中国农学通报 ›› 2025, Vol. 41 ›› Issue (17): 78-87.doi: 10.11924/j.issn.1000-6850.casb2025-0211
顾嘉诚1,2(), 王家平1, 张增成1,2, 蒋贵菊2,3, 李鲁华1(
), 程志博1,2(
)
收稿日期:
2025-03-11
修回日期:
2025-05-22
出版日期:
2025-06-15
发布日期:
2025-06-15
通讯作者:
作者简介:
顾嘉诚,男,1999年出生,江苏南通人,硕士研究生,研究方向:保护性耕作与土壤养分循环。通信地址:832099 新疆石河子市北五路 新疆石河子市石河子大学北苑新区,Tel:0993-2057990,E-mail:18796603237@163.com。
基金资助:
GU Jiacheng1,2(), WANG Jiaping1, ZHANG Zengcheng1,2, JIANG Guiju2,3, LI Luhua1(
), CHENG Zhibo1,2(
)
Received:
2025-03-11
Revised:
2025-05-22
Published:
2025-06-15
Online:
2025-06-15
摘要:
本研究旨在探讨耕作方式对土壤理化性质、团聚体稳定性和土壤质量的影响,为新疆滴灌玉米农田土壤肥力和产量提升提供参考依据。于2022—2023年在新疆博乐市阿热勒托海牧场开展田间定位试验,供试玉米品种为‘金粒1702’,设置翻耕+覆膜(CT)、翻耕+不覆膜(BT)、免耕(NT)和浅耕(ST) 共4个处理,测定分析不同耕作方式下土壤理化性质、团聚体组成和玉米产量的变化。结果表明:与CT相比,NT和ST处理显著提高了>2 mm团聚体的百分含量、平均重量直径(MWD)、几何平均直径(GMD)和R0.25值(P<0.05),说明免耕和浅耕能够提高土壤团聚体稳定性;CT处理的温度和含水率均显著高于NT和ST处理,土壤容重的变化介于1.35~1.70 g/cm3,NT和ST中速效磷、全氮和有机碳含量较CT均显著提高;NT和ST的土壤质量指数较CT分别增加了19.82%和15.29%;NT和ST处理玉米产量显著高于CT和BT处理,分别达到20.67 t/hm2和19.84 t/hm2,穗粒数在各处理之间无显著差异,而NT处理千粒重显著高于其他处理(P<0.05)。Mantel分析表明产量与团聚体稳定性指数(MWD、GMD、D和R0.25)、理化性质和土壤质量指数呈显著正相关关系;结构方程模型表明,耕作方式通过改变土壤团聚体稳定性和土壤理化性质来影响土壤质量,而间接影响玉米产量。研究发现,在新疆滴灌玉米农田耕作方式中,免耕和浅耕相较于常规耕作增产9.13%和4.75%,对于土壤结构稳定、土壤质量和玉米产量的提升效果显著。
顾嘉诚, 王家平, 张增成, 蒋贵菊, 李鲁华, 程志博. 耕作方式对土壤团聚体稳定性、土壤质量和玉米产量的影响[J]. 中国农学通报, 2025, 41(17): 78-87.
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年份 | 土层深度/cm | 耕作 方式 | pH | 电导率EC/ (μS/cm) | SOC/ (g/kg) | 全氮TN/ (g/kg) | 全磷TP/ (g/kg) | 全钾TK/ (g/kg) | 速效磷AP/(mg/kg) | 温度/ ℃ | 含水率/ % | 容重/ (g/cm3) | |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
2022 | 0~20 | CT | 7.81±0.15a | 162.50±4.71d | 23.48±7.29ab | 1.86±0.03c | 1.46±0.09a | 32.32±2.70a | 13.02±1.65a | 9.81±1.10a | 17.42±6.55a | 1.38±0.02a | |
BT | 7.82±0.15a | 178.07±1.36c | 16.09±2.56b | 1.55±0.09d | 1.25±0.06ab | 35.15±4.08a | 11.51±0.28a | 9.51±1.29a | 11.10±0.47b | 1.38±0.07a | |||
NT | 7.88±0.19a | 242.67±8.39b | 19.70±1.14b | 2.02±0.06b | 1.12±0.23b | 28.37±3.80a | 12.17±1.78a | 8.12±1.09b | 13.51±0.84b | 1.39±0.06a | |||
ST | 7.71±0.06a | 348.00±5.29a | 27.64±0.34a | 2.47±0.10a | 1.38±0.09ab | 33.26±2.88a | 7.39±0.25b | 8.58±0.27a | 8.15±3.79c | 1.37±0.02a | |||
20~40 | CT | 7.64±0.11c | 278.33±14.36a | 16.75±3.51b | 1.80±0.05a | 1.06±0.12a | 35.76±3.03b | 10.16±0.10a | 5.89±2.28ab | 16.32±3.70a | 1.44±0.10a | ||
BT | 8.13±0.11b | 136.50±6.66d | 12.04±2.56c | 1.10±0.05c | 1.05±0.07a | 34.46±6.33b | 2.82±0.04b | 6.68±0.29a | 12.54±1.95a | 1.39±0.04a | |||
