蘇麗麗，李亞杰，徐文修，唐江華，陳傳信，郝維維，王 娜

(1.新疆農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院， 新疆 烏魯木齊 830052； 2.伊寧縣農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心， 新疆 伊寧 835100)

耕作方式對(duì)土壤理化性狀及夏大豆產(chǎn)量的影響分析

蘇麗麗1，李亞杰1，徐文修1，唐江華1，陳傳信1，郝維維1，王 娜2

(1.新疆農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院， 新疆 烏魯木齊 830052； 2.伊寧縣農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心， 新疆 伊寧 835100)

為探討不同耕作方式對(duì)土壤理化性狀及夏大豆產(chǎn)量的影響，評(píng)價(jià)出最適宜伊犁河谷地區(qū)滴灌條件下復(fù)播大豆農(nóng)田的耕作方式，2012—2014年開展了冬小麥?zhǔn)斋@后土壤翻耕覆膜(TP)、翻耕(T)、旋耕(RT)和免耕(NT)四種不同耕作方式的復(fù)播大豆田間試驗(yàn)。結(jié)果表明，各處理土壤容重、孔隙度、含水量、養(yǎng)分和產(chǎn)量均表現(xiàn)出差異性。0～60 cm的平均容重以NT處理最大，達(dá)1.4 g·cm-3，分別比RT、T、TP處理高出2.2%、4.5%、5.3%。0～30 cm土層的土壤總孔隙度均以TP處理的最高，其平均值分別比T、NT、RT高出1.4%、3.8%、5.7%。30 cm以下各處理的土壤總孔隙度雖有減少，但差異不顯著。各處理各個(gè)生育時(shí)期土壤含水量基本均表現(xiàn)為TP>T>RT>NT。SOC、全N、全P含量表現(xiàn)為在0～20 cm土層以NT處理最高，20～40 cm土層以TP最高，T處理次之。TP和T處理顯著提高0～40 cm土層土壤速效N、速效P含量。大豆產(chǎn)量均表現(xiàn)為翻耕覆膜處理最高，分別比T、RT和NT處理高出15.2%、30.8%和31.9%。本試驗(yàn)條件下，雖然免耕能夠增加土壤養(yǎng)分含量，但翻耕覆膜措施不僅有效改善了土壤物理環(huán)境，而且更有利于提高復(fù)播大豆產(chǎn)量。

夏大豆；耕作方式；土壤容重；土壤孔隙度；土壤含水量；土壤養(yǎng)分；產(chǎn)量

土壤耕作是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的一項(xiàng)重要措施，通過不同的農(nóng)機(jī)具作用于土壤并改變土壤的理化性狀，調(diào)節(jié)土壤中水、肥、氣、熱等因子，從而達(dá)到提高作物產(chǎn)量的目的。但是不同耕作措施對(duì)土壤理化性狀及作物產(chǎn)量的影響存在較大的差異[1]。土壤容重和養(yǎng)分含量是研究土壤和作物對(duì)機(jī)械作業(yè)響應(yīng)的參數(shù)，也是衡量土壤質(zhì)量的最常用指標(biāo)。如果土壤容重過大、養(yǎng)分含量過低，會(huì)影響土壤環(huán)境的變化與作物根系在土壤中的穿插，進(jìn)而對(duì)作物的生長造成影響[2-3]，因此，合理的耕作措施對(duì)改善土壤質(zhì)量、增加作物產(chǎn)量具有重要的意義。

