农业论文翻耕法黏性土改良效果

所属分类：农业论文阅读次时间：2017-02-13 17:05

本文摘要：本篇农业论文探索翻耕法黏性土改良效果，土壤斥水性导致土壤水分的不均匀分布;使水中携带的溶质更快地进入地下水，增加优先流和含水土层的污染;降低土壤持水能力;抑制种子的发芽和植物的生长，导致农作物减产.可以发表农业论文的期刊有《耕作与栽培》(双月

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　　本篇农业论文探索翻耕法黏性土改良效果，土壤斥水性导致土壤水分的不均匀分布;使水中携带的溶质更快地进入地下水，增加优先流和含水土层的污染;降低土壤持水能力;抑制种子的发芽和植物的生长，导致农作物减产.可以发表农业论文的期刊有《耕作与栽培》(双月刊)创刊于1983年，由贵州省农作物学会、贵州省农业技术推广总站主办。本刊为地方性农业科普刊物。以应用为主,宣传普及农业科学技术知识,培养和造就农业科技人才,探讨和研究农业生产的主要途径,重大技术改革,力争农业高产、稳产、高效率低消耗,新的栽培技术研究报告,典型经验总结,试验研究报告,科技成果,专题讲座,知识介绍,工作方法和有关论文,译文,国内外农业科学新技术新方法新动向。

　　土壤斥水性是指水分不能或很难湿润土壤颗粒表面的物理现象，具有斥水性的土壤称为斥水土壤[1].在世界各地的不同土壤都有关于出现斥水性的报道和研究[2-3].因此，为了消除和减小土壤斥水性对农业的影响，研究人员在多年理论研究的基础上，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为化学方法和物理方法，化学方法主要是在土壤表层喷洒湿润剂或表面活性剂等方式增加土壤的渗透性[2]，但由于化学改良方法可能会造成对土壤的二次污染问题，所以物理改良方法应用较多，有效的物理方法是沟种、镇压、合理的残渣管理和掺入黏土，以及作物的轮作[4-6].尤其是在澳大利亚和新西兰，物理消除土壤斥水性的措施主要有直接钻孔、宽的犁耕、微生物的应用等[7-9].还有一些澳大利亚和以色列的学者在斥水性土壤表层混入一定量的同类原状土壤，用于消除土壤斥水性[6]，这些方法虽然暂时性的消除了土壤斥水性，但是，继续对这些处理后的土壤进行污水灌溉后，土壤斥水性又会重现[10].研究普遍认为，土壤斥水性主要由土壤表层大量腐殖质堆积后不能得到有效分解，在土壤表层形成一层斥水的油脂膜造成.如果使其得到有效分解，就可消除或减小土壤斥水性[11].而翻耕方法可以使表层和深层土壤得到有效的混合，使土壤表层堆积的大量腐殖质均匀分散到土壤中，并可通过土壤自身的物理和化学作用，在一定时间内使其得到有效分解，从而消除或减小土壤斥水性.但国内外关于翻耕法对消除土壤斥水性的方法，以及对不同类型斥水性土壤改良效果的研究未见报道.文中依据翻耕原理，将以色列2类土壤作为研究对象，采用不同的翻耕深度，使土壤中的油脂层通过土壤自身的物理和化学作用，在自然状态下得到有效分解，并分析土壤斥水性的重现问题和改良效果.

　　1材料和方法

　　1.1土壤样品采集研究所用土壤样品采自以色列基布兹Bitzaron和基布兹Magen.基布兹Bitzaron位于东经34°43'33.13″，北纬31°47'44.93″，土壤类型为黏性土;基布兹Magen位于东经34°24'19.45″，北纬31°17'17.63″，土壤类型为砂质土;采取的土壤均为污水处理后滴灌的果园，灌溉时间分别为20a和15a，在所灌溉的年内均未翻耕过.2种类型土壤的采集深度为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.将采集的土壤带回实验室，先将土壤过2mm的筛除去杂质，然后测定各种土壤样品的斥水性.2个土样采集地初始斥水性持续时间随不同深度变化图如图1所示.

　　1.2土壤样品处理由于农作物的翻耕深度一般为20～30cm.所以按0～2.5，0～10，0～20和0～30cm的深度分别对土壤进行均匀的混合，再将混合均匀的4个深度的土样分别置于上直径为40cm，下直径为35cm，高为40cm的圆形培养桶，桶中土深30cm，并将其放置在温室中.试验因素及水平见表1，共16个处理.每种处理均用滴灌方式对每个培养桶进行定期灌溉，灌水量和灌溉水质相同，都为自来水.设每4个月为一阶段，每阶段结束后测定一次不同深度的土壤斥水持续时间，然后对种植小白菜的8个处理的土壤重新进行均匀混合，即翻耕处理后，再种植下一阶段小白菜.对于未种植的8个处理桶只测定其土壤斥水持续时间，整个试验期间不进行翻耕处理.上述试验均在以色列本古里安大学沙漠研究所完成.

　　1.3土壤斥水性的测定在每个阶段末的翻耕处理前后分别测定一次不同深度土壤斥水持续时间，试验阶段为:试验初始时、4个月、8个月和12个月时，共4个测定时间点，每次测定深度为:0≤h<2.5，2.5≤h<5，5≤h<10，10≤h<15，15≤h<20，20≤h<25，25≤h≤30.测定时将土壤样本放入干净的塑料盒中，塑料盒直径为15cm，深5cm，用手轻轻地整平土壤表面，然后放入65℃的烘箱中烘干48h，拿出后置于干燥器中至恒温.对土壤斥水性进行测定时，采用滴水穿透时间法(WDPT)测定，滴定用水为纯净水(TW).用一个标准的滴定管分别将10滴水(每滴约0.05mL)滴到每种土壤样本表面，测定水滴渗入土壤所需要的时间，取10滴水入渗时间的算术平均值作为每个样品的最终结果[12].

