
(一)大豆生長發育與土壤環境條件
1、土壤質地
大豆最理想的土壤質地是粘砂壤土、粘壤土、和砂壤土,因為這三種土壤都有較好的通氣條件,又有較好的保水能力。砂土通氣良好,但保水能力差;粘土保水能力強,但通氣不良。
2、土壤有機質
一般情況下大豆種在有機質含量較高的土壤上根系生長良好,植株發育繁茂,籽實產量較高。在大豆生產條件差不多的情況下,一般土壤有機質3-4%,公頃產量能達到2250公斤;有機質含量4%以上,公頃產量3000公斤左右。
3、土壤酸堿度
土壤酸堿度對養分有固定、釋放與淋失的作用,對土壤微生物活動和土壤理化性質都有一定影響。大豆對土壤的酸堿度是比較敏感的。土壤偏酸偏堿對大豆根瘤的影響要比對根系生長的影響表現明顯,11
4、土壤水分
在大豆生育全過程中,種子萌發出苗需要吸水相當于種子重量的90—110%,比禾谷類作物大一倍左右;幼苗期上部植株生長較慢,根系需較快生長,需要土壤水分相對少些;花莢期需要較大量的土壤水分,以滿足大豆生長發育需要。大豆是需水量較多的作物,比較適合的土壤相對含水量為75%。降低到50%以下,大豆生長發育就要受到影響。
5、土壤溫度
種子發芽出苗需要土壤溫度6—70C,但十分緩慢,發芽的適宜溫度為15—200C,33—360C發芽最快,但幼苗細弱。幼苗期大豆對低溫有一定抵抗力,氣溫低于40C表現受害,真葉出現前,幼苗抗寒能力較強。花芽期以后。此期大豆需要較高溫度,花芽朗適宜溫度為200C左右,開花的適宜溫度為20—250C,溫度在230C以下或290C以上開花較少。根系生長最適宜土壤溫度為22—260C。
(二)耕作措施對土壤結構形成的影響
1、干濕交替的利用
根據土壤膠體遇濕膨脹、遇干收縮的原理,利用北方地區氣候的干濕、凍融交替的土壤水分變化規律,在土壤反復膨脹和收縮的干濕交替情況下,促進團粒結構的形成。因為濕土變成干土時,由于土壤膠體各部分脫水速度和程度不同,收縮力不均勻,達到一定程度便從土粒中膠結力最薄弱的點位首先斷裂,形成團粒。反之,當干土變濕時,土壤膠體吸水膨脹,由于土壤各部分膠體吸水速度和程度不同,產生的膨脹力不均,膨脹到一定程度,使干燥時所形成的某些團粒又聯成一體。如此反復干濕交替,膨脹和收縮交替,不斷形成各種大小不同的團粒,對改善土壤通氣、透水和養分狀況都有重要的作用。
干濕交替作用的大小,取決于土壤機械組成、有機質含量、土壤陽離子組成等。凡是有機質含量較高。陽離子組成以Ca+、Mg+等二價離子為主的土壤,干濕交替的作用效果較好。干濕交替雖可形成團粒,但土壤并不散碎,需要進行一定的土壤耕作,在受到機械作用力時才能散碎。在生產上常利用夏季耕作,接納雨水,經干濕交替作用促進團粒結構的形成并利用中耕松土,破除土壤板結層,形成新的團粒結構。
2、冬春凍融交替的利用
凍融交替是利用北方溫度對土壤水勢的影響。一般來說,當土溫增高時,水勢下降;反之,使水勢增高。當地面溫度下降到O0C時,表土層孔隙內的水分由液態水轉變為固態的冰,擴大了上下層間的水勢差,使水分向上層運動。隨著凍土加深,在凍土和非凍土界面上一直進行著自下而上的水分運轉規律,并依次結成冰晶。這種上升的水分,即稱為“返漿水”。在栽培上,常用早播技術來利用早春的“返漿水”,解決早春干旱問題。由于冰的體積比同量水的體積大,使舊土壤孔隙容積擴大(約增加 11%,使地面升高),對周圍的主體產生壓力,使土壤結構性能增強。當春季轉暖時,固態水融化為液態水,但是被冰晶膨脹擴大的土壤孔隙卻不能還原,形成較大的孔隙,于是使土壤變得疏松,并形成團粒結構。在耕翻土地時,翻伐中的水分凍結時也有膨脹的力。這種凍結力相當于土壤耕作之力,故稱為凍耕。
