耕作学7-土壤耕作.ppt

土壤管理Soilmanagement 耕作学第七章土壤耕作 土壤耕作是农业生产活动的主要内容 据估计 大约有60 的劳动和1 3资金用于从事土壤耕作 耕作学第七章土壤耕作 Section1土壤耕作的任务 土壤耕作就是通过农机具的机械力量作用于土壤 调整耕作层和地面状况 以调节土壤水分 空温度和养分的关系 为作物播种 出苗和生长发育创造适宜土壤环境的技术措施 纵有良田千万顷 收成多少在于耕 一年犁出病 十年没收成 我国农民历来十分重视土壤耕作 齐民要术 把耕田放在首篇 一来说明种植业从耕地开始 二来也反映出作者对土壤耕作的重视 耕作学第七章土壤耕作 土壤耕作是作物生产的重要环节 它消耗大量的人力 物力 资金 所以 农业生产活动的进步 首先反映在土壤耕作的手段上 工欲善其事 必先利其器 耕作学第七章土壤耕作 耕层 又称熟土层 农业耕作经常作用的土层 也是作物根系分布的主要层次 耕层构造耕层内各个层次中矿物质 有机质和总孔隙度之间及总孔隙中毛管孔隙与非毛管孔隙的比例关系 耕层构造与耕层固相 液相和气相的比例密切相关 对协调土壤的水分 养分 空气 温度等肥力因素有十分重要的作用 耕作学第七章土壤耕作 1 调整耕层三相比 建立适宜的耕层构造 作物的生长发育需要适宜的水 肥 气 热 水气矛盾 并进一步影响养分和温度 Section1土壤耕作的任务和依据 一 土壤耕作的任务 水气热肥关系 水和气的热容量和传热力不同 水气状况影响土壤温度 耕作学第七章土壤耕作 水气关系 水和气均存在于土壤固体间的孔隙中 二者互不相容 水来气跑 水去气存 固 液 气相的热容量和热导率比较 以气为1 单位 倍 水多 气少 温度低 微生物活性低 有机质分解慢 速效养分少 作物生长慢 水少 气多 温度高 微生物活性高 有机质分解快 速效养分多 作物生长旺 土壤孔隙 0 3mm0 03 0 06mm 0 001mm根可通过根毛能深入高毛管传导度 易于从中吸水根系大小侧根 0 1mm禾谷类根 0 2mm 0 4 0 45mm 根毛0 008 0 012mm孔隙 0 25mm0 035 0 075mm0 01 0 013mm侧根不易通过 支根不易通过 根毛无法通过 耕作学第七章土壤耕作 耕层构造直接影响作物根系生长 多数作物适宜的土壤容重为1 2 1 5g cm3 沙质土略低 当粘质土大于1 5 1 6g cm3 轻质土大于1 7 1 8g cm3时根系难穿透 耕作学第七章土壤耕作 一般要求耕层总孔隙度 52 56 湿润气候下毛管 非毛管孔隙比例 1 1 5 1半干旱条件下毛管 非毛管孔隙比例 2 3 1根系的通过受土壤容重和坚实度影响 耕作学第七章土壤耕作 在作物生育过程中 由于受自然 生物和人为因素影响而改变土壤耕层构造 因而要进行土壤耕作 干湿交替 冻融交替 微生物和蚯蚓活动 变松 自身重力 人畜机械压力 降水 变紧 据测定 一次大雨可使疏松土壤的容重增加0 1g cm3 灌水 增加0 12 0 16g cm355中拖碾压一次 1 00g cm3增加到1 36g cm3 三次 1 7g cm3自然沉实 小麦播后1个月 0 10cm深 1 06 1 36g cm3增加到1 36 1 62g cm3降水或灌溉后 土粒易浮起来并沉积于表面 失水后干缩结皮成硬壳 2 创造深厚的耕层与适宜的播床 0 3cm 水废气热与大气交换 保护种子 3 10cm 种子发芽层 下层供水 上层供气保水 变温不剧烈 10 20 25cm 