李文平+趙明+徐艷琴
摘要 為了提高土壤蓄水保墑能力和有效實施耕地深松作業(yè),開展了耕層剖面調(diào)查,通過剖面位置的選擇與剖面制作,對不同類型耕地進(jìn)行深松作業(yè)的適宜性分類,以期指導(dǎo)深松作業(yè),有效提高深松作業(yè)的應(yīng)用成效。
關(guān)鍵詞 深松作業(yè);耕地剖面;選擇;適宜性
中圖分類號 S159 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A 文章編號 1007-5739(2017)12-0197-02
漯河市召陵區(qū)地處伏牛山東麓平原和淮北平原交錯處,地勢平坦、局部低洼、土層深厚、土壤肥沃、土壤類型較多。區(qū)域內(nèi)主要有4個土類:一是褐土,屬中性土壤,土體深厚、易于耕作、保水保肥能力強(qiáng);二是潮土,肥力水平較高、通氣透水性能好、耐旱耐澇、易于耕作;三是黃棕壤土,通體壤質(zhì)、比較疏松、保水保肥、易于高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn);四是砂姜黑土,質(zhì)地黏重、結(jié)構(gòu)不良、通透性差、適耕期短,雖不養(yǎng)苗,但保肥力高、供籽能力強(qiáng)。
2010—2016年農(nóng)業(yè)部連續(xù)7年在全國范圍內(nèi)實施深松整地作業(yè)項目(2011年為深松深耕整地作業(yè)),以改良耕地。漯河市召陵區(qū)對30%的耕地都進(jìn)行了深松作業(yè),取得了很好的效果。比如打破了耕地的犁底層,疏松了土壤,提高了土壤蓄水保墑能力,減少了地表徑流所導(dǎo)致的水土流失,保護(hù)了環(huán)境等。但也存在一些問題:一是在有些不適宜進(jìn)行深松的地塊進(jìn)行作業(yè),未達(dá)到應(yīng)有的效果;二是有些機(jī)手在進(jìn)行深松作業(yè)時沒有根據(jù)土壤及土質(zhì)的變化調(diào)整作業(yè)速度,導(dǎo)致深松機(jī)損壞;三是作業(yè)質(zhì)量不同程度地存在問題。于是筆者著手開展耕層剖面調(diào)查,并以耕地剖面的調(diào)查結(jié)果指導(dǎo)深松作業(yè)。過去一般都認(rèn)為深松深度越深越好,還認(rèn)為所有的耕地都存在犁底層,因而所有的耕地都適宜或應(yīng)該進(jìn)行深松作業(yè)。但調(diào)查結(jié)果表明,實際情況與以往的認(rèn)知存在著很大出入。
1 剖面位置的選擇與剖面制作
1.1 剖面位置選擇
將全區(qū)4個土類(褐土、潮土、黃棕壤土、砂姜黑土)31個土種剖面分為適宜全面深松作業(yè)的剖面、適宜局部深松作業(yè)的剖面、不宜深松作業(yè)的剖面3種情況。每一土種根據(jù)面積大小選1~3個調(diào)查點,所選調(diào)查點必須是3 hm2以上的連片地塊,在每一調(diào)查點的中部選一邊長為50 m的等邊三角形,在等邊三角形的3個頂點作3個剖面,從中選擇1個有代表性的作為該塊耕地的剖面結(jié)構(gòu),并詳細(xì)記錄。
1.2 剖面制作
召陵區(qū)是黃淮海小麥—玉米輪作的糧食主產(chǎn)區(qū),一年四季耕地沒有閑置,因而剖面制作時間安排在整個玉米生長期(小喇叭口期后、收獲前)的6月下旬至9月上旬。根據(jù)玉米種植模式(60~80 cm行距),挖坑規(guī)格一般定為100 cm×50 cm×150 cm。剖面為不加休整的自然斷面。
2 不同類型耕地剖面的深松作業(yè)適宜性分類
2.1 適宜全面深松作業(yè)的剖面
2.1.1 深位少量砂姜黑土。剖面位于青年鎮(zhèn)前謝村南地600 m。0~24 cm為暗黃色,重壤,碎塊狀結(jié)構(gòu),片狀結(jié)構(gòu),松,根系多,石灰反應(yīng)極弱;24~53 cm為暗黑色,輕黏土,碎塊狀結(jié)構(gòu),緊,根系少,石灰反應(yīng)極弱;53~89 cm為黑灰色,輕黏土,碎塊狀結(jié)構(gòu),緊,無根系;89~135 cm為青灰加黃棕色,中壤,塊狀結(jié)構(gòu),緊,無根系,少量砂姜。