近年來，關(guān)于耕作方式對(duì)土壤容重和養(yǎng)分的影響進(jìn)行了大量研究[3-6]，有研究表明，免耕可提高土壤表層氮、磷、鉀含量，增加土壤容重，但下層土壤差別不大[2]。張錫洲等[7]研究認(rèn)為，長期免耕的土壤全氮、速效氮、速效磷含量隨免耕年限的增加而增加，且有在表層富集的趨勢。武際[8]等通過麥稻輪作下耕作模式對(duì)土壤理化性質(zhì)和作物產(chǎn)量影響的研究得出，免耕提高了耕層土壤容重，降低了土壤含水率。劉武仁等[9]研究表明，在0～20 cm耕層，長期免耕土壤的容重高于連年翻耕的。但也有研究認(rèn)為，由于保護(hù)性耕作中大量秸稈還田，使土壤動(dòng)物活動(dòng)頻繁，長期作用能夠改善土壤硬度，從而減小表層土壤的容重[10-12]。王改玲等[13]研究表明，與傳統(tǒng)耕作相比，保護(hù)性耕作能降低土壤容重，增加土壤孔隙度，提高土壤剖面水分含量和土壤貯水量。梁金鳳等[14]研究認(rèn)為，深松耕作相對(duì)于免耕，降低土壤容重，增大土壤含水量，產(chǎn)量無顯著性差異。前人研究保護(hù)性耕作對(duì)土壤容重影響已有的大量研究，結(jié)果存在較大差異，并且研究的作物也多集中在玉米、水稻、小麥[15-18]上，但對(duì)灌溉農(nóng)業(yè)，尤其是對(duì)新疆干旱半干旱地區(qū)滴灌條件下復(fù)種的研究鮮有報(bào)道。因此本文以伊犁河谷地區(qū)冬小麥復(fù)播夏大豆為研究對(duì)象，連續(xù)3 a開展了不同耕作方式對(duì)土壤理化性狀及夏大豆產(chǎn)量的影響研究，以期為伊犁河谷地區(qū)耕作方式的選擇提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)區(qū)概況

試驗(yàn)在新疆伊犁哈薩克自治州伊寧縣農(nóng)業(yè)科技示范園(81°33′E，43°56′N)進(jìn)行，該區(qū)年平均日照可達(dá)2 800～3 000 h，年平均氣溫8.9℃，年均降雨量257 mm。全年無霜期169～175 d。供試土壤類型為灌溉壤土，0～40 cm有機(jī)質(zhì)含量為15.83 g·kg-1，堿解氮、速效磷、速效鉀含量分別為：151.29、9.07、71.09 mg·kg-1，土壤pH值為8.4。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

于2012年7月至2014年10月連續(xù)3 a進(jìn)行麥后復(fù)播大豆田間試驗(yàn)。每年于冬小麥?zhǔn)斋@后進(jìn)行相同處理設(shè)置，設(shè)翻耕覆膜(tillage plough, TP)、翻耕(tillage, T)、旋耕(rotary tillage, RT)、免耕(no-till, NT)4個(gè)土壤耕作處理，每個(gè)處理總面積均為100 m2(4 m×25 m)，每個(gè)處理劃分為同等面積的三個(gè)小區(qū)為3次重復(fù)。各處理的具體措施如表1。

供試大豆品種均為黑河43。播種方式為30 cm等行距人工點(diǎn)播，密度52.5萬株·hm-1。免耕處理三年的小麥留茬高度均為25 cm。翻耕(覆膜)及旋耕處理均結(jié)合整地施尿素225 kg·hm-2，磷酸二胺150 kg·hm-2，免耕則在滴頭水前溝施等量的肥料。各處理均在開花期結(jié)合灌水隨水滴追施尿素150 kg·hm-2，復(fù)播大豆全生育期共灌水6～8次，共計(jì)4 500 m3·hm-2。其它田間管理措施同當(dāng)?shù)亍?/p>

表1 試驗(yàn)處理描述

1.3 樣品采集

于2014年復(fù)播大豆收獲后進(jìn)行土壤采樣。土壤深度分0～20、20～40、40～60 cm共3個(gè)層次，每小區(qū)3個(gè)重復(fù)，同一深度的3個(gè)重復(fù)樣品混合成1個(gè)樣品，帶回實(shí)驗(yàn)室自然風(fēng)干，剔除石礫及植物根系、殘茬等雜物，過0.25 mm和1 mm篩，用于土壤有機(jī)碳、全氮、全磷、全鉀、速效氮、速效磷的測定。

1.4 測定項(xiàng)目及方法

1.4.1 土壤容重、孔隙度的測定 土壤容重采用環(huán)刀法，于2014年10月復(fù)播大豆收獲后用體積為100 cm3的環(huán)刀，分0～10、10～20、20～30、30～40、40～60 cm 5個(gè)土壤層次采集原狀土樣，每個(gè)小區(qū)重復(fù)3次，密封帶回實(shí)驗(yàn)室，烘干稱質(zhì)量(105℃，24 h)，測定土壤容重。土壤密度為2.65 g·cm-3

