耕作模式对东北黑土地大豆土壤理化特性及根系生长发育的影响

摘要

[目的]为研究不同耕作模式对松嫩平原黑土区大豆根系生长发育和根系分泌物分泌速率的影响，明确不同耕作模式通过改变土壤理化性质和根系性状影响作物产量的差异性传递过程。[方法]以东北黑土区大豆品种为试验材料，设置免耕秸秆覆盖（no-tillage straw mulch, NTS）、免耕（no-tillage, NT）、深耕（seep tillage, DT）和常规耕作（conventional tillage, CK）4种耕作模式，研究其对土壤理化性质、大豆根系型态及作物产量的影响。[结果] 1)NTS和DT处理通过外源秸秆添加提高土壤氮、磷养分水平，与CK处理相比，NTS处理无机氮和有效磷分别提高35.8%和42.1%,DT处理无机氮和有效磷分别提高26.3%和33.7%。2）土壤养分水平和土壤紧实度共同决定大豆植株根系形态特征指标，土壤紧实度对根系形态的直接影响（路径系数为0.89）大于土壤养分对根系形态的直接影响（路径系数为0.86）。与CK处理相比，NTS处理在高土壤养分高土壤紧实度情况下对大豆根系生长发育起到促进作用；NT处理在低土壤养分高土壤紧实度的情况下对大豆根系生长发育起到抑制作用；DT处理在高土壤养分低土壤紧实度情况下对大豆根系生长发育起到促进作用。3）在不施加肥料的条件下，根系分泌物的分泌速率与根系长度、根表面积呈显著正相关，与土壤养分浓度呈显著负相关。4）耕作模式对大豆品质特征的解释作用为81%，与CK处理相比，NTS、NT、DT处理产量分别提高24.7%、14.8%、36.2%。[结论] NTS处理在保证产量的同时，减少耕作，提高土壤抗性，促进土壤有效养分的恢复与固存。

关键词

耕作模式 / 土壤理化性质 / 大豆根系型态 / 根系分泌物 / 产量