(3.5)--第五章 土壤耕作耕作学.pdf

《(3.5)--第五章 土壤耕作耕作学.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《(3.5)--第五章 土壤耕作耕作学.pdf（32页珍藏版）》请在得力文库 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、1第五章 土壤耕作 一、土壤耕作的概念通过农机具的机械力量作用于土壤，调整耕层和地面的关系，为作物播种、出苗和生长发育提供适宜的土壤环境的农业技术措施。2 耕层（Plough layer）：又称熟土层，是农业耕作经常作用的土壤、也是作物分布的主要层次，通常厚约1525cm。犁底层（Plough pan）：在土壤深耕时，常因农具力的作用和底土塑性较强，在耕层和心土层之间形成了容重较大，封闭式的犁底层。犁底层减弱了耕层和心土层底能量和物质流通。二、土壤耕作的目的和任务1.调整耕层三相比2.创造深厚的耕层与适宜的播床3.翻埋残茬、肥料和杂草4.消灭病虫害31.调整耕层三相比作物对耕作层的要求：协调的

2、水、肥、气、热的土壤环境 水气矛盾 水热矛盾 水肥矛盾耕层土壤的三相矛盾水气矛盾水热矛盾水肥矛盾2022-6-942.创造深厚的耕层与适宜的播床（1）深厚的耕层深厚的耕层，有利于作物根系发育，进而促进地上部分生长而增产；土壤养分供应充足，增大根冠比。耕层加深具有一定的难度 机械动力、作业成本、气候、土壤 作物增产与耕层加深不呈直线相关 增加耕层必须与施肥配合2.创造深厚的耕层与适宜的播床（2）适宜的种床平、碎：地面平整，土壤表面无坷垃上虚下实低湿地要作畦、作垄；风沙区保持一定的粗糙度，开沟作垄；干旱半干旱地区，表土层不要太松；气候寒冷地区，垄作提高地温；坡耕地，等高种植沟垄种植减少水土流失20

3、22-6-953.翻埋残茬、肥料和杂草4.消灭病虫害2022-6-96三、土壤耕作的实质（中心任务）使水、肥气热等因素协调供应作物，关键是土壤三相的比例适宜，土壤固相、液相、气相在耕层达到合理的位置和结构，即耕层构造的各要素之间比例协调。耕层构造：是指耕层内各个层次中矿物质、有机质与总孔隙之间及总孔隙中毛管孔隙与非毛管孔隙的比例关系。免耕0-5cm土壤横截面翻耕0-5cm土壤横截面（朱文珊等，1989）2022-6-97美国的“黑风暴”(Dust Bowl)2022-6-98第二节 土壤耕作措施 第二节 土壤耕作措施一、土壤耕作措施与作用（一）土壤耕作措施对土壤的影响1.松碎土壤2.翻转耕层3

4、.混拌土壤4.平整地面5.压紧土壤6.开沟培垄，挖坑推土，打埂作畦2022-6-99二、土壤耕作措施的主要类型及作用(一）基本耕作（Basic tillage)，又称初级耕作（Primary tillage），指入土较深，作用强烈、能显著改变耕作物理性状，后效较长的一类耕作措施，如翻耕、深松耕、旋耕。（二）表土耕作，又称次级耕作（Secondary tillage),是在基本耕作的基础上采用入土较浅，作用强度较小，旨在破碎土块，平整土地，消灭杂草，为作物创造良好的播种出苗和生产条件的一类土壤耕作措施，一般不超过10cm。（一）基本耕作1.翻耕（Plow tillage)翻耕是世界各国采用最普遍

5、的一种耕作措施。主要工具是铧式犁，先由犁铧平切土垡，再沿铧壁将土垡抬起上升，进而随犁壁形状使垡片逐渐破碎翻转抛到右侧犁沟中去。2022-6-910（1）翻耕对土壤的作用 一是翻土，将原耕层上层土翻入下层，下层土翻到上层；同时也有翻埋作物根茎、化肥、绿肥、杂草以及防除病虫害的作用。二是松土，土壤耕层上下翻转后，使原来较紧实的耕层翻松，增加耕层厚度，增强土壤通透性。三是碎土，犁前进的动力使垡片在曲面上破碎，进而改善结构，松碎成团聚体状态（水分适宜时）。（2）翻耕的优缺点疏松土壤，有利于接纳雨水，翻埋杂草、肥料与根茬；增加耕层厚度，提高土壤透气性，促进好气性微生物活动和养分矿化。人力物力消耗大，加剧