土壤容重(g·cm-3)=烘干土樣重/環(huán)刀體積

土壤總孔隙度(%)=(1-土壤容重/土壤密度)×100

1.4.2 土壤含水量的測定 于2014年復(fù)播大豆生長期間用烘干法測定土壤含水量。自苗期開始，平均每12 d每個(gè)小區(qū)不同層次采用“S”取樣法選擇三個(gè)點(diǎn)，每個(gè)點(diǎn)用土鉆分層取土樣，深度分別為0～10、10～20、20～40、40～60、60～80、80～100 cm，每一個(gè)土樣分別放入鋁盒封蓋帶回實(shí)驗(yàn)室，稱濕重后放入105℃烘箱烘干，稱取干重，計(jì)算土壤含水量。

1.4.3 土壤有機(jī)碳、全氮、全磷、全鉀、速效氮、速效磷的測定 土壤有機(jī)碳含量的測定采用重鉻酸鉀-濃硫酸外加熱氧化法；土壤全氮含量的測定采用奈氏比色法；土壤全磷的測定采用鉬銻抗吸光光度法；土壤全鉀的測定采用火焰光度法；速效氮的測定采用堿解擴(kuò)散法；速效磷的測定采用碳酸氫鈉浸提-鉬銻抗比色法。

1.4.4 產(chǎn)量的測定 在大豆成熟期進(jìn)行各小區(qū)實(shí)收。實(shí)收前在每小區(qū)選取有代表性植株10株進(jìn)行考種，調(diào)查單株有效莢數(shù)、單株粒數(shù)、單株粒重和百粒重。

1.5 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析

采用DPS 7.05、Excel 2010和SigmaPlot 12.5軟件對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，采用單因素方差分析對(duì)不同處理的變量進(jìn)行LSD顯著性差異分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同耕作方式對(duì)土壤容重、總孔隙度的影響

土壤容重是土壤緊實(shí)度的敏感性指標(biāo)，也是表征土壤質(zhì)量的重要參數(shù)。由圖1可知，各耕作措施0～60 cm土層的土壤容重基本表現(xiàn)為NT>RT>T>TP，且0～30 cm土層各處理間差異較大，30 cm以下各處理間差異性減小。0～30 cm的平均容重以NT處理最大，達(dá)1.4 g·cm-3，比RT、T、TP各處理的分別高出2.2%、4.5%、5.3%。這可能是因?yàn)楦魈幚韺?duì)土壤作用的深度在30 cm以內(nèi)，并且本試驗(yàn)條件為滴灌，少量多次的滴灌條件使免耕土壤緊實(shí)，增加土壤容重。而30 cm以下各處理的土壤均未受到機(jī)具的擾動(dòng)，所以各處理土壤容重差異也較小。

土壤孔隙是土壤結(jié)構(gòu)中非常重要的組成部分，對(duì)土壤水氣傳導(dǎo)、根系穿扎及土壤生物活動(dòng)有重要影響[19]。由圖2可知，各處理的土壤總孔隙度與土壤容重呈現(xiàn)出相反的變化規(guī)律，均隨著土層的加深呈現(xiàn)逐漸減少的趨勢，并且各處理間基本上表現(xiàn)為：TP>T>RT>NT。0～30 cm土層的土壤總孔隙度均以TP處理的最高，其平均值分別比T、NT、RT高出1.4%、3.8%、5.7%。30 cm以下各處理的土壤總孔隙度明顯減少，且差異不顯著。由此說明，滴灌條件下土壤進(jìn)行耕翻作業(yè)可增加耕作層的土壤孔隙度，為作物根系創(chuàng)造疏松深厚的土壤環(huán)境，從而有利于土壤的氣體交換和根系的生長發(fā)育，而未實(shí)施土壤耕作措施的免耕處理的土壤孔隙度一直較小，尤其是表層土壤。

