農(nóng)業(yè)論文翻耕法黏性土改良效果

　　本篇農(nóng)業(yè)論文探索翻耕法黏性土改良效果，土壤斥水性導(dǎo)致土壤水分的不均勻分布;使水中攜帶的溶質(zhì)更快地進(jìn)入地下水，增加優(yōu)先流和含水土層的污染;降低土壤持水能力;抑制種子的發(fā)芽和植物的生長(zhǎng)，導(dǎo)致農(nóng)作物減產(chǎn).可以發(fā)表農(nóng)業(yè)論文的期刊有《耕作與栽培》(雙月刊)創(chuàng)刊于1983年，由貴州省農(nóng)作物學(xué)會(huì)、貴州省農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣總站主辦。本刊為地方性農(nóng)業(yè)科普刊物。以應(yīng)用為主,宣傳普及農(nóng)業(yè)科學(xué)技術(shù)知識(shí),培養(yǎng)和造就農(nóng)業(yè)科技人才,探討和研究農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的主要途徑,重大技術(shù)改革,力爭(zhēng)農(nóng)業(yè)高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)、高效率低消耗,新的栽培技術(shù)研究報(bào)告,典型經(jīng)驗(yàn)總結(jié),試驗(yàn)研究報(bào)告,科技成果,專題講座,知識(shí)介紹,工作方法和有關(guān)論文,譯文,國(guó)內(nèi)外農(nóng)業(yè)科學(xué)新技術(shù)新方法新動(dòng)向。

　　土壤斥水性是指水分不能或很難濕潤(rùn)土壤顆粒表面的物理現(xiàn)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(guān)于出現(xiàn)斥水性的報(bào)道和研究[2-3].因此，為了消除和減小土壤斥水性對(duì)農(nóng)業(yè)的影響，研究人員在多年理論研究的基礎(chǔ)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(xué)方法和物理方法，化學(xué)方法主要是在土壤表層噴灑濕潤(rùn)劑或表面活性劑等方式增加土壤的滲透性[2]，但由于化學(xué)改良方法可能會(huì)造成對(duì)土壤的二次污染問題，所以物理改良方法應(yīng)用較多，有效的物理方法是溝種、鎮(zhèn)壓、合理的殘?jiān)�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(yīng)用等[7-9].還有一些澳大利亞和以色列的學(xué)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(shí)性的消除了土壤斥水性，但是，繼續(xù)對(duì)這些處理后的土壤進(jìn)行污水灌溉后，土壤斥水性又會(huì)重現(xiàn)[10].研究普遍認(rèn)為，土壤斥水性主要由土壤表層大量腐殖質(zhì)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(zhì)均勻分散到土壤中，并可通過(guò)土壤自身的物理和化學(xué)作用，在一定時(shí)間內(nèi)使其得到有效分解，從而消除或減小土壤斥水性.但國(guó)內(nèi)外關(guān)于翻耕法對(duì)消除土壤斥水性的方法，以及對(duì)不同類型斥水性土壤改良效果的研究未見報(bào)道.文中依據(jù)翻耕原理，將以色列2類土壤作為研究對(duì)象，采用不同的翻耕深度，使土壤中的油脂層通過(guò)土壤自身的物理和化學(xué)作用，在自然狀態(tài)下得到有效分解，并分析土壤斥水性的重現(xiàn)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(jīng)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(jīng)34°24'19.45″，北緯31°17'17.63″，土壤類型為砂質(zhì)土;采取的土壤均為污水處理后滴灌的果園，灌溉時(shí)間分別為20a和15a，在所灌溉的年內(nèi)均未翻耕過(guò).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(shí)驗(yàn)室，先將土壤過(guò)2mm的篩除去雜質(zhì)，然后測(cè)定各種土壤樣品的斥水性.2個(gè)土樣采集地初始斥水性持續(xù)時(shí)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(nóng)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(duì)土壤進(jìn)行均勻的混合，再將混合均勻的4個(gè)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(yǎng)桶，桶中土深30cm，并將其放置在溫室中.試驗(yàn)因素及水平見表1，共16個(gè)處理.每種處理均用滴灌方式對(duì)每個(gè)培養(yǎng)桶進(jìn)行定期灌溉，灌水量和灌溉水質(zhì)相同，都為自來(lái)水.設(shè)每4個(gè)月為一階段，每階段結(jié)束后測(cè)定一次不同深度的土壤斥水持續(xù)時(shí)間，然后對(duì)種植小白菜的8個(gè)處理的土壤重新進(jìn)行均勻混合，即翻耕處理后，再種植下一階段小白菜.對(duì)于未種植的8個(gè)處理桶只測(cè)定其土壤斥水持續(xù)時(shí)間，整個(gè)試驗(yàn)期間不進(jìn)行翻耕處理.上述試驗(yàn)均在以色列本古里安大學(xué)沙漠研究所完成.

