【摘要】：稻麥輪作制度是我國長江流域重要的種植制度之一,其稻茬麥是我國小麥生產中的重要部分。然而,由于連年水旱交替以及旋耕機淺旋作業(yè),水稻土耕作層深度逐漸變淺,土壤結構逐漸惡化,導致土壤整體質量下降,不利于小麥根系下扎并吸收深層土壤的養(yǎng)分和水分,大大限制了稻茬麥的生產。深松利用深松鏟犁底層,加深耕層但不翻轉土壤,降低土壤容重和緊實度,從而有效地促進水肥的下滲及作物根系整體下扎,提高作物產量。然而,目前關于深松對土壤、作物效益的研究主要集中于旱作區(qū)土壤及作物,對水稻土土壤及稻茬麥的深松效益研究很少見報道。因此,本文全面描述水稻土土壤物理性質,探索水稻土深松耕作時的能量投入及對土壤的擾動效果,研究深松對小麥生育期內的土壤物理性質、根系生長及最終產量方面的影響,全面評價水稻土深松在阻力投入、土壤物理性質、小麥根系生長及最終產量方面的效應,為稻麥輪作區(qū)水稻土深松機具合理設計、采用適宜深松耕作技術、建立合理的土壤管理方式提供理論依據(jù)。研究結果如下:1、水稻土土壤物理性質受到長期水旱交替及淺旋作業(yè)等影響,水稻土土壤耕層十分淺薄,大致處于0～12 cm深度范圍,犁底層處于12～22 cm深度范圍,22 cm以下為滲育層;相比旱作土壤,水稻土土壤耕作層較為淺薄,整體土壤容重較大,水稻土 0～40 cm 土層的平均土壤容重要比旱作土高出0.1 g/cm3;隨著深度的不斷增大,各項土壤物理參數(shù)呈現(xiàn)出“平緩一驟變一平緩”的變化趨勢;土壤容重、緊實度、內聚力在犁底層處急劇增大,孔隙度急劇減小,從而造成土壤蓄水能力下降,含水率急劇降低,22 cm以下則整體維持在高容重、高緊實度、高內聚力、低孔隙度、低含水率的水平,不利于根系下扎及作物生長,且堅硬土壤難以破碎,增加機械耕作難度,機具耕作時需要投入較多的能量。2、水稻土深松耕作阻力在水稻土土壤條件下,鑿形深松鏟相較于掌形鏟、雙翼鏟具有耕作阻力小、比阻小的優(yōu)點,能夠獲得最佳的耕作能效,是水稻土土壤深松較為適宜的深松鏟形,;深松耕作阻力隨著耕作深度的增長呈二階函數(shù)式增長,當耕作深度不超過20 cm時,整體深松耕作阻力較低,耕作比阻小,耕作能效較高。但耕作深度超過20 cm后,深松耕作阻力大幅上升,耕作比阻急劇增大,深松耕作能效大大降低;由于不同土層土壤結構的變化,不同土層土壤破碎所需的深松耕作能量投入有所不同。當土層深度小于20 cm時,對每10 cm厚的土壤進行切削時,深松阻力相對較小。但當土層深度超過20 cm后,對每10 cm厚土層切削時的深松阻力則大幅上升。3、水稻土深松土壤擾動效果深松鏟對土壤擾動的劇烈程度隨著耕作深度的變化而變化,總體呈現(xiàn)出“先增大后減小”的趨勢;在土層深度20cm內,深松鏟耕作深度增大的過程中,土壤擾動量逐漸增大,破碎體尺度增大,地表隆起、開裂以及縱向起伏程度加劇,整體擾動程度增大;當耕深超過20 cm后,深松鏟更多部分處于臨界深度(15 cm左右深度處)下方,土壤擾動量變少,破碎體尺度減小,地表隆起、開裂以及縱向起伏程度減弱,整體擾動程度下降;因此在僅考慮耕作能效和土壤擾動程度的前提下,綜合考慮水稻土土壤物理性質、深松耕作阻力的研究結果,水稻土深松耕作以使用鑿形深松鏟為最佳,深松鏟耕作深度以20cm為最佳,此時土壤擾動量最大,耕作比阻處于相對較低水平,耕作能效最佳,且滿足“打破犁底層以及疏松耕作層以下5～15 cm”的技術要求。4、不同耕作方式對小麥生育期土壤物理性質影響深松相比常規(guī)耕作和免耕,兩季小麥生育期內平均土壤容重依次降低0.04 g/cm3、0.11 g/Cm3,降幅依次為3.0%、7.8%;平均土壤含水率依次提高3.08%、2.61%,增幅依次為11.1%、9.3%。平均土壤持水量依次提高1.77%、2.79%,增幅依次為5.5%、8.9%;相比常規(guī)旋耕與免耕處理,深松耕作方式可以更有效地打破堅硬犁底層,降低小麥生育時期內的平均土壤容重,提高了土壤接納降水、蓄水保墑的能力,尤其對底層10～20cm 土層土壤的容重降低、蓄水能力提高的作用效果更為顯著,從而創(chuàng)造出良好的適合作物根系生長的土壤環(huán)境。5、不同耕作方式對小麥根系分布和最終產量影響深松處理能夠促進小麥根系生長及整體下扎程度,加深根系生長空間,增加根系總量。免耕、常規(guī)旋耕處理的作物根系分布于0～25 cm 土層,而深松耕作處理的作物根系則分布于0～35 cm的土層范圍。相比免耕和常規(guī)旋耕,深松根系總量依次提高18.3%、19.4%,且整體提高表層以下(10cm以下)小麥根系的數(shù)量分布百分比,有利于小麥吸收底層土壤水肥,促進小麥整體生長發(fā)育,增強抵御自然災害、病蟲害及抗倒扶能力。深松處理相比免耕和常規(guī)旋耕兩季平均產量依次增產211.40 kg/hm2、604.19kg/hm2,增幅依次為3.9%、12.0%,是稻麥輪作區(qū)小麥種植的較佳耕作措施。
【學位授予單位】：南京農業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：S152;S512.1
【圖文】：

式（深松、免耕、常規(guī)旋耕）對小麥生育期內土壤物理性狀、根系及最終小麥產量的逡逑影響，對比不同耕作模式的優(yōu)劣性。全文整體研宄為水稻土深松機具合理設計、耕作逡逑技術規(guī)范、建立合理的土壤管理方式提供理論依據(jù)，具體研究思路流程圖如圖１－１。逡逑ｒ邐邐邋邐邋邐邋邐邋邐—邐、逡逑水稻土深松對土壤物理性質及小麥生長影響的研究逡逑ｖ邐－邐邋邐邋邐邋邐ｊ逡逑水稻土土壤物理性質邐深松耕作能效試驗邐小麥種植試驗逡逑邐邐邐邋Ｉ邐Ｉ邋￣逡逑＾邐＾邋＾邐ｌｌ＾［ｌ邋￣邋［ｒ＾＾ｌｒｌ邋．、邋＾逡逑擁容含邐緊內

本文編號：2776448