圖1不同耕作方式對(duì)土壤容重的影響

圖2 不同耕作方式對(duì)土壤總孔隙度的影響

2.2 不同耕作方式對(duì)土壤含水量的影響

不同耕作措施對(duì)土壤擾動(dòng)程度不同，進(jìn)而影響土壤的蓄水保墑能力。0～100 cm土層的土壤含水量表明(圖3)，各處理各個(gè)生育時(shí)期土壤含水量基本均表現(xiàn)為TP>T>RT>NT，說明在相同滴灌量條件下，翻耕和翻耕覆膜處理因土壤深翻，能夠疏松土壤、增大土壤的孔隙度，更易于水分入滲，從而增加土壤中的含水量，而旋耕和免耕處理使土壤容重增加、孔隙減小，土壤變得緊密堅(jiān)實(shí)，導(dǎo)致含水量降低。進(jìn)一步分析可知，在整個(gè)測量期內(nèi)，TP處理的平均土壤含水量達(dá)20.2%，分別比旋耕、免耕處理高出6.32%和9.19%，比T處理的高出4.0%。說明TP處理因地膜覆蓋，進(jìn)一步阻止土壤水分的無效蒸發(fā)，大大提高土壤含水量，且地膜下土壤水分蒸發(fā)受阻后重新返還表層土壤，同時(shí)改變了水分在土壤中縱向分配比例。這也進(jìn)一步證實(shí)土壤實(shí)施翻耕后，采用膜下滴灌技術(shù)土壤的蓄水保墑效果更加顯著。

圖3不同耕作方式對(duì)土壤含水量的影響

Fig.3 Effect of tillage method on soil water content

2.3 不同耕作方式對(duì)土壤有機(jī)碳和養(yǎng)分含量的影響

耕作方式不僅影響土壤的物理性質(zhì)，同時(shí)對(duì)土壤的有機(jī)碳和養(yǎng)分含量也產(chǎn)生一定的影響。由表2可以看出，土壤剖面0～60 cm土層SOC含量均隨土層的加深而降低，并且在同一層次處理間存在差異，尤其是實(shí)施土壤耕作的處理與免耕處理間存在顯著性差異。在0～20 cm土層，SOC含量表現(xiàn)為NT處理顯著高于RT和耕翻處理，分別比RT、TP、T處理高5.7%、7.9%、8.8%，T和TP處理差異不顯著。20～40 cm土層不同耕作措施之間的SOC含量表現(xiàn)為：TP>T>RT>NT，各處理間差異不顯著，但相對(duì)0～20 cm土層，各處理SOC均表現(xiàn)為減少趨勢，NT和RT處理分別對(duì)應(yīng)下降了36.8%和30.24%，而TP、T處理下降了22.4%和25.0%，這可能是因?yàn)榉幚砜蓪⑤^多的麥稈翻入該土層，從而使該土層的有機(jī)碳含量增加。各處理40～60 cm土層SOC含量相對(duì)上一土層明顯下降，特別是TP處理下降顯著，這可能是因?yàn)樵趶?fù)播條件下進(jìn)行覆膜使土壤溫度升高，土壤含水量增大，從而加速該層次土壤有機(jī)質(zhì)的礦化分解，從而使該土層的碳含量減少。

0～60 cm土層全N、全P含量與有機(jī)碳含量變化一致，均隨著土層的加深而降低，且在同一層次各處理間存在差異。0～20 cm土層土壤N、P含量基本均表現(xiàn)為NT>RT>TP>T，NT處理的全N含量達(dá)到3.7 g·kg-1，全P含量達(dá)到1.9 g·kg-1，分別比RT、TP、T處理高出6.1%、7.3%、9.3%和2.2%、5.1%、5.7%，20～40 cm土層土壤全N、P含量表現(xiàn)為TP>NT>RT>T，處理間差異不顯著，但較0～20 cm土層均有所下降，NT處理下降幅度大于耕翻處理。這可能是因?yàn)榉幚砜蓪⑤^多的麥稈翻入該土層，從而使該土層的有機(jī)物質(zhì)含量增加，并且地膜覆蓋后使地溫升高、含水量增加、土壤微生物的活力明顯高于裸地，有利于土壤中各種有機(jī)物和養(yǎng)分的提高。40～60 cm土層，N、P含量較上一土層均有所下降，但是處理間差異不顯著。說明耕作措施對(duì)土壤養(yǎng)分影響在40 cm土層以上。土壤全K含量在0～60 cm土層處理間差異均不顯著。說明耕作方式對(duì)土壤全K影響不顯著。

速效N、速效P含量表現(xiàn)為隨著土層的加深呈現(xiàn)逐漸減少的趨勢。0～20 cm土層速效N、速效P含量均表現(xiàn)為TP>T>RT>NT，TP處理的速效N含量達(dá)到127.0 mg·kg-1，速效P含量達(dá)到4.5 mg·kg-1，分別比T、RT、NT處理高出6.4%、14.8%、25.1%和3.9%、19.9%、39.5%，免、旋耕與TP處理間差異顯著。20～40 cm土層土壤速效N、P含量基本均表現(xiàn)為TP>T>RT>NT，免、旋耕與翻耕措施差異顯著，且較0～20 cm土層各處理均有所下降。說明翻耕覆膜可以顯著增加0～40 cm土層速效N、P含量，而免、旋耕使速效養(yǎng)分降低。40～60 cm土層速效N、P含量處理間差異不顯著。說明耕作措施對(duì)土壤速效養(yǎng)分影響表現(xiàn)在40 cm土層以上，對(duì)深層土壤影響較小。

