李慧，代新俊，高志強

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夏閑期耕作對黃土高原旱地麥田土壤水穩(wěn)性團聚體穩(wěn)定性的影響

李慧，代新俊，高志強

（山西農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院，山西太谷 030801）

【目的】研究不同夏閑期耕作方式對黃土高原旱地麥田土壤水穩(wěn)性團聚體穩(wěn)定性的影響，為改善旱地土壤結(jié)構(gòu)、提高糧食產(chǎn)量提供依據(jù)?！痉椒ā坑?013—2017年在山西省聞喜縣邱家?guī)X村開展免耕—免耕—免耕—免耕（4aNT）、深翻—深翻—深翻—深松（3aPT-ST）、深松—深松—深松—深翻（3aST-PT）和深松/深翻（4aST/PT）輪耕4種耕作處理，測定了平均重量直徑（）、幾何平均直徑（）、穩(wěn)定率（）、破壞率（）、分形維數(shù)（）、峰凸系數(shù)（C）和偏倚系數(shù)（C）等水穩(wěn)性團聚體穩(wěn)定性指標(biāo)?！窘Y(jié)果】4年輪耕處理結(jié)果表明，深松/深翻輪耕能夠有效提高土壤有機質(zhì)含量和旱地麥田產(chǎn)量。深松/深翻輪耕0—50 cm土層＞0.25 mm水穩(wěn)性團聚體含量分別比連續(xù)免耕、深翻—深翻—深翻—深松和深松—深松—深松—深翻高40.4%—45.5%、61.8%—98.0%和39.4%—106.1%，且深松/深翻輪耕處理下的、、和C均顯著高于其他耕作處理，而、和C均顯著低于其他耕作處理（＜0.05）。各參數(shù)之間的相關(guān)分析結(jié)果顯示，、、和C之間相互呈極顯著正相關(guān)，且均與、和C呈極顯著負(fù)相關(guān)（＜0.01）?！窘Y(jié)論】夏閑期耕作會顯著影響土壤水穩(wěn)性團聚體的穩(wěn)定性，而夏閑期深松/深翻輪耕處理能提高耕層水穩(wěn)定性團聚體含量與穩(wěn)定性，更好的改善旱地土壤結(jié)構(gòu)，提高產(chǎn)量。

夏閑期耕作；旱地麥田；水穩(wěn)性團聚體；穩(wěn)定性指標(biāo)；土壤結(jié)構(gòu)

0 引言

【研究意義】土壤團聚體作為土壤養(yǎng)分的貯存庫，是影響土壤肥力質(zhì)量的重要因素之一[1]。而不同的耕作方式可以通過人為和農(nóng)機具對土壤的擾動直接改變耕層土壤粒徑空間分布，是影響耕地土壤團聚體穩(wěn)定性的主要因素[2]。近年來，黃土高原旱區(qū)逐漸興起夏閑期免耕、夏閑期深松等耕作技術(shù)，與普遍采用的深翻技術(shù)相比，對土壤的擾動有著明顯的區(qū)別[3-4]，因此研究不同夏閑期耕作方式下的土壤團聚體情況，對評價和選擇合理的耕作措施有重要意義。另外，為了比較不同夏閑期耕作下土壤團聚體特性，選取能夠準(zhǔn)確反映團聚體穩(wěn)定性的測定指標(biāo)也具有重要的意義?！厩叭搜芯窟M展】不同粒徑團聚體的數(shù)量分布和空間排列方式影響土壤生物活動，決定了土壤的孔隙分布情況[5]。同時，土壤水穩(wěn)性團聚體的數(shù)量和分布也反映了土壤結(jié)構(gòu)的抗蝕能力和穩(wěn)定性[6]。目前，大多數(shù)學(xué)者對衡量土壤水穩(wěn)定團聚體穩(wěn)定性指標(biāo)多選擇幾何平均直徑（）[2, 7-8]、平均重量直徑（）[2, 7, 9]、穩(wěn)定率（）[7]、破壞率（）[2]和分形維數(shù)（）[2, 10-12]，這些指標(biāo)一定程度上體現(xiàn)了團聚體的穩(wěn)定性。也有學(xué)者用矩法獲得的統(tǒng)計特征參數(shù)來評價土壤團聚體的組成[9, 13]。【本研究切入點】近年來，有學(xué)者提出夏閑期深松和深翻的農(nóng)作技術(shù)，結(jié)果表明夏閑期深松或深翻具有蓄水保墑的能力，進而使晉南旱地冬小麥達到增產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)的效果[14]。但是關(guān)于夏閑期耕作措施對旱地麥田土壤團聚體特征的研究較少。同時，連年單一的耕作方式不利于改善土壤結(jié)構(gòu)[15]。因此本試驗在前3年原有耕作試驗條件下，設(shè)置了深翻和深松不同輪耕措施，對不同夏閑期耕作下＞0.25 mm土壤的水穩(wěn)性團聚體的穩(wěn)定性和分布特征的差異進行分析?！緮M解決的關(guān)鍵問題】研究不同夏閑期耕作對土壤水穩(wěn)性團聚體穩(wěn)定性的影響，為全面、正確評價黃土高原旱地麥田土壤團聚體提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗地基本情況

