粉壟耕作對平羅縣鹽堿耕地土壤三相比的影響

2024年4月1日發(作者：電車男)

粉壟耕作對平羅縣鹽堿耕地土壤三相比的影響

陶星安陳彥云李夢露夏皖豫

（寧夏大學西北土地退化與生態恢復國家重點試驗室培育基地，寧夏銀川750021）

［摘要］為揭示利用粉壟耕作技術提高耕地質量的機制，在寧夏回族自治區平羅縣開展試驗探究粉

壟耕作對鹽堿耕地土壤三相比的影響。采用隨機區組試驗，以玉米喇叭口期和抽穗期采用粉壟耕作處理的

平羅縣典型鹽堿土壤作為研究對象，以傳統耕作處理為對照，通過對土壤三相比的計算與分析，揭示粉壟耕

作對土壤物理結構的影響。結果表明，粉壟耕打破犁底層、疏松土壤，改善了土壤的蓄水能力和入滲能力，顯

著降低了土壤容重，提高了土壤含水量及土壤孔隙度，對土壤結構指數具有正向影響，降低了土壤三相結構

距離，使得耕地的土壤環境趨近理想的狀態。

［關鍵詞］粉壟耕作；孔隙度；容重；土壤三相比

［中圖分類號］S343.4［文獻標識碼］A［文章編號］1674-7909（2021）05-111-2

1.2試驗設計

2019年4—10月開展研究，采用隨機區組試驗，共設

置4種耕作方式，各處理重復3次，共12小區，小區面積

2

68m

（2m×34m）。

平羅縣位于寧夏銀川平原北部、青銅峽灌區下游，大

部分地區地下水位較高，土壤鹽漬化問題嚴重，急需對現

有鹽堿等問題進行治理。韋本輝等研究表明經過粉壟耕

作的中等鹽堿地全鹽含量下降31.31%

［1］

。當前，粉壟耕

作技術已在全國25個省份、35種作物上推廣應用。

土壤是由固、液、氣三相物質構成的一種介于固體和

液體之間的顆粒性半無限介質，固、液、氣三者之間存在

緊密的聯系

［2］

。旱地耕作中土壤三相比為固∶氣∶液=50∶

25∶25時，最適宜作物生長

［3］

。用GSSI表示廣義的土壤

結構指數，GSSI越接近100，土壤結構越接近理想狀態。

STPSD表示土壤三相結構距離，STPSD值越趨近于0，土

壤結構越接近理想狀態。耕作后的耕層土壤容重與含水

量等物理性狀均會因耕作的影響而發生相應變化，耕作

對土壤三相比起到了重新分配的作用，同時GSSI值與

STPSD值也會有所變化，因此可以通過GSSI和STPSD來

深度評價耕作方式對土壤物理結構的影響

［2］

。

1材料與方法

1.1研究區概況

試驗于平羅縣頭閘鎮永惠村（105°57′～106°58′，

E38°36′～39°51′）進行。試驗地海拔1250m，年均氣溫

2.8～16.0℃，蒸發強烈，無霜期短，溫差大，年均降水量

173.2mm。當地耕地屬鹽堿地，土壤為灌淤土，平均pH

值為9.3，0～20cm土層有機質含量7.61g/kg、全氮含量

0.05g/kg、全磷含量1.12g/kg、速效鉀含量125.67mg/kg。

試驗作物為玉米。

4種耕作方式分別為T（傳統耕作）、FL

40

（粉壟耕作

40cm）、FL

45

（粉壟耕作45cm）、FL

50

（粉壟耕作50cm）。

1.3測定項目與方法

在玉米喇叭口期和抽穗期，用環刀分別取0～20、

20～40cm土層原狀土，用DIK-1601土壤三相測量儀分

析土壤三相比。利用如下公式計算GSSI、STPSD：

0.4769

GSSI=［（X

s

-25）×X

l

×X

g

］

220.5

STPSD=［（X

s

-25）+（X

s

-50）（X

g

-25）+（X

g

-25）

］

（1）

（2）

式（1）（2）中，GSSI為廣義的土壤結構指數，STPSD

為土壤三相結構距離，X

s

為固相體積百分比（＞25%），X

l

為液相體積百分比（＞0），X

g

為氣相體積百分比（＞0）。

1.4數據處理

采用MicrosoftExcel2016及SPSS20.0進行試驗數

據整理與統計分析。

2結果與分析

如表1所示，在玉米喇叭口期，0～20cm深度土壤的

GSSI與STPSD值為T最優。20～40cm深度土壤的GSSI

與STPSD值均為FL

50

最優，其GSSI值最接近100%，而且

四組處理均呈顯著差異（P＜0.05）；四組處理STPSD值差

異顯著（P＜0.05），T與另外三組處理均差異顯著（P＜

0.05），FL

50

與FL

40

差異顯著（P＜0.05）。

作者簡介：陶星安（1994—），男，碩士在讀，研究方向：農業生態學。

通信作者：陳彥云（1965—），男，本科，教授，研究方向：農業生態學。

XIANGCUNKEJI2021年2月（中）

111

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XIANGCUNKEJI

鄉

村

科技

表1

處理

FL

40

FL

45

FL

50

T

FL

40

FL

45

FL

50

T

氣相/%

35.719±1.014ab

36.558±0.676a

36.607±0.436a

34.456±1.213b

31.020±0.654a

27.767±0.891b

27.208±0.871b

28.847±0.395ab

土層/cm

玉米喇叭口期不同耕作方式下不同土層的土壤三項比

液相/%

14.722±0.386a

15.139±0.779a

