免耕對土壤特性的影響

耕作是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的一項(xiàng)重要技術(shù)措施，不同的耕作方式通過影響土壤的理化性質(zhì)等，進(jìn)而影響作物的生長發(fā)育、產(chǎn)量形成和品質(zhì)特征等。本文主要概括免耕對土壤性狀的影響，為該技術(shù)措施的應(yīng)用提供科學(xué)依據(jù)。

一、免耕對土壤物理性質(zhì)的影響

（一）免耕對土壤容質(zhì)量的影響

容質(zhì)量是土壤的重要物理指標(biāo)之一，用來衡量土壤的松緊程度。關(guān)于免耕對土壤容質(zhì)量的影響作用，研究中沒有統(tǒng)一的結(jié)論，存在著較大分歧。有些研究認(rèn)為免耕使得土壤容質(zhì)量增加，但有些研究認(rèn)為免耕降低了土壤容質(zhì)量。在其中一項(xiàng)研究中，少免耕的土壤容質(zhì)量都較翻耕的低，與常規(guī)耕作相比，免耕5年后土壤容質(zhì)量在0～5 cm的<7.5%、 在 10～15 cm 的 <5.6%、 在20～25 cm的<2.6%。也有研究指出，免耕對土壤容質(zhì)量影響不大，與傳統(tǒng)耕作無差別。

（二）免耕對土壤水分的影響

土壤水分是作物生長發(fā)育所需水分的重要來源，其含量高低直接影響著作物的生長狀況。不同的耕作方式通過改變土壤結(jié)構(gòu)、影響地表蒸發(fā)量等來影響土壤含水量。免耕避免了土壤擾動(dòng)，大孔隙數(shù)量減少，中小孔隙數(shù)量增加。有研究指出，小麥免耕和玉米免少耕能顯著增加<0.005 mm小孔隙和減少0.05 mm 大中孔隙水分蒸發(fā)量，從而表明免耕具有良好的保水能力。雖然免耕保水能力增強(qiáng)，免耕處理土壤含水量高于翻耕，但其水分利用效率低于翻耕。

（三）免耕對土壤溫度的影響

土壤溫度對作物根系的生長發(fā)育有重要影響。耕作措施改變了土壤結(jié)構(gòu)，影響土壤導(dǎo)熱能力，從而引起土壤溫度大小變化，進(jìn)而影響作物根系活性。研究表明，免耕對土壤溫度的影響隨著時(shí)間季節(jié)的變化呈現(xiàn)出不同的影響作用。在冬小麥生長前期，旋耕和翻耕處理0～20 cm土層比免耕高，而4月以后免耕有更高的土壤溫度。

二、免耕對土壤養(yǎng)分狀況的影響

（一）免耕對土壤有機(jī)質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)的影響

土壤有機(jī)質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)的高低取決于土壤原有有機(jī)質(zhì)的礦化和外源有機(jī)物的補(bǔ)充。免耕等保護(hù)性耕作措施有利于土壤有機(jī)碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)增加。研究發(fā)現(xiàn)，二氧化碳釋放量隨著翻耕深度的增加而增加，翻耕時(shí)的二氧化碳釋放量均大于免耕，說明耕作條件下，土壤有機(jī)質(zhì)礦化強(qiáng)烈，而免耕處理避免了土壤擾動(dòng)，可以改善土壤結(jié)構(gòu)，有利于土壤有機(jī)質(zhì)積累，提高了土壤供肥能力，從而保證作物高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)。同時(shí)由于秸稈殘留和覆蓋，在免耕處理?xiàng)l件下，土壤有機(jī)質(zhì)主要集聚在土壤表層。