2.4 不同耕作方式對(duì)夏大豆產(chǎn)量及產(chǎn)量相關(guān)因素的影響

由表3可以看出，耕作措施直接影響夏大豆的產(chǎn)量。連續(xù)3 a的試驗(yàn)結(jié)果表明，不同耕作措施的單株莢數(shù)、單株粒數(shù)、百粒重和產(chǎn)量均表現(xiàn)為TP>T>RT>NT。其中，翻耕處理三年平均值單株莢數(shù)比旋耕、免耕處理分別多5.0個(gè)和6.9個(gè)，單株粒數(shù)分別高10.3粒和15.2粒，百粒重分別高3.7%和9.0%，均差異顯著。三年產(chǎn)量均表現(xiàn)為耕翻處理最高，分別達(dá)到2 536.3 kg·hm-2(2012年)、2 699.3 kg·hm-2(2013年)和1 279.1 kg·hm-2(2014年)，分別比同年的RT、NT各處理高出5.8%和19.0%(2012年)、7.0%和12.0%(2013年)和22.2%和23.2%(2014年)，其中2013、2014年TP處理產(chǎn)量最高，分別比T、RT、NT處理高出7.4%、10.9%、16.1%(2013年)和15.2%、30.8%、31.9%(2014年)，2014年產(chǎn)量及百粒重出現(xiàn)大幅度的減小，這是因?yàn)樵谙拇蠖构牧Ｆ?，遭遇突然降溫氣候，造成大豆未能正常成熟從而?dǎo)致大幅減產(chǎn)。由此可以看出，翻耕增產(chǎn)通過各產(chǎn)量相關(guān)因素的提高，翻耕覆膜的增幅更大，相應(yīng)的其產(chǎn)量也最高。說明土壤耕作措施可有效地調(diào)節(jié)夏大豆產(chǎn)量構(gòu)成因素，促進(jìn)光合產(chǎn)物向子粒的轉(zhuǎn)移，從而提高產(chǎn)量，尤其是翻耕覆膜處理可以有效提高夏大豆的單株莢數(shù)和單株粒數(shù)從而提高大豆產(chǎn)量。

表2 不同耕作方式對(duì)土壤養(yǎng)分含量的影響

注：不同小寫字母表示處理在0.05水平上具有顯著性差異，下同。

Note: Different small letters indicate significant difference at the 0.05 level. The same as below.

表3 不同耕作方式對(duì)夏大豆產(chǎn)量及其相關(guān)因素的影響

3 討 論

不同的耕作措施會(huì)對(duì)土壤容重、土壤孔隙度和含水量等物理性狀產(chǎn)生不同的影響[20]。李紅、王昌全等[21-22]相關(guān)研究認(rèn)為，田間傳統(tǒng)翻耕作業(yè)頻繁，各種大、重型農(nóng)機(jī)具的使用對(duì)土壤的壓實(shí)導(dǎo)致土壤容重增加，免耕使土壤容重減小，土壤孔隙度和含水量增加。但也有研究認(rèn)為，免耕條件下土壤容重較翻耕有所增加，特別是表層容重。王巖[23]通過耕作方式對(duì)冀西北栗鈣土土壤物理性狀及莜麥生長的影響研究表明，0～20 cm土層容重均為免耕處理最大，并且與翻耕相比土壤硬度高，莜麥產(chǎn)量顯著降低；羅珠珠[24]在黃土高原進(jìn)行的保護(hù)性耕作試驗(yàn)研究認(rèn)為，3 a連續(xù)免耕的累積效應(yīng)使土壤表層的沉實(shí)作用加強(qiáng)，使土壤容重增大，免耕覆蓋對(duì)土壤的滲透性能有顯著的改善作用。本研究表明，各耕作措施的土壤容重基本上均表現(xiàn)為：免耕>旋耕>翻耕>翻耕覆膜。0～30 cm土層免耕處理容重比旋耕、翻耕、翻耕覆膜分別高出2.19%、4.48%、5.26%，30 cm以下土層耕作處理間差異減小。黃高寶等[25]、呂曉東等[18]在甘肅和四川等地對(duì)麥豆輪作和水稻、小麥田研究表明，免耕覆蓋處理的土壤含水率明顯高于翻耕處理，保護(hù)性耕作能夠顯著改善0～200 cm土層土壤貯水量及含水量。而本研究得出，0～100 cm土層各處理各個(gè)生育時(shí)期土壤含水量表現(xiàn)為：翻耕覆膜>翻耕>旋耕>免耕，翻耕覆膜處理的平均土壤含水量達(dá)20.23%，較旋、免耕處理的平均值高出7.78%，比翻耕處理高4.03%。這是因?yàn)?，本試?yàn)在干旱綠洲地區(qū)的滴灌條件下進(jìn)行，翻耕直接將土壤翻轉(zhuǎn)，有效地打破犁底層并增加耕層厚度，較好地改善土壤的通透性，從而提高土壤蓄水能力，而免耕使土壤相對(duì)緊實(shí)，孔隙度減小，不利于土壤水分的保持和提高。此外，農(nóng)田進(jìn)行地膜覆蓋并且采用膜下滴灌后，由于地膜的阻礙，進(jìn)一步阻止了土壤水分的蒸發(fā)，提高土壤含水量，同時(shí)將附著于地膜上的水分進(jìn)行重新分配，從而提高了土壤水分的利用效率。

