玉米秸秆覆盖耕作还田农田地表浸润冻融后变化情况初探
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作者:刘鸿雁 张冲 庞玉艳 王华泽 范旭辉
摘要：玉米秸秆覆盖耕作还田技术在农业发达国家得到广泛应用，吉林省作为我国玉米主产区还未见规模化应用，因此对此项技术的深入研究成为必要。该试验研究了秋季玉米秸秆覆盖耕作还田作业，农田地表浸润冻融后变化情况。结果表明，玉米秸秆覆盖耕作还田耕地地表浸润冻融后有利于形成高质量的种床。
关键词：覆盖耕作;秸秆还田;浸润冻融;地表
基金项目：吉林省重点科技攻关项目 （ 20170204018NY）;吉林省地方科技创新引导与扶贫项目（20191001015XH）;长春市重大科技攻关项目（19SS018）
中图分类号：S141.4;S158 文献标识码： A DOI编号： 10.14025/j.cnki.jlny.2019.22.032
吉林省是我国玉米主产区，玉米是吉林省第一大粮食作物。据统计，吉林省玉米秸秆年产3000多万t，占吉林省全部秸秆资源的85%以上。秸秆还田能够增加土壤养分，培肥土壤，改善土壤理化性状，优化农田生态环境，提高作物产量与品质，被认为是一种有效的农田培肥措施，也是秸秆资源利用中最经济且可持续的方式。其不但可以解决秸秆的环境污染问题，也可以促进农村养分资源的循环利用和农业可持续发展。
吉林省大面积应用秸秆覆盖、高留根茬秸秆覆盖两种玉米秸秆还田方式。吉林省各玉米产区气候条件、土壤情况、作业方式差异很大，宜于采用不同的秸秆还田技术满足不同地区的生产要求。
玉米秸秆覆盖耕作是将土壤和秸秆充分混合，并保留一定的秸秆覆盖率，既起到防止风蚀水蚀，又能加速秸秆腐烂，减少病虫草害的一项还田技术，在国际上得到广泛应用。以美国为例，美国农业部网站2019年公布，2008年玉米秸秆覆盖耕作还田面积占玉米秸秆总还田面积44%。开展玉米秸秆覆盖耕作还田技术的研究，可以为吉林省开发一种适宜大面积推广应用的玉米秸秆还田新技术。
玉米秸秆覆盖耕作还田在较干旱地区，适合于秋季完成作业，春季不再动土。由于部分秸秆覆盖在地表、部分秸秆混埋在耕层土壤中，如作业质量不佳，容易造成土壤孔隙度过多导致跑风失墒。研究秋季覆盖混埋作业后，经雨雪浸润、冻融后的地表变化情况对改进作业机具、完善作业技术有着十分重要的意义。本文針对玉米秸秆覆盖耕作还田耕地地表浸润冻融后变化情况试验进行分析。
1 材料与方法
1.1试验区概况
试验地位于吉林省农安县的吉林省农业机械研究院的试验基地。农安县位于吉林省中部，是吉林省玉米生产大县，玉米播种面积约占粮食播种面积的90%。试验地块玉米秸秆采用覆盖耕作技术全量还田作业，还田作业时深松深度30cm、整地深度15cm。作业后耕地情况：土壤膨松度16.43%、地表平整度3.2cm、地表秸秆覆盖率52.5%。
1.2 试验设计
试验测试三个指标：地表沉降、沟壑深度、土块性状。
地表沉降是测试整体地表的沉降幅度;沟壑深度是找寻地表作业不好或作业时衔接不好时形成的沟壑，测试深度变化情况;土块性状是找寻地表大土块，观察其变化情况。
1.3样品采集与测定
试验时间为2018年11月22日，次年4月18日土壤完全解冻后提取数据。
地表沉降用标识签标记，以钢板尺测量，沟壑深度以钢板尺配合测量，土块目测观察。
2 结果与分析
2.1地表沉降
试验地块地表经秋冬雨雪浸润及冬春冻融后，地表出现了明显沉降，最大沉降3.0cm，最小沉降1.7cm，平均沉降2.3cm。
2.2沟壑深度
地表沟壑深度经秋冬雨雪浸润及冬春冻融后，明显变浅，最大减少量4.2cm，减少率40.0%;最小减少量0.4cm，减少率2.5%;平均减少量2.7cm，平均减少率26.0%。
2.3土块性状
土块性状变化较大，整体由棱角分明、潮湿、结实、完整变得圆钝、干燥、松软、开裂及表层颗粒脱落。
3 结论与讨论
玉米秸秆覆盖混埋还田农田，经秋冬雨雪浸润及冬春冻融后，地表沉降明显，平均沉降2.3cm，具体沉降数值应与作业深度及土壤膨松度、秸秆混埋量有关。地表沟壑深度变化平均减少2.7cm，平均减少率26.0%。由于风蚀及沟壁塌溃的共同作用，地表沟壑深度减少幅度大于地表沉降幅度。
秋冬季雨雪的缓慢浸润，使土块由结实变得松散，再经冻结及融化的过程，使土块开裂，松碎。
地表沉降、沟壑变浅及土块变的松碎有利于土壤沉积、减少空洞，防止由于秸秆混入造成土壤结构松散、孔隙过多，有利于保水保墒，形成高质量的种床。
参考文献
[1]张晓文，赵改宾，杨仁全.农作物秸秆在循环经济中的综合利用[J].农业工程学报，2006.
[2]崔新卫，张杨珠，吴金水.秸秆还田对土壤质量与作物生长的影响[J].土壤通报，2014.
[3]那伟，赵新颖，黄枭.吉林省玉米秸秆可利用资源评价分析[J].中国农业资源与区划，2010.
作者简介：刘鸿雁，本科学历，副高级工程师，研究方向：现代农学实验与保护性耕作技术。
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