【正文】 少和耕作方式均有關(guān)，在休閑期豐水年，如2011年和2012年，連續(xù)翻耕和翻耕/免耕輪耕處理土壤蓄水效率優(yōu)于其它耕作處理，因?yàn)榉笸寥辣韺邮杷?，高?qiáng)度降雨后，水分入滲快；而免耕處理，表層土壤容重較大，土壤孔隙少，降雨后土表水分入滲慢。廖允成等在渭北旱區(qū)多年試驗(yàn)研究和生產(chǎn)實(shí)踐表明，干旱是造成該區(qū)冬小麥減產(chǎn)的主要?dú)夂驗(yàn)?zāi)害，自然降水的盈虧狀況和時空分布差異在很大程度上制約著冬小麥不同生長發(fā)育階段的良性發(fā)展，直接影響最終產(chǎn)量。 2012年夏季休閑期0200cm土壤水分特征 土壤蓄水量 oil water storage(mm)圖36 2012年夏閑期不同耕作處理后1個月和2個月0200cm土層蓄水量2012年小麥?zhǔn)蘸螅?月30日進(jìn)行耕作處理，休閑20天后，測定不同耕作方式0200cm土層蓄水量，6種耕作處理間蓄水量無顯著差異。灌漿期，小麥產(chǎn)量形成關(guān)鍵期，0200cm土層蓄水量繼續(xù)下降，其中免耕/深松輪耕處理蓄水量下降最快。6種耕作處理蓄水量無顯著差異，連續(xù)翻耕處理蓄水量最高；3種輪耕處理蓄水量接近。6種耕作處理蓄水量無顯著差異，免耕/深松和N的蓄水量最高，；3種輪耕處理土壤蓄水量，免耕/深松＞翻耕/免耕≈深松/翻耕。6種耕作處理，連續(xù)免耕蓄水量最高，3種輪耕處理與連續(xù)翻耕差異不明顯。免耕/，深松/翻耕與翻耕/免耕處理與連續(xù)翻耕處理蓄水量接近。3種輪耕處理蓄水量與連續(xù)翻耕差異不顯著。土壤蓄水量 Soil water storage(mm) 圖33a 20102011年度不同耕作處理下冬小麥播種期、越冬期、返青期0200cm土層蓄水量土壤蓄水量 Soil water storage(mm)圖33b 20102011年度不同耕作處理下冬小麥拔節(jié)期、抽穗期、灌漿期和成熟期0200cm土層蓄水量 4月中旬至五月下旬為土壤水分迅速下降期，此期氣溫逐漸升高，土壤蒸發(fā)日益增多，小麥進(jìn)入發(fā)育期，耗水增加，而該時期降水相對偏少，拔節(jié)至灌漿期，降雨量僅43mm。小麥播種期，6種耕作方式中連續(xù)免耕蓄水量最高，%。從20072012年夏閑期始末旱作農(nóng)田0200cm土壤蓄水量的變化情況來看，夏閑期降水量和耕作方式同時影響著休閑期土壤的蓄水效率。C177。S?C177。N177。C177。S?C177。N177。C177。S?C177。表32 20072012年不同耕作處理夏閑期0200cm土層水量變化年份處理夏閑期降水量Precipitation during summer fallow ( mm)夏閑期土壤蓄水量Soil water storage during summer fallow蓄水效率YearsTreatments初期Initial stage( mm)末期Terminal stage( mm)Water storage efficiency ( %)2007N177。連續(xù)免耕和連續(xù)深松的保護(hù)性耕作處理蓄水效果優(yōu)于連續(xù)翻耕處理。，%，為干旱年，%，與豐水年相比，干旱年各耕作處理的蓄水效率大幅下降。 σ為多年降水量的標(biāo)準(zhǔn)差( mm) 。圖31 2007年6月至2012年9月降雨量分布圖降水年型劃分采用國內(nèi)較常用的降水年型劃分標(biāo)準(zhǔn)[32]劃分降水年型。 