（二）免耕對土壤氮磷鉀質(zhì)量分?jǐn)?shù)的影響

關(guān)于免耕對土壤養(yǎng)分的影響沒有統(tǒng)一結(jié)論。有研究表明，保護(hù)性耕作可顯著增加氮素在土壤中的累積，全氮和堿解氮質(zhì)量分?jǐn)?shù)隨著保護(hù)性耕作年限的增加而增加。連續(xù)免耕 8 年，土壤中全氮質(zhì)量分?jǐn)?shù)達(dá)到3.1 g/kg，速效磷質(zhì)量分?jǐn)?shù)和速效鉀質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別提高了95.8%、61.0%。但有試驗(yàn)指出，連續(xù)免耕6年，在0～20 cm比常規(guī)耕作土壤層次的速效磷質(zhì)量分?jǐn)?shù)低 63.88%，速效鉀質(zhì)量分?jǐn)?shù)高25.64%。也有研究表明，免耕和翻耕土壤耕作層的氮素儲量相當(dāng)，不同之處僅在于免耕土壤中氮主要分布于表層，而耕翻土壤中，上下層全氮質(zhì)量分?jǐn)?shù)相差較小，分布較為均勻。連續(xù)免耕對土壤速效磷和速效鉀的影響程度還因土壤質(zhì)地的不同以及隨著時(shí)間的推移而出現(xiàn)差異。對黏土而言，連續(xù)免耕各土層的速效磷均有增加，而中壤土免耕后，歷年各土層速效磷均出現(xiàn)下降。在水稻田進(jìn)行免耕拋秧，免耕1年后黏質(zhì)土速效鉀質(zhì)量分?jǐn)?shù)增長12%，免耕2年后降低16%～33%；而中壤土免耕后，速效鉀呈現(xiàn)上升的趨勢，免耕1年后升幅為0.6%～33%，免耕2年后升幅為3%～18%。大量研究均指出，長期免耕使得土壤養(yǎng)分在表層富集。

三、免耕對土壤生物性質(zhì)的影響

土壤微生物狀況是反映土壤質(zhì)量的一項(xiàng)重要指標(biāo)，免耕對土壤微生物的影響作用明顯。研究表明，免耕具有較穩(wěn)態(tài)的土壤環(huán)境和較穩(wěn)態(tài)的生物類群，兩者有極其顯著的相關(guān)性。同常規(guī)耕作相比，免耕土壤有更豐富多樣的土壤微生物、線蟲、節(jié)支動(dòng)物，能顯著提高土壤微生物的數(shù)量及活性。免耕處理的微生物趨于集中在0～7 cm的土層中，該層微生物數(shù)量占土層總和的52%～73%；而翻耕處理則相對均勻分布于0～7 cm和7～14 cm土層中，0～7 cm土層中微生物數(shù)量占土層總和的24%～56%。免耕結(jié)合秸稈還田較傳統(tǒng)耕作對土壤微生物生理類群的影響作用更大，在耕層中固氮菌、氨化細(xì)菌、纖維素分解菌分別增長了24.8%、10.1%和65.4%。然而有研究指出，長年免耕會(huì)對細(xì)菌產(chǎn)生抑制作用，但是短期試驗(yàn)系統(tǒng)下，多數(shù)研究認(rèn)為耕作對細(xì)菌產(chǎn)生輕度抑制，通常情況下耕作會(huì)減少土壤中微生物總量。

總之，免耕可以說是保護(hù)性耕作的核心內(nèi)容，該項(xiàng)技術(shù)措施能夠有效減少地表徑流和土壤水分蒸發(fā)，起到蓄水保墑的作用，特別適用于在降水量少的干旱、半干旱地區(qū)推廣應(yīng)用，如我國西北地區(qū)。免耕尤其免耕覆蓋較好地維持了土壤結(jié)構(gòu)和土壤肥力，增加了土壤的通透性，為植物的生長創(chuàng)造了良好的土壤環(huán)境。同時(shí)，由于免耕減緩了地表徑流，土壤養(yǎng)分損失減少，從而可達(dá)到減少農(nóng)業(yè)環(huán)境的面源污染、降低農(nóng)業(yè)生產(chǎn)成本的目的。免耕技術(shù)是提高農(nóng)業(yè)尤其旱地農(nóng)業(yè)綜合生產(chǎn)能力的有效途徑，而且對改善生態(tài)環(huán)境、提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效益以及我國農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展有重要意義。