中国农业科学 ›› 2023, Vol. 56 ›› Issue (18): 3543-3555.doi: 10.3864/j.issn.0578-1752.2023.18.005
李荣1(), 鄢慧芳1, 张龙1, 苗芳芳1, 勉有明2, 侯贤清1(
)
收稿日期:
2023-01-13
接受日期:
2023-03-10
出版日期:
2023-09-16
发布日期:
2023-09-21
通信作者:
联系方式:
李荣,E-mail:lironge_mail@126.com。
基金资助:
LI Rong1(), YAN HuiFang1, ZHANG Long1, MIAO FangFang1, MIAN YouMing2, HOU XianQing1(
)
Received:
2023-01-13
Accepted:
2023-03-10
Published:
2023-09-16
Online:
2023-09-21
摘要:
【目的】针对宁夏南部旱地降水不足、耕层浅薄、作物产量低等问题,探讨不同耕作措施对宁南地区土壤物理性质及作物产量的影响,为合理改善旱地耕层土壤结构、选用适宜耕作措施和作物增产增效提供一定的理论支撑。【方法】以马铃薯和春小麦为供试作物,在宁南旱区开展2年(2019-2020年)大田试验,设置2种耕作方式(翻耕和深松)和4种耕作深度(20、30、40和50 cm),分别为传统翻耕深度20 cm、深翻耕30 cm、深松30 cm、深松40 cm、深松50 cm等5种不同耕作措施,以传统翻耕深度20 cm处理为对照,研究不同耕作方式结合深度措施对作物收获期土壤容重、生育期土壤紧实度与水分、生育期作物生物量、产量和水分利用效率的影响。【结果】深松50 cm处理能显著降低马铃薯季和春小麦季0—60 cm层土壤容重,平均分别较对照显著降低6.49%和6.94%。马铃薯季和春小麦季各处理生育期平均土壤紧实度均以深松50 cm处理最低,分别较对照显著降低19.32%和8.11%。深松50 cm处理对提高马铃薯和春小麦季作物各生育期0—100 cm层土壤蓄水量效果最佳,平均分别较对照显著提高13.58%和25.66%。在作物整个生育期,马铃薯季和春小麦季各生育期作物干物质累积量均以深松40 cm处理最高。马铃薯季和春小麦季不同耕作处理下作物产量、纯收益和水分利用效率均以深松40 cm处理最高,马铃薯季分别较对照显著增加15.20%、18.90%和9.10%,春小麦季分别显著增加59.24%、88.20%和28.98%。不同耕作方式结合深度对土壤蓄水量、作物生物量及产量均呈极显著影响,而土壤容重和紧实度受耕作方式影响显著。【结论】不同耕作方式结合深度措施可显著改善土壤耕层结构,提高作物生育期土壤蓄水量,进而实现马铃薯和春小麦季作物产量和水分利用效率的提高,其增产增收效果以深松40 cm处理较好,可在宁南地区马铃薯和春小麦高产高效栽培中进一步推广应用。
李荣, 鄢慧芳, 张龙, 苗芳芳, 勉有明, 侯贤清. 不同耕作措施对宁南地区土壤物理性质及作物产量的影响[J]. 中国农业科学, 2023, 56(18): 3543-3555.
LI Rong, YAN HuiFang, ZHANG Long, MIAO FangFang, MIAN YouMing, HOU XianQing. Effects of Different Tillage Practices on Soil Physical Properties and Crop Yield in the Region of Southern Ningxia[J]. Scientia Agricultura Sinica, 2023, 56(18): 3543-3555.