試驗地位于山西省運城市聞喜縣桐城鎮(zhèn)邱家?guī)X村(111°28′E，35°35′N），該基地地處黃土高原，屬典型暖溫帶大陸性季風(fēng)氣候，十年九旱，年均降水量490 mm，年均蒸發(fā)量1 838.9 mm，其中 60%左右降水集中在7—9月，年均氣溫12.6℃，最冷的1月份平均氣溫可達到3.2℃，最熱的7月份平均氣溫26.5℃，年均日照時數(shù)2 242.0 h，全年無霜期185 d。該區(qū)屬丘陵旱地，土壤質(zhì)地為黏壤土至粉砂質(zhì)黏壤土，呈強石灰性。

1.2 試驗設(shè)計

試驗于2013年6月開始，在2013年6月至2016年6月已進行了為期3年的冬小麥夏閑期耕作試驗，本研究于2016年7月進行第4年的休閑期耕作試驗，供試品種為運旱618。采用隨機區(qū)組試驗，共設(shè)置了4個耕作處理：（1）免耕—免耕—免耕—免耕（4aNT）：連續(xù)4年休閑期免耕；（2）深翻—深翻—深翻—深松（3aPT-ST）：前3年休閑期深翻，第4年休閑期深松；（3）深松—深翻—深松—深翻（4aST/PT）：4年進行休閑期深松和深翻輪耕；（4）深松—深松—深松—深翻（3aST-PT）：前3年休閑期深松，第4年休閑期深翻。

所有耕作處理均前茬小麥?zhǔn)斋@時留高茬20—30 cm，秸稈打碎后覆蓋于地表。其中深翻是在7月中旬施有機肥1 500 kg·hm-2，有機肥與粉碎的秸稈采用深耕施肥一體機一并施入土壤，耕深25—30 cm；深松是將施入的有機肥采用深松施肥一體機施入土壤，耕深35—40 cm；免耕是指休閑期不進行任何耕作處理。所有耕作處理在休閑期耕作后均在8月底進行旋耕和耙磨，播前基施N為150 kg·hm-2，P2O5為150 kg·hm-2，K2O為150 kg·hm-2。整個生育期無灌溉條件。每個耕作處理設(shè)3次重復(fù)，共12個小區(qū)，小區(qū)面積5 m×60 m=300 m2。采用膜際條播，生育期視實際情況進行人工和除草劑控制雜草。

1.3 測定項目與方法

1.3.1 土壤樣品取樣方法

第3年小麥?zhǔn)斋@后，第4年休閑期耕作開始之前進行取樣（2016年7月24日），于第4年收獲前進行成熟期取樣（2017年6月2日）。在每個小區(qū)布置3個采樣點，分0—10、10—20、20—30、30—40和40—50 cm 5個土層，將采集的土樣混合，同時避免對土樣的過分?jǐn)_動，以免破壞團聚體結(jié)構(gòu)。

