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耕作深度对红壤坡耕地季节性干旱期土壤水分变化特征的影响

黄尚书 钟义军 何绍浪 黄欠如 成艳红 张昆 吴艳 叶川

黄尚书, 钟义军, 何绍浪, 黄欠如, 成艳红, 张 昆, 吴 艳, 叶 川. 耕作深度对红壤坡耕地季节性干旱期土壤水分变化特征的影响[J]. 土壤通报, 2023, 54(1): 39 − 45 doi: 10.19336/j.cnki.trtb.2021072603
引用本文: 黄尚书, 钟义军, 何绍浪, 黄欠如, 成艳红, 张 昆, 吴 艳, 叶 川. 耕作深度对红壤坡耕地季节性干旱期土壤水分变化特征的影响[J]. 土壤通报, 2023, 54(1): 39 − 45 doi: 10.19336/j.cnki.trtb.2021072603
HUANG Shang-shu, ZHONG Yi-jun, HE Shao-lang, HUANG Qian-ru, CHENG Yan-hong, ZHANG Kun, WU Yan, YE Chuan. Effects of Tillage Depth on Characteristics of Soil Moisture in Red Soil Sloping Farmland under Seasonal Drought[J]. Chinese Journal of Soil Science, 2023, 54(1): 39 − 45 doi: 10.19336/j.cnki.trtb.2021072603
Citation: HUANG Shang-shu, ZHONG Yi-jun, HE Shao-lang, HUANG Qian-ru, CHENG Yan-hong, ZHANG Kun, WU Yan, YE Chuan. Effects of Tillage Depth on Characteristics of Soil Moisture in Red Soil Sloping Farmland under Seasonal Drought[J]. Chinese Journal of Soil Science, 2023, 54(1): 39 − 45 doi: 10.19336/j.cnki.trtb.2021072603

耕作深度对红壤坡耕地季节性干旱期土壤水分变化特征的影响

doi: 10.19336/j.cnki.trtb.2021072603
基金项目: 江西省重点研发计划项目(20181BBF68009)和公益性行业(农业)科研专项经费项目(201503119)资助
详细信息
    作者简介:

    黄尚书(1989−),男,江西崇义人,助理研究员,博士研究生,主要从事土壤物理学研究。Email: hss1232005@163.com

    通讯作者:

    E-mail: yechuan555@sohu.com

  • 中图分类号: S152.7

Effects of Tillage Depth on Characteristics of Soil Moisture in Red Soil Sloping Farmland under Seasonal Drought

  • 摘要:   目的  明确耕作深度对红壤坡耕地季节性干旱期土壤水分变化特征的影响。  方法  依托2015年设置的红壤坡耕地耕作深度试验,选择免耕(NT)、耕翻10 cm(P10)、耕翻20 cm(P20)和耕翻30 cm(P30)共4个处理,研究了耕作深度对红壤坡耕地季节性干旱期土壤水分变化特征的影响。  结果  强降雨后红壤坡耕地0 ~ 60 cm土层对雨水的接蓄能力在P30处理达到了最大值,P20处理次之,P10、NT处理相对较差。耕作深度对0 ~ 30 cm土层雨水接蓄能力有显著影响( P < 0.05),而对30 ~ 60 cm土层雨水接蓄能力无显著影响(P > 0.05)。多因素方差分析表明,耕作深度对季节性干旱期红壤坡耕地0 ~ 60 cm土层土壤水分含量产生了极显著影响(P < 0.01),耕作深度、土层深度和持续天数三个因素的交互作用对季节干旱期0 ~ 60 cm土层土壤水分含量也产生了极显著影响(P < 0.01)。从0 ~ 60 cm土壤储水量变化来看,P30处理造成季节性干旱期耕层和亚耕层土壤水分消耗过快,而NT和P10处理增加了季节性干旱期亚耕层土壤水分的消耗,P20处理土壤储水量变化最小,比其它处理低2.26% ~ 11.79%。  结论  耕翻20 cm有利于雨水接蓄且季节性干旱期水分消耗最少,最有利于红壤坡耕地季节性干旱期0 ~ 60 cm土层土壤水分含量的稳定,研究结果为红壤坡耕地季节性干旱期土壤水分调控耕作技术提供了一定的理论依据。
  • 图  1  观测期(2018年7 ~ 8月)气温及降雨量