2.1.2 灰質(zhì)砂姜黑土。剖面位于青年井莊東南1 000 m。0~34 cm為淺褐灰色,輕黏土,片狀結(jié)構(gòu),塊狀結(jié)構(gòu),較松(0~10 cm緊),根系多,有蚯蚓,石灰反應(yīng)弱;34~66 cm為灰黑色,重黏土,棱塊狀結(jié)構(gòu),緊,根系較少,石灰反應(yīng)弱;66~90 cm為灰白加棕黃色,重壤土,碎塊狀結(jié)構(gòu),緊,無根系,少量砂姜,石灰反應(yīng)強(qiáng)。
以上2個剖面是砂姜黑土的2個土種,其所處地勢平坦,土體深厚,砂姜埋藏部位較深,潛在肥力較高。但是,由于地勢低洼,局部為封閉洼地,容水面積大,排水不暢,同時土壤質(zhì)地黏重,結(jié)構(gòu)性差,緊實易龜裂,土壤總孔隙度小。因此,土壤有效蓄水量低,毛管水上升高度低、速度慢、滲透系數(shù)小,雨季或水分多時,土壤內(nèi)排水不良,有礙作物根系的吸收和養(yǎng)分供應(yīng)。土壤中的水、肥、氣、熱之間的關(guān)系不協(xié)調(diào),供肥能力差,有效養(yǎng)分含量不高,耕作困難,適耕期短[1-2]。但召陵區(qū)砂姜黑土面積比較大,通過近幾年配方施肥、秸稈還田等措施,耕地地力水平明顯提高,目前已成為糧食主產(chǎn)區(qū)。針對其易旱易澇、有效養(yǎng)分低、耕性差等突出問題,應(yīng)采取合適的耕整地作業(yè)方式:用全方位深松作業(yè)代替深翻作業(yè),結(jié)合秸稈還田、旋耕碎土復(fù)合作業(yè)。全方位深松作業(yè)可在耕層下形成鼠道,提高土壤的蓄水能力;全方位深松作業(yè)的阻力遠(yuǎn)小于深翻作業(yè)的阻力,不翻動土壤,避免土壤中的有機(jī)碳逃逸到大氣中,降低溫室效應(yīng)的加劇速度;降低作業(yè)費用。
2.2 適宜局部深松作業(yè)的剖面
2.2.1 褐土。剖面位于召陵鎮(zhèn)黃莊村北200 m。0~26 cm為灰黃色,中壤,粒狀結(jié)構(gòu),松,根系多,石灰反應(yīng)強(qiáng);26~53 cm為棕黃色,輕壤,碎塊狀結(jié)構(gòu),較緊,根系多,石灰反應(yīng)極弱;53~86 cm為黃棕色,中壤,棱塊狀結(jié)構(gòu),較緊,根系較少,石灰反應(yīng)極弱;57~77 cm為褐棕色,中壤,塊狀結(jié)構(gòu),較緊,根系較少,石灰反應(yīng)強(qiáng);86~150 cm為暗棕色,中壤,棱塊狀結(jié)構(gòu),較緊,根系少,無石灰反應(yīng)。
該土種發(fā)源于流經(jīng)黃棕壤地區(qū)的沙澧河沉積物上,通體中壤、輕壤,質(zhì)地疏松,透水透氣性好,土壤比阻小,極易耕整,應(yīng)堅持秸稈還田,以提高土壤有機(jī)質(zhì)含量。在實施旋耕、施肥、播種復(fù)合作業(yè)的同時,2~3年實施1次局部深松作業(yè),以打破犁底層,疏松耕層以下的土壤[3-4]。
2.2.2 潮土。底砂兩合土、表層中壤土,78 cm以下出現(xiàn)約20 cm的砂土層,如老窩鎮(zhèn)朱王莊村南750 m剖面:0~15 cm為暗黃色,中壤,塊狀結(jié)構(gòu),片狀結(jié)構(gòu),較緊,根系多,石灰反應(yīng)極弱;15~38 cm為棕黃色,中壤,塊狀結(jié)構(gòu),較松(沒有犁底層),根系較多,石灰反應(yīng)極弱;38~80 cm為淺黃灰色,中壤,塊狀結(jié)構(gòu),較緊,根系較少,石灰反應(yīng)極弱;80~115 cm為棕黃色,砂壤,碎塊狀結(jié)構(gòu),較松,根系少,石灰反應(yīng)極弱;115~150 cm為棕黃色,砂土,單粒狀,松,無根系,石灰反應(yīng)極弱。