結(jié)果與分析試驗(yàn)?zāi)甓?007年6月至2012年9月降雨量分布圖（圖 31），降雨量的高低對作物生長及產(chǎn)量有重要影響。張海林等研究表明，保護(hù)性耕作下土壤具有較高的滲水、保水、持水和水分恢復(fù)能力，較傳統(tǒng)耕作能更有效的蓄積降水，減少蒸發(fā)，這就為實(shí)現(xiàn)作物增產(chǎn)提供了水分保障。張北贏等研究認(rèn)為，降雨時間分布的不均勻性和作物水分利用的階段性差異是造成土壤水分的階段差異性和垂直剖面差異性的重要原因[38]。hm2）=產(chǎn)量總收入總成本投入（元即 ：WUE=Y/（P+W1+IW2） 式中 P—作物生育期間降水量，mm； Wl—作物播種前某深度(2m)土層的水分貯存量，mm；W2—作物收割后留存在某深度(2m)土層的水分貯存量，mm； I—作物生育期間灌溉水量，mm。烘干法測定土壤水分，打開盒蓋，放在恒溫箱中，在105℃下烘10h，冷卻至室溫后，稱出烘干土加盒重。具體土壤耕作措施：（1）免耕處理：收獲后不采取任何土壤耕作措施；（2）深松處理：單深松鏟耕作深度30—35 cm，寬度間隔40 cm；（3）翻耕處理：單犁鏵全面深翻20 cm。其中氮肥使用尿素（%）和磷酸二銨（含氮量16%），磷肥使用磷酸二銨（有效磷含量44%（以P2O5計(jì)）），鉀肥為氯化鉀（K2O含量60％）； 不同耕作方式：2007年夏閑期開始設(shè)置6種不同耕作處理（1）免耕/深松輪耕（N?S，N07→S08→N09→S10→N11→S12）；（2）深松/翻耕輪耕（S?C，S07→C08 →S09→C10→S11→C12）；（3）翻耕/免耕輪耕（C?N，C07 →N08→C09→N10→C11 →N12）；（4）6年連續(xù)免耕（NN）；（5）6年連續(xù)深松（SS）；（6）6年連續(xù)翻耕（CC）。hm2，鉀肥為90 kg 不同肥力處理：試驗(yàn)設(shè)置平衡施肥、常規(guī)施肥和低肥共3種肥力水平， 具體為（1）常規(guī)施肥水平，氮肥為255 kg 試驗(yàn)方法本試驗(yàn)于2010年9月至2012年9月實(shí)施，2007年6月至2010年9月已經(jīng)種植了3年小麥，進(jìn)行了4年耕作處理。在平衡施肥 低肥常規(guī)施肥免耕?深松深松?翻耕翻耕?免耕連續(xù)免耕連續(xù)深松連續(xù)翻耕`施肥（主處理）和耕作（副處理）二因素裂區(qū)試驗(yàn)試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析與討論，篩選旱作麥田最適保護(hù)性耕作輪耕模式土壤水分含量變化特征的分析 旱作麥田土壤水分小麥產(chǎn)量、生產(chǎn)效益分析 產(chǎn)量與效益 圖 21 研究的技術(shù)路線 圖 21 研究的技術(shù)路線 20072012年試驗(yàn)期間，測定年平均降雨量520mm左右，冬春降水較少，夏秋降水較多，69 月約占全年降水量的 60％左右。該區(qū)屬于暖溫帶半濕潤半干旱的大陸性季風(fēng)氣候，年平均氣溫 913℃，極端最高溫度 3642℃，極端最低氣溫－16－25℃。06′ E，海拔850 m），該區(qū)域是我國黃土高原開展旱地農(nóng)業(yè)研究較早的區(qū)域之一，也是西北農(nóng)林科技大學(xué)旱地農(nóng)業(yè)科研教學(xué)實(shí)驗(yàn)地基，在陜西東部黃土高原區(qū)具有較強(qiáng)的代表性。（2）篩選渭北旱塬最佳夏閑期保護(hù)性輪耕模式：根據(jù)長期定位試驗(yàn)結(jié)果，篩選適合渭北旱塬降水資源狀況和種植制度的休閑期最優(yōu)蓄水保墑輪耕模式。