1.3.2 測定方法

1.3.2.1 土壤水穩(wěn)性團聚體粒級分布 一般＞0.25 mm的團聚體為土壤團粒結(jié)構(gòu)體，是土壤中最好的結(jié)構(gòu)體，其數(shù)量與土壤肥力質(zhì)量呈正相關(guān)[16]。采用“NYT 1121.19—2008土壤檢測第19部分：土壤水穩(wěn)性大團聚體組成的測定”方法，先將250 g風(fēng)干土放入孔徑依次為10、7、5、3、2、1、0.5、0.25 mm的套篩，底層放底盒，利用機械力分散收集各孔徑的力穩(wěn)定性團聚體，計算得到土壤粒徑＞0.25 mm的力穩(wěn)定性團聚體含量0.25，再按比例將各孔徑的力穩(wěn)定團聚體配成50 g，將這50 g（0）風(fēng)干土利用水力分散通過套篩（孔徑依次為5、3、2、1、0.5和0.25 mm），然后將每層套篩上存留的土粒分級洗入鋁盒并烘干稱重m，通過計算得到土壤粒徑＞0.25 mm的水穩(wěn)性團聚體含量0.25。

1.3.2.2 土壤水穩(wěn)性團聚體的平均重量直徑（）和幾何平均直徑（）計算公式[17]如下：

1.3.2.3 土壤水穩(wěn)性團聚體的分形維數(shù)（）利用Katz等[17]的公式表示：

1.3.2.4 土壤水穩(wěn)性團聚體的穩(wěn)定率（）和破壞率（）的計算公式[18]如下：

1.3.2.5 土壤水穩(wěn)性團聚體的特征值參數(shù)參考祁迎春等[9]的方法，利用矩法統(tǒng)計土壤水穩(wěn)性團聚體的特征參數(shù)值：

標(biāo)準(zhǔn)差σ：

偏倚系數(shù)（C）：

峰凸系數(shù)（C）：

1.4 數(shù)據(jù)處理與分析

本文采用Sigma-Plot 12.0 進行作圖，用SPSS 16.0軟件處理數(shù)據(jù)，利用Ducan方法和Pearson方法進行試驗數(shù)據(jù)的統(tǒng)計分析，將顯著性水平設(shè)定為=0.05。

2 結(jié)果

2.1 不同耕作處理對旱地小麥產(chǎn)量的影響

試驗從2013年開始，分析2013—2017年的產(chǎn)量變化（表1），結(jié)果顯示，在2013—2014年休閑期深翻或深松較免耕均能顯著提高旱地小麥的產(chǎn)量（＜0.05），但深翻和深松處理間無顯著差異。而在2014—2015年，連續(xù)兩年深松的產(chǎn)量顯著高于其他處理。但從第3年開始，深松/深翻輪耕對旱地麥田的增產(chǎn)效果明顯提高，在2015—2017兩年間，深松/深翻輪耕處理下的產(chǎn)量均達到顯著最高。

表1 不同耕作處理對旱地小麥產(chǎn)量的影響

表中同列不同小寫字母表示0.05水平差異顯著。下同

Tables with the same small letter within a column are not significant difference at the 0.05 level. The same as below

2.2 不同耕作處理對水穩(wěn)性團聚體質(zhì)量分布的影響

在濕篩過程中，＞5 mm粒徑的力穩(wěn)定性團聚體在水流沖力下分散不存在，而1—5 mm粒徑水穩(wěn)定性團聚體含量也較少，整體上呈隨土層深度的增加而降低的趨勢（圖1）。休閑期3aST-PT處理0—10 cm和10—20 cm土層1—5 mm粒徑的水穩(wěn)定性團聚體分別比3aNT、3aPT-ST和4aST/PT 高15.50%、47.52%、26.27%和17.09%、55.68%、29.25%，而在30—40 cm和40—50 cm土層，4aST/PT處理分別比3aNT、3aPT-ST和3aST-PT高38.00%、13.11%、64.29%和42.22%、14.29%、72.97%。對0.25—1 mm粒徑的水穩(wěn)性團聚體分析發(fā)現(xiàn)，休閑期4aST/PT輪耕處理在0—50 cm土層的含量均顯著（＜0.05）高于3aST-PT、3aPT-ST 和3aNT。經(jīng)過一個生育期的土壤自然沉降，對成熟期不同輪耕模式進行分析，4aST/PT處理0—50 cm土層1—5 mm和0.25—1 mm粒徑的水穩(wěn)定性團聚體顯著（＜0.05）高于4aNT、3aPT-ST和3aST-PT。

