劉鴻雁，龐玉艷，王華澤，張沖

（吉林省農(nóng)業(yè)機(jī)械研究院，吉林長春 130022）

北方旱作農(nóng)區(qū)連續(xù)多年單一的耕作方式，使土壤存在耕層變淺、容重增大、持水保肥能力減弱、抗逆緩沖能力變差等問題。采用不同的秸稈還田模式，對(duì)農(nóng)田實(shí)行免耕、少耕，使用作物秸稈覆蓋地表，減少風(fēng)蝕、水蝕，是提高土壤肥力和抗旱能力的先進(jìn)農(nóng)業(yè)耕作技術(shù)。該技術(shù)也被稱為保護(hù)性耕作技術(shù)。不同的作物秸稈還田模式，會(huì)對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)帶來不同的影響。尤其是秸稈產(chǎn)量較高的玉米，全量還田時(shí)會(huì)帶來一些相應(yīng)的問題。為此，本文針對(duì)吉林省農(nóng)機(jī)院不同玉米秸稈全量還田模式，對(duì)種床墑情及地溫影響的試驗(yàn)研究進(jìn)行分析。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)區(qū)概況

試驗(yàn)地位于農(nóng)安縣開安鎮(zhèn)的吉林省農(nóng)業(yè)機(jī)械研究院的試驗(yàn)基地。農(nóng)安縣位于吉林省中部，是玉米生產(chǎn)大縣，玉米播種面積約占糧食播種面積的90%。農(nóng)安縣屬溫帶大陸性氣候，年降水量507.7mm，有效積溫2800℃。自2000年以來，農(nóng)安縣旱情嚴(yán)重，春旱頻繁發(fā)生，給農(nóng)業(yè)生產(chǎn)帶來很大影響。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)采用完全隨機(jī)設(shè)計(jì)，設(shè)5個(gè)處理，大區(qū)設(shè)計(jì)，每區(qū)面積0.05hm2。處理編號(hào)設(shè)計(jì)：Ⅰ秋季混埋——秋季玉米機(jī)收后，玉米秸稈粉碎為10cm長左右，均勻拋灑在地表，耙地機(jī)秋季作業(yè)后部分秸稈混入土壤，地表秸稈覆蓋率＞30%；Ⅱ秋春混埋——秋季玉米機(jī)收后，玉米秸稈粉碎為10cm長左右，均勻拋灑在地表，耙地機(jī)秋季作業(yè)后，春季再次作業(yè)使部分秸稈混入土壤，地表秸稈覆蓋率＞30%；Ⅲ春季混埋——秋季玉米機(jī)收后，玉米秸稈粉碎為10cm長左右，均勻拋灑在地表，秋季不進(jìn)行作業(yè)，耙地機(jī)春季作業(yè)使部分秸稈混入土壤，地表秸稈覆蓋率＞30%；Ⅳ秸稈覆蓋——秋季玉米機(jī)收后，玉米秸稈粉碎為 10cm長左右，均勻拋灑在地表，秋春季不作業(yè)，地表秸稈覆蓋率約為100%；Ⅴ根茬還田——秋季玉米機(jī)收后，玉米秸稈粉碎為10cm長左右，均勻拋灑在地表，打包離田，根茬留田。春季旋耕滅茬起壟，地表秸稈覆蓋率＜10%（農(nóng)民對(duì)照）。

1.3 樣品采集與測定

數(shù)據(jù)采集時(shí)間為2019年的4月15日～5月16日，即土壤基本解凍期至播種后出苗期。每隔一天測量一次，如遇降雨，不測量。

土壤含水量采用烘干法測定。取樣時(shí)，每區(qū)分3點(diǎn)取樣，取樣深度分別為 0～10cm、10～20cm。

地溫采用地溫計(jì)進(jìn)行測量。測量時(shí)，每區(qū)分3點(diǎn)測溫，測溫深度分別為5cm、10cm、15cm、20cm。

2 結(jié)果與分析

2.1 種床墑情變化情況

2019年春季，吉林省中部春旱嚴(yán)重。處于開安鎮(zhèn)的試驗(yàn)基地在試驗(yàn)期間總降水量不足15mm，比常年同期平均減少80%左右。期間有3次降水，降水量最大一次為8.3mm，只能浸潤入地表土層3～4cm，對(duì)10cm深處土壤墑情影響較小。在溫度、風(fēng)速等條件相同的情況下，種床墑情不同主要是由秸稈還田不同模式，也即秋收后到播種前整地模式不同造成的。

