不同耕作措施对玉米土壤结构特征及产量的影响

张 倩

(清原满族自治县农业农村发展服务中心,辽宁 清原 113300)

0 引言

近年来,随着全球人口的不断增长和经济的发展,玉米作为重要的粮食作物,在全球范围内的种植面积和产量都在不断增加。然而,随着土地资源的日益紧缺和人类活动的不断增加,土壤质量逐渐恶化,给玉米的生长和发展带来了许多挑战[1]。其中,土壤结构是土壤质量的重要指标之一,对于土壤保肥保水、调节土壤通气性和保持土壤结构稳定性都有着重要的作用[2]。同时,土壤结构也是影响玉米生长和产量的重要因素之一。因此,探究不同的耕作措施对土壤结构和玉米产量的影响,对于制定科学的耕作管理措施和实现玉米高产、高质、高效具有重要意义[3]。

目前,国内外学者已经通过大量的实验研究和实践经验积累,发现了多种耕作措施对土壤结构和玉米产量的影响,并提出了一些可行的措施来改善土壤结构和提高玉米产量。例如,保护性耕作可以减少水土流失,提高土壤质量[4];旋耕可以改善土壤通气性和水分渗透性,从而提高玉米的生长和产量;深松可以增加土壤的孔隙度和水分储存量,提高土壤肥力和玉米产量,此外,添加有机物、矿质肥料和微生物肥料等措施也可以改善土壤结构和提高玉米产量[5]。

然而,当前的研究仍存在一些问题和挑战,例如,如何选择合适的耕作措施和肥料种类、如何合理地调控土壤养分和水分、如何保护土壤生态系统等。因此,为了更好地提高玉米产量,未来的研究需要继续深入,综合运用不同的耕作措施和肥料种类,进一步探究不同耕作措施的综合效应,为科学制定耕作管理措施提供更为有效的参考和依据。

1 土壤结构的形成机制

土壤结构是指土壤颗粒之间的排列方式和组成结构,包括土壤颗粒的大小、形状、排列方式和孔隙结构等。土壤结构的形成受到多种因素的影响,主要包括以下几个方面:

1)土壤颗粒特性。土壤颗粒的大小、形状和组成决定了土壤的基本结构和性质。黏粒含量较高的黏土和土壤颗粒,易于形成颗粒聚集结构和微孔结构,孔隙度相对较小,而砂质土则孔隙度较大[6]。

2)土壤水分状态。土壤水分状态对土壤结构的形成和稳定有着重要的影响。适量的土壤水分可以使土壤颗粒之间的空隙被填充,增加颗粒间的相互作用力[7],从而增强土壤结构的稳定性。而过多的水分会使土壤流失和侵蚀,影响土壤结构的形成和稳定。

3)土壤有机质含量。有机质可以增加土壤的肥力和结构稳定性,促进土壤微生物活动和有机质矿化,形成稳定的土壤结构。

4)土壤生物活动。土壤中的微生物、蚯蚓等生物可以通过其代谢产物和运动活动促进土壤颗粒聚集和孔隙形成,增强土壤结构的稳定性。

综上所述,土壤结构的形成和稳定是一个复杂的过程,受到多种因素的综合影响。不同的土壤类型、地形地貌、气候环境等因素都会对土壤结构产生影响。了解土壤结构形成的机制,可以为制定合理的耕作措施提供参考。

2 不同耕作措施对土壤结构的影响

2.1 保护性耕作

辽宁抚顺地区的土地资源状况相对较差、耕地质量普遍较低,土地退化严重,因此需要采取措施保护土壤、提高土地利用率。保护性耕作是一种比较新的耕作方式,受到了国内外的广泛关注。保护性耕作技术在辽宁抚顺地区的应用,不仅有助于保护土壤、提高农作物产量和水资源利用效率,同时也可以促进环境保护、提高经济效益,具有重要的现实意义和发展前景。保护性具有保护土壤、提高土壤肥力、减少农药使用、促进微生物生长等优点。

在具体应用时,保护性耕作技术也可能会对土壤环境产生一定的负面影响,如土壤酸化、生物多样性降低等,需要根据实际情况进行科学评估和控制。因此,在实践中,应根据当地的土壤类型、降雨量、作物种类和管理措施等因素,科学合理地选择和应用保护性耕作技术,以最大程度地发挥其优点,同时减少其对土壤环境的负面影响。

2.2 旋耕技术

辽宁抚顺地区大部分是山地或丘陵地带,土地坡度较大,使用传统的耕作方式难以达到理想效果。旋耕技术是一种先进的耕作方式,它是利用旋转刀具将耕层土壤进行切削、破碎和混合的方法,以达到改善土壤结构、促进植物生长和提高作物产量的目的。旋耕技术可以在保证耕作深度和松散度的同时,减少对土地的损伤,更加适合于山地或丘陵地带的耕作,另一方面,抚顺地区的土壤大多为暗棕壤土,不太适合深翻耕作,而旋耕技术可以在保证作物生长所需养分和水分的情况下,减少对土壤的破坏,保持土壤结构的稳定性和肥力。因此,旋耕技术在辽宁抚顺地区的应用,可以提高土壤肥力和作物产量,改善土壤环境,同时也可以降低生产成本,提高经济效益,具有较好的发展前景和实践意义。

