论文部分内容阅读
本试验于2009-2012年在河南科技大学试验农场进行。针对连年单一旋耕引发的耕层变浅、养分表层富集和土壤质量下降等问题，在不同秸秆处理条件下，研究了连续常规耕作(3C)、1年深翻＋2年常规耕作(DP2C)、2年深翻＋1年常规耕作(2DPC)和连续3年深翻(3DP)对小麦-玉米两熟农田土壤物理性质、化学性质和土壤酶活性时空分布及作物产量的影响。主要研究结果如下：1．不同处理对土壤物理性状的影响秸秆还田后0-20cm土层容重降低1.65%，总孔隙度提高1.52%、>0.25mm水稳定团聚体含量提高12.36%，1m土层土壤含水量和土壤贮水量分别提高5.85%和4.93%。深翻显著降低20-40cm土层容重，增加总孔隙度，提高水稳定团聚体含量和贮水量。与常规耕作相比，深翻各处理显著提高作物生长前期1m土壤贮水量，促进后期的营养生长和生殖生长，但土壤水分变化剧烈。深翻后作物耗水量增大，土壤耗水深度从20cm-40cm向40-80cm推移，促进下层水分的吸收利用。2．不同处理对土壤化学性状的影响除玉米拔节期，秸秆还田显著提高0-40cm土层碱解氮、速效磷和速效钾含量，分别提高8.9%、5.64%和14.06%。秸秆腐解产生的酸性物质延缓土壤pH的增加。深翻在增加土壤养分和调节土壤酸碱度方面效果低于秸秆处理，碱解氮、速效磷和速效钾分别提高3.16%、3.5%和6.88%，pH值降低了0.015%。S2DPC、S3DP比NS3C处理的碱解氮提高13.64%、13.48%，速效磷提高10.88%、9.82%，速效钾提高22.59%、22.54%。S2DPC、S3DP处理能够降低养分含量下降速度，利于养分土层间的均匀分布。3．不同处理对土壤碳库管理指数的影响秸秆还田增强土壤的碳汇能力，显著提高0-40cm土壤活性有机碳和总有机碳含量，增幅分别为10.2%、13.16%。3C、DP2C处理活性有机碳和总有机碳集中分布于0-20cm耕层，3DP、2DPC处理显著提高20-40cm土层各项碳库指标，其中LOC含量、TOC含量和CPIM分别提高7.75%、8.45%和3.54%。不同耕作处理间周年碳库管理指数表现为S3DP、S2DPC较高，比NS3C处理提高20.19%、16.5%。S3DP、S2DPC耕作方式利于增强土壤碳汇能力。4．不同处理对土壤酶活性的影响秸秆还田显著提高0-40cm土层土壤蔗糖酶、脲酶、碱性磷酸酶和过氧化氢酶的活性，平均比不还田分别提高19.09%、10.51%、7.27%和8.91%。深翻各处理提高0-40cm土层土壤蔗糖酶、脲酶、碱性磷酸酶和过氧化氢酶的活性，分别提高了4.93%、4.78%、2.03%和2.42%。相同秸秆处理条件下，不同耕作处理之间土壤酶活性、土壤总体酶活性参数均表现为2DPC、3DP处理较高，3C最低。各处理土壤酶活性逐渐降低，2DPC和3DP处理相对于3C处理20-40cm土层4种土壤酶活性降低幅度较小。5．不同处理对作物产量和水分利用效率的影响秸秆还田显著提高作物产量、水分利用效率和降水利用效率，增幅分别为729.39kg/hm2、3.79%和3.93%。不同耕作方式间作物产量表现为3DP>2DPC>DP2C>3C。连年翻耕、深翻后第一年和深翻后第二年处理作物产量比连年常规耕作分别提高14.3%、14.92%和6%。S3DP、S2DPC处理周年籽粒产量比NS3C处理分别提高19.39%和19.83%；比S3C提高15.46%、14.64%。S2DPC、S3DP还能够充分发挥土壤水库的调节作用，提高水分利用效率。S2DPC、S3DP处理水分利用效率和降水利用效率比NS3C处理分别提高了17.93%、17.51%和17.6%、16.9%。