NT | 8.07±0.11b | 153.93±1.19c | 17.84±0.19ab | 1.49±0.00b | 1.02±0.04a | 37.16±5.33b | 3.44±0.06b | 4.89±1.50b | 13.74±2.00a | 1.35±0.08a | |||
ST | 8.17±0.02a | 245.33±49.34b | 20.91±1.50a | 1.85±0.09a | 0.95±0.13a | 41.91±3.71a | 3.14±0.21b | 7.36±0.80a | 13.90±0.50a | 1.37±0.01a | |||
2023 | 0~20 | CT | 7.80±0.02a | 165.00±4.36b | 19.65±4.50ab | 1.87±0.13b | 1.26±0.04b | 44.33±3.70a | 31.45±0.83c | 17.36±0.89ab | 15.89±0.94a | 1.58±0.02a | |
BT | 7.85±0.04a | 128.33±3.51c | 13.29±2.12c | 1.46±0.05c | 1.33±0.04a | 38.17±2.37bc | 28.60±0.64d | 16.92±0.17ab | 13.60±1.51b | 1.68±0.23a | |||
NT | 7.67±0.01b | 124.67±2.08c | 15.08±2.33bc | 1.52±0.08c | 1.34±0.01a | 34.24±1.92c | 36.26±1.05b | 16.72±0.02b | 12.91±1.88b | 1.70±0.15a | |||
ST | 7.54±0.05c | 223.00±3.61a | 23.68±0.79a | 2.19±0.04a | 1.24±0.04b | 41.53±2.47ab | 43.20±1.33a | 17.80±0.33a | 14.29±0.66b | 1.54±0.09a | |||
20~40 | CT | 7.66±0.07b | 148.67±6.03a | 15.13±1.59b | 1.97±0.06a | 0.8±0.01d | 42.03±0.44a | 18.89±0.69b | 16.84±0.63b | 13.46±0.71a | 1.57±0.03ab | ||
BT | 7.75±0.02b | 151.33±2.52a | 10.66±1.60bc | 1.13±0.03c | 1.25±0.08a | 42.86±1.67a | 15.50±0.39c | 16.35±0.06a | 13.22±1.13a | 1.65±0.26a | |||
NT | 7.94±0.03a | 102.33±3.79c | 9.77±0.19c | 1.42±0.09b | 1.09±0.05b | 46.55±6.31a | 22.16±0.19a | 16.90±0.02b | 13.42±3.08a | 1.66±0.12a | |||
ST | 7.69±0.02b | 129.00±2.65b | 21.50±0.68a | 1.88±0.02a | 0.91±0.10c | 40.72±3.93a | 19.46±0.22b | 16.68±0.07b | 13.96±2.20a | 1.49±0.07b | |||
Y | ** | *** | * | ns | ns | *** | *** | *** | ns | *** | |||
T | ns | ** | ** | *** | ns | ns | ns | ** | * | ns | |||
Y×T | * | * | ns | * | ns | ns | ns | * | ns | ns |
年份 | 土层深度/cm | 耕作 方式 | pH | 电导率EC/ (μS/cm) | SOC/ (g/kg) | 全氮TN/ (g/kg) | 全磷TP/ (g/kg) | 全钾TK/ (g/kg) | 速效磷AP/(mg/kg) | 温度/ ℃ | 含水率/ % | 容重/ (g/cm3) | |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
2022 | 0~20 | CT | 7.81±0.15a | 162.50±4.71d | 23.48±7.29ab | 1.86±0.03c | 1.46±0.09a | 32.32±2.70a | 13.02±1.65a | 9.81±1.10a | 17.42±6.55a | 1.38±0.02a | |
BT | 7.82±0.15a | 178.07±1.36c | 16.09±2.56b | 1.55±0.09d | 1.25±0.06ab | 35.15±4.08a | 11.51±0.28a | 9.51±1.29a | 11.10±0.47b | 1.38±0.07a | |||
NT | 7.88±0.19a | 242.67±8.39b | 19.70±1.14b | 2.02±0.06b | 1.12±0.23b | 28.37±3.80a | 12.17±1.78a | 8.12±1.09b | 13.51±0.84b | 1.39±0.06a | |||
ST | 7.71±0.06a | 348.00±5.29a | 27.64±0.34a | 2.47±0.10a | 1.38±0.09ab | 33.26±2.88a | 7.39±0.25b | 8.58±0.27a | 8.15±3.79c | 1.37±0.02a | |||
20~40 | CT | 7.64±0.11c | 278.33±14.36a | 16.75±3.51b | 1.80±0.05a | 1.06±0.12a | 35.76±3.03b | 10.16±0.10a | 5.89±2.28ab | 16.32±3.70a | 1.44±0.10a | ||
