摘要
吉林玉米带是我国重要的粮食生产基地，由于玉米连作年限较长、耕作方式不合理，使黑土理化性质恶化，从而限制了玉米产量和土壤质量的良性循环。为了深入探究不同耕作方式对土壤理化性状、玉米产量的影响，本研究以吉林中部玉米带2002年和2022年黑土为研究对象，在系统分析了不同耕作方式对黑土物理和化学性状的影响，及土壤理化性质区域变化特征的基础上，还对吉林玉米带黑土的产量与理化指标进行了相关性分析及因子模型应用分析，旨在为黑土的可持续利用提供基础的理论和技术支持。主要研究结果如下： （1）耕作方式是影响物理性状的主要因素，深翻耕作条件下，耕层厚度、容重、孔隙度、含水量物理性状较好适宜作物生长，由于不同区域的耕作占比不同，各个区域的土壤物理性状也存在差异。2022年与2002年相比，土壤耕层厚度、容重呈上升趋势，其中吉林玉米带南部、中部耕层厚度变化达到显著水平，南部、中部、北部显著上升65.50%、42.86%、1.71%；吉林玉米带南部、中部、北部土壤容重变化达到显著水平，南部、中部、北部显著上升37.61%、33.03%、22.41%。 （2）耕作方式是影响化学性状的主要因素，深翻耕作条件下，土壤有机质、碱解氮、速效钾化学性状较好能够改善土壤结构，显著提高土壤养分含量和土壤含水量，进而促进作物生长和提高作物产量；免耕、旋耕和深翻耕作条件下，土壤pH值、阳离子交换量差异较小，数值稳定；免耕耕作条件下，土壤速效磷含量最高，免耕耕作可通过减少土壤扰动、保持土壤结构，有利于土壤速效磷的积累。2022年与2002年相比，土壤pH值、有机质、碱解氮呈下降趋势，其中吉林玉米带南部、北部土壤pH值变化达到显著水平，分别下降了12.96%、5.96%、10.18%；吉林玉米带南部、中部、北部土壤有机质分别下降了6.97%、8.88%、13.47%；与此相反，吉林玉米带南部、中部、北部土壤碱解氮变化达到显著水平，显著下降了25.72%、22.55%、25.08%；土壤CEC、速效磷、速效钾呈上升趋势，其中吉林玉米带南部、中部、北部土壤CEC变化、速效磷变化达到显著水平，CEC上升了9.75%、16.62%、15.88%，速效磷上升了89.30%、144.35%、256.85%；土壤速效钾分别上升了2.09%、1.45%、12.32%。 （3）产量上看，相关分析表明，孔隙度、含水量、耕层厚度、pH、阳离子交换量、有机质、速效养分与产量呈极显著正相关（P＜0.01），容重与产量呈极显著负相关（P＜0.01）。 （4）通过因子分析结果显示，综合得分排名情况为深翻＞旋耕＞免耕。加厚耕层可以优化土壤结构，为作物的根系生长提供更为宽阔与优质的空间环境。促进根系生长发育的同时，还提升了土壤中氮、磷、钾等关键养分的有效性，从而确保了作物在生长发育过程中能够获得充足的养分资源。
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