FS：指休閑期，MS：指成熟期。下同 FS: Fallow stage, MS: Maturity stage. The same as below

2.3 不同耕作處理對土壤水穩(wěn)定性團聚體MWD和GMD的影響

水穩(wěn)性團聚體的和反映了團聚體粒徑分布的總體狀況，其值越大表示團聚體的團聚度和穩(wěn)定性越強。表2顯示，休閑期，4aST/PT處理0—10 cm土層的分別顯著高于4aNT、3aPT-ST和3aST-PT 處理5.1%、7.8%和3.8%（＜0.05），3aST-PT和4aST/PT處理10—20 cm土層顯著高于4aNT和3aPT-ST（＜0.05），4aST/PT處理20—50 cm土層也顯著高于4aNT、3aPT-ST和3aST-PT處理（＜0.05）。不同耕作方式下水穩(wěn)性團聚體的在耕作前呈相似規(guī)律（表2），4aST/PT處理0—50 cm土層的顯著高4aNT 、3aPT-ST和3aST-PT 處理（＜0.05）。經(jīng)過一個生育時期的穩(wěn)定，成熟期土壤的和回升，4aST/PT處理0—10 cm、20—50 cm土層的顯著高于其他3個處理（＜0.05），4aST/PT處理20—50 cm土層的也均顯著高于其他3個處理（＜0.05）。

2.4 不同耕作處理對土壤水穩(wěn)性團聚體WASR和PAD的影響

由表3可以看出，休閑期0—50 cm土層4aNT、3aPT-ST和3aST-PT處理下的均顯著高于4aST/PT處理（＜0.05），而4aST/PT處理下的顯著高于其他3個耕作處理（＜0.05）。成熟期0—50 cm土層4aNT、3aPT-ST和 3aST-PT處理下的也均顯著高于4aST/PT處理（＜0.05），4aST/PT處理下的顯著高于其他3個耕作處理（＜0.05）。在土壤剖面變化上，4aNT、4aST/PT和3aST-PT處理的均呈先降低后增加的趨勢，在10—20 cm土層達最低，而呈先增加后降低的趨勢，在10—20 cm土層達最高。另外，耕作前3aPT-ST處理和在0—50 cm土層波動較大，而在成熟期隨土層的增加而增加，隨土層的增加而降低。

表2 不同耕作方式下土壤水穩(wěn)性團聚體的MWD和GMD（mm）

指水穩(wěn)性團聚體的平均重量直徑；指水穩(wěn)性團聚體的幾何平均直徑。下同

: Mean weight diameter;: Geometric mean diameter. The same as below

2.5 不同耕作處理對土壤水穩(wěn)定團聚體D值的影響

分析不同耕作方式下土壤水穩(wěn)性團聚體分形維數(shù)在0—50 cm剖面的分布（圖2），隨土層深度的增加而增加。休閑期0—50 cm土層值4aNT、3aPT-ST和3aST-PT處理分別顯著高于4aST/PT處理3.4%—4.8%、6.5%—9.1%和4.0%—6.5%（＜0.05）。經(jīng)過一個生育期的土壤沉降，土壤值降低并穩(wěn)定。但第4年的耕作對值的影響不大，仍表現(xiàn)為耕作前的大致規(guī)律，4aNT、3aPT-ST和3aST-PT處理值均顯著高于4aST/PT處理（＜0.05）。