根系生长 吸收水肥主要层次 水肥供应充足 有一定通气 温度 环境稳定 5 10cm 犁底层 密 容重达1 5g cm3 积累盐分 阻碍根系生长 旱地需破 生土 保蓄雨水 播种层 种床层 表土层 稳定层 根床层 犁底层 心土层 耕作学第七章土壤耕作 可能畜力14 16cm中拖 50 75马力 22 25cm深松机27 50cm费用耕深每增加3cm 成本增加20 油耗增加深耕需要加施肥料 否则可减产环境条件旱地旱季深耕跑墒浅薄土层深耕生土翻上效益14 16厘米加深到20 25厘米增产显著超过25厘米增产不显著目标20 25厘米耕层 耕层加深考虑因素 耕作学第七章土壤耕作 播床要求 地面平 播种深浅一致土块松 碎 播种质量高上虚下实种子上面有松土护水保温种子下面土壤稳实 导水 种子不下沉做畦 灌水开沟 排水做垄 防涝 增温 加厚土层 耕作学第七章土壤耕作 耕作学第七章土壤耕作 翻埋残茬和绿肥 一是便于播种 二是有机质分解形成腐殖质 改善土壤结构 混和土肥 土体吸附 溶解吸收 避免冲刷 挥发损失 提高肥效 3 翻埋残茬 绿肥 混和土肥 4 减轻病虫草害 将草籽 繁殖器官 病菌 害虫 卵 蛹 翻埋土中 窒息而亡或不能为害 也可将躲在土壤中的害虫 病菌翻到土表 经曝晒或冻冻而死亡 三看 即看天 看地 看庄稼 作物 对土壤的要求 土壤 耕造 质地 水分 物理性状等 在土壤宜耕期内容耕作 表6 1 气候 降水 风 太阳辐射 温度等 耕作学第七章土壤耕作 二 土壤耕作的依据 1翻耕 Plowing 最常用的一种方法 工具 有壁犁或铧式犁 MoldboardPlow 2 1基本耕作 Basictillage Section2土壤耕作措施与作用 耕作学第七章土壤耕作 基本耕作又称初级耕作 Primarytillage 入土深 作用强烈 能显著改变耕层物理性状 后效较长的土壤耕作措施 一般在作物播种之前进行 耕作学第七章土壤耕作 作用 翻转耕层 包括残茬 绿肥 菌虫草等 疏松土壤 破碎土块 范围 一般15 25cm 方式 全翻垡 螺旋型犁壁 翻180 覆土严 灭草虫好 碎土差 动力大 适生荒土 半翻垡 翻135 覆瓦状 兼翻土和碎土作用 阻力较小 但覆土不严 灭草虫不如全翻垡 熟地最常用 分层翻垡 有前小铧 耕深和耕幅为主铧的1 2和2 3 的复式犁 接合了前二者的优点 耕作学第七章土壤耕作 耕作学第七章土壤耕作 技术要点 翻耕方法 全翻 半翻 分层翻 时期 宜耕期 教材P166表6 1 南方以秋耕为佳 北方伏耕 秋耕效果较好 深度 气候 风 热 旱 不宜过分深耕 失水严重土壤 薄 砂 砾 瘦 不宜深耕田地 水田需要犁底层 不宜深耕动力 动力小 不宜深耕作物 增产幅度小的作物 不需深耕 优点 土壤松碎 利于翻埋有机肥和秸秆残茬 杂草 病菌 缺点 跑墒 耗能高 成本高 容易造成水土流失 工具 无壁犁 深松铲 凿形铲 作用 疏松土壤 范围 一般25 30cm 最深可达50cm 优点 不乱土层 免生土 盐碱土上翻 残茬覆盖 减少跑墒和土壤侵蚀 特别适合旱地 丘陵 土层薄和白浆土地区 作用深度大 可打破犁底层 加厚耕作层 可间隔深松 虚实结合 缺点 不能翻埋有机肥和秸秆残茬 杂草 病菌 动力消耗较大 耕作学第七章土壤耕作 2深松耕 Subsoiling 耕作学第七章土壤耕作 耕作学第七章土壤耕作 圆盘犁 DiskPlow 翻土作用较翻耕小 耕深较深松耕浅 常用于土质轻松 菜园地等 工具 旋耕机 作用 松土 碎土 平整 范围 一般10 