凍融交替作用的效果大小,取決于秋季心土層含水量,冬初的凍結速度、凍結深度和持續時間。心土層含水量多的,凍結速度較緩慢,凍土較深和持續時間較長的,則返漿水越多,凍耕引起的總孔隙越多。反之,凍耕的效果較少,東北地區凍土深度達1~2米,凍結時期長達4~5個月,凍耕效果極顯著。
(三)大豆土壤耕作技術及應用
1、大豆土壤耕作技術
(1)大豆平翻耕法
以應用有壁犁,翻轉疏松耕層為主體,使農田形成地面平整,耕層結構全部疏松的一種耕法。平翻技術以五鏵犁、圓盤重耙、圓盤輕耙、釘齒耙和各種鎮壓器等配套組合進行。
用五鏵犁耕翻時,犁鏟切入土壤,借犁壁翻轉拋入犁溝,使土垡散碎成覆瓦狀。耕翻作業一般以三年輪新翻一次較為合理。
1)耕翻的主要方法及要求
耕翻主要有四種方法:
①螺旋型犁壁耕翻
用螺旋型犁壁變換耕作層上下位置,使翻轉180o,適用開荒地和粘重潮濕多草的土地。要求翻土完全,覆蓋嚴密,消滅雜草和野生植物作用強。
②熟地型犁耕翻
要求垡片翻轉1350,翻后垡片彼此相連,與地面呈450角,后一輪上舉的部分表層土壤緊附在前一輪翻出的土壁上如覆瓦狀。該種方式牽引阻力小,有較好的翻土和碎土作用,但垡片覆土不嚴密,滅草性能較差,在垡片接縫處常有雜草和根茬外露。
③復式犁分層翻垡
將耕層上下層分層翻轉。方法是在復式犁主犁鏵上前方安裝一個小鏵,耕深約為主犁鏵的一半,耕幅為主犁主體的2/3。作業時,小犁鏵先將上層約 10厘米的表層上翻到犁溝中,翻轉1800,再由主鏵把10~25厘米的土層翻轉1350,覆蓋在前鏵耕翻的土垡上面,起到分層翻垡的作用,該法的底土細粹無架空層,地面覆蓋嚴密,翻地質量較高。
④心土混層犁
是針對白漿土耕層淺,下有白漿層的特點而進行一種耕翻技術。主要是有上下兩層鏵,而下層鏵翻轉的土層,不覆蓋上層翻轉的土層,只是在上層鏵翻轉土層下面,不讓白漿層的土進入耕層上層,只是在耕層下層進行攪拌,達到白漿土改良的目的。此法對白漿土改良效果明顯。
2)耕翻深度與時間
我國平翻耕法多用于一年一熟的春大豆區。春大豆區翻地時間因前作不同而異,有時因氣候條件而定。麥茬采用伏翻池,玉米、谷子、高梁等茬采用秋翻。在秋翻時間短促、秋雨多的年份,秋翻常不能完成而延遲至次年春翻。翻地的質量以伏翻最好,其次是秋翻,再次為春翻。春翻地一般應在土壤返漿前進行,注意翻粑結合,防止跑墑,做到隨粑耪,隨鎮壓。
翻地的深度應根據不同耕層深度和土壤質地確定耕翻深度,一般在20~22厘米。耕層薄的土壤可降低至18~20厘米,耕層深原有機質較高的土壤可深翻達22~24厘米。同一地塊不同年份,不宜采用同一深度,避免形成犁底層。此外,耕翻深度還應該考慮下層土壤中是否存在有害物質(如鹽分或白漿層等),應防止將有害物質翻到表土層上來。
3)平翻耕法的優缺點