2.6 不同耕作處理對土壤水穩(wěn)性團聚體特征參數(shù)的影響

表4顯示，4aNT、3aPT-ST和3aST-PT處理休閑期0—50 cm土層C分別顯著高于4aST/PT處理54.7%—67.5%、105.0%—174.2%和58.4%—145.6%（＜0.05），且C值均＜0。各耕作處理C和C在成熟期的規(guī)律與休閑期一樣，但相比休閑期3aST-PT的C呈降低的趨勢，C呈增加的趨勢，而3aPT-ST處理的C呈增加的趨勢，C有所降低。從土壤剖面變化上看（表4），C在各耕作處理下均呈隨土壤深度的增加而降低的趨勢，C呈隨土壤深度的增加而增加的趨勢。

2.7 土壤水穩(wěn)性團聚體穩(wěn)定性指標(biāo)的關(guān)系

分析土壤水穩(wěn)性團聚各參數(shù)之間的相關(guān)系數(shù)（表5），其中，、、和C之間相互呈極顯著正相關(guān)，均與、和C呈顯著負(fù)相關(guān)，而、和C之間呈極顯著正相關(guān)關(guān)系（＜0.01）。說明團聚體的穩(wěn)定性越大，越大，導(dǎo)致團聚體的和越小，但是團聚體的分布越不集中。

2.8 不同耕作方式對0—50 cm土層有機質(zhì)含量的影響

土壤有機質(zhì)含量呈隨土壤深度的增加而逐漸降低的趨勢，土壤表層0—10 cm有機質(zhì)含量顯著高于下層土壤（表6）。休閑期結(jié)果顯示，0—50 cm土層4aST/PT土壤有機質(zhì)含量在數(shù)值上均高于4aNT、3aPT-ST和3aST-PT處理，尤其在40—50 cm土層差異顯著。在成熟期，除連年免耕0—10 cm土層外，其他處理在0—50 cm土層有機質(zhì)含量較播前均有所提高。主要是因為在旱地麥田，土壤表層的有機物質(zhì)隨水分流失嚴(yán)重，無法深入土壤中。同時，4aST/PT處理有機質(zhì)含量顯著高于其他3個耕作處理。可見，深翻/深松輪耕能夠促進0—50 cm土層有機質(zhì)含量的增加。

表3 不同耕作方式下土壤水穩(wěn)性團聚體的WSAR和PAD

指土壤團聚體破壞率，值土壤團聚體穩(wěn)定率: Destruction rate;: Aggregate stability rate

圖2 不同耕作方式土壤水穩(wěn)性團聚體的分形維數(shù)

3 討論

耕作前土壤水穩(wěn)性團聚體分布結(jié)果顯示，連續(xù)深松處理增加0—20 cm表層1—5 mm水穩(wěn)性團聚體含量，深松/深翻輪耕增加30—50 cm土層1—5 mm水穩(wěn)性團聚體含量。因為耕作強度是影響土壤水穩(wěn)定性團聚體的主要因素之一，同時一定的機械活動也加速了有機物質(zhì)和微生物的移動，增加土壤膠結(jié)大團聚體的能力[7,13]。深松/深翻輪耕相比連年深翻減少了對0—50 cm土層的機械擾動，尤其連年深松降低了0—20 cm土層的擾動，降低團粒的破碎率，而連年深翻過度破碎土壤，使土壤有機質(zhì)礦化加速，不利于水穩(wěn)性大團聚體的形成[10]。成熟期的分布結(jié)果表明，雖然連年深松后深翻機械活動小于深松/深翻輪耕，但是連年深松土壤形成一個較穩(wěn)定的有機質(zhì)環(huán)境和土壤膠結(jié)剖面，再經(jīng)過深翻之后，這種穩(wěn)定被打破不利于水穩(wěn)性大團聚體的形成[19]。