15.469±0.371a

14.978±0.1491a

16.905±0.562bc

20.661±1.34ab

21.849±2.115a

15.681±1.183c

固相/%

49.560±0.321ab

48.302±0.458bc

47.925±1.214c

50.566±0.394a

52.076±0.894b

51.572±1.689b

50.943±1.438b

55.472±0.156a

GSSI

91.300±0.259b

91.227±0.406b

91.526±0.310ab

92.255±0.097a

95.496±0.142c

98.738±0.065b

99.284±0.090a

94.199±0.018d

STPSD

10.519±0.246ab

10.829±0.361a

10.731±0.278a

9.755±0.099b

7.337±0.177b

4.021±0.125bc

3.046±0.213c

8.117±0.022a

0～20

20～40

表2

土層/cm處理

FL

40

0～20

FL

45

FL

50

T

FL

40

20～40

FL

45

FL

50

T

氣相/%

玉米抽穗期不同耕作方式下不同土層的土壤三項比

液相/%

13.137±0.828ab

13.624±0.546ab

15.516±0.240a

12.357±0.107b

18.849±1.896a

18.238±1.179a

19.994±1.894a

18.348±0.657a

固相/%

49.811±1.231a

47.799±0.827b

47.421±3.543b

51.824±1.142a

54.340±0.123ab

53.962±0.846b

52.076±2.056c

55.849±1.234a

GSSI

88.373±0.491b

88.067±0.551b

91.185±0.596a

87.714±0.185b

97.517±0.066b

97.068±0.031b

98.400±0.044a

96.789±0.193c

STPSD

12.006±0.444ab

12.644±0.447a

11.032±0.511b

11.851±0.178ab

5.508±0.101b

5.917±0.046ab

4.452±0.078c

6.346±0.260a

37.052±0.871ab

38.577±0.789a

37.063±0.765ab

35.819±0.987b

26.812±1.211ab

27.800±0.429a

27.930±0.734a

25.803±1.331b

如表2所示，在玉米抽穗期，0～20cm深度土壤的

GSSI值為FL

50

最優，FL

50

與另外三組處理呈顯著差異（P＜

0.05）；STPSD值為FL

50

最優，FL

50

與FL

45

差異顯著（P＜

0.05）。20～40cm深度土壤的GSSI值為FL

50

最接近

100%，與其他處理呈顯著差異（P＜0.05）；STPSD值為FL

50

最優，最接近0，而且與其他處理差異顯著（P＜0.05）。

3結論與討論

已有研究表明經過大機械作業的耕層土壤的三相比

更接近土壤三相比的理想狀態

［4-6］

。本研究所得結果表

明，與傳統耕作相比，利用粉壟技術耕作的土壤有著更接

近100的GSSI值及更小的STPSD值，其土壤結構更加趨

近于理想狀態，說明粉壟耕作實現了對土壤氣相、液相和

固相占比的重新分配，同時有效地進行了土壤物理結構

改良。FL

50

在玉米喇叭口期和抽穗期0～40cm深度土壤

層的GSSI值與STPSD值均顯著優于T，說明粉壟耕作處

理改變了土壤物理結構，對土壤三相比起到了調節作用。

粉壟耕作增加了土壤水分運移、空氣流通及養分運

移的通道，顯著降低了土壤容重，提高了土壤含水量及土

壤孔隙度，對土壤結構指數（GSSI）具有正向影響作用的

同時使得土壤三相結構距離（STPSD）降低，令耕地耕層

的土壤物理環境趨近土壤環境的理想狀態。

參考文獻

［1］韋本輝，申章佑，周佳，等.粉壟改造利用鹽堿地效果初

探［J］.中國農業科技導報，2017（10）：107-112.

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社，1995：108-115.

［3］nterChangesinPhysicalProperties

ofNo-tillageSoil［J］.SoilScienceSocietyofAmericaJournal，

1991（3）：778-782.

［4］秦勝金，劉景雙，王國平.影響土壤磷有效性變化作用

機理［J］.土壤通報，2006（5）：1012-1016.

［5］王恩姮，陳祥偉.大機械作業對黑土區耕地土壤三相比

與速效養分的影響［J］.水土保持學報，2007（4）：98-102.

［6］王恩姮，陳祥偉.大機械作業對黑土區耕地土壤三相比

與速效養分的影響［J］.水土保持學報，2007（4）：98-102.

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