曾輝，孟自力

（商丘市農(nóng)林科學(xué)院，河南商丘 476000）

農(nóng)田管理措施直接影響土壤團(tuán)聚體的穩(wěn)定性，秸稈腐熟后作為有機(jī)物肥料施入，可增加微團(tuán)聚體的團(tuán)聚性能，促成小粒徑團(tuán)聚體相互聚合成大團(tuán)聚體，使得土壤中＞0.25 mm團(tuán)聚體含量升高[1-3]；同時(shí)，有研究表明翻耕處理的鏵式犁對(duì)農(nóng)田土壤結(jié)構(gòu)破壞性大，促使了土壤有機(jī)碳礦化，不利于水穩(wěn)性土壤團(tuán)聚體的形成，進(jìn)而影響了農(nóng)田土壤結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定[4-6]。合理的耕作和秸稈處理方式可以增加微團(tuán)聚體的團(tuán)聚性能和土壤有機(jī)碳含量，然而不合理的耕地方式導(dǎo)致土壤結(jié)構(gòu)被嚴(yán)重破壞，土壤養(yǎng)分流失，產(chǎn)量下降[7-9]。因此，研究減氮條件下不同耕作方式和施用秸稈腐熟劑處理下土壤特性變化，對(duì)認(rèn)識(shí)土壤理化性質(zhì)、改進(jìn)耕作措施和秸稈利用方式、提高土壤質(zhì)量具有重要意義。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)區(qū)概況

試驗(yàn)于2019年10月至2020年6月在河南省商丘市城鄉(xiāng)一體化示范區(qū)賈寨鎮(zhèn)保衛(wèi)村進(jìn)行。該地區(qū)屬于暖溫帶亞濕潤季風(fēng)氣候，年平均氣溫為14℃，年降水量達(dá)到700 mm。供試土壤為兩合土。試驗(yàn)區(qū)土層深度0～20 cm，全氮77.8 mg/kg，有機(jī)質(zhì)2.2 mg/kg，速效鉀93.37 mg/kg，速效磷35.31 mg/kg。

1.2 試驗(yàn)材料

供試小麥品種為‘商優(yōu)1號(hào)’；秸稈腐熟劑采用禾盛生物生產(chǎn)的HB有機(jī)物料腐熟劑，用量30 kg/hm2。

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)采用裂區(qū)設(shè)計(jì)，主區(qū)為翻耕（PT）、深松（ST）和旋耕（RT）3種耕作處理，副區(qū)為秸稈腐熟和無秸稈腐熟處理。試驗(yàn)設(shè)置3次重復(fù)，小區(qū)面積為60 m2（15 m×4 m）。于2019年10月8日播種，2020年6月6日收獲，播種量為150 kg/hm2。施肥：基肥純氮110 kg/hm2，P2O5150 kg/hm2，K2O 105 kg/hm2，起身拔節(jié)期追肥30 kg/hm2。小麥播種前具體土壤耕作處理見表1。

表1 試驗(yàn)處理

1.4 測(cè)定項(xiàng)目及方法

1.4.1取樣方法。分別于2020年的小麥?zhǔn)斋@期，S形5點(diǎn)每10 cm一層取0～100 cm土層的土壤樣品，一部分置于鋁盒中測(cè)定土壤含水量，剩余部分置于陰涼處，風(fēng)干后待用。另外于各處理每10 cm一層取0～20 cm土層的原狀土壤樣品，置于15 cm×10 cm×8 cm的飯盒中，于室內(nèi)風(fēng)干后掰成7～8 mm大小的土塊，過8 mm的篩，除去其中較大雜質(zhì)待用。

1.4.2小麥產(chǎn)量測(cè)定。分別于2020年小麥?zhǔn)斋@期測(cè)定產(chǎn)量，重復(fù)3次。小麥成熟后取各處理小麥1 m×5行，計(jì)算公頃穗數(shù)，每樣點(diǎn)隨機(jī)取30穗帶回實(shí)驗(yàn)室測(cè)其穗粒數(shù)、千粒重，計(jì)算小麥理論產(chǎn)量。

1.4.3土壤水穩(wěn)性團(tuán)聚體測(cè)定方法。采用QT-WSI021型土壤團(tuán)粒分析儀測(cè)定土壤水穩(wěn)性團(tuán)聚體。稱取處理好的土樣約50 g，置于孔徑自上而下為2、1、0.5、0.25和0.106 mm的套篩上，浸泡蒸餾水5 min，然后以40 r/min的速度振蕩10 min。最后將各篩上滯留的土粒分別沖洗至鋁盒中，于烘箱中105℃烘干至恒重后稱重。試驗(yàn)時(shí)各處理均重復(fù)4次，分別計(jì)算＞0.25 mm的土壤大團(tuán)聚體含量（R0.25）、幾何平均直徑（GMD）和平均質(zhì)量直徑（MWD）。