在秸稈覆蓋深松和秸稈覆蓋免耕技術(shù)研究方面，已有研究初步探索了其蓄水保墑效果和增產(chǎn)效應(yīng)，但只是單項(xiàng)土壤耕作措施效應(yīng)的短期試驗(yàn)研究，缺乏長周期不同土壤耕作措施組成的輪耕模式研究，秸稈覆蓋試驗(yàn)設(shè)計(jì)忽視了生產(chǎn)實(shí)用性，其研究結(jié)果在生產(chǎn)上應(yīng)用性較差。 渭北旱塬的旱作農(nóng)田地面平整和土層深厚，水蝕和風(fēng)蝕相對較輕，保護(hù)性耕作技術(shù)的主要任務(wù)和作用是蓄水保墑和增加產(chǎn)量。傳統(tǒng)的“冬小麥－夏閑”農(nóng)作制中，在6月下旬至9月中旬的夏閑期，為了促進(jìn)雨季降水入滲和耕層土壤熟化，渭北旱塬區(qū)長期普遍采用“多次翻耕－耙耱”土壤耕作法。我國自80年代以來開始系統(tǒng)進(jìn)行保護(hù)性耕作的研究工作，一批具有遠(yuǎn)見的研究者建立了長期定位的研究基地，在理論研究和生產(chǎn)實(shí)踐中積累了一定的經(jīng)驗(yàn)，也為保護(hù)性耕作的研究奠定了基礎(chǔ)[31]。所以，需要充分理解保護(hù)性耕作條件下的作物生長發(fā)育規(guī)律特點(diǎn)，才能制定有針對性的保護(hù)性耕作技術(shù)管理方案。（3）保護(hù)性耕作條件下病蟲草害的發(fā)生規(guī)律發(fā)生了變化，對保護(hù)性耕作條件下病蟲草害的防治技術(shù)也應(yīng)有針對性的創(chuàng)新。一般認(rèn)為保護(hù)性耕作會增加土壤的容重，不利于作物的生長，但王昌全等的長期定位試驗(yàn)結(jié)果表明，連續(xù)8年的免耕處理土壤容重小于傳統(tǒng)翻耕處理，且免耕能增加土壤孔隙度、促進(jìn)團(tuán)聚體的形成[27]；而何奇鏡等則認(rèn)為，連年少免耕引起的土壤緊實(shí)對玉米生長沒有不利影響[28]。實(shí)行保護(hù)性耕作，減少土壤耕作次數(shù)，有效降低了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的投入成本，具有比較明顯的經(jīng)濟(jì)效益。保護(hù)性耕作持續(xù)時間影響作物產(chǎn)量：賈樹龍等 認(rèn)為連續(xù)少耕和免耕處理的前3 年對作物產(chǎn)量沒有影響，之后小麥產(chǎn)量顯著降低（%），但連續(xù)免耕對玉米產(chǎn)量則沒有明顯影響[25]。秸稈覆蓋量在每公頃45007500 kg時，小麥的畝穗數(shù)、穗粒數(shù)、千粒重都明顯提高，在一定范圍內(nèi)產(chǎn)量有隨著覆蓋量的增加而提高的趨勢[24]。免耕處理的小麥020 cm 土層根系擴(kuò)展，比傳統(tǒng)耕作根重增加；間隔深松處理則促進(jìn)根系下扎，表層根重降低。研究表明，秸稈全量還田可以增加土壤有機(jī)質(zhì)含量，速效磷和速效鉀含量也會明顯提高。在農(nóng)田管理過程中，保護(hù)性耕作方式減少農(nóng)機(jī)具對土壤擾動，降低了農(nóng)田CO2排放來減少土壤的碳損失，增加農(nóng)田土壤固碳潛力。王曉燕研究表明，與常規(guī)耕作相比，050cm土層的儲水量，免耕提高14%，深松提高22%[16]。如小麥生育后期耕層土壤的“低溫效應(yīng)”有利于防御干熱風(fēng)對小麥的危害，也有利于后續(xù)作物的生長發(fā)育；施彩仙研究表明，免耕直播稻田的土壤溫度等于或略高于翻耕田，土壤受熱較快，保溫性好，有利于根系的早發(fā)快發(fā)[14]。