2.3 深松技术

深松是一种通过机械化手段将土壤翻松到较深层次的耕作方式,旨在改善土壤结构和质量。研究表明,深松可以促进土壤通气和水分渗透,增加土壤孔隙度和有机质含量,提高土壤保水性和肥力,从而改善土壤的物理、化学和生物学性质。深松还可以破碎土层,降低土壤的密度,增加土壤的肥力,提高农作物的生长速度和产量。

有研究表明,在沙质土壤上进行深松可以提高土壤肥力和作物产量,而且深松对于土壤结构和质量的改善效果较为显著。深松可以改善土壤质量,促进土壤生物和微生物生长,从而提高土壤的肥力和作物产量[8]。这些研究都证实了深松作为一种耕作方式可以改善土壤结构和质量,提高农作物的产量和品质。

深松和保护性耕作都可以提高土壤的有机质含量和土壤微生物数量,从而改善土壤结构和质量,并且提高农作物的产量。此外,还有研究表明,深松可以增加土壤通气性和保水能力,减少土壤侵蚀和水分蒸发,提高土壤的抗旱性,增加土壤肥力[9]。这些研究结果也支持了深松作为一种有效的耕作方式,可以改善土壤结构和质量,提高农作物的产量和品质。

3 不同耕作措施对玉米产量的影响

3.1 保护性耕作

不同的耕作措施对玉米产量都有着重要的影响。保护性耕作有助于提高土壤的保水能力和水分利用效率,减少了水和营养素的流失,提高了土地生产能力;同时保护性耕作通过减少机械作业和化学处理,减少了对土壤的压实和污染,有利于保护土壤结构和生物多样性,促进土壤微生物生长,增加了土壤有机质含量。研究表明,较高的土壤含水量及养分有利于玉米的生长,从而有效提高玉米产量,又提高了农业生产的效率和可持续性。

3.2 旋耕技术

旋耕是一种改善土壤结构和质量的耕作措施,已被广泛应用于玉米种植中。研究表明,旋耕可以增加土壤通气性和水分保持能力,改善土壤质地和结构,从而促进作物根系的生长和养分吸收。国内外的一些研究表明,在采用旋耕的种植模式下,玉米产量相对于传统的耕作模式有了明显的提高。此外,旋耕还可以降低土壤的耕作强度,改善土壤水分状况,从而有利于作物的生长和发育。因此,旋耕是一种具有潜力的耕作措施,可以有效提高玉米产量和质量。

3.3 深松技术

深松也是一种可以提高玉米产量的耕作措施,其主要作用在于增加土壤孔隙度和通气性,促进作物根系的生长和养分吸收。此外,深松还可以改善土壤结构和质量,增加土壤有机质含量和水分保持能力,进一步提高玉米生长的环境质量。国内外的研究表明,适度的深松可以增加玉米产量,而过度的深松则可能会破坏土壤结构,影响作物生长。因此,在实际应用中需要根据具体情况进行合理的措施选择和管理。

4 存在问题及发展趋势

4.1 存在问题

1)土壤结构和质量的改善需要耕作措施长期实施和维护,一些农民可能无法坚持长期的保护性耕作、旋耕或深松等措施,导致效果不佳。

2)不同地区和不同土壤类型对于不同耕作措施的响应可能存在差异,需要进一步研究确定最佳的耕作措施。

3)一些耕作措施的实施需要更高的技术和经济成本,需要综合考虑土壤质量和作物收益的平衡。

4)部分耕作措施会影响土壤微生物群落结构和功能,需要进一步研究了解其长期影响,因此,耕作措施对土壤质量和产量的影响还需要更多的实验和调查来验证和完善。

4.2 发展趋势

未来,不同耕作措施对土壤结构和作物产量的影响,还需要更加深入和细致的研究,主要包括以下几个方面:

1)土壤微生物与土壤结构的关系。在耕作措施研究中,往往忽略了土壤微生物与土壤结构的互动关系。未来的研究应更加重视土壤微生物在维持土壤结构和提高作物产量方面的作用。

2)综合考虑生态效益和经济效益。在选择和实施不同耕作措施时,应综合考虑生态效益和经济效益的平衡。未来的研究应探索如何实现生态环境保护和农业可持续发展的双赢。

3)借鉴先进技术。随着科技的发展,一些新兴技术如精准农业、数字化农业等在土壤管理中得到广泛应用。未来的研究应借鉴先进技术的经验和成果,进一步提高土壤管理的精准性和效率。

4)探索多元化农业模式。单一的耕作措施难以满足不同地区和不同土壤类型的需求,未来的研究应探索多元化农业模式,以最大程度地利用土地资源,提高土壤质量和作物产量。

5 结论

综上所述,不同耕作措施对玉米产量和土壤结构有积极影响。保护性耕作可以增加土壤有机质含量和水分保持能力,促进土壤微生物生长,改善土壤结构和质量;旋耕可以改善土壤通气性和水分保持能力,提高作物产量和品质;深松可以增加土壤孔隙度和通气性,促进作物根系的生长和吸收养分,同时也可以增加土壤有机质含量和水分保持能力。然而,不同地区和不同土壤类型对于不同耕作措施的响应可能存在差异,需要进一步研究确定最佳的耕作措施。因此,在实际生产中选择合适的耕作措施需要综合考虑多种因素,以达到最优化的效果。