6、了土壤流失，土壤蒸发强烈，影响及时播种，在非宜耕地上易形成大土块不利于种子发芽出苗等。2022-6-911（3）翻耕方法 由于采用的犁，其犁壁形式不同，垡片的翻转有全翻垡、半翻垡和分层翻垡三种。左：全翻垡 中：半翻垡 右：复式犁分层翻垡三种翻耕方法示意图2022-6-912一年一熟或二熟地区，在夏、秋季作物收获后以伏耕为主，秋收作物后和秋播作物前为秋耕主要时间。对于水田、低洼地、秋收腾地过晚或因水分过多无法及时秋耕的，才进行春耕。故有伏耕、秋耕和春耕三种类型。（5）翻耕深度 一般情况下：土层较厚，表、底土质地一致，有犁底层存在或粘质土等，翻耕可深些。土层较薄，砂质土，心土层较薄或有石砾的土壤不

7、宜深耕。水田翻耕深度不宜超过犁底层。2022-6-913在干旱、多风、高湿地区不宜深耕，否则会造成失墒严重，提墒困难。翻地越深，生土翻到地面也越多，不利于作物的生长发育。耕地深度还要根据农机具性能和经济效益而定，畜耕的浅些，机耕的深些。从耕地加深的增产效果和增加经济效益来看，各种作物不同。（6）翻耕后效翻耕有一定的后效期，即翻耕创造的疏松耕层能保持一定的时间。我国北方旱作农田翻耕后有23年后效，灌溉农田有12年后效。土壤不必年年翻耕，否则矿质化过快，土壤养分耗损大，且不经济。为消除水田的还原性毒害物质，水田连年翻耕仍属必要。2022-6-914 我国耕翻深度，畜力犁一般为13-16cm，机引犁

8、为25-35cm。耕翻越深，耕作效率越低，成本越高。深耕时必须考虑到经济效益，目前以不超过35cm为宜。不同国家对耕翻深度的看法也不同，美国认为15-16m偏浅，英国、德国认为18-20cm适中，日本认为25-30cm偏深 总之，耕翻深度的确定要考虑气候、土壤状况、作物特点与要求、农机具性能及经济效益等诸因素。由于我国实施联产承包责任制后，每户农民的耕地规模较小，机具动力也较小，造成土壤耕作深度均变浅。（一）基本耕作2.深松（Subsoiling)以凿式深松铲、偏柱深松铲、全方位深松铲深位松土，不翻转土层。耕深可达2530cm，最深为50cm。2022-6-9152.深松 2.深松深松的作用特

9、点：（1）与翻耕相比，只松不翻、不乱土层是深松耕的最大特点。（2）可以分散在各个适当时期进行，做到耕种结合和耕管结合；间隔深松，做到纵向虚实并存，节省动力；可以打破翻耕形成的犁底层，增加耕层土壤持水性能。2022-6-916 2.深松（3）保持地面残茬覆盖，防止风蚀，减轻土壤水分的蒸发，雨水多时可以大量吸收和保存水分，防旱防涝。（4）盐碱地深松，可以保持脱盐土层位置不动，减轻盐碱危害。（5）缺点：翻埋肥料、残茬和杂草的作用效果差，地面比较粗糙等。（6）适宜区域：土层深厚的干旱、半干旱地区，以及耕层土壤瘠薄的土壤；不宜耕翻的盐碱土、白浆土地区。3.旋耕(Rotary tillage)运用旋耕机进

10、行旋耕作业，可以进行松土和碎土，地面也较平整，集犁、耙、平三次作业于一体，省工省时，成本低。2022-6-917旋耕的深度与时期 旋耕机按其机械耕作性能可耕深1618cm，故应列为基本耕作措施范畴。实际运用中常只耕深1012cm，从国内实践看，无论水田旱地，多年连续单纯旋耕，易导致耕层变浅、理化性状变劣，故旋耕应与翻耕轮换应用。2022-6-918（二）表土耕作1.耙地(harrowing):浅耕灭茬，破碎垡块或坷垃，破除板结，除草，增强麦苗抗性圆盘耙、钉齿耙、弹齿耙时间：收获后、翻耕后、播种前、播后出苗前、幼苗期2022-6-919（二）表土耕作2.耱地（Dragging）：耙地后地平土、碎