這是保護(hù)性耕作的意義逐漸凸顯的過程，也是農(nóng)業(yè)科技政策支持的結(jié)果。由此可見，保護(hù)性耕作作業(yè)就是通過專用機(jī)械，保證種子播種質(zhì)量和發(fā)芽率，借秸稈覆蓋減少風(fēng)蝕、水蝕，提高水分利用效率，從而達(dá)到節(jié)約成本增加效益的目的。免耕即除播種之外不進(jìn)行任何耕作；少耕包括深松與表土耕作。保護(hù)性耕作其實(shí)是向自然的一種回歸，它放棄了多年來成為習(xí)慣、認(rèn)為土地就必須翻耕的做法，更加充分地利用自然保護(hù)土地、恢復(fù)地力。如耕翻作業(yè)除掉地面殘茬、雜草固然有利于播種，但同時也破壞了對地面的保護(hù)，導(dǎo)致土壤風(fēng)蝕、水蝕加?。恍兴橥寥?，創(chuàng)造了松軟細(xì)碎的種床，但同時又消滅了土壤中的蚯蚓與生物，使土壤逐漸失去活性。 保護(hù)性耕作發(fā)展與應(yīng)用保護(hù)性耕作是近40年發(fā)展起來的新的耕作法，60—70年代，免耕法引起世界范圍的重視，并在各國廣泛進(jìn)行試驗(yàn)研究[2]。旱地農(nóng)業(yè)區(qū)傳統(tǒng)上一直采用鏵式犁期耕、地表裸露休閑的耕作方式在提高農(nóng)業(yè)產(chǎn)量中曾經(jīng)一度發(fā)揮了非常重要的作用。 保護(hù)性耕作在旱地農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用 傳統(tǒng)耕作平翻耕法是應(yīng)用最廣泛的一種傳統(tǒng)耕作法，為我國典型的精耕細(xì)作模式。通過水土保持耕作、耙耱中耕、培肥改土、合理輪作等措施，使土壤理化性質(zhì)得以改善， 改良土壤增加貯水[7]。 提高旱地農(nóng)業(yè)降水利用率的農(nóng)作技術(shù)體系。張沁文認(rèn)為，在旱地農(nóng)業(yè)生態(tài)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)中存在兩種類型的因素，一是在當(dāng)今科技發(fā)展水平下認(rèn)為不可控制的因素，如大氣降水，以至由這些因素直接導(dǎo)致的“天旱”；一是可控制因素，如土地形狀、土壤水的形成與儲存、土地肥力，乃至“地旱”程度等。 旱地農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展對策黃土高原旱地農(nóng)業(yè)自然生產(chǎn)力潛力很大，但這一地區(qū)千百年來陷入了“越窮越墾， 越墾越窮”的惡性循環(huán)。限制旱地農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的主要問題是水資源短缺、風(fēng)蝕和水蝕。現(xiàn)在世界上所需要的小麥、高粱和小米主要由旱地生產(chǎn)和供應(yīng)，其中特別是小麥，由旱地(包括有灌溉條件的旱地)生產(chǎn)的約占世界小麥總產(chǎn)量的3/4以上[2]。本文以渭北旱塬區(qū)保護(hù)性耕作輪耕長期定位試驗(yàn)為依托，探討了不同輪耕方式下旱地農(nóng)田的土壤水分變化和作物生產(chǎn)響應(yīng)。90年代以來，我國在山西黃土高原部分地區(qū)開展保護(hù)性耕作適應(yīng)性研究，經(jīng)過10年持續(xù)的試驗(yàn)，證明保護(hù)性耕作在我國是可行的，適宜大面積推廣，是解決生態(tài)環(huán)境問題、實(shí)現(xiàn)增產(chǎn)增效、促進(jìn)旱區(qū)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的先進(jìn)耕作技術(shù)[4]。