耕作方式对冀西北高原旱沙地土壤机械组成及容重科学分析：S152；S344.9文献标识码：A：0439-8114(2013)22-5449-03冀西北高原属于农牧交错带的河北省西北部高原地区，又称坝上高原［1］,地处北方季风主风道，每到冬、春季节,受蒙古高压天气系统控制，加之区域地势高亢，下垫面平缓、植被稀少，大风频繁，土壤侵蚀严重［2］。人类不合理翻耕土地、放牧和樵采等经济活动是加剧土壤风蚀的重要因素。研究表明，地表采取作物残茬覆盖等特殊保护可以减少农田土壤风蚀损失；此外，通过改变土壤特性、微地形和作物残体等因素也可影响土壤风蚀［3-8］。王云超［9］和常春丽［10］通过对冀西北高原多年坡梁地保护性耕作的研究发现免耕降低了作物的产量。因此，针对该区的发展现状及存在的问题，按照生态学原理和农业可持续发展的要求，在稳定和提高粮食与牧草单产的同时，如何防止土壤退化、减少风蚀成为该地区生态环境的重要问题，而保护性耕作是解决这一问题的有效途径。其中土壤的物理性质是影响土壤风蚀和作物产量的主要原因之一，因此研究该区域保护性耕作制度下农田土壤容重和机械组成的变化状况，探索造成免耕减产的土壤特性基础，旨在为保护性耕作技术在冀西北坝上高原地区的合理应用和推广提供科学依据。1材料与方法1.1试验区概况试验区位于河北省张北县河北农业大学实验站内，该区属半干旱大陆性季风气候，年平均气温2.6°C,无霜期103d,降水量400mm,蒸发量1693.0mm，干燥度2.0-2.3,光照资源居河北省之首。土壤为沙质栗钙土，质地为多砾质沙土。作物种植方式为夜麦一年一熟。1.2试验设计试验于2001”2008年进行，设置翻耕、旋耕和免耕3种耕作处理，每个处理设4次重复，共12个小区。小区积为90m2(9m；10m)o各处理具体操作为：①翻耕:在夜麦收获后将麦茬翻埋于土壤中，翻耕深度约25cm；②旋耕：在菽麦收获后，用旋耕机将麦茬旋入土壤，深约15cm；③免耕：夜麦茬自然(直立)分布于田间的情况下，采用免耕播种机一次性完成播种、施肥作业。3个耕作处理的灌溉、施肥、作物品种及其他管理措旋均相同，供试品种为当地主栽晚熟蔽麦品种坝优1号，播种量为65kg/hm2,行距27cm。在蔽麦播种时施入纯N75kg/hm2和P2O560kg/hm2,生育期内不再进行追肥；夜麦播前提前14d使用除草剂2,4-DT酯控制杂草，生育期内不灌水。1.3样品采集与测定1.3.1样品采集在2008年夜麦收获后采样，分0〜5cm、5〜10cm、10〜20cm和20〜30c个层次分别采集混合土样，每小区3次重复。在采集和运输过程中尽量减少对土样的扰动，实验室内风干土样。1.3.2测定方法土壤容重采用环刀法测定，土壤机械组成采用吸管法测定［llJo利用SPSS13.0进行统计分析。2结果与分析2.1不同耕作方式对夜麦产量的影响表1为2007年和2008年不同耕作方式下的产量。由表1可知,2007年和2008年免耕产量比旋耕分别降低了19.76%和60.33%,两年平均产量降低了37.83%；比翻耕分别降低了18.96%和70.53%,两年平均产量降低了45.88%。免耕产量与旋耕、翻耕［lunwen.Ike激an提供和论文代写的服务］处理差异在两年间均达到极显著水平，两年平均产量差异达到显著水平。2007年旋耕产量比翻耕增加了0.99%,差异不显著；2008年降低了25.70%,差异达极显著水平；两年平均降低了12.94%,差异不显著。通过比较可以看出，旋耕与翻耕处理的产量较高，免耕处理的产量最低，减产明显。2.2不同耕作方式对土壤机械组成的影响该地区不同耕作处理0〜30cm土壤石砾、沙粒、粉粒和黏粒含量变幅分别为12.491%〜23.343%、56.004%〜64.416%、8.260%〜11.446%和11.910%〜14.833%,各粒级颗粒平均含量分别为17.399%、59.522%、9.733%和13.346%,构成了多砾质沙土（表2）。免耕和旋耕0〜5cm土壤石砾含量均小于5〜30cm各层土壤石砾含量的均值，翻耕0〜5cm土壤石砾含量大于5〜30cm土壤石砾含量的均值，旋耕0〜5cm石砾含量最少，说明翻耕增加了0〜5cm土壤中石砾的含量。粗沙粒含量免耕0〜5cm土壤显著高于5〜30cm各层土壤，旋耕0〜5cm土壤显著高于5〜30cm各层土壤，翻耕0〜10cm土壤低于10〜30cm各层土壤，说明免耕和旋耕增加了0〜5cm土壤粗沙粒的含量，主要以粗沙粒为主。黏粒含量中粗黏粒的含量免耕0〜5cm髙...