表1
不同耕作措施对0—60 cm层土壤容重的影响"
作物季 Crop season | 处理 Treatment | 0-20 cm | 20-40 cm | 40-60 cm |
---|---|---|---|---|
马铃薯季 Potato season | 处理前 Before treating | 1.30±0.03a | 1.37±0.04a | 1.41±0.06a |
C20 | 1.27±0.01ab | 1.35±0.00ab | 1.38±0.04a | |
C30 | 1.25±0.02b | 1.32±0.04b | 1.37±0.03a | |
S30 | 1.23±0.02b | 1.26±0.01c | 1.34±0.01b | |
S40 | 1.21±0.05bc | 1.25±0.00c | 1.32±0.02b | |
S50 | 1.20±0.05c | 1.23±0.01c | 1.31±0.01b | |
春小麦季 Spring wheat season | 处理前 Before treating | 1.32±0.03b | 1.38±0.01a | 1.42±0.05a |
C20 | 1.31±0.07a | 1.35±0.04a | 1.39±0.03a | |
C30 | 1.27±0.01a | 1.33±0.01a | 1.36±0.04a | |
S30 | 1.24±0.01c | 1.31±0.01ab | 1.33±0.04b | |
S40 | 1.21±0.03c | 1.30±0.01b | 1.32±0.01b | |
S50 | 1.20±0.02c | 1.27±0.05b | 1.30±0.08b |
表2
不同耕作措施下作物收益和水分利用效率"
作物生长季 Crop growth season | 处理 Treatment | 产量 Yield (kg·hm-2) | 水分利用效率 Water use efficiency (kg·hm-2·mm-1) | 投入 Input (yuan/hm2) | 产出 Output (yuan/hm2) | 纯收益 Net income (yuan/hm2) | 产投比 Output/Input |
---|---|---|---|---|---|---|---|
马铃薯季 Potato season | C20 | 28120.8±4409.4b | 69.50±4.3ab | 9842 | 33745.0±4409.4b | 23903.5±4409.4b | 3.4±0.2b |
C30 | 29692.9±1988.2ab | 66.47±4.6b | 10142 | 35631.5±1988.2ab | 25490.0±1988.2ab | 3.5±0.3ab | |
S30 | 29159.6±888.5ab | 72.01±5.1ab | 10142 | 34991.5±888.5ab | 24850.0±888.5ab | 3.5±0.3ab | |
S40 | 32388.1±379.1a | 76.39±8.9a | 10442 | 38865.6±379.1a | 28424.6±379.1a | 3.7±0.2a | |
S50 | 31889.8±459.5a | 72.14±10.2ab | 10742 | 38267.6±459.5a | 27526.1±459.5a | 3.6±0.6ab | |
春小麦季 Spring wheat season | C20 | 3403.9±203.2c | 58.60±3.41c | 4442 | 10209.0±203.2c | 5767.5±203.2c | 2.3±0.2b |
C30 | 3915.4±308.3b | 64.21±3.30b | 4742 | 11745.9±308.3b | 7004.4±308.3b | 2.5±0.3ab | |
S30 | 5152.8±55.9a | 75.58±5.42a | 4742 | 15458.4±55.9a | 10717.4±55.9a | 3.3±0.9a | |
S40 | 5420.4±35.8a | 72.44±6.71a | 5042 | 16260.0±35.8a | 10855.5±35.8a | 3.2±0.8a | |
S50 | 5328.9±304.5a | 70.67±6.52a | 5342 | 15986.7±304.5a | 10645.7±304.5a | 3.0±0.5a |
表3
土壤相关物理指标与作物产量的相关分析和交互分析"
作物生长季 Crop growing season | 因子 Factor | Y | X1 | X2 | X3 | X4 | |
---|---|---|---|---|---|---|---|
马铃薯季 Potato season | R | X1 | -0.991** | 1 | |||
X2 | -0.697 | 0.942* | 1 | ||||
X3 | 0.795 | -0.715 | -0.616 | 1 | |||
X4 | 0.939** | -0.825 | -0.802 | 0.748 | 1 | ||
F | T | 342.72** | 12.21* | 11.43* | 27.66** | 3282.70** | |
D | 174.63** | 46.00** | 2.09ns | 238.70** | 371.28** | ||
T×D | 127.83** | 65.63** | 3.03ns | 322.55** | 101.65** | ||
春小麦季 Spring wheat season | R | X1 | -0.894* | 1 | |||
X2 | -0.726 | 0.665 | 1 | ||||
X3 | 0.613 | -0.524 | -0.506 | 1 | |||
X4 | 0.939** | -0.504 | -0.931* | 0.611 | 1 | ||
F | T | 4595.24** | 5.18* | 4.99* | 2031.91** | 1002.61** | |
D | 623.823** | 0.75ns | 2.31ns | 559.12** | 443.25** | ||
T×D | 12.10** | 1.478ns | 4.304ns | 369.791** | 27.53** |
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