轮耕模式对黄淮海冬小麦-夏玉米两熟区农田土壤改良效应

摘要：

[目的]针对黄淮海地区长期采用单一土壤旋耕作业存在的弊端,研究由秸秆覆盖深松、秸秆还田旋耕和秸秆还田深耕组成的不同轮耕模式对黄淮海两熟区农田的土壤改良效应.[方法]连续6年定位实施5种轮耕模式:连年旋耕(CRT,CK)、连年深松(CST)、连年深耕(CDT)、深耕/旋耕(DT/RT)和深耕/旋耕/旋耕(DT/RT/RT),研究各轮耕模式对冬小麦-夏玉米农田土壤三相比R值、土壤有机碳储量、全氮储量、土壤酶活性、土壤呼吸速率和作物经济效益的影响.[结果]轮耕模式、耕层深度、年份对土壤三相比R值、土壤有机碳储量、全氮储量和酶活性存在显著或极显著影响.与连年旋耕相比,连年深松模式有利于表层土壤有机碳储量、氮储量、土壤脲酶和蔗糖酶活性的积累,而连年深耕、深耕/旋耕和深耕/旋耕/旋耕轮耕模式有利于增加10-40 cm土层的有机碳储量、氮储量、土壤脲酶和蔗糖酶活性,促进土壤营养均匀分布.随着轮耕年限的增加,0-40 cm土层的R值呈整体降低趋势,而土壤有机碳储量、全氮储量呈整体增加趋势,其中深耕/旋耕和深耕/旋耕/旋耕轮耕模式表现更为明显.与试验开展前相比,秸秆全量还田下的连年旋耕、连年深松、连年深耕、深耕/旋耕和深耕/旋耕/旋耕模式在0-40 cm土层的R值分别降低20.8％、33.1％、29.5％、29.7％和30.7％,有机碳储量分别增加6.4％、14.5％、16.0％、20.6％和23.8％,全氮储量分别增加3.1％、11.1％、11.6％、13.3％和15.7％.轮耕模式对土壤呼吸速率存在极显著影响,与连年旋耕相比,连年深松、连年深耕、深耕/旋耕和深耕/旋耕/旋耕模式冬小麦季的土壤呼吸速率分别提高20.7％、19.3％、13.7％和9.2％,夏玉米季分别提高19.1％、18.1％、15.2％和10.4％.但与连年深耕相比,深耕/旋耕和深耕/旋耕/旋耕模式冬小麦季的土壤呼吸速率分别显著降低5.9％和9.6％,夏玉米季分别降低3.3％和7.3％.其中,深耕/旋耕/旋耕模式冬小麦季的土壤呼吸速率比深耕/旋耕降低4.1％,夏玉米季降低4.3％.轮耕模式、年份及其交互对作物产量和经济效益存在极显著影响.对5种轮耕模式6年的作物周年产量和经济效益综合分析,以深耕/旋耕模式最高,但与深耕/旋耕/旋耕模式的作物产量和经济效益差异均不显著.深耕/旋耕/旋耕、深耕/旋耕、连年深耕和连年深松的周年产量比连年旋耕分别增加18.9％、21.4％、12.9％和15.7％,其经济效益比连年旋耕分别增加31.9％、36.2％、20.3％和25.4％.[结论]深耕/旋耕/旋耕轮耕模式能够改善耕层结构,增加土壤耕层碳氮储量和根区酶活性,且显著降低农田碳排放量,增产增收效果明显,为黄淮海地区冬小麦-夏玉米两熟制农田适宜的轮耕模式,其次是深耕/旋耕轮耕模式.

关键词：三相比R值、土壤有机碳、土壤全氮储量、土壤酶活性、土壤呼吸、经济效益

所属期刊栏目：50

分类号：S51;S34

资助基金：国家重点研发计划项目2016YFD0300106;国家公益性行业农业科研专项201503117;国家现代玉米产业技术体系CARS-02-19

在线出版日期：2017-11-07（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共16页

页码：2150-2165