耕作方式改變土壤結(jié)構(gòu)，從而影響土壤養(yǎng)分含量。大量研究表明，保護(hù)性耕作顯著增加0～20 cm土層土壤氮、磷、鉀的含量[4，22]。王改玲等[13]研究認(rèn)為長年保護(hù)性耕作能提高表層0～10 cm土壤有機(jī)質(zhì)、堿解氮和速效鉀含量，但不同耕作措施對(duì)土壤養(yǎng)分含量增加的程度不同。本試驗(yàn)結(jié)果表明，0～20 cm土層土壤有機(jī)碳、全N、P含量均表現(xiàn)為免耕>旋耕>翻耕覆膜>翻耕，20～40 cm土層有機(jī)碳、全N、P含量顯著下降；土壤全K含量表現(xiàn)出隨著土層的加深逐漸減少的趨勢，但在0～60 cm土層各處理間差異均不顯著，與李鳳博[5]、張大偉[26]等在江蘇省對(duì)水稻田進(jìn)行的不同耕作方式試驗(yàn)研究結(jié)果一致。這可能是因?yàn)槊?、旋耕的秸稈覆蓋于土壤表層，從而使表層土壤有機(jī)碳、全N、P含量明顯升高。0～40 cm土層速效N、P含量均表現(xiàn)為翻耕覆膜>翻耕>旋耕>免耕，而免、旋耕使速效養(yǎng)分降低。這與黃國勤[27]等在水稻田進(jìn)行的研究結(jié)果存在差異。這可能是因?yàn)楸驹囼?yàn)在滴灌條件下免、旋耕處理由于有機(jī)殘?bào)w連年增加，需要產(chǎn)生更多的微生物有機(jī)體而形成更多的生物量氮，所以對(duì)于速效氮而言，其含量有降低的趨勢。隨著免耕時(shí)間的延長，作物對(duì)磷的需求也明顯增加，而且免耕殘茬能降低地溫，影響土壤磷的礦化和釋放，從而影響磷的有效性，導(dǎo)致速效磷含量下降。

產(chǎn)量是衡量耕作方式好壞的最主要指標(biāo)之一。有研究結(jié)果表明，作物產(chǎn)量在少耕和免耕等保護(hù)性耕作處理下高于或相當(dāng)于常規(guī)耕作[28]，也有研究認(rèn)為保護(hù)性耕作會(huì)使產(chǎn)量下降[29]。劉爽[30]研究表明，傳統(tǒng)耕作和少耕可延緩葉片衰老，延長葉片功能期，有利于光合產(chǎn)物的形成積累和向庫的輸送，從而有利于子粒的充實(shí)。本試驗(yàn)連續(xù)3 a的產(chǎn)量結(jié)果表明，不同耕作措施的單株莢數(shù)、單株粒數(shù)、百粒重和產(chǎn)量均表現(xiàn)翻耕覆膜處理產(chǎn)量最高，而免耕使作物產(chǎn)量顯著降低。這可能是因?yàn)楸驹囼?yàn)區(qū)土壤類型為灌溉壤土，免耕條件下土壤相對(duì)緊實(shí)，不利于根系的生長，限制植株生長發(fā)育，從而使大豆減產(chǎn)；而翻耕處理有效疏松耕作層、增加土壤的通透性、提高土壤蓄水能力，促進(jìn)產(chǎn)量增加。