15cm 较翻耕浅 优点 集犁 耙 平作业于一体 省工 省时 高效率 低耗 缺点 耕深浅 对土体破坏大 长期应用易致土壤理化性状变劣 耕作学第七章土壤耕作 3旋耕 Rotarytillage 2 2表土耕作 surfacetillage 表土耕作又称次级耕作 Secondarytillage 是在基本耕作基础上采用的入土较浅 作用强度较小 旨在破碎土块 平整土地 消灭杂草 为创造良好的作物播种出苗和生育条件的一类土壤耕作措施 深度一般不超过10cm 耕作学第七章土壤耕作 1耙地 Harrowing 工具 园盘 钉齿 耙 作用 松土 碎土 平整 混肥 灭茬 除草等 范围 一般5cm左右 时期 翻后碎平土壤 收后浅耕灭茬 播后苗前破板结 耕作学第七章土壤耕作 耕作学第七章土壤耕作 2耱地 Dragging 工具 耱子 木制 枝条等 作用 碎土 平整 轻压等 保墒 种土结合等 范围 一般3cm左右 时期 耙后 播前 播时和播后均可 区域 干旱和半干旱地区 雨后 土壤潮湿时勿用 耕作学第七章土壤耕作 3中耕 Cultivating 工具 锄 耘锄和中耕机 时期 苗后 作物生育期间 作用 松土 破除板结 除草 保墒 减蒸失 纳雨水 增温等 技术 注意时期 深度和次数 依作物 土壤条件等定 浅 深 浅 和 渐远 原则 中耕常结合除草 追肥 培土等 4镇压 Packing 工具 木滚 大滚等镇压器 时期 播前 播后苗前 作用 破碎土块 压紧耕层 平整地面 提墒保墒 种土结合 控苗防倒 防侵蚀等 耕作学第七章土壤耕作 5起垄 Ridging 作用 加厚耕层 增加表面积 增温 排水防涝和降地下水位 通气等 时期 播栽前 4作畦 Bedding 有两种 平畦 北方 和高畦 南方 称作厢 作用 便于灌水 北 排水防涝和降地下水位 南 等 时期 播栽前 耕作学第七章土壤耕作 土壤耕作措施很多 工具 方法 作用和功能各异 3 1土壤耕作措施的选用与配套 看天风 热 水 决定措施看地地貌 质地 土层 肥力 水分 结构 茬口 决定方法措施看作物根系深浅 对土壤紧实要求 单作间套作看效益投入 产出 增产效果 决定合适方法及搭配方式综合运用各具特色 各有优缺点 轮换 搭配 混合使用 耕作学第七章土壤耕作 Section3土壤耕作制度 土壤耕作制度是与种植制度相适应的 由一系列土壤耕作措施组成的 以改善土壤结构 提高土地生产能力为目的的技术体系 以基本耕作措施命名1平翻耕作制度Plowingtillagesystem2深松耕作制度Chiselingtillagesystem3垄作耕作制度Ridgingtillagesystem4少耕耕作制度minimumtillagesystem5免耕制No tillsystem6砂田耕作制度Gravel pebblemulchedtillagesystem 常用的土壤耕作制度 耕法 Tillagesystems 耕作学第七章土壤耕作 是国内外采用最普遍的一种土壤耕作制度 特别是在以 平翻耕作制一般由三个环节构成 3 2平翻耕作制度Plowingtillagesystem 耕作学第七章土壤耕作 南方地区 北方以翻 耙 耱 压为主 冬水田 过去 四犁四耙 现在多 一犁一耙 或旋耕 两季田 抢时犁 泡 再耙 旱地 以犁耙为主 多熟制下常以挖为主 抢时进行 基本耕作 耕翻表土耕作 耙 耱 镇压中耕 针对中耕作物 传统的基本耕作作业入土过浅 形成波浪形的犁底层 以深松作为基本耕作措施的土壤耕作制度 表土耕作 