BT | 8.13±0.11b | 136.50±6.66d | 12.04±2.56c | 1.10±0.05c | 1.05±0.07a | 34.46±6.33b | 2.82±0.04b | 6.68±0.29a | 12.54±1.95a | 1.39±0.04a | |||
NT | 8.07±0.11b | 153.93±1.19c | 17.84±0.19ab | 1.49±0.00b | 1.02±0.04a | 37.16±5.33b | 3.44±0.06b | 4.89±1.50b | 13.74±2.00a | 1.35±0.08a | |||
ST | 8.17±0.02a | 245.33±49.34b | 20.91±1.50a | 1.85±0.09a | 0.95±0.13a | 41.91±3.71a | 3.14±0.21b | 7.36±0.80a | 13.90±0.50a | 1.37±0.01a | |||
2023 | 0~20 | CT | 7.80±0.02a | 165.00±4.36b | 19.65±4.50ab | 1.87±0.13b | 1.26±0.04b | 44.33±3.70a | 31.45±0.83c | 17.36±0.89ab | 15.89±0.94a | 1.58±0.02a | |
BT | 7.85±0.04a | 128.33±3.51c | 13.29±2.12c | 1.46±0.05c | 1.33±0.04a | 38.17±2.37bc | 28.60±0.64d | 16.92±0.17ab | 13.60±1.51b | 1.68±0.23a | |||
NT | 7.67±0.01b | 124.67±2.08c | 15.08±2.33bc | 1.52±0.08c | 1.34±0.01a | 34.24±1.92c | 36.26±1.05b | 16.72±0.02b | 12.91±1.88b | 1.70±0.15a | |||
ST | 7.54±0.05c | 223.00±3.61a | 23.68±0.79a | 2.19±0.04a | 1.24±0.04b | 41.53±2.47ab | 43.20±1.33a | 17.80±0.33a | 14.29±0.66b | 1.54±0.09a | |||
20~40 | CT | 7.66±0.07b | 148.67±6.03a | 15.13±1.59b | 1.97±0.06a | 0.8±0.01d | 42.03±0.44a | 18.89±0.69b | 16.84±0.63b | 13.46±0.71a | 1.57±0.03ab | ||
BT | 7.75±0.02b | 151.33±2.52a | 10.66±1.60bc | 1.13±0.03c | 1.25±0.08a | 42.86±1.67a | 15.50±0.39c | 16.35±0.06a | 13.22±1.13a | 1.65±0.26a | |||
NT | 7.94±0.03a | 102.33±3.79c | 9.77±0.19c | 1.42±0.09b | 1.09±0.05b | 46.55±6.31a | 22.16±0.19a | 16.90±0.02b | 13.42±3.08a | 1.66±0.12a | |||
ST | 7.69±0.02b | 129.00±2.65b | 21.50±0.68a | 1.88±0.02a | 0.91±0.10c | 40.72±3.93a | 19.46±0.22b | 16.68±0.07b | 13.96±2.20a | 1.49±0.07b | |||
Y | ** | *** | * | ns | ns | *** | *** | *** | ns | *** | |||
T | ns | ** | ** | *** | ns | ns | ns | ** | * | ns | |||
Y×T | * | * | ns | * | ns | ns | ns | * | ns | ns |
处理 | 产量/(t/hm2) | 穗粒数/粒 | 千粒重/g | 收获穗数/(×104/hm2) |
---|---|---|---|---|
CT | 18.94±0.34c | 557±53a | 385.83±7.84b | 10.35±0.16a |
BT | 19.53±0.55bc | 537±63a | 389.39±5.86b | 10.20±0.28a |
NT | 20.67±0.69a | 604±27a | 431.44±8.84a | 9.12±0.22b |
ST | 19.84±0.38b | 586±23a | 385.36±11.59b | 9.15±0.11b |
处理 | 产量/(t/hm2) | 穗粒数/粒 | 千粒重/g | 收获穗数/(×104/hm2) |
---|---|---|---|---|
CT | 18.94±0.34c | 557±53a | 385.83±7.84b | 10.35±0.16a |
BT | 19.53±0.55bc | 537±63a | 389.39±5.86b | 10.20±0.28a |
NT | 20.67±0.69a | 604±27a | 431.44±8.84a | 9.12±0.22b |
ST | 19.84±0.38b | 586±23a | 385.36±11.59b | 9.15±0.11b |
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