由如圖1可知，Ⅳ秸稈覆蓋和Ⅰ秋季混埋含水率明顯較Ⅱ秋春混埋、Ⅲ春季混埋、Ⅴ根茬還田高，可知春季動(dòng)土作業(yè)較春季不動(dòng)土作業(yè)，對(duì)土壤墑情破壞嚴(yán)重；Ⅰ秋季混埋較Ⅱ秋春混埋、Ⅲ春季混埋含水率明顯偏高，可知同樣采用秸稈混埋還田作業(yè)模式，作業(yè)季節(jié)不同對(duì)土壤墑情影響區(qū)別很大；Ⅱ秋春混埋、Ⅲ春季混埋和Ⅴ根茬還田（當(dāng)?shù)剞r(nóng)民傳統(tǒng)種地模式）跑墑情況嚴(yán)重，可知春季種床跑墑情況與是否秸稈還田作業(yè)關(guān)系不大，主要與作業(yè)次數(shù)和作業(yè)方法有關(guān)。

由圖2可知，Ⅳ秸稈覆蓋和Ⅰ秋季混埋兩種春季作業(yè)模式含水率變化很小，在3%范圍內(nèi)波動(dòng)；Ⅱ秋春混埋、Ⅲ春季混埋和Ⅴ根茬還田春季進(jìn)行秸稈還田作業(yè)后，地表干土與地底濕土混合在一起，含水率下降明顯（對(duì)應(yīng)圖上橫坐標(biāo)4），最后由于毛細(xì)現(xiàn)象，深層水向上移動(dòng)，最終含水量穩(wěn)定在一定位置；同時(shí)，也表明在當(dāng)前旱情下，地表下20cm深處土壤墑情變化不大。

圖1 0～10cm土壤含水率

圖2 10～20cm土壤含水率

2.2 地溫變化情況

地溫測量時(shí)測量了四個(gè)深度的地溫變化情況，在分析和繪制圖表中發(fā)現(xiàn)，四個(gè)深度的地溫變化情況和平均地表變化具有高度相似性，為行文簡單和節(jié)省篇幅，本文僅通過平均地溫變化進(jìn)行探討。

由圖3可知，Ⅳ秸稈覆蓋和Ⅰ秋季混埋兩種春季不作業(yè)模式地溫變化情況一致，初期地表剛升溫時(shí)溫度稍有波動(dòng)，隨天氣轉(zhuǎn)暖升溫緩慢，與地溫平均較高的Ⅲ春季混埋約有8℃的溫差；Ⅱ秋春混埋、Ⅲ春季混埋和Ⅴ根茬還田三種春季作業(yè)模式地溫較高；在5月中旬，試驗(yàn)將結(jié)束時(shí)，不同秸稈還田耕作模式對(duì)地溫的影響漸趨消失，地溫趨于一致。

圖3 平均地溫變化圖

3 結(jié)論與討論

3.1 秋季混埋全量還田和秸稈覆蓋全量還田兩種春季不作業(yè)

秸稈還田模式有利于春季保墑；秋春混埋全量還田、春季混埋全量還田和春季旋耕起壟春季作業(yè)模式不利于春季保墑。

3.2 秋春混埋全量還田、春季混埋全量還田和春季旋耕起壟

春季作業(yè)模式有利于地溫提升，秋季混埋全量還田和秸稈覆蓋全量還田兩種春季不作業(yè)秸稈還田模式，不利于地溫提升。

3.3 同為秸稈混埋全量還田模式

秋、春季作業(yè)時(shí)間不同，土壤墑情和地溫差異很大。說明秸稈混埋全量還田對(duì)地溫、土壤墑情影響不顯著；秋、春季作業(yè)時(shí)間不同對(duì)地溫、土壤墑情影響顯著。