1.4.4土壤含水量（SWC）測(cè)定。采用烘干稱重法。

1.4.5土壤有機(jī)碳含量（SOC）測(cè)定。采用重鉻酸鉀外加熱氧化法。

1.5 數(shù)據(jù)分析方法

采用Excel進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。

2 結(jié)果與分析

2.1 耕作方式與秸稈腐熟對(duì)土壤團(tuán)聚體的影響

由表2可以看出，小麥?zhǔn)斋@期各處理的R＞0.25 mm大團(tuán)聚體質(zhì)量百分比差異不顯著。各處理在0～10 cm和10～20 cm土層的R＞0.25 mm大團(tuán)聚體質(zhì)量百分比差異不顯著，且各處理的變化規(guī)律表現(xiàn)一致，表現(xiàn)為深松秸稈腐熟處理（STF）顯著高于其他處理，翻耕處理顯著低于其他處理。翻耕處理的土壤在0～20 cm土層MWD值差異不顯著，深松和旋耕處理的MWD隨著土層深度增加呈減小趨勢(shì)；秸稈腐熟處理下0～20 cm土層中，深松處理MWD顯著高于其他處理，翻耕處理的MWD顯著低于深松和旋耕處理；各耕作處理的MWD差異不顯著，同時(shí)秸稈腐熟因素對(duì)MWD影響不顯著。GMD的變化趨勢(shì)與MWD的變化趨勢(shì)相似。

2.2 耕作方式與秸稈腐熟對(duì)土壤有機(jī)碳的影響

由表2可以看出，翻耕處理0～10 cm與10～20 cm表層土壤SOC差異?。簧钏珊托魈幚碓?0～20 cm土層SOC顯著低于0～10 cm土層。秸稈腐熟顯著提高了SOC；在10～20 cm土層內(nèi)，翻耕和深松處理的SOC相近；旋耕處理顯著低于其他處理。在0～20 cm土層內(nèi)SOC與＞0.25 mm大團(tuán)聚體質(zhì)量MWD百分比、MWD、GMD均呈現(xiàn)顯著正相關(guān)的關(guān)系（P＜0.001）。SOC越高，大團(tuán)聚體含量、MWD和GMD值越大，土壤結(jié)構(gòu)越穩(wěn)定。

2.3 耕作措施與秸稈腐熟對(duì)土壤水分的影響

隨著土層的加深，SWC表現(xiàn)為先降低然后逐漸升高，在30 cm土層附近達(dá)到最低值。在0～30 cm土層內(nèi)，各處理的SWC差異顯著，主要表現(xiàn)為旋耕處理最高，翻耕處理最低，秸稈腐熟處理顯著高于無秸稈腐熟，深耕腐熟處理在0～10 cm土層內(nèi)的SWC最高。

2.4 耕作措施與秸稈腐熟對(duì)小麥產(chǎn)量的影響

由表2可以看出，深松腐熟處理的小麥產(chǎn)量平均值達(dá)到9.20 t/hm2，高于其他處理，旋耕無腐熟處理的小麥產(chǎn)量為7.80 t/hm2，顯著低于其他處理，比深松腐熟處理降低了15.22%。翻耕秸稈腐熟處理和翻耕無秸稈腐熟處理的小麥產(chǎn)量分別為8.70、8.35 t/hm2，小麥產(chǎn)量秸稈腐熟處理較無秸稈腐熟處理平均提高了4.19%。

表2 不同處理的土壤成分和小麥產(chǎn)量

3 結(jié)論

耕作措施與秸稈還田通過影響土壤團(tuán)聚體的穩(wěn)定性，深松和旋耕處理表層土壤的MWD和GMD顯著高于翻耕處理，有利于雨水的下滲和不利于徑流的發(fā)生，同時(shí)防止風(fēng)蝕的發(fā)生，翻耕處理使?jié)駶櫟耐寥婪酵寥辣砻?，不利于土壤水分保護(hù)，因此深松和旋耕處理的土壤含水量顯著高于翻耕，同時(shí)秸稈還田能防止土壤水分散失，導(dǎo)致深松和旋耕秸稈還田處理的土壤含水量較高。另外深松和秸稈還田顯著增加了土壤有機(jī)碳含量，而旋耕處理降低了土壤有機(jī)碳含量。土壤水分和土壤有機(jī)碳最后影響作物產(chǎn)量，小麥產(chǎn)量表現(xiàn)為深松秸桿還田處理較高，而旋耕無秸稈還田處理的小麥產(chǎn)量均較低。因此，深松秸稈還田處理是商丘地區(qū)提高作物產(chǎn)量的農(nóng)田耕作管理方式。