　　1.3土壤斥水性的測(cè)定在每個(gè)階段末的翻耕處理前后分別測(cè)定一次不同深度土壤斥水持續(xù)時(shí)間，試驗(yàn)階段為:試驗(yàn)初始時(shí)、4個(gè)月、8個(gè)月和12個(gè)月時(shí)，共4個(gè)測(cè)定時(shí)間點(diǎn)，每次測(cè)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(cè)定時(shí)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(duì)土壤斥水性進(jìn)行測(cè)定時(shí)，采用滴水穿透時(shí)間法(WDPT)測(cè)定，滴定用水為純凈水(TW).用一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)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(cè)定水滴滲入土壤所需要的時(shí)間，取10滴水入滲時(shí)間的算術(shù)平均值作為每個(gè)樣品的最終結(jié)果[12].

　　2試驗(yàn)結(jié)果與分析

　　2.1試驗(yàn)結(jié)果

　　2.1.1翻耕處理試驗(yàn)結(jié)果根據(jù)黏性和砂質(zhì)土壤翻耕試驗(yàn)不同階段測(cè)定的土壤斥水性變化曲線結(jié)果，其中表層(0～2.5cm)的土壤斥水性隨時(shí)間T變化結(jié)果如圖2所示.由圖2可以看出，黏性和砂質(zhì)土壤每次經(jīng)過(guò)翻耕后，土壤斥水持續(xù)時(shí)間就會(huì)大幅降低，經(jīng)灌溉后，土壤斥水性又會(huì)有所恢復(fù)，這與陳俊英等[10]研究結(jié)果一致，但2類土壤隨翻耕次數(shù)和時(shí)間的增加，斥水性總體呈下降趨勢(shì)，說(shuō)明翻耕處理對(duì)黏性和砂質(zhì)土壤的斥水性都有很明顯的改良效果，而且此方法對(duì)于黏性土壤的改良效果比砂質(zhì)土壤要好.從圖2還可看出，對(duì)于2類土壤，翻耕深度越深，對(duì)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(yàn)結(jié)果根據(jù)黏性和砂質(zhì)土壤未翻耕處理的不同階段測(cè)定的土壤斥水性變化曲線結(jié)果，其中表層(0～2.5cm)的土壤斥水性結(jié)果如圖3所示.由圖3可以看出，黏性和砂質(zhì)土壤經(jīng)過(guò)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(jīng)灌溉后，土壤斥水性隨灌溉時(shí)間的增加又得到不同程度的恢復(fù)，并且呈逐漸上升趨勢(shì)，其中砂質(zhì)土壤恢復(fù)的速度比黏性土壤要快.這說(shuō)明僅一次給斥水性土壤中混入同類土壤的方法只能臨時(shí)減小土壤斥水性，不能做到土壤長(zhǎng)期的有效改良.