該土種為兩合土,砂、黏粒比例適當(dāng),質(zhì)地為輕壤至中壤,疏松易于耕作,結(jié)構(gòu)性、空隙性、透氣透水及保水保肥性能比較好,表層有機(jī)質(zhì)有少量積累,其含量一般為1.0%左右,肥力較長,耐旱耐澇。宜在實施開溝、施肥、播種、鎮(zhèn)壓免耕播種復(fù)合作業(yè)及秸稈還田等作業(yè)的基礎(chǔ)上2~3年實施1次局部深松作業(yè),或局部實施深松、旋耕、碎土、坪地復(fù)合作業(yè)及化肥深施、精量播種復(fù)合作業(yè)。
2.2.3 黃棕壤。剖面位于萬金鎮(zhèn)大姜莊西偏南1 500 m。0~18 cm為暗黃色,中壤,片狀結(jié)構(gòu)(機(jī)具壓實),較緊,根系多,無石灰反應(yīng);18~37 cm為灰黃色,中壤,碎塊狀結(jié)構(gòu),較松,根系較多,無石灰反應(yīng);70~107 cm為黃棕色,重壤,棱塊狀結(jié)構(gòu),緊,根系極少,無石灰反應(yīng);107~140 cm為棕黃色,重壤,塊狀結(jié)構(gòu),緊,無根系,無石灰反應(yīng)。
該土種37 cm以上為松或較松,向下土壤質(zhì)地逐漸黏重,結(jié)構(gòu)逐漸緊實,保水保肥。機(jī)械化作業(yè)應(yīng)以保證高產(chǎn)為主要目的,適宜采用2~3年1次局部深松作業(yè),配合秸稈還田、旋耕/施肥/播種覆土/鎮(zhèn)壓復(fù)合作業(yè)及深翻作業(yè)(將秸稈翻到耕層以下,2~3年1次)。
2.3 不宜深松作業(yè)的剖面
2.3.1 砂土。一是20~30 cm以下出現(xiàn)大量砂姜、石子的漏地。二是位于老窩武灣東300 m的剖面。0~30 cm為黃灰色,輕壤,粒狀結(jié)構(gòu),有秸稈混入,松,根系多;30~65 cm為淺灰黃色,砂土,粒狀結(jié)構(gòu),松,根系較多(其中23~37 cm根系多);65~95 cm為灰黃色,輕壤,碎塊狀結(jié)構(gòu),較緊,根系少。
以上兩剖面30~40 cm以下即是砂土,陽離子交換量較低,沒有堅硬的犁底層,且砂層較淺,不宜深松作業(yè);應(yīng)長期秸稈還田,提高土壤肥力,實施免耕播種、不翻動土壤,避免耕層肥力下降。
2.3.2 輕壤、砂壤。1 m以內(nèi)通體輕壤、砂壤的輕松土壤不需要深松作業(yè)。如召陵區(qū)老窩鎮(zhèn)河狀東南300 m的剖面:0~30 cm為灰黃色,輕壤,粒狀結(jié)構(gòu),松,根系多,石灰反應(yīng)弱;30~60 cm為棕黃色,砂壤,碎塊狀結(jié)構(gòu),較松,根系較多,石灰反應(yīng)中;60~115 cm為棕黃色,砂壤,碎塊狀結(jié)構(gòu),較松,根系較多,石灰反應(yīng)中。
該剖面土壤屬潮土類,在整個剖面的115 cm內(nèi)全是輕壤、砂壤,土質(zhì)松散,透氣透水性好,沒有犁底層,土壤肥力較差,不需要進(jìn)行深松作業(yè)。應(yīng)嚴(yán)格按保護(hù)性耕作模式作業(yè),即秸稈還田+免耕播種(播種、化肥分層深施、覆土、鎮(zhèn)壓復(fù)式作業(yè)),以改良土壤,提高土壤肥力,增加土壤蓄水保墑能力。
3 深松作業(yè)的速度
在作業(yè)深度范圍內(nèi),不同的土壤應(yīng)該選擇不同的作業(yè)速度與深度,以歐豹75 kW四驅(qū)拖拉機(jī)為例,對黏重土壤全面深松作業(yè);或局部深松作業(yè),深松深度在30 cm以上,可選擇低速區(qū)、普通檔1檔。其他情況可選擇低速區(qū)、普通檔2檔。作業(yè)時每到一個新地塊都要在選好檔位后作業(yè)10 min,觀察機(jī)具有無不正?,F(xiàn)象。
4 參考文獻(xiàn)
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