　　2试验结果与分析

　　2.1试验结果

　　2.1.1翻耕处理试验结果根据黏性和砂质土壤翻耕试验不同阶段测定的土壤斥水性变化曲线结果，其中表层(0～2.5cm)的土壤斥水性随时间T变化结果如图2所示.由图2可以看出，黏性和砂质土壤每次经过翻耕后，土壤斥水持续时间就会大幅降低，经灌溉后，土壤斥水性又会有所恢复，这与陈俊英等[10]研究结果一致，但2类土壤随翻耕次数和时间的增加，斥水性总体呈下降趋势，说明翻耕处理对黏性和砂质土壤的斥水性都有很明显的改良效果，而且此方法对于黏性土壤的改良效果比砂质土壤要好.从图2还可看出，对于2类土壤，翻耕深度越深，对土壤斥水性的总体改良效果越明显.

　　2.1.2未翻耕处理试验结果根据黏性和砂质土壤未翻耕处理的不同阶段测定的土壤斥水性变化曲线结果，其中表层(0～2.5cm)的土壤斥水性结果如图3所示.由图3可以看出，黏性和砂质土壤经过4种处理后，处理1的斥水性减小不明显，处理4的斥水性减小最大，即随着翻耕土壤深度的增加，土壤斥水性呈大幅降低，但经灌溉后，土壤斥水性随灌溉时间的增加又得到不同程度的恢复，并且呈逐渐上升趋势，其中砂质土壤恢复的速度比黏性土壤要快.这说明仅一次给斥水性土壤中混入同类土壤的方法只能临时减小土壤斥水性，不能做到土壤长期的有效改良.

　　2.2不同时间土壤斥水性变化结果在初始时、4个月、8个月和12个月收割小白菜时，分别测定一次2类土壤不同处理不同深度的土壤斥水持续时间.测定结果分别如图4，5所示.由图4可以看出，当黏性土壤按不同深度进行混合，经过4个月的灌溉后，虽然表层土壤的斥水性有所恢复，但此阶段深层土壤的斥水性整体呈下降趋势，到达8个月和12个月时，由于每次都进行翻耕处理，不仅表层土壤的斥水性有明显的降低，而且深层土壤的斥水性随土壤深度的增加也呈大幅减小趋势，并且12个月时的减小趋势明显大于8个月的.这是由于深层土壤的有机质及一些油脂类斥水性物质得到有效分解的缘故，而且随着时间的增加，即8个月和12个月，这种分解的速度逐渐在增加，并且随着土壤深度的增加，土壤斥水性有明显的大幅减小.由图5可以看出，对于砂质土壤，整个试验的结果与黏性土壤非常相似，即随着翻耕次数和时间的增加，不仅表层土壤的斥水性有明显的降低，而且深层土壤的斥水性随土壤深度的增加也呈大幅减小趋势，并且12个月时的减小趋势明显大于8个月的.

　　2.3改良效果分析由于土壤类型和斥水性的大小不同，不能直接通过土壤斥水性减小值来评价翻耕法对不同土壤在不同时间的改良效果，所以必须对改良效果采用百分数的形式表示，改良效果评价百分数计算公式为K=Ti+1-TiT0×100%，(1)式中:K为改良效果评价百分数，%;T0为原野外初始表层0～2.5cm土壤斥水性，s;Ti为每阶段表层0～2.5cm土壤斥水性，s.经对2类土壤的不同处理在不同阶段斥水性改良效果百分数计算结果，如表2所示，其中Kc，Ks分别为黏性土和砂质土改良效果.2类土壤斥水性改良效果各阶段百分数的累计值结果，如图6所示.由表2和图6可以看出，2类土壤的改良方案中，处理1对斥水性的改良效果最差，对于黏性土，4个月后对斥水性的减小比率只能达到7.3%，经1年4次翻耕后累计减小量不到40%;对于砂质土壤，4个月时，斥水性的减小比率为-1.5%，经1年4次翻耕后累计减小量不到20%.处理4的改良效果最好，对于黏性土，4个月后对斥水性的减小比率就能达到91.7%，1年的累计减小量就可达到97.6%;砂质土4个月时就可达到81.0%，1年累计减小量达到91.1%.黏性土的处理2和处理3接近处理4的结果，砂质土的处理3接近处理4的结果.所以，采用翻耕法对土壤进行改良时，建议每次对土壤的翻耕深度不小于20cm，如果进行更深层的翻耕处理效果更佳.翻耕法对黏性土壤的改良效果明显好于砂质土壤.

　　3结论

　　1)对斥水性土壤进行翻耕处理的物理方法可以消除土壤的斥水性，但斥水性又会在灌溉一段时间后重新出现，并且斥水性的大小与灌溉时长呈显著正相关关系.而经过多次翻耕进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，而且消除效果随翻耕次数和时间的长短呈显著的正相关关系.翻耕法对黏性土壤的改良效果明显好于砂质土壤.2)采用翻耕法对土壤进行改良时，由于土壤表层的有机质及一些油脂类斥水性物质被深埋土壤，使其均匀分散于土壤中，从而得到有效分解，故建议每次对土壤的翻耕深度不小于20cm，如果进行更深层的翻耕处理效果更佳.3)文中只研究了翻耕法对黏性土壤和砂质土壤进行改良的效果分析，翻耕法对于其他土壤的改良效果如何，还有待后续进一步研究.而且文中的研究只进行了1年的时间，对于长期进行间歇性的翻耕改良，对土壤的斥水性有何影响，也有待进一步研究.