改查重版 修改

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1、辽西褐土不同耕作方式对土壤团聚体粒径分布及团聚体中有机碳氧化稳定性的影响41第一章前言1.1研究背景近些年，快速增长的人口以及随之而产生的对生产的大量需求使得粮食价格在全球范围内普遍升高，要求政府必须高度关注日益紧张的粮食供需以及由此产生的安全问题。而我国当前正处于经济发展的关键时期，较高的人口基数使得我国面临着更为严峻的粮食需求问题，这一系列问题促使我国环境科学界、农学界以及土壤学界等学者对粮食生产以及土壤退化和环境保护等问题引起关注，我们能否在有限的土地上生产出满足国民需求的粮食已经引起全球的重视。在我国，玉米栽培历史已经470年，目前的播种面积为3

2、亿亩，仅次于稻、麦，在粮食作物中居第三位，玉米总消费的在口粮比重大约在5%左右。而我国玉米生产主要集中于辽宁等省份，玉米的年种植面积达2000000hm2以上,而有2/3面积的玉米生产于辽西地区，但问题在于我国6000kghm–2的玉米平均单产量较发达国家单产水平还有很大差距（白伟等，2014）。除了年降雨量少且集中等自然条件外，耕作方式和管理模式也在制约着玉米的高产，农户按照各自习惯的管理方式单纯地从提高产量的目的出发，不恰当地使用农药化肥，导致肥料利用不充分，既无法提高产量，由导致了土壤环境的污染。调研过程中也发现，大多数农户为了减小成本，耕地土壤以

3、旋耕为主，且旋耕深度受旋耕机影响，深度仅仅在12cm左右，秸秆就地几种焚烧的方式也是屡见不鲜，这都导致土壤结构性差，耕层变浅，犁底层变厚变硬，长期的旋耕未能达到打破犁底层的目的，抑制了根系的下扎，土壤的蓄水保墒能力成为问题，也难以形成土壤团聚体。土壤结构中团聚体作为基本单元而存在，直接影响着土壤抗侵蚀能力、养分的保持及供应和转化、水热的传输、根系的发育及穿透等土壤的功能（BronickCJ等，2005）。有机质贮藏在团聚体中，分解的缓慢，有利于腐殖质的形成，利于养分的积累。并且团聚体含量多的土壤土质疏松易于耕作，种子易于发芽出土，根系易于伸展，所以一般认

4、为，团聚体多是土壤肥沃的重要标志。辽西地区传统耕作方式不利于团聚体的形成：由于秸秆焚烧，减少了有机物对土壤有机质的填充，导致土壤有机质贫乏；降雨量集中，土壤团聚体的“水爆”和“气爆”现象在湿化和干化过程中得以加剧；传统旋耕方式扰动土壤，降低土壤团聚体的稳定性，这些都使团聚体严重破坏。综上所述，辽西地区的耕作方式对作物高产存在着一定的制约作用，对耕作方式进行优化，使其更加友好、稳定、高产且合理，进而对辽西地区农业和生态环境进行改善使其得以可持续发展，不仅起到改良土壤结构，增加产量，还能保护环境，减小成本。411.2研究现状1.2.1耕作方式对土壤理化性质及

5、作物产量的研究进展1.2.1.1耕作方式对物理性质的影响土壤直接为作物提供水分供给。作物的播种、出苗及成长直接受到其所在土壤耕作层水分含量的影响，在确保水分供给适宜的前提下，进行科学的调热、调气和调肥，才能使得作物的生长和发育良好。若土壤水分供给不足就会导致作物出现干旱（刘永忠等，2005）。作为生长和发育所需水分主要来自于土壤，作物的耕作栽培及其长势都直接受到作物生长土壤的水分含量，良好的供水性、蓄水性和渗透性是高产土壤应具备的基本条件，同时，还要求土壤的非生产性消耗尽可能低，以确保作物生长的良好水分环境。采用稻杆覆盖的方法可以有效减少水分蒸发，使地表

6、径流的水分更多的蕴藏在土壤中，是调控土壤水分极为有效的方式。雷金银等学者（2008）在研究中找到了几种增加土壤中水分的方式，称为保护性耕作，效果最佳的是稻杆覆盖，其次是免耕，最差的是翻耕。采用免耕的耕作方式，土壤越深，水分含量越高，这种方式的保墒作用在干旱的气候下显得特别重要。夏天利用田闲时进行深度的松耕，可以使土壤蓄积大量的水分，这些水分可以满足小麦全年一半以上的需水量，深松耕比传统翻耕可以多蓄76.2毫米的水分，使得土壤蓄水率超过了55%(廖允成等，2002）。植物生长必须重视土壤温度这一因素，土壤温度对水分和空气的含量以及变量都有重大影响，植物的根

7、系生长以及光合作用等生长规律与土壤温度有着非常严密的关系，作物只有在合适的温度下才能正常生长。影响土壤温度的因素很多，一般来说包括大气温度，地表的空气热平衡，太阳辐射以及土壤中水分的含量等，人们一般通过不同的耕作方式来改变土壤的结构，调整土壤的物理性状，最终影响土壤温度的改变。（范爱武等，2002）。深松耕的方式可以提升土壤的透气性，土壤通气孔越大，导热性就越强，土壤的温度就会越高。春季进行深松耕后对土壤温度进行测试，发现松耕层内的温度每天平均提高1.3摄氏度。春季土壤温度的提高有利于土壤中各种生物活动的加快，进而影响土壤中养分充分发挥其效用，深松耕与平

8、翻耕相比，小麦和玉米的生长周期缩短5到7天，而大豆的生长期缩短4到5天（刘绪军等