11、土作业，一般用于表土。耱可以联结在耙后面，可以在播种后。碎土、轻压、防止透风跑墒等，水田平整田面，细碎土壤3.中耕（Intertill）：作物在生长过程进行地表土耕作措施，起到疏松表土、保水、减少地面蒸发、调节地温，消灭杂草等，湿润地区也可起到蒸散水分的作用。2022-6-920（二）表土耕作4.镇压（Packing）：压紧耕层，压碎土块，平整地面。应用时应注意土壤水分含量，镇压后表土不产生结皮，同时表面有一层干土层。5.作畦（Bedding）：一般播种前进行，力求大小一致，排灌自如。6.起垄（Ridging）：垄作地一项主要作业，有利于提高地温，防风排涝，防止表土板结，改善土壤通气性，压埋杂

12、草。2022-6-921三、土壤耕作措施的选用与配套1.看天2.看地：地貌、土壤、耕性土壤耕性：影响耕作地难易和耕作质量的土壤属性。宜耕期：土壤适于耕作的时期。影响土壤耕性的因素：质地、有机质含量、土壤结构、土壤水分等3.看作物：不同作物要求耕层深度、紧实度等，因而土壤耕作应因作物有别。4.看效益四、土壤耕作制 土壤耕作制是在特定的土壤和气候条件下，所采用的与轮作方式相适应的，由若干土壤耕作法组成的耕作技术体系。土壤耕作制是耕作制度的重要组成部分，它依照农田作物在轮作中的地位，综合“土壤作物气候”关系，长期性地调整土壤耕层构造，改善土壤肥力条件，并与其他培肥措施相适应，保证农田作物持续高产、稳

13、产、增产。2022-6-922（一）拟订土壤耕作制的原则和依据1.与气候、土壤等自然条件相适应2.与种植制度和社会生产条件相适应3.统筹安排，既要考虑前茬，又要考虑后茬，既要立足当前，又要顾及整体。4.与施肥、灌溉制度互相配合5.要提高工效、讲求经济效益（二）土壤耕作制的发展趋势1.多种耕法并存。2.高效节能的土壤耕作制将逐步发展。3.保护耕作制越来越受到人们的重视。4.机械化的土壤耕作制将成为我国土壤耕作的主体。2022-6-923第三节 保护性耕作美国三十年代发生沙尘暴的情景美国三十年代发生沙尘暴的情景2022-6-924一、保护性耕作的概念保护性耕作（conser vation till

14、age）的概念并不十分明确，国外一般采用的美国的概念，是指在一季作物之后地表残茬覆盖至少为30%，使土壤侵蚀控制约在50%的耕作和种植体系。包括免耕法、垄作、覆盖耕作、带状耕作等。国内目前尚无明确的定义，通常认为，保护性耕作泛指保土保水的耕作措施，其目的是减少土壤侵蚀、保护农田生态环境、促使整个耕层健康发育。二、保护性耕作的历史“黑风暴”带来的沉痛教训，迫使人们对传统的耕作方式进行反思和变革。目前，全球约有915%的耕地采用保护性耕作技术。2022-6-92520世纪30、40年代，针对传统机械化翻耕措施在水蚀和风蚀方面存在的弊端，对土壤耕作农机具和耕作方法进行改良，提出少耕、免耕和深松等保护

15、耕作法。20世纪50年代后，机械化少免耕技术与残茬覆盖技术同步发展。但免耕和残茬覆盖既带来了杂草的严重危害，也对播种机具提出了严峻挑战。直到高效广谱除草剂和免耕播种机的研制成功，使少免耕结合秸秆覆盖的保护性耕作在美国得到迅速的应用和发展。20世纪80年代以来，随着耕作机械改进、除草剂以及作物种植结构调整，保护性耕作的应用范围也不断开展。总结国际上保护性耕作技术的发展历程，大体经历了三个阶段：123第三阶段第二阶段第一阶段三、保护性耕作的效益原理1.保土作用 保护性耕作减少了土壤的翻动，加上秸秆的覆盖作用，可以有效地控制土壤侵蚀，减少了水土流失现象。众多研究表明，免耕可大大减少土壤侵蚀甚至减少为

16、零。Blevins长期实验结果表明，与传统翻耕的相比，免耕土壤侵蚀量减少94.15%。从我国北方多点试验示范结果看,保护性耕作可以减少地表径流量50%60%，减少土壤流失80%左右，减少田间大风扬尘50%60%。保土作用在坡耕地和风砂土上最为显著。2022-6-9262.保水作用 少免耕翻动土壤少，因而较好地保蓄了土壤水分。免耕与秸秆覆盖结合时，由于地表的秸秆可以减少太阳对土壤的照射，降低土壤表层温度，加之覆盖的秸秆阻挡水汽的上升，因此免耕条件下的土壤水分蒸发大大减少。据中国农业大学多年结果表明，免耕比传统耕作增加土壤蓄水量10%，减少土壤蒸发40%左右，耗水量减少15%左右，水分利用效率提高