4 結(jié) 論

通過對(duì)4種不同土壤耕作方式對(duì)復(fù)種夏大豆農(nóng)田土壤理化性狀及產(chǎn)量的影響研究表明：免耕使0～30 cm土層土壤孔隙度減小，容重增加，各個(gè)生育時(shí)期土壤含水量下降，0～20 cm土層有機(jī)碳、全氮、全磷含量增加。翻耕、翻耕覆膜處理使20～40 cm土層有機(jī)碳、全氮、全磷含量增加，0～40 cm土層速效氮、速效磷含量增加。翻耕覆膜處理同時(shí)提高了0～100 cm 土層的土壤蓄水能力，大豆產(chǎn)量最高，分別比翻耕、旋耕和免耕處理高15.2%、30.8%和31.9%。說明在北疆綠洲灌溉條件下，翻耕和翻耕覆膜處理更有利于作物產(chǎn)量的提高，而免耕處理雖然利于表層有機(jī)碳含量的積累，但使土壤容重增大，不利于土壤蓄水保墑，反而使產(chǎn)量下降。

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Effectsoftillagemethodsonsoilphysicalandchemicalpropertiesandyieldofsummersoybean

SU Li-li1, LI Ya-jie1, XU Wen-xiu1, TANG Jiang-hua1, CHEN Chuan-xin1, HAO Wei-wei1, WANG-Na2

(1.XinjiangAgriculturalUniversity,AgricultureCollege,Urumqi,Xinjiang830052,China; 2.TheExtensionCenterofAgriculturalTechnologyinYiningCounty,Yining,Xinjiang835100,China)

In order to explore the effects of tillage methods on soil physical and chemical properties and yield of summer soybean, and to present an optimum cropping pattern which was suited to the soybean field in Yili River Valley under drip irrigation, a soybean field experiment in which there were four different tillage methods, i.e., tillage (T), rotary tillage (RT), no-till (NT), and tillage and plough (TP), have been carried out after the harvest of winter wheat from 2012 to 2014. The results showed that there had differences in soil bulk density, soil porosity, soil moisture, soil nutrient content and yield of soybean among four treatments. Average soil bulk density in 0～60 cm was the largest in NT, up to 1.4 g·cm-3, which was 2.2%, 4.5%, 5.3% higher than RT, T, TP treatment, respectively. The soil total porosity in 0～30 cm was highest in TP treatment and it was 1.4%, 3.8% and 5.7% higher than that of T, NT and RT, respectively. The total soil porosity below 30 cm was not significantly different. The soil water content at all measurement time showed a trend of TP>T>RT>NT. Soil organic carbon(SOC), total N, total P content in 0～20 cm soil layer were the highest in NT treatment, while for 20～40 cm soil layer they were highest in TP, followed by T treatment. TP and T treatments significantly increased soil available N and available P content in 0～40 cm soil layer. The yield, 1 369.5 kg·hm-2, was the highest in TP treatment for three years, which was 15.2%, 30.8% and 31.9% higher than that of T, RT and NT treatment. Therefore, it could be concluded that no tillage increased soil nutrient content, but film mulching after tillage could significantly improve soil physical environment, and be helpful to raise soybean yield.

summer soybean; tillage methods; soil bulk density; soil porosity; soil moisture; soil nutrient; yield

1000-7601(2017)03-0043-06doi:10.7606/j.issn.1000-7601.2017.03.07

2016-05-13

：2017-05-21

：國家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(31560372)；新疆農(nóng)業(yè)大學(xué)研究生科研創(chuàng)新項(xiàng)目資助(XJAUGRI2015020)；國家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(31260312)

蘇麗麗(1990—)，女，河南睢縣人，碩士研究生，研究方向?yàn)楦髦贫燃稗r(nóng)業(yè)生態(tài)。 E-mail：565125471@qq.com。

徐文修(1962—)，女，河北蠡縣人，教授，博士研究生導(dǎo)師，主要從事耕作制度及農(nóng)業(yè)生態(tài)研究。 E-mail：xjxwx@sina.com。

S158.2； S565.1

： A