长期保护性耕作对土壤有机碳和玉米产量及水分利用的影响

• 作者: 于维水 李景 杨毅宇 梁国鹏 武雪萍 王小彬 王相玲 王碧胜 蔡典雄
• 来源期刊: 植物营养与肥料学报
• 学科: 农学
• 关键词: 保护性耕作 有机碳 玉米产量 水分利用
• 年，卷（期）: 2015,（6）
• 页码范围: 1455-1464
• 页数: 10页
• 分类号: S344|S153.6+2
• 字数: 7336字
• 语种: 中文
• DOI: 10.11674/zwyf.2015.0610

摘要

[目的]通过研究保护性耕作对旱地春玉米土壤有机碳( SOC )、产量及水分利用的影响,分析保护性耕作的增产机制,为旱作农田耕作技术应用提供理论和技术支持. [方法]采用2003 2013 年连续11年的田间定位试验,设传统耕作(CT)、少耕(RT)和免耕(NT)3种耕作措施,分析土壤0—20 cm和20—40 cm土层有机碳含量、土壤0—20 cm含水量、作物耗水量、玉米产量和水分利用效率的年际变化和耕作处理间的差N,并对玉米产量与影响因素的相关性进行分析. [结果]1 )保护性耕作能有效提高土壤有机碳含量,少耕、 免耕处理0—20 cm土层有机碳含量11年平均值较传统耕作分别提高了11.2%和3.4%;至2013年,少耕、免耕20—40 cm土层有机碳含量分别较传统耕作增加了5.53 和3.29 g/kg; 土壤0—20 cm 有机碳储量净增加速率分别为C 0.365 和0.754 t/( hm2 · a).2)保护性耕作具有明显的增产效果,少耕产量最高,增产效果最好,2003 2013 年均产量为5.83 t/hm2 ,较传统耕作提高了14.7%;免耕次之,年均产量为5.39 t/hm2 ,较传统耕作增产6.1%. 3)各耕作处理玉米产量与土壤0—20 cm土层含水量之间存在显著的二次方程关系,与作物耗水量之间具有显著的乘幂方程关系.4 )保护性耕作可以增加土壤水分,减少玉米生育期内的耗水量,提高水分利用效率,其中免耕土壤0—20 cm土层水分含量最高,2003 2013年平均含水量为15.2%,较传统耕作和少耕提高了1.90和1.66个百分点,且生育期耗水量最少,2003 2013年均耗水量为403.5 mm,较传统耕作和少耕减少了16.1 mm和7.6 mm; 少耕、 免耕的水分利用效率较传统耕作分别提高了16.1%和10.2%,降水利用效率较传统耕作提高13.9%和5.8%. [结论]长期保护性耕作可以有效地提高土壤有机碳含量、增加土壤水分、 减少作物耗水量,从而显著提高了玉米产量和水分利用效率,3种耕作措施中以少耕效果最好,免耕次之,在旱作农田推广少、免耕保护性耕作措施是一种增产、节水的有效途径.