　　2.2不同時(shí)間土壤斥水性變化結(jié)果在初始時(shí)、4個(gè)月、8個(gè)月和12個(gè)月收割小白菜時(shí)，分別測(cè)定一次2類土壤不同處理不同深度的土壤斥水持續(xù)時(shí)間.測(cè)定結(jié)果分別如圖4，5所示.由圖4可以看出，當(dāng)黏性土壤按不同深度進(jìn)行混合，經(jīng)過(guò)4個(gè)月的灌溉后，雖然表層土壤的斥水性有所恢復(fù)，但此階段深層土壤的斥水性整體呈下降趨勢(shì)，到達(dá)8個(gè)月和12個(gè)月時(shí)，由于每次都進(jìn)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(shì)，并且12個(gè)月時(shí)的減小趨勢(shì)明顯大于8個(gè)月的.這是由于深層土壤的有機(jī)質(zhì)及一些油脂類斥水性物質(zhì)得到有效分解的緣故，而且隨著時(shí)間的增加，即8個(gè)月和12個(gè)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(duì)于砂質(zhì)土壤，整個(gè)試驗(yàn)的結(jié)果與黏性土壤非常相似，即隨著翻耕次數(shù)和時(shí)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(shì)，并且12個(gè)月時(shí)的減小趨勢(shì)明顯大于8個(gè)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(guò)土壤斥水性減小值來(lái)評(píng)價(jià)翻耕法對(duì)不同土壤在不同時(shí)間的改良效果，所以必須對(duì)改良效果采用百分?jǐn)?shù)的形式表示，改良效果評(píng)價(jià)百分?jǐn)?shù)計(jì)算公式為K=Ti+1-TiT0×100%，(1)式中:K為改良效果評(píng)價(jià)百分?jǐn)?shù)，%;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(jīng)對(duì)2類土壤的不同處理在不同階段斥水性改良效果百分?jǐn)?shù)計(jì)算結(jié)果，如表2所示，其中Kc，Ks分別為黏性土和砂質(zhì)土改良效果.2類土壤斥水性改良效果各階段百分?jǐn)?shù)的累計(jì)值結(jié)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(duì)斥水性的改良效果最差，對(duì)于黏性土，4個(gè)月后對(duì)斥水性的減小比率只能達(dá)到7.3%，經(jīng)1年4次翻耕后累計(jì)減小量不到40%;對(duì)于砂質(zhì)土壤，4個(gè)月時(shí)，斥水性的減小比率為-1.5%，經(jīng)1年4次翻耕后累計(jì)減小量不到20%.處理4的改良效果最好，對(duì)于黏性土，4個(gè)月后對(duì)斥水性的減小比率就能達(dá)到91.7%，1年的累計(jì)減小量就可達(dá)到97.6%;砂質(zhì)土4個(gè)月時(shí)就可達(dá)到81.0%，1年累計(jì)減小量達(dá)到91.1%.黏性土的處理2和處理3接近處理4的結(jié)果，砂質(zhì)土的處理3接近處理4的結(jié)果.所以，采用翻耕法對(duì)土壤進(jìn)行改良時(shí)，建議每次對(duì)土壤的翻耕深度不小于20cm，如果進(jìn)行更深層的翻耕處理效果更佳.翻耕法對(duì)黏性土壤的改良效果明顯好于砂質(zhì)土壤.

　　3結(jié)論

　　1)對(duì)斥水性土壤進(jìn)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(huì)在灌溉一段時(shí)間后重新出現(xiàn)，并且斥水性的大小與灌溉時(shí)長(zhǎng)呈顯著正相關(guān)關(guān)系.而經(jīng)過(guò)多次翻耕進(jìn)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(shù)和時(shí)間的長(zhǎng)短呈顯著的正相關(guān)關(guān)系.翻耕法對(duì)黏性土壤的改良效果明顯好于砂質(zhì)土壤.2)采用翻耕法對(duì)土壤進(jìn)行改良時(shí)，由于土壤表層的有機(jī)質(zhì)及一些油脂類斥水性物質(zhì)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(duì)土壤的翻耕深度不小于20cm，如果進(jìn)行更深層的翻耕處理效果更佳.3)文中只研究了翻耕法對(duì)黏性土壤和砂質(zhì)土壤進(jìn)行改良的效果分析，翻耕法對(duì)于其他土壤的改良效果如何，還有待后續(xù)進(jìn)一步研究.而且文中的研究只進(jìn)行了1年的時(shí)間，對(duì)于長(zhǎng)期進(jìn)行間歇性的翻耕改良，對(duì)土壤的斥水性有何影響，也有待進(jìn)一步研究.

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