土壤水穩(wěn)定性團聚體的穩(wěn)定率（）和破壞率（）表示土壤團聚體在水蝕作用下的分散度，土壤水穩(wěn)定性團聚體的穩(wěn)定性越高，值越大，值越小[13, 18]。而分形維數(shù)也能反映土壤結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，值越大說明土壤質(zhì)地越細，反之值越小說明土壤團聚結(jié)構(gòu)越穩(wěn)定[20]。本試驗結(jié)果表明，深松/深翻輪耕相比其他處理增加了0—50 cm土層的平均重量直徑（）、幾何平均直徑（）和水穩(wěn)性團聚體穩(wěn)定率（），而降低了土壤水穩(wěn)性團聚體破壞率（）和分形維數(shù)（），這與王麗等[21]試驗結(jié)果相同。然而也有研究表明，連續(xù)免耕等保護性措施可以有效提高土壤的和[10]，且程科等[7]試驗結(jié)果也表明，免耕和深松的保護性耕作措施會減少團粒的破碎，可以降低土壤團聚體值，這與本研究結(jié)果相悖，即深松/深翻輪耕土壤值最低。因為本試驗為雨養(yǎng)旱地，連續(xù)免耕不利于旱地麥田土壤的蓄水保墑，而耕層土壤缺乏水分就會導(dǎo)致土壤易松散，致使土壤團聚體在水蝕作用下的分散度增加，所以土壤水穩(wěn)定性團聚體的穩(wěn)定性低[22]。另外土壤有機質(zhì)是膠結(jié)土壤小顆粒團聚體的重要因素，連年免耕導(dǎo)致土壤緊實度增加，土壤秸稈等有機物質(zhì)聚集在土壤表層而無法有效進入土壤，而深松/深翻輪耕處理下的土壤有機質(zhì)顯著提高，所以免耕處理不如輪耕可以有效增加土壤團聚度和穩(wěn)定性[4, 16]。

表4 不同耕作方式下土壤水穩(wěn)性團聚體的特征參數(shù)值

C指偏倚系數(shù)；C指峰凸系數(shù)C: Bias coefficient;C: Peak convex coefficient

表5 土壤水穩(wěn)性團聚體各參數(shù)之間的相關(guān)性

**、*分別表示在0.01、0.05水平（雙側(cè)）上顯著相關(guān)

**and* indicated that the correlation is significant at the 0.01 and 0.05 levels (2-tailed), respectively

表6 不同耕作方式下0-50 cm土層有機質(zhì)含量

另外矩法也是一個嚴(yán)密的分析土壤粒徑組成特征的方法[23-24]。其中的偏倚系數(shù)（C）表示各級水穩(wěn)性團聚體頻率分布的對稱性，即反映大于平均直徑和小于平均直徑的水穩(wěn)性團聚體是否對稱平衡，正偏分布代表大于平均直徑的水穩(wěn)性團聚體含量多于小于平均直徑，負(fù)偏分布代表后者多于前者。峰凸系數(shù)（C）表示各級水穩(wěn)性團聚體頻率分布峰態(tài)狀況，即各級團聚體分布的集中程度。當(dāng)C＞0時為分布高峰態(tài)，意味著團聚體分布組成集中，“含量占優(yōu)勢團聚體”的直徑大小范圍較窄，當(dāng)C＜0時為分布低峰態(tài)，意味著各級團聚體分布均衡，“含量占優(yōu)勢團聚體”的直徑范圍較寬。劉夢云等[2]研究了不同土地利用方式下土壤團聚狀況的特征參數(shù)值，結(jié)果表明有人為活動和農(nóng)機具使用的耕地處理，其土壤小于平均直徑團聚體含量均較多，同時隨著土壤的自然沉降作用，＜1 mm的小粒徑團聚體隨著土壤深度的加深而更加集中。本試驗結(jié)果顯示，無論哪種耕作處理土壤水穩(wěn)性團聚體在整個剖面上均表現(xiàn)為優(yōu)勢粒徑為小粒徑，且深松/深翻輪耕土壤中優(yōu)勢團聚體分布相對其他耕作處理較均衡，但是連年深翻后深松會增加優(yōu)勢團聚體的分散性，而連年深松后深翻的優(yōu)勢團聚體分布更為集中。這是因為連年深翻后深松土壤擾動降低，小粒徑團聚體沉降速度降低，而連年深松后深翻土壤擾動增加，小粒徑團聚體沉降加速集中在下部土壤。