耙 耱 中耕 针对中耕作物 应用灵活 主要是在北方 特别是东北应用 南方潮湿 高温不适宜 耕作学第七章土壤耕作 3 3深松耕作制度Chiselingtillagesystem 主要是在北方 南方主要用于薯类作物 3 4垄作耕作制度Ridgingtillagesystem 以起垄为主要耕作措施的土壤耕作制度 基本耕作 耕翻 起垄表土耕作 起垄中耕 针对中耕作物 1免耕 no tillage 免耕又零耕作 zerotillage 直接在前茬地上播种 作物播种前和播种后的整个生长期间不采用传统土壤耕作措施进行作物生产的一种耕种方式 免耕技术支撑覆盖残茬 防风 防雨 保水免耕播种机一次性作业完成开沟 施肥 播种 覆土 镇压 施药等除草剂免除中耕除草 耕作学第七章土壤耕作 Section4少耕和免耕 4 1少免耕含义与发展 由基本耕作和表土耕作组成的土壤耕作制度为传统耕作 或常规耕作 少 免耕是与之相对应的新型耕作法 制 2少耕 minimum tillage 少耕是在常规耕作基础上尽量减少土壤耕作措施 次数和面积的耕作方法 是常规耕作与免耕耕作的中间过渡类型 旋耕 轮耕 以耙代耕等均属少耕 耕作学第七章土壤耕作 30 40年代美国尘暴的反思 犁耕者的愚蠢 Faulkner 194350年代大量研究 发现免耕积极效用60年代技术突破 除草剂 免耕播种机 真正推广 70年代大发展 77年美国免耕4413万亩 少耕3 8亿亩中国 80年代水田旋耕机械技术突破 大发展 3少免耕的发展 华北的沙尘暴 内蒙的沙尘暴 30年代北美黑色风暴 1935年5月 美国黑风暴 连续3天 横扫美国2 3国土卷走3亿多吨土毁掉300万公顷耕地冬小麦减产510万吨 4 传统耕作的优缺点 常规耕作优点土壤耕层深度和紧实度可塑控制杂草和病虫害能力强翻埋残茬 肥料 深层土壤有机质增加常规耕作缺点土壤水分状态受降水影响较大土壤侵蚀严重土壤有机质积累困难 分解强度大破坏土壤自然结构和构造耗能 耗时 费钱 耕作学第七章土壤耕作 1防止土壤侵蚀 扩大土地利用土壤结构紧密 加之表面残茬 秸秆覆盖 防蚀能力强 2保持土壤结构 提高保水保肥能力不搅土层 结构未破坏 毛管孔隙比例高 地表覆盖 接纳雨水 防止蒸发 秸秆还田多 土壤有机质积累多 分解弱 3降低生产成本 提高劳动生产率4节约时间 争取季节 耕作学第七章土壤耕作 4 2少免耕的优点和作用 1以生物松土代替机械松土作物根系活动和腐解 土壤小动物 蚯蚓等 活动 2土壤的自然疏松干湿交替 冻融交替 3免机械融作用直接破坏作用和碾压作用 耕作学第七章土壤耕作 4 3少免耕的技术原理 耕作学第七章土壤耕作 1病虫草害加重需要高效 低毒 低残留除草剂 杀菌剂 杀虫剂等 2施肥问题化肥面施 流失严重 需专用机具 残茬 绿肥和有机肥不能翻埋 3土壤问题结构变紧 表层富化 下层贫化 4作物问题作物容易早衰 倒伏 4 4少免耕的缺点 加拿大免耕播种机 耕作学第七章土壤耕作 中国研制的少耕 免耕机具 耕作学第七章土壤耕作 中国式的宽刀耕作机具 耕作学第七章土壤耕作 刀式开沟器 单一送料槽 化肥和种子一起同施 耕作学第七章土壤耕作 种肥分施刀式开沟器 设计上有多种选择选择能够适合系统的耕作需要将肥置于2厘米以下并与侧面相距2厘米对作物根部发育来说 侧分施比种肥上下分施效果更好 耕作学第七章土壤耕作 斜角圆盘开沟器 优点土壤搅动小施肥率高速度高 精确适于伺草播种 播深控制轮 缺点成本高复杂对材料要求高 耕作学第七章土壤耕作 33