農業論文翻耕法黏性土改良效果

　　本篇農業論文探索翻耕法黏性土改良效果，土壤斥水性導致土壤水分的不均勻分布;使水中攜帶的溶質更快地進入地下水，增加優先流和含水土層的污染;降低土壤持水能力;抑制種子的發芽和植物的生長，導致農作物減產.可以發表農業論文的期刊有《耕作與栽培》(雙月刊)創刊于1983年，由貴州省農作物學會、貴州省農業技術推廣總站主辦。本刊為地方性農業科普刊物。以應用為主,宣傳普及農業科學技術知識,培養和造就農業科技人才,探討和研究農業生產的主要途徑,重大技術改革,力爭農業高產、穩產、高效率低消耗,新的栽培技術研究報告,典型經驗總結,試驗研究報告,科技成果,專題講座,知識介紹,工作方法和有關論文,譯文,國內外農業科學新技術新方法新動向。

　　土壤斥水性是指水分不能或很難濕潤土壤顆粒表面的物理現象，具有斥水性的土壤稱為斥水土壤[1].在世界各地的不同土壤都有關于出現斥水性的報道和研究[2-3].因此，為了消除和減小土壤斥水性對農業的影響，研究人員在多年理論研究的基礎上，提出了一些斥水性土壤改良方法.目前，斥水性土壤主要的改良方法分為化學方法和物理方法，化學方法主要是在土壤表層噴灑濕潤劑或表面活性劑等方式增加土壤的滲透性[2]，但由于化學改良方法可能會造成對土壤的二次污染問題，所以物理改良方法應用較多，有效的物理方法是溝種、鎮壓、合理的殘渣管理和摻入黏土，以及作物的輪作[4-6].尤其是在澳大利亞和新西蘭，物理消除土壤斥水性的措施主要有直接鉆孔、寬的犁耕、微生物的應用等[7-9].還有一些澳大利亞和以色列的學者在斥水性土壤表層混入一定量的同類原狀土壤，用于消除土壤斥水性[6]，這些方法雖然暫時性的消除了土壤斥水性，但是，繼續對這些處理后的土壤進行污水灌溉后，土壤斥水性又會重現[10].研究普遍認為，土壤斥水性主要由土壤表層大量腐殖質堆積后不能得到有效分解，在土壤表層形成一層斥水的油脂膜造成.如果使其得到有效分解，就可消除或減小土壤斥水性[11].而翻耕方法可以使表層和深層土壤得到有效的混合，使土壤表層堆積的大量腐殖質均勻分散到土壤中，并可通過土壤自身的物理和化學作用，在一定時間內使其得到有效分解，從而消除或減小土壤斥水性.但國內外關于翻耕法對消除土壤斥水性的方法，以及對不同類型斥水性土壤改良效果的研究未見報道.文中依據翻耕原理，將以色列2類土壤作為研究對象，采用不同的翻耕深度，使土壤中的油脂層通過土壤自身的物理和化學作用，在自然狀態下得到有效分解，并分析土壤斥水性的重現問題和改良效果.

　　1材料和方法

　　1.1土壤樣品采集研究所用土壤樣品采自以色列基布茲Bitzaron和基布茲Magen.基布茲Bitzaron位于東經34°43'33.13″，北緯31°47'44.93″，土壤類型為黏性土;基布茲Magen位于東經34°24'19.45″，北緯31°17'17.63″，土壤類型為砂質土;采取的土壤均為污水處理后滴灌的果園，灌溉時間分別為20a和15a，在所灌溉的年內均未翻耕過.2種類型土壤的采集深度為0≤h<2.5，2.5≤h<5，5≤h<10，10≤h<15，15≤h<20，20≤h<25，25≤h≤30，以及0～10，0～20和0～30cm.將采集的土壤帶回實驗室，先將土壤過2mm的篩除去雜質，然后測定各種土壤樣品的斥水性.2個土樣采集地初始斥水性持續時間隨不同深度變化圖如圖1所示.

　　1.2土壤樣品處理由于農作物的翻耕深度一般為20～30cm.所以按0～2.5，0～10，0～20和0～30cm的深度分別對土壤進行均勻的混合，再將混合均勻的4個深度的土樣分別置于上直徑為40cm，下直徑為35cm，高為40cm的圓形培養桶，桶中土深30cm，并將其放置在溫室中.試驗因素及水平見表1，共16個處理.每種處理均用滴灌方式對每個培養桶進行定期灌溉，灌水量和灌溉水質相同，都為自來水.設每4個月為一階段，每階段結束后測定一次不同深度的土壤斥水持續時間，然后對種植小白菜的8個處理的土壤重新進行均勻混合，即翻耕處理后，再種植下一階段小白菜.對于未種植的8個處理桶只測定其土壤斥水持續時間，整個試驗期間不進行翻耕處理.上述試驗均在以色列本古里安大學沙漠研究所完成.

　　1.3土壤斥水性的測定在每個階段末的翻耕處理前后分別測定一次不同深度土壤斥水持續時間，試驗階段為:試驗初始時、4個月、8個月和12個月時，共4個測定時間點，每次測定深度為:0≤h<2.5，2.5≤h<5，5≤h<10，10≤h<15，15≤h<20，20≤h<25，25≤h≤30.測定時將土壤樣本放入干凈的塑料盒中，塑料盒直徑為15cm，深5cm，用手輕輕地整平土壤表面，然后放入65℃的烘箱中烘干48h，拿出后置于干燥器中至恒溫.對土壤斥水性進行測定時，采用滴水穿透時間法(WDPT)測定，滴定用水為純凈水(TW).用一個標準的滴定管分別將10滴水(每滴約0.05mL)滴到每種土壤樣本表面，測定水滴滲入土壤所需要的時間，取10滴水入滲時間的算術平均值作為每個樣品的最終結果[12].

