白云,工程师,毕业于陕西省农机校,1980年-1984年陕西省千阳县农机局工作,1984年至今在安徽省宿州市埇桥区农机局工作。曾任埇桥区农机局党组成员。先后发表农机化专业论文10余篇,两次被农业部表彰为全国跨区作业先进个人、全国粮食生产先进个人等荣誉称号。退休后返聘埇桥区农机化技术咨询工作。
马云,工程师,毕业于安徽省农机校,1998年至今在埇桥区基层农机化工作一线工作。先后发表专业论文10余篇,先后获得全省农机化信息宣传先进工作者,多次获评全省、全国优秀论文奖、好作品奖。
实施机械化深松土壤,就是通过深松机械松碎耕作层,打破犁底层,不翻垡,不凉垡,保持土壤原有的团粒结构,改善土层的物理性状,增加熟土层,提高土壤的通透性、持水量和蓄肥能力,调节土壤三相比,为农作物生长创造良好的土壤条件,也是提高农业可持续生产能力的有效措施。
经过近年来的实践研究认为,不同土壤类型、不同轮作方式、不同种植习惯等,要因地制宜、合理选择深松机具,农机农艺相互融合,采取不同的深松方式,才能有效达到科学深松改良土壤之目的。反之,就很可能出现负面效应。为此,本文结合安徽省宿州市埇桥区实际,对不同土壤类型进行机械化深松可行性分析,以期能够科学有效地深松土壤,达到改良土壤之目的。
一、不同土壤类型物理性状及深松适应性分析
埇桥区耕地总面积217.25万亩,属旱作农业区,农作物种植多以小麦—玉米或小麦--大豆轮作。根据安徽省第二次土壤普查和埇桥区耕地地力评价与改良利用,将全区耕作土壤分为四个土类。
1.1砂礓黑土类,占全区耕作土壤的50.5﹪。砂礓黑土是淮北平原古老的耕作土壤 ,由上部的黑土层和下部的黄土砂礓层构成。黑土层,棱块状结构,紧实,有面砂礓;黄土砂礓层,棱柱状结构,极紧,砂礓多而大。黑土层一般为30—50厘米,砂礓层一般出现在70厘米左右,局部地段耕层以内即有出现,其质地大多粘重,耕层普遍比较浅薄,大都小于15厘米,犁底层较紧实,土壤容重平均为1.41克∕立方厘米,田间持水量在22—35%,水分有效贮量小,水平方向的透水性较差,易涝易旱,虽土壤养分含量不低,但供肥能力差,瘠薄僵瘦,适耕期短,易漏风跑墒,农耕谚语道:“死黑土,块子大,既难耕又难耙”;“黄土掺砂礓,犁地喳喳响,干了咧着嘴,涝了一锅汤”。总之,砂礓黑土类土壤耕作时,应注意保墒,防止“晾垡”或“灌垡”,采取机械化深松作业时,应视其有效耕层和砂礓层的剖面分布情况,采取不同深度的深松作业,以加厚耕层,熟化土壤,并辅以镇压,以防漏风漏水。配套措施是科学施肥,合理排灌,提高有机质含量,确保旱涝保收。
1.2潮土类,占全区耕作土壤的41.5﹪。此类土壤系由近代黄泛冲积物或灰岩风化的洪积冲积物所发育。该类土壤具有以下几个方面特征:一是自然肥力较高,有机质一般低于砂礓黑土;二是土体上下质地变化也大,或沙或粘,厚度不等;三是局部低洼地块,地下水矿化度高,土壤易盐碱化。耕性有好有差,耕作层较砂礓黑土稍厚,犁底层紧实程度较砂礓黑土稍松。容重平均为1.35克∕立方厘米。这类土壤采取深松作业,深松深度大都可在30—45厘米,破除其障碍层次,改良土壤质地和耕性,提高土壤保水保肥能力。
1.3棕壤类,占全区耕作土壤的0.5﹪。零星分布在浍河沿岸地势较高坡度较大的地段。质地多为粘壤土,成土无潜育过程,因而没有黑土层,砂礓层位较低,一般在1.5米以下,耕作层浅,在14厘米左右,犁底层也较松,心土紧实粘化,透水性差,易受旱,排水条件良好,无涝渍和盐碱威胁,有轻度水土流失现象,该类土壤应注意保水保肥,加深耕层。
1.4褐土类,占全区耕作土壤的7.5﹪。是本区北部低山残丘地区的耕作土壤。质地以粘土为主,除表层较松外,以下各层均较紧实,心土粘盘层明显,耕层较浅,大多在18厘米以下,犁底层块状结构,较紧,透水性一般,耕性很差,群众有“干耕雨后地发虚”和“湿耕死垄要减产”的说法,此类土壤不宜采用全方位深松,以防下年出现坚硬板结的垄条而无法进行耕作,可以旋耕深松或直接局部深松以破碎犁底层。
从上世纪90年代末,埇桥区农机局先后进行了从过去的“雨养农业”工程到近年来的“保护性耕作”大量的机械化作业试验示范,积累了一定的推广经验,但也吸取了一定的机械化深松作业教训。总之,机械化深松虽适用于本区各种类型土壤,但要视其不同类型土壤的物理性状,选择不同的深松方式,才能有效达到改良土壤之目的。
二、深松作业技术选择
