农业管理措施是影响农田土壤质量和作物生长的主要因素,其中耕作方式通过农机具的机械力量作用于土壤,进而改变土壤结构,影响肥力供给。随着保护性耕作研究和应用的不断深入,发现因受土壤类型和气候等因素的影响,耕作制度具有明显的区域特征。因此,在不同地区,土壤类型不一,开展不同耕作方式对土壤质量和作物生长的研究具有重要意义。红壤是我国热带亚热带地区主要的土壤资源,一般质地黏重,酸性强,保水保肥性差,耕作方式对该类型的土壤影响研究急需加强。本文针对粤北山区旱地红壤的特点,在大田生产条件下对比研究了旋耕(RT)、旋耕+深松(RTSS)、深松(SS)和免耕(NT)四种耕作方式对红壤质量和玉米生长及产量的影响规律,并利用主成分分析法进行了土壤质量的综合评价,结合土壤质量综合指数提出了适宜该地区的耕作方式。试验采用随机区组设计,每处理重复三次,旋耕深度为20cm,深松深度为40cm,主要结论如下:(1)耕作措施对土壤物理性质的影响。对土壤密度和孔隙度的影响主要表现为,与免耕相比,旋耕主要降低了0~20cm土层的土壤密度,旋耕+深松和深松降低了整个土层(0~40cm)的密度,提高了土壤孔隙度。收获后测得土壤密度增加,且各处理间差异不大,但深松土壤密度仍保持最低。在土壤水分方面,土壤含水量变化幅度较小,收获后深松处理土壤含水量最高,尤其在10~30cm土层,旋耕和旋耕+深松处理降低了0~20cm土层的土壤含水量。在团粒结构方面,<0.25mm微团聚体数量由高到低顺序为旋耕+深松>旋耕>深松>免耕,平均重量直径大小顺序为免耕>深松>旋耕+深松>旋耕。旋耕、旋耕+深松减少了>10mm大团聚体数量,平均重量直径低,土壤结构稳定性差。(2)耕作措施对土壤肥力及微生物的影响。对土壤酸碱度的影响表现为,深松和旋耕各个时期土壤pH值均较高,较其他处理提升了0.1~0.3个单位,有利于减缓土壤酸化。在肥力特征方面,免耕有利于土壤中有机质和全氮养分的保蓄;全磷养分各个时期均表现为深松最高,旋耕和免耕次之,旋耕+深松最低;全钾养分在各土层分布均匀,对耕作效应的响应不大。深松和免耕均具有提高土壤碱解氮含量的效果,免耕对于增加表层碱解氮含量更具有优势;深松促进了磷素的有效化,对于土壤有效磷含量的增加有积极作用,收获后,免耕明显提高了表层有效磷含量;深松有利于速效钾养分的积累,在收获后效果更显著。在微生物数量和酶活性方面,旋耕表层肥力条件较好,细菌、真菌和放线菌数量随之增加,整体上深松处理细菌和放线菌数量最高,但真菌数量低,免耕更有利于土壤中真菌的生长繁殖。过氧化氢酶活性表现为旋耕+深松最低,其他耕作措施间差异不大,酸性磷酸酶活性由高到低顺序为免耕>深松>旋耕>旋耕+深松,脲酶活性表现为深松最高。(3)耕作措施对作物生长和产量的影响。通过对拔节期、大喇叭口期、抽雄期、吐丝期和乳熟期五个生育期玉米植株生长状况的测定得出,深松处理各个生育期的株高值均为最大,旋耕次之;旋耕和深松条件下玉米茎粗值无明显差异,高于免耕和旋耕+深松;叶面积由大到小顺序为旋耕>深松>旋耕+深松>免耕,免耕在抽雄期之后叶面积下降幅度较大。对玉米果穗性状和产量测定得出,深松条件下玉米果穗穗粒数最多,千粒重和产量均表现为最高;旋耕穗粒数和千粒重仅次于深松,产量较深松降低了3.17%;旋耕+深松千粒重显著低于深松,产量较深松下降了5.82%;免耕处理果穗性状较差,千粒重较深松下降了9.18%,导致产量最低。(4)利用主成分分析法进行不同耕作条件下土壤质量的综合评价,根据指标间的相关性最终筛选出密度、pH值、全氮、有效磷、速效钾、酸性磷酸酶、真菌和放线菌作为土壤质量参评指标,通过隶属度函数将数据进行标准化处理,计算了土壤质量综合指数。土壤质量综合指数表现为深松处理最高,旋耕和免耕次之,旋耕+深松最低。结合作物生长状况和产量,建议采用深松处理可以创造良好的土壤结构和肥力条件,从而提高土地生产力。