旱農(nóng)地區(qū)是我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的重要基地，從過去到現(xiàn)在，旱地農(nóng)業(yè)對我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)有著重大貢獻(xiàn)[2]。免耕/深松輪耕處理在豐水年不降低產(chǎn)量且干旱年增產(chǎn)的情況下，提高了生產(chǎn)收益。渭北旱作麥田保護(hù)性輪耕作蓄水保墑效應(yīng)與經(jīng)濟(jì)效益研究目 錄1 文獻(xiàn)綜述 1 黃土高原區(qū)旱地農(nóng)業(yè)發(fā)展前景 1 旱地農(nóng)業(yè)發(fā)展?jié)摿?1 旱地農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展對策 2 保護(hù)性耕作在旱地農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用 3 傳統(tǒng)耕作 3 保護(hù)性耕作發(fā)展與應(yīng)用 3 保護(hù)性耕作技術(shù)研究進(jìn)展 4 保護(hù)性耕作對土壤物理性質(zhì)的影響 4 保護(hù)性耕作對土壤化學(xué)性質(zhì)的影響 5 保護(hù)性耕作對作物生長發(fā)育的影響 5 保護(hù)性耕作的產(chǎn)量、效益 5 保護(hù)性耕作技術(shù)研究展望 62 實(shí)驗(yàn)概況和方法 8 研究背景和意義 8 研究目標(biāo) 9 研究內(nèi)容 9 技術(shù)路線 9 材料和方法 9 研究區(qū)概況 9 試驗(yàn)方法 11 測定指標(biāo)與方法 11 數(shù)據(jù)處理與統(tǒng)計(jì)方法 123 不同耕作模式對土壤蓄水保墑效應(yīng)的影響 13 結(jié)果與分析 13 13 夏閑期不同耕作方式對土壤蓄水作用的影響 14 不同耕作方式下冬小麥種植期間0200cm土壤水分動態(tài)變化 16 討論 20 不同降雨年型夏閑期土壤水分特征 20 輪耕對夏閑期土壤蓄水效應(yīng)的影響 20 輪耕對生育期0200cm土壤水分動態(tài)變化的影響 21 小結(jié) 224 不同耕作模式對產(chǎn)量及經(jīng)濟(jì)效益的影響 23 結(jié)果與分析 23 不同輪耕模式對冬小麥產(chǎn)量及其構(gòu)成因素的影響 23 不同輪耕模式對冬小麥水分生產(chǎn)效率的影響 24 不同耕作和施肥方式對麥田經(jīng)濟(jì)效益的影響 26 討論 27 小結(jié) 285 主要結(jié)論、創(chuàng)新點(diǎn)和研究展望 30 主要結(jié)論 30 研究特色與創(chuàng)新點(diǎn) 30 研究展望與建議 30參考文獻(xiàn)： 32附錄英文文獻(xiàn)： 35致 謝 4135 / 40渭北旱作麥田保護(hù)性輪耕作蓄水保墑效應(yīng)與經(jīng)濟(jì)效益研究 作者:李登 指導(dǎo)教師:李軍摘要:旱作農(nóng)業(yè)是我國傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)的重