要

耕层浅薄、结构紧实已经成为限制中国黄淮海冬小麦-夏玉米一年两熟区作物产量的关键因素之一.通过改进土壤耕作方式创造一个深厚疏松的耕层土壤环境、提高土壤肥力是实现该区域粮食持续丰产、稳产的重要技术途径.本试验于2015年10月至2018年6月连续3个冬小麦生长季在东平县农业科学研究所示范基地进行,采用当前生产上主推冬小麦品种山农20为试验材料.试验为裂区设计,主区为耕作方式:连续旋耕(RS),连续深耕(DS),两旋一深(两年旋耕一年深耕,RS/DS);副区为氮肥水平:125kg·ha-1(N125)、165kg·ha-1(N165)、225kg·ha-1(N225)、300kg·ha-1(N300).试验研究了不同耕作模式对土壤理化性质和冬小麦产量的影响,研究结果为改善土壤质量、保障该区域冬小麦增产稳产提供理论与技术依据.主要研究结果如下: (1)耕作方式对0-30cm土壤容重、孔隙度、大团聚体的质量比例及团聚体稳定性影响显著,对30-40cm土层影响较小;氮肥施用量可显著影响0-10cm土壤容重、孔隙度和团聚体的稳定性,对10-40cm土层影响较小;两者的交互作用显著影响0-30cm土壤的容重、孔隙度和30-40cm土层的团聚体稳定性及大团聚体的质量比例.连续旋耕显著降低了0-10cm土壤容重和大团聚体质量比例;连续深耕则显著降低10-20cm土壤容重和20-30cm土层大团聚体质量比例和团聚体稳定性;两旋一深对10-20cm土壤大团聚体质量比利和团聚体稳定性提升效果明显,且结合225kg·ha-1施氮量有效降低了土壤容重,提高了土壤孔隙度;不同处理对30-40cm土层物理性状影响较小. (2)耕作方式显著影响了0-30cm土壤的养分含量,对30-40cm土层影响不显著,而氮肥施用量及两者的交互作用对0-40cm土壤养分含量的影响均达到显著水平.连续旋耕方式下0-10cm土层土壤有机碳、全氮显著高于连续深耕和两旋一深方式,但随着施氮量的增加优势逐渐下降;连续深耕和两旋一深显著增加了10-20cm土壤的全氮含量和20-30cm土壤有机碳、全氮、全磷含量,但显著降低了了0-40cm土层速效磷含量,增加了20-40cm土层磷的固定效应,随着施氮量的增加,固定效应减弱;随着施氮量的增加0-40cm土壤有机碳、全氮含量含量整体表现出逐渐增加的趋势,连续深耕和两旋一深方式的增加效果更显著. (3)耕作方式、氮肥施用量及两者的交互作用对土壤碳氮磷比例特征的影响显著.连续深耕和两旋一深方式土壤的碳氮磷比例特征一致性较高,与连续旋耕相比差异较大.随着施氮量的增加,三者碳氮磷比例特征差异逐渐增大,在N225水平下土壤N:P、C:P表现出明显的差异性;连续旋耕土壤C:P整体上高于连续深耕和两旋一深方式. (4)0-10cm土壤的物理性状与小麦产量关联程度较高,而10-40cm土层土壤的化学性状则与小麦产量具有较高的关联度;土壤的的碳氮磷比例特征在与小麦产量关联度排序中整体比较靠后.连续深耕和两旋一深相比连续旋耕方式可显著提高小麦穗粒数和千粒重,两旋一深方式小麦千粒重提升效果较显著;随着施氮量的增加小麦产量呈明显的上升趋势,在N300水平两旋一深处理下小麦产量达到本试验最大值,而两旋一深方式N255水平与N300水平相比产量无显著差异,两旋一深结合225kg·ha-1施氮水平具有更好的经济效益.

目录

声明

符号说明

1引言

1.1研究目的与意义

1.2国内外研究现状

1.2.1不同耕作模式对土壤物理性状的影响

1.2.2不同耕作模式对土壤养分含量的影响

1.2.3不同耕作模式对作物产量的影响

2材料与方法

2.1试验地概况

2.2试验设计

2.3样品采集

2.3.1土样采集

2.3.2植株样品

2.4测定项目与方法

2.4.1土壤团聚体

2.4.2土壤容重及孔隙度的计算

2.4.3土壤、植株营养元素含量测定

2.4.4计算公式

2.5数据分析

3结果与分析

3.1不同耕作模式对土壤物理性质的影响

3.1.1不同耕作模式对土壤容重和孔隙度的影响

3.1.2不同耕作模式对大团聚体质量比例的影响

3.1.3不同耕作模式对土壤团聚体稳定性的影响

3.2不同耕作模式对土壤化学性质的影响

3.2.1耕作方式、氮肥施用量及其交互作用对土壤化学性质的影响

3.2.2不同耕作模式对土壤有机碳含量的影响

3.2.3不同耕作模式对土壤全氮含量的影响

3.2.4不同耕作模式对土壤全磷含量的影响

3.2.5不同耕作模式对土壤速效磷含量的影响

3.3不同耕作模式下土壤碳氮磷比例特征

3.3.1耕作方式、氮肥施用量及其交互作用对土壤碳氮磷比例的影响

3.3.2不同耕作模式下土壤C:N的特征

3.3.3不同耕作模式下土壤N:P的特征

3.3.4不同耕作模式下土壤C:P的特征

3.4土壤理化性质各因素间相关性分析

3.4.1土壤理化性状之间的相关性分析

3.4.2碳氮磷比值与土壤理化性质的相关性分析

3.5不同耕作模式对小麦产量及产量相关因素的影响

3.5.1不同耕作模式对冬小麦产量的影响

3.5.2不同耕作模式对冬小麦籽粒含氮、磷量及籽粒N:P的影响

3.5.3产量因素间相关性分析

3.5.4冬小麦产量与产量构成因素的关联性分析

3.5.5冬小麦产量与土壤理化性质的关联性分析

4讨论

4.1不同耕作模式对土壤物理性质的影响

4.2不同耕作模式对土壤化学性质的影响

4.3不同耕作模式对小麦产量的影响

5结论

参考文献

致谢