①平翻耕法的缺點:其一是加劇了風蝕。其二,壓實了土壤。平翻耕法由于作業次數多,機車進地次數多(一年中機車要進地10次以上)結果就必然出現耕地被“翻暄了,壓硬了”的現象;其三,翻轉土層破壞了土壤結構,其四,加重了干旱。平翻耕法往往造成“翻多深,干多深”的現象;其五,生產成本高。因為平翻耕法需要的農具型號多,作業次數多,油料消耗大,而耕作效率卻又低。
②平翻耕法的優點:其一,鏵式犁平翻效率高,是翻地的有效手段;其二,在消滅多年生雜草上有一定效果;其三,在翻壓綠肥和秸稈還田上還是暫時不能代替的措施;其四,整地質量較易達到要求的水平。
4)耕翻質量標準要求
① 翻地標準和質量
根據前茬、后作、土壤性狀,靈活安排翻深,一般18—24厘米。平翻后田面平整,無漏耕、重耕,犁垡覆蓋嚴密;耕幅一致;耕墊直,百米內直線度誤差不超過15厘米;不立垡、不坐垡,對殘株、雜草的覆蓋率95%以上;、全田翻深一致。
② 耙撈標準和質量
根據土壤墑情和耙地時間確定耙深,一般12—15厘米,耙深誤差不超過1厘米。邊耙邊耪,耙耪后耕層內無大土塊及空隙,每平方米耕層直徑大于5厘米土塊不超過5個,沿播種垂直方向,在4米寬地面高低差不超過3厘米;不漏耙、不拖堆,相鄰作業幅重耙不超15厘米。
③ 起壟標準和質量
壟向直,50米壟長直線度誤差不超過5厘米,壟距誤差不超過±2厘米;深度均勻,深度誤差不超過±1厘米;壟臺壓實后,壟溝到壟臺的高度不低于18厘米,壟高誤差不超±2厘米,地頭整齊度差異不超過30厘米。
④ 鎮壓標準和質量
壓后地面平整,土壤緊實。10厘米土層內,土壤容重為0.9—1.1克/(厘米)3;不漏壓,不拖堆。
(2)深松耕法
大豆的整地方法不外乎以耕翻土層為特征的“平翻法”,和以不翻轉土層的“深松法”這兩大類。黑龍江省近年的生產實踐和科學實驗結果表明,在一定條件下“深松法”比“平翻法”優越。
1)深松耕法的優越性
以深松為主、間隔深松的耕法除了能加深耕層,打破犁底層外,還具有以下優點:
① 正確地利用了耕層土壤“上肥下瘦”的規律。只有采取不翻轉上層的耕作方法,才能挖掘土壤增產潛力。深松耕法則是典型的不翻轉上層又能深耕的方法。黑龍江省多年多點試驗表明,采取不翻轉上層的深松耕法,比采用翻轉上層的平翻耕法,增產10—20%。
② 深松耕法是經濟有效的耕作方法。采取不翻轉上層的深松耕法,可減少耕作次數,降低油料消耗,提高耕作效率,降低生產成本。深松耕法比平翻耕法每公頃可節省油料36.9公斤,提高耕作效率3.75倍。
③ 以間隔深松為特征的深松耕法,能創造一個“虛實并存”的耕層構造。這種耕層構造有它獨特的優越性;其一,能協調耕層土壤中的礦質化過程和腐殖化過程,做到養分的釋放和保存兼顧,用地和養地結合;其二,既能以“虛”大量蓄水,又能以“實”保證及時供水,能從根本上改善土壤的水分狀況;其三,耕層土壤中大孔隙和小孔隙的比例適當;其四,由于土壤中水分和空氣比較協調,有助于實現農田土壤的熱量平衡。
2)不同深松方法應用的原則
要合理應用間隔深松法與全面深松法。要根據生態與土壤情況,正確應用全面深松法,以防止不正確的全面深松法造成犁底層呈“上虛下實”或全虛全實的耕層構造。這種耕層構造主要缺點是:其一,耕層土壤礦質化過程極強,腐殖化過程極弱,結果是釋放的養分多,作物吸收利用的少,非生產性的消耗大;其二,耕層土壤中大孔隙多,小孔隙少,利于蓄水卻不利于供水;其三,耕層土壤中水分和空氣經常處于矛盾之中,不利于實現農田土壤的熱量平衡。