17、10%左右。3.培肥土壤 研究表明，免耕加秸秆覆盖，可以达到增加土壤表层有机质、改善土壤结构的目的。改善土壤理化性状，土壤有机C显著提高，同时可提高土壤表层的N、P、K 含量，但下层土壤差别不大或有所减少。2022-6-927请替换文字内容请替换文字内容免耕：土壤团粒结构发育好，大小孔隙联通，为复复合型孔隙结构合型孔隙结构。免耕：表层土壤含大量未表层土壤含大量未分解分解、半分解有机半分解有机质质和土壤生物排泄物。翻耕：20-25cm深度，土壤未分解、半分未分解、半分解有机质和土壤解有机质和土壤生物排泄物很少生物排泄物很少。翻耕：土壤结构以块状、片状为主。可见大量由大量由于机械或冻融作用形于机械

18、或冻融作用形成的大孔隙成的大孔隙。免耕免耕翻耕翻耕土壤微形态特征4.节本 保护性耕作具有省工、省时、节约费用等特点，有些作业一次完成，减少机械动力和燃油消耗成本，降低农民劳动强度。5.增产增效 保护性耕作可以保水保土，秸秆还田等于向土壤增加C和N、P、K等养分，因而在多数情况下有利于增产。2022-6-928四、保护性耕作的类型根据对土壤的影响程度可以将广义的保护性耕作技术划分为三种类型：（1）以改变微地形为主的，包括梯田、等高耕作、沟垄耕作、水平沟、坑田等，主要应用于丘陵山地的坡耕地上；（2）以改变土壤物理为主的，包括少耕、浅耕、深松、免耕等；（3）以增加地面覆盖为主的，包括秸秆覆盖、留茬或

19、残茬覆盖、覆盖作物种植、砂石覆盖（砂田）、地膜覆盖等。1.覆盖耕作（mulch tillage）在干旱半干旱条件下，在地面上覆盖一种人工覆盖物，则会收到良好的蓄水保墒效果。生产上常用的覆盖物有砂石、作物秸秆和塑料薄膜等。石头缝里“蹦”出来的西瓜砂田2022-6-9292.2.作物残茬覆盖作物残茬覆盖 作物残茬覆盖是比较简单易行的覆盖方法。覆盖的作物残茬阻碍水分蒸发，故能起到明显保墒效果。2022-6-930 地膜覆盖增温保墒，目前地膜覆盖已广泛应用于小麦、玉米、棉花、花生、烤烟等多种作物。地膜覆盖地膜覆盖典型的免耕由三个基本环节组成：（1）地面覆盖残茬、秸秆或其它覆盖物，籍以减轻风蚀、水蚀和土

20、壤蒸发；（2）采用联合作业的免耕播种机直接播种，一次完成开沟、播种、施肥、喷药、覆土、镇压等作业；（3）应用广谱性除草剂杀除杂草。2.免耕（no-tillage）2022-6-931 少耕指在常规耕作基础上尽量减少土壤耕作次数或在全田间隔耕作、减少耕作面积的一类耕作方法，它是介于常规耕作和免耕之间的中间类型。3.少耕（minimum tillage,reduced tillage）4.深松（sub-soiling）深松是用深松铲深松土而不翻转土层，残茬或秸秆随即保留在地面上，采用除草剂或耕作除草。2022-6-932五、保护性耕作的发展趋势p 第一，由以研制少免耕机具为主向农艺农机结合并突出农艺措施的方向发展。p 第二，保护性耕作技术由在生态脆弱的半干旱区应用为主向更广大农区应用发展。p 第三，保护性耕作技术由不规范逐步向规范化、标准化方向发展。p 第四，由单纯的土壤耕作技术向综合性的保护性农业发展。五、保护性耕作的发展趋势保护性农业（conservation agriculture）永久性覆盖技术：利用前作残茬或控制生长的牧草或其它物质作为覆盖物，覆盖全田或行间，借以减轻风蚀、水蚀和土壤水分蒸发。减少地表扰动的耕作技术。作物轮作技术。养分综合管理