　　2試驗結果與分析

　　2.1試驗結果

　　2.1.1翻耕處理試驗結果根據黏性和砂質土壤翻耕試驗不同階段測定的土壤斥水性變化曲線結果，其中表層(0～2.5cm)的土壤斥水性隨時間T變化結果如圖2所示.由圖2可以看出，黏性和砂質土壤每次經過翻耕后，土壤斥水持續時間就會大幅降低，經灌溉后，土壤斥水性又會有所恢復，這與陳俊英等[10]研究結果一致，但2類土壤隨翻耕次數和時間的增加，斥水性總體呈下降趨勢，說明翻耕處理對黏性和砂質土壤的斥水性都有很明顯的改良效果，而且此方法對于黏性土壤的改良效果比砂質土壤要好.從圖2還可看出，對于2類土壤，翻耕深度越深，對土壤斥水性的總體改良效果越明顯.

　　2.1.2未翻耕處理試驗結果根據黏性和砂質土壤未翻耕處理的不同階段測定的土壤斥水性變化曲線結果，其中表層(0～2.5cm)的土壤斥水性結果如圖3所示.由圖3可以看出，黏性和砂質土壤經過4種處理后，處理1的斥水性減小不明顯，處理4的斥水性減小最大，即隨著翻耕土壤深度的增加，土壤斥水性呈大幅降低，但經灌溉后，土壤斥水性隨灌溉時間的增加又得到不同程度的恢復，并且呈逐漸上升趨勢，其中砂質土壤恢復的速度比黏性土壤要快.這說明僅一次給斥水性土壤中混入同類土壤的方法只能臨時減小土壤斥水性，不能做到土壤長期的有效改良.

　　2.2不同時間土壤斥水性變化結果在初始時、4個月、8個月和12個月收割小白菜時，分別測定一次2類土壤不同處理不同深度的土壤斥水持續時間.測定結果分別如圖4，5所示.由圖4可以看出，當黏性土壤按不同深度進行混合，經過4個月的灌溉后，雖然表層土壤的斥水性有所恢復，但此階段深層土壤的斥水性整體呈下降趨勢，到達8個月和12個月時，由于每次都進行翻耕處理，不僅表層土壤的斥水性有明顯的降低，而且深層土壤的斥水性隨土壤深度的增加也呈大幅減小趨勢，并且12個月時的減小趨勢明顯大于8個月的.這是由于深層土壤的有機質及一些油脂類斥水性物質得到有效分解的緣故，而且隨著時間的增加，即8個月和12個月，這種分解的速度逐漸在增加，并且隨著土壤深度的增加，土壤斥水性有明顯的大幅減小.由圖5可以看出，對于砂質土壤，整個試驗的結果與黏性土壤非常相似，即隨著翻耕次數和時間的增加，不僅表層土壤的斥水性有明顯的降低，而且深層土壤的斥水性隨土壤深度的增加也呈大幅減小趨勢，并且12個月時的減小趨勢明顯大于8個月的.

　　2.3改良效果分析由于土壤類型和斥水性的大小不同，不能直接通過土壤斥水性減小值來評價翻耕法對不同土壤在不同時間的改良效果，所以必須對改良效果采用百分數的形式表示，改良效果評價百分數計算公式為K=Ti+1-TiT0×100%，(1)式中:K為改良效果評價百分數，%;T0為原野外初始表層0～2.5cm土壤斥水性，s;Ti為每階段表層0～2.5cm土壤斥水性，s.經對2類土壤的不同處理在不同階段斥水性改良效果百分數計算結果，如表2所示，其中Kc，Ks分別為黏性土和砂質土改良效果.2類土壤斥水性改良效果各階段百分數的累計值結果，如圖6所示.由表2和圖6可以看出，2類土壤的改良方案中，處理1對斥水性的改良效果最差，對于黏性土，4個月后對斥水性的減小比率只能達到7.3%，經1年4次翻耕后累計減小量不到40%;對于砂質土壤，4個月時，斥水性的減小比率為-1.5%，經1年4次翻耕后累計減小量不到20%.處理4的改良效果最好，對于黏性土，4個月后對斥水性的減小比率就能達到91.7%，1年的累計減小量就可達到97.6%;砂質土4個月時就可達到81.0%，1年累計減小量達到91.1%.黏性土的處理2和處理3接近處理4的結果，砂質土的處理3接近處理4的結果.所以，采用翻耕法對土壤進行改良時，建議每次對土壤的翻耕深度不小于20cm，如果進行更深層的翻耕處理效果更佳.翻耕法對黏性土壤的改良效果明顯好于砂質土壤.

　　3結論

　　1)對斥水性土壤進行翻耕處理的物理方法可以消除土壤的斥水性，但斥水性又會在灌溉一段時間后重新出現，并且斥水性的大小與灌溉時長呈顯著正相關關系.而經過多次翻耕進行土壤斥水性消除的物理方法可有效地消除土壤的斥水性，而且消除效果隨翻耕次數和時間的長短呈顯著的正相關關系.翻耕法對黏性土壤的改良效果明顯好于砂質土壤.2)采用翻耕法對土壤進行改良時，由于土壤表層的有機質及一些油脂類斥水性物質被深埋土壤，使其均勻分散于土壤中，從而得到有效分解，故建議每次對土壤的翻耕深度不小于20cm，如果進行更深層的翻耕處理效果更佳.3)文中只研究了翻耕法對黏性土壤和砂質土壤進行改良的效果分析，翻耕法對于其他土壤的改良效果如何，還有待后續進一步研究.而且文中的研究只進行了1年的時間，對于長期進行間歇性的翻耕改良，對土壤的斥水性有何影響，也有待進一步研究.

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