可采用ISQ-250型全方位深松機,該機全方位深松后,土壤的密度在1.2-1.3克/立方厘米,土壤滲透率提高5-10倍。用大犁改裝的深松機。要求打破犁底層,深松在30公分以下,要求深淺一致,不得漏松。也可采用ISG-180、210、280型系列深松旋耕機,經測定,深松旋耕過的地塊28公分耕層范圍內含水量,在干旱情況下,水份比耕翻多8%左右;在雨水較大的情況下,水份減少7%。
3)深松耕法的整地方法
因前茬的不同,深松耕法的整地方法有以下幾種:
① 玉米茬的整地方法:準備原壟卡種的玉米茬,要在玉米收獲后,搞好田間清理;然后在結凍后、下雪前,用鋼軌耢子耢壟除茬;春播前再撈一次,耢后隨即播種。另外,對緊實的土壤,還可在玉米收獲后,結凍前,進行壟體深松,深松深度在15厘米上下,深松同時進行壟上除茬,然后壟體整形扶壟,搞好鎮壓,為卡種標準化打下基礎。
② 小麥茬的整地方法:準備壟上播豆的麥茬,收麥時要低割,在攪前滅茬斜耙兩遍,然后破茬攪壟。要根據土壤墑情確定深松方法,墑情好的地方,應采取壟底深松方法;墑情差的地方,應采取壟溝深松方法。壟底深松以15一20厘米為宜;壟溝深松為25-30厘米為好。等雜草出土后,要及時扶壟滅草,扶壟同時帶木滾子壓壟一次,封凍前再壓一次。
4)大豆深松耕作操作
① 深松攪茬起壟
是指以春小麥或亞麻等平茬為前作,在作物收獲后進行的邊松邊攪茬邊起攏的耕作作業方式。
作業方法:在七樺犁上安上深松鏟,通過拖拉機牽引一次或二次成壟;成攏后在表土稍干時鎮壓一次,達到播種狀態。深松要打破犁底層,深25厘米以上。
② 深松壟翻起壟
主要是對前茬是壟作的地塊,在作物收獲后,邊深松、邊壟翻邊起壟的耕作作業方式。
作業方法:在七樺犁上安上深松鏟,深松壟溝、破舊壟,合新壟,或者深松壟底,趟壟溝、扶原壟。深松壟翻同時起壟,起壟后及時鎮壓,達到播種狀態。
③ 松旋起壟
松旋起壟是近年來研制的一種可以代替平翻起城的耕技術。這種耕作技術基本不打亂耕層土壤的層次,即可更有效地將耕層土壤旋耕,又同時進行深松,旋松機裝上配套機具后,可以一次性作業成壟達到播種狀態。
④ 耙茬
耙茬是平播種豆采取的淺翻方法,用這種耕法的前作多為小麥、亞麻等作物。作物收獲后,立即用雙列圓盤耙耙地滅茬,對角耙兩至三遍,耙深12一15厘米,耙平、耙細;播前再耪平即可播種。
2、大豆土壤耕作的應用
大豆播前采取哪種耕作方式,主要以其在輪作體系中所處位置為依據,也就是看它種在什么茬口上,根據茬口確定耕作方式。根據大豆生產實際情況,應建立一個以機械化為手段的,以深松、合理輪作、輪耕、輪施肥為主要內容的,以正確處理用地和養地關系為核心的機械耕作制度。大豆的耕作方法受著輪作制和施肥制的制約。
(1)在大豆前茬為玉米時,應采取原茬耢茬,機械雙條卡種大豆,配合苗期壟溝深松的耕作方法。但對要求秸稈還田的地塊,以及實行窄行密植時,則仍應采取平翻耕法。
(2)在大豆前茬為麥茬時,應采取麥茬攪壟,壟底或壟溝深松,壟上精景點播的耕作方法。但對麥草間作,需要翻壓綠肥的地塊,以及為機械化收獲創造良好條件時,則仍須采取平翻耕法。
由此看來,大豆的耕作方法,不外乎是以下三種方法;原壟耢茬、壟上卡種、苗期壟溝深松;麥茬攪壟、壟底或壟溝深松;以及需要窄行密植(為機械化收割創造良好條件),秸稈還田或翻壓綠肥地塊的平翻耕法。