保护性耕作的农田效应

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1、保护性耕作的农田效应　　：通过对保护性耕作的原理和类型的介绍，综述了保护性耕作在农田土壤物理性状、土壤温度、土壤养分、土壤水分、农田防护、作物产量等方面的效应，反映出保护性耕作在调节地温、提高土壤水分利用率及肥料利用效率、改善土壤团粒结构、防止水土流失等方面具有积极意义。　　关键词：保护性耕作秸秆覆盖地膜覆盖农田效应　　一、保护性耕作的原理和类型　　保护性耕作亦称水土保持耕作，是指以保土、保水、保肥为主要目的的提高旱地农业生产力的耕作措施。　　保护性耕作的基本原理是：增加地面粗糙度，改良土壤结构，提高土壤肥力和透水、蓄水能力；增加地表被覆度，就地拦截降雨，减少水分蒸发，增加地

2、表水的入渗时间，防止径流的发生，减少土壤的流失，达到保水保土，培肥地力和高产稳产的目的。　　按其作用性质可把保护性耕作措施分为三类：一类以改变微地形为主，包括等高耕作，沟垄种植，垄种区田，坑田，半旱式耕作，防沙农业技术等；一类以增加地面覆盖度为主，包括合理轮作，间作，套种混播，覆盖耕作（含留茬或残茬覆盖、秸秆覆盖、砂田、地膜覆盖）等；一类以改变土壤物理性状为主，包括少耕（含少耕深松、少耕覆盖）、免耕等。不同种类的保护性耕作措施有不同的适宜条件和适应地区。　　二、保护性耕作的农田效应　　（一）对土壤物理性状的影响　　免耕土壤的物理条件等同或者优于传统耕作的土壤，在砂壤土上长免耕

3、或犁耕，只要把作物秸秆还田，都不会引起土壤板结，而免耕条件下，土壤容重更类似于自然植被下的土壤容重。更多的研究结果表明，秸秆覆盖免耕还田和地膜覆盖对土壤容重、孔隙度、土壤微团聚体都有不同程度的良好作用，因为覆盖抑制了地表蒸发，防止表土板结，使得土壤通透性良好，三相比更趋于合理，从而改善了肥力条件，为土壤良好结构的形成奠定了基础。　　（二）对土壤温度的影响　　秸秆覆盖和地膜覆盖对光辐射吸收转化和热量传导均有影响，覆盖在地表形成一层土壤与大气热交换的障碍层，既可以阻止太阳直接辐射，也可以减少土壤热量向大气散失，同时还可以有效地反射长波辐射。因此，覆盖条件下地温年、日变化趋向缓和，

4、低温时有增温效应，高温时有降温效应，这种双重效应对作物防御倒春寒及干热风十分有利。其中，秸秆覆盖条件下，调温作用随覆盖量增加而增加，且随土壤深度增加，覆盖处理与免耕条件下裸土的地温差愈小。而在地膜覆盖下，随土壤深度增加，覆盖处理所能提高的温度愈小。　　（三）对土壤养分的影响　　与传统耕作相比，少免耕可以导致表层土壤有机质的累积，养分成层分布。通常在免耕土壤上有效氮浓度较低，少数情况下较高，这主要是可溶性氮浓度高峰发生在耕翻后，表明免耕土壤有效态氮在时间上有所延缓，且由于免耕土壤上层含水量较多，会引起上层土壤中可溶性氮向下移动，造成硝态氮含量较低。　　实验表明，凡是使用秸秆的处

5、理，0~20cm土壤有机质含量都在10g/kg以上，而且不同的耕作方式对土壤有机质的积累有不同的影响。免耕处理最有利于有机质的积累，其次是覆盖秸秆，再次是翻压秸秆。然而人们在研究地膜覆盖后的土壤有机质时发现：覆盖后的各项土壤养分含量均明显低于对照，这是由于覆盖土壤提高了微生物的活性，促进了有机质的分解，加速了有效养分向植株的供给和转移，同时由于地膜的增温效果，加速了部分速效养分的散失。　　（四）对土壤水分的影响　　少免耕土壤含水量总是比常规高，这主要是由于作物大到足以覆盖土壤以前，有表土覆盖而大大减少了土壤蒸发所致，到作物冠层完全覆盖地面后，免耕和常规耕作土壤蒸发几乎没有什么

6、差异。0~15cm土层，作物生长季含水量平均免耕为29.5%，常规耕作为24.4%，免耕比常规耕作0~15cm土层多贮水75mm。土壤蒸发是土壤损失水分的重要途径，以小麦为例，有40%的耗水量是株间土壤表面蒸发散失的，对小麦产量的形成是没有贡献的，而利用秸秆覆盖和地膜覆盖能显著减少株间蒸发量，提高水分的利用效率。对于地膜覆盖来讲，覆膜后土壤水分受地膜的物理阻断，切断了与大气的交换，减少了地表裸露面积，因此减少了水分的散失，使土壤含水量相对稳定。利用覆膜沟穴播可将降雨量较小的无效雨沿垄膜流向作物根部，变微量无效雨为有效雨，从而提高自然降水的利用率。　　（五）对作物产量的影响　　

7、保护性耕作能够明显提高作物产量，这与以上提到的各种保护性措施引起的农田保护效应是分不开的。长期秸秆覆盖免耕试验表明，前13年犁耕平均玉米产量稍高于免耕，但不显著，后11年免耕平均玉米产量显著高于犁耕，随时间的延长，免耕在产量上逐渐显示出优势。　　（六）农田防护效应　　从农田生态系统来看，秸秆覆盖与免耕表土构成复杂的模拟天然生态系统的分解亚系统，这个亚系统是以土壤生物为主体的由多种分解者群落组成的，其主要功能在于以生物态团结和释放养分，另外这个系统能够缓冲外力对土体的冲击，使物质和能量在免耕农田表层聚积，