2.1深松时间:一是季节选择,根据农作物小麦—玉米、小麦--大豆的轮作方式和种植习惯,一般都是在小麦收获后硬茬直播玉米或大豆,在夏种时,气温较高,土壤深松易于造成跑墒,其次,根据农作物生长情况,小麦60-70%的根系多分布在耕作层以内,适度深松可有利于小麦根系向纵深方向扩展,增加养分吸收量;而玉米主根系主要活动范围在30厘米左右的土层中,夏季种玉米时,土壤深松,由于玉米植株高大,加之本区地处淮河流域,年降雨量多集中在6—9月份,如遇强对流天气及刮大风,易发生倒伏现象。为此,深松宜选择在秋种时进行。二是视墒情,在播种前或秸秆处理后作业,土壤含水率应在15﹪-22﹪之间。天气过于干旱时,可进行造墒,作业后应及时播种、镇压,以免跑墒。
2.2深松深度:土壤深松不意味着松的愈深愈好,应该是根据土壤类型不同,宜深则深,宜浅则浅。一是可根据不同目的、不同土壤质地和土壤剖面分析情况来确定,一般用于渍涝地排水、盐碱地排盐洗碱的,应选用40-50cm松土深度;对于以打破犁底层、增加蓄水保墒能力为目的,可根据土壤耕层状况选择30~45cm的松土深度为宜。二是无论何种类型土壤,首次作业深度至少要打破犁底层,但不宜过深,以后作业可视其不同类型土壤剖面分布逐渐加深(由于土层加厚,土壤养分缺乏,过深不利土壤肥力的恢复),具体可参考下表。三是作业中松深要一致,不得有重复或漏松现象。
2.3配套措施:一是配施有机肥,实施深松作业的地块,由于土层加厚,土壤养分缺乏,最好配施有机肥和氮肥,以促进土壤微生物活动,加速土壤熟化和土壤肥力的恢复;二是配合旋耕或旋播作业,为克服不能翻埋秸秆、杂草和病虫害的弊端,采用深松后,最好配合旋耕整地或旋播施肥镇压复式作业。
2.4作业周期:只有土壤受到压实形成坚硬犁底层的情况下,深松才有必要,并与耕翻交替耕作,一般3—5年深松一次;在实施免少耕保护性耕作的当年,必须首先深松一次,以打破犁底层,改善土壤的性能,以后可根据土壤容重来确定作业周期,当土壤的容重超过1.37克/立方厘米,则应进行深松。
埇桥区不同类型土壤深松深度选择参考表
土 类 | 土壤类型 | 主要特征 | 适宜深松 深度 |
砂 礓 黑 土 | 青黑土、青黄土、青土、 红花淤黑土 | 耕层深厚,熟化程度较高,质地多为壤土到重壤,砂礓层多出现在70cm以下。 | 35-50cm。 |
黑土、黄土、青白土、白淌土、淤黑土、淤黄土、山淤黑土、山淤黄土 | 耕层熟化程度一般,耕性一般,质地粉沙粘土至壤粘,砂礓层多在50cm以下。 | 30-45cm。 | |
死黑土、死黄土、活碱土、死碱土、砂礓土 | 耕层熟化程度较低,粘重僵死,砂礓层多出现在50cm以上;耕层以内即有出现,甚至出露地表。 | 30-40cm,砂礓土不宜深松。 | |
潮 土 潮 土 | 红花淤、两合土、青沙土、 | 表土熟化程度较高,质地适中,多为沙壤至粘壤,耕性较好,保水保肥能力较高。50cm以上土层均不紧。 | 40-50cm,深松周期可在5年以上。 |
淤土、黑淤土、黄淤土、上位沙底淤、下位沙底淤、间层淤、沙土等 | 表土熟化程度一般,质地多为沙土或沙壤。 | 30-45cm。 | |
沙碱土、盐碱土、瓦碱土 | 表土盐碱量较高,质地为沙土或壤土。 | 40-50cm。 | |
漏风淤、沙底山淤土、涝泉山淤土 | 耕性极差,漏水漏肥。 | 最好不松,如确需深松,深度为25—30cm,须镇压。 | |
褐 土 | 山红土、山黄土 | 质地多为壤粘,心土粘化明显。 | 35-50cm,不宜全方位深松。 |
白淌土 | 表土白土化明显,质地较轻,多为砂粘壤土。 | 30-45cm。 | |
棕 壤 | 坡黄土 | 心土粘紧,无黑土层,砂礓层位在2m以下。 | 30-40cm。 |
三、深松机械选型分析
3.1机械化深松按作业性质可分为:局部(间隔)深松和全面深松两种。局部(间隔)深松以打破犁底层、蓄水为主要目的,用杆齿、凿形铲或铧进行松土与不松土相间隔的局部松土,创造了虚实并存的耕层结构,虚部蓄水,实部提墒,应用范围较广。全面深松以松土、打破犁底层作业为目的,用深松犁、V型馋或曲面铲全面松土,这种方式适用于配合农田基本建设,改造耕层浅的土壤或低洼地块。
3.2按作业方式可分为:深松机和深松整地机。前者为单项作业,若要达到播种农艺要求,需进行二次整地作业,作业成本相对增加,同时,也会出现机械二次压地;后者为联合作业,一次性完成深松、整地,不但避免了机械二次进地,相对减少了作业成本,但需要配套相应的大马力动力机械。
3.3按作业机具的结构原理可分为:凿式深松、翼铲式深松、缓冲振动深松等。总之,不同深松机具因结构特点不一,作业性能也有一定差异,适用土壤及土壤类型也不同,应结合土壤类型和耕作制度以及种植习惯等选择使用。