    Figure  1.  Temperature and rainfall during observation period

    图  2  观测期内不同处理各土层土壤水分动态变化

    a:0 ~ 10 cm,b:10 ~ 20 cm,c:20 ~ 30 cm,d:30 ~ 40 cm,e:40 ~ 60 cm。

    Figure  2.  Dynamic changes of soil moisture in soil layers under different treatments during the observation period

    图  3  不同耕作深度土壤水分垂直变化

    Figure  3.  Vertical change of soil moisture in different tillage depths

    表  1  试验前土壤基本理化性质

    Table  1.   Basic physical and chemical properties of soil before test

    土层 (cm)
    Soil depth
    pH值
    pH value
    有机质 (g kg−1)
    Organic matter
    砂粒 (%)
    Sand
    粉粒 (%)
    Silt
    黏粒 (%)
    Clay
    0 ~ 104.7615.3416.3141.3542.34
    10 ~ 204.6914.7116.3443.3040.36
    20 ~ 304.7912.6315.9442.5541.51
    30 ~ 404.818.3015.7843.1241.10
    40 ~ 604.786.3015.8743.2341.90
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    表  2  试验设计

    Table  2.   Experimental design

    代码
    Code
    处理
    Treatment
    操作方法
    Operation method
    NT免耕全年不耕,作物进行开穴或开沟种植。
    P10耕翻 10 cm每年作物种植前15天左右进行旋耕2次,旋耕深度10 cm左右。
    P20耕翻 20 cm每年作物种植前15天左右进行耕翻,深度20 cm左右,然后旋耕2次,旋耕深度为10 cm左右。
    P30耕翻 30 cm每年作物种植前15天左右进行耕翻,深度30 cm左右,然后旋耕2次,旋耕深度为10 cm左右。
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    表  3  耕作深度、土层深度和观测持续天数对土壤含水量影响的方差分析

    Table  3.   Variance analysis of effects of tillage depth, soil depth and observation duration days on soil water content

    因素
    Factor
    自由度
    Freedom
    F
    F value
    P
    P value
    耕作深度A326.70P < 0.01
    土层深度B41733.65P < 0.01
    观测持续天数C131244.59P < 0.01
    耕作深度 × 土层深度 A × B1242.88P < 0.01
    耕作深度 × 观测持续天数 A × C395.04P < 0.01
    土层深度 × 观测持续天数 B × C5212.34P < 0.01
    耕作深度 × 土层深度 × 观测持续天数 A × B × C1563.06P < 0.01
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    表  4  不同耕作深度对0 ~ 60 cm土层土壤储水量的影响

    Table  4.   Effect of different tillage depths on soil water storage in 0 ~ 60 cm soil layer

    土层(cm)
    Soil depth
    NT
    (mm)
    P10
    (mm)
    P20
    (mm)
    P30
    (mm)
    7 ~ 108 ~ 18W7 ~ 108 ~ 18W7 ~ 108 ~ 18W7 ~ 108 ~ 18W
    0 ~ 1028.64 b15.87 a12.78 b27.06 b14.37 b12.69 b27.47 b13.71 b13.76 b31.08 a12.91 c18.16 a
    10 ~ 2034.68 b20.72 a13.96 b35.20 b16.52 b18.69 a35.70 b17.07 b18.63 a37.04 a16.98 b20.07 a
    20 ~ 3040.10 b20.41 b19.69 a41.39 ab19.60 b20.78 a43.39 ab25.35 a18.04 b44.19 a22.28 a21.91 a
    30 ~ 4043.66 a19.17 c24.49 a44.31 a22.23 b22.08 a44.03 a28.78 a15.25 c45.10 a26.78 a18.32 b
    40 ~ 6086.97 a51.40 a35.57 a88.96 a51.66 a37.30 a91.24 a52.86 a38.37 a91.51 a51.87 a39.64 a
    合计234.05 b127.57 b106.48 c235.93 b124.39 b111.54 b241.84 ab137.77 a104.07 c248.93 a130.82 ab118.11 a
      注:NT: 免耕,P10: 翻耕10 cm,P20: 翻耕20 cm,P30: 翻耕30 cm;不同小写字母表 示同一生育期不同处理差异显著;△W表示干旱期内相同土层储水量之差。
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出版历程
  • 收稿日期:  2021-07-26
  • 录用日期:  2022-05-03
  • 修回日期:  2022-04-06
  • 网络出版日期:  2023-02-02
  • 刊出日期:  2023-02-06

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