、、、、、C和C均可以表示土壤水穩(wěn)定性團聚體的穩(wěn)定程度[11-12, 25]。有研究表明與和呈極顯著負(fù)相關(guān)，和呈極顯著正相關(guān)，這與本試驗結(jié)果類似[8, 26]。但是劉夢云等[2]研究結(jié)果表明，、與C呈極顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系，而本研究結(jié)果表明，、和C之間呈極顯著正相關(guān)關(guān)系，即團聚體的穩(wěn)定性越大，和值越小，但是團聚體的分布越不集中。因為本研究均為耕地，耕作后土壤團聚作用減弱，導(dǎo)致小粒徑團聚體下沉分散而不集中。

4 結(jié)論

無論在哪種耕作處理下，土壤水穩(wěn)性團聚體在旱地麥田0—50 cm土壤剖面上均表現(xiàn)為優(yōu)勢粒徑為＜1 mm的小粒徑，但是深松/深翻輪耕處理相對于其他耕作處理更有利于＞1 mm粒徑土壤水穩(wěn)性團聚體的形成，可以有效增加土壤水穩(wěn)性團聚體的團聚度和穩(wěn)定性。試驗結(jié)果也表征了深松/深翻輪耕具有更長效的增產(chǎn)作用。但是，土壤水穩(wěn)定性團聚體穩(wěn)定性好壞是一個綜合評價的結(jié)果，不同的試驗地點和處理均會影響其穩(wěn)定性。本文只是對黃土高原旱地麥區(qū)夏閑期耕作試驗實施4年后的結(jié)果進行分析，要研究不同耕作方式對土壤水穩(wěn)性團聚體的影響，還需要進行多地域長期的試驗。

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（責(zé)任編輯 李云霞）

Stability Characteristics of Soil Water-stable Aggregates under Different Tillage Treatments in Summer Fallow on the Loess Plateau

LI Hui, DAI XinJun, GAO ZhiQiang

(College of Agriculture, Shanxi Agricultural University, Taigu 030801, Shanxi)

【Objective】The paper studied the effects of different tillage treatments in summer fallow on the stability characteristics of soil water-stable aggregates in the Loess Plateau.【Method】The 4 rotational tillage experiments, including 4aNT (no-tillage in four experimental years), 3aPT-ST (deep plow in three years, followed subsoiling in fourth year), 3aST-PT (subsoiling in three years, followed deep plow in fourth year), and 4aST/PT (subsoiling in first year, deep plow in second year, again subsoiling followed by alternating the next year), were conducted in dryland wheat fields of Qiujialing Village in summer fallow period from 2013 to 2017. Based on the experiments, mean weight diameter (), geometric mean diameter (), aggregate stability rate (), destruction rate (), fractal dimension (), peak convex coefficient (C) and bias coefficient (C) were used to analyze and compare soil aggregates stability (＞0.25 mm).【Result】Results indicated that the treatment of 4aPT/ST improved soil organic matter content and winter wheat yield in the dry farmland, and adoption of 4aPT/ST significantly increased the soil aggregates with particles greater than 0.25 mm by 40.4%-45.5%, 61.8%-98.0% and 39.4%-106.1% than 4aNT, 3aPT-ST and 3aST-PT, respectively. In addition,,,andCof water-stable aggregates under 4aST/PT treatment was also higher than that under other three treatments, but,andCof water-stable aggregates under 4aST/PT treatment was lower than that under other treatments at 0-50 cm soil depth (＜0.05). The correlation between parameters showed that there were significant positive correlation among,,andC, while these indexes had negative correlation with,and C(＜0.01).【Conclusion】Tillage in summer fallow influenced the stability of soil water-stable aggregates, and adoption of 4aST/PT increased soil macro-aggregate content and stability and improved dry farmland soil structure and yield.

tillage in summer fallow; dry farmland wheat field; water-stable aggregates; the stability indexes; soil structure

2017-11-03；

2018-01-22

國家自然科學(xué)基金（31771727）、國家現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系建設(shè)專項（CARS-03-01-24）、作物生態(tài)與旱作栽培生理山西省重點實驗室（201705D111007）

李慧，E-mail：helen199121@126.com。

高志強，Tel：0354-6288373；E-mail：gaozhiqiang1964@126.com

10.3864/j.issn.0578-1752.2018.13.008