摘要
宁夏是西北重要农业省份，但近年来土地退化问题日趋严重。粉垄耕作技术是一种创新的耕作方式，其具备改善土壤环境质量、增加作物产量的特点。本研究在宁夏回族自治区石嘴山市平罗县永惠村开展，采用大区对比试验，设置传统旋耕20cm(T)、粉垄耕作40cm(FL40)和粉垄耕作50cm(FL50)三种处理方式对耕地进行处理，采用野外耕作试验与室内试验相结合的方法，研究了不同深度粉垄耕作对玉米植株生长的影响，以及0～20cm、20～40cm和40～60cm三个土壤深度的土壤理化性质和土壤团聚体对粉垄耕作的响应，探讨粉垄耕作对宁夏盐碱地的玉米植株和土壤理化性质的影响，以期为揭示粉垄技术改善土壤环境机制，在区域内利用新型耕作技术实现土壤良性生产提供理论支撑。研究结果如下: (1)玉米植株养分含量结果表明，FL50相比传统耕作，植株叶片和茎杆的氮、磷和钾含量有显著提高(P＜0.05)。粉垄耕作对作物产量具促进作用，与传统耕作相比，穗粒数、产量和植株生物量有显著提高（P＜0.05）。不同耕作方式下，植株养分含量及玉米产量表现为:FL50＞FL40＞T。 (2)玉米生长状况结果表明，相比传统耕作粉垄耕作处理的株高、茎粗、干物质量和叶面积指数有显著提高(P＜0.05);根系总长、侧根数和轴根数，相比传统耕作显著提高(P＜0.05);玉米根系抗氧化酶活性显著提高(P＜0.05);粉垄耕作处理根系活力与阳离子交换量显著提高(P＜0.05)。玉米植株生长状况水平表现为:FL50＞FL40＞T。 (3)土壤物理性质结果表明，粉垄耕作相比传统耕作，土壤容重降低，土壤总孔隙度和含水量提高。土壤三相比结果表明，粉垄耕作处理与传统耕作相比，土壤三相比更接近理想状态。土壤物理性质水平表现为:FL50＞FL40＞T。 (4)土壤化学性质结果表明，粉垄耕作处理的土壤全氮、全磷、碱解氮、速效磷和速效钾含量相比T均有显著提高（P＜0.05）;年际间，粉垄耕作处理组土壤养分均有显著提高（P＜0.05）。土壤化学性质水平表现为:FL50＞FL40＞T。 (5)土壤团聚体研究结果表明，相比传统耕作，粉垄耕作处理的水稳性大团聚体含量、平均几何直径(GMD)和平均重量直径(MWD)显著提高（P＜0.05），平均不稳定团粒指数(ELT)显著降低（P＜0.05）。粉垄耕作土壤有机碳含量相比传统耕作显著提高(P＜0.05)。土壤团聚体稳定性和土壤有机碳含量水平表现为:FL50＞FL40＞T。 (6)土壤理化性质相关性分析显示，土壤物理性质变化时，土壤化学性质对其有明显响应。通过主成分分析发现，FL50耕作对土壤环境改良得分最高，为0.34，土壤环境质量评价排序为:FL50＞FL40＞T。 综上所述，粉垄耕作通过直接改变土壤物理结构，影响土壤理化性质，改善玉米生长的土壤环境，促进玉米生长，最终使作物增产。粉垄耕作是一种可改善土壤环境质量耕作措施，且粉垄深度50cm效果最佳，本研究为利用粉垄技术在宁夏改善土壤环境质量的应用和发展提供了科学依据。
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