深松對土壤物理性狀及玉米產(chǎn)量的影響

陳 強 ，王雪嬌，張琛平 ，張建強，劉志雄 ，解 飛，李 強

（1.杭錦后旗農(nóng)牧業(yè)技術推廣中心，內蒙古陜壩 015400；2.內蒙古農(nóng)牧業(yè)科學院，內蒙古呼和浩特 010031；3.巴彥淖爾市農(nóng)牧業(yè)技術推廣中心，內蒙古臨河 015000；4.呼和浩特市農(nóng)牧業(yè)行政綜合執(zhí)法支隊，內蒙古呼和浩特 010020）

我國玉米耕地以小型動力作業(yè)為主，多數(shù)土地已多年未深松，造成土壤耕層變薄，土壤板結嚴重[1]。農(nóng)民長期以鏵式犁翻耕土壤，破壞了土壤結構，降低了土壤的水肥含量，裸露的表土也加劇了沙塵暴的發(fā)生[2]。因此，只有通過合理、有效的耕作措施才能改善土壤結構，從而促進作物的生長發(fā)育。

研究表明，深松技術是解決上述問題的有效措施之一，可打破犁底層，疏松土壤，改善土壤結構，降低土壤容重，提高土壤溫度，促進作物根系生長，抗倒伏性增強[3]，還可以蓄水保墑，抗旱防澇，提高土壤養(yǎng)分的轉化和利用效率[4]，降低表土層鹽堿含量，達到改良土壤的目的[5]，進而提高玉米的產(chǎn)量。黃健等[6]研究表明，深松可以使0～50 cm土層深度的土壤孔隙度增加10%～20%，土壤容重降低0.14 g/cm3，滲透強度增加15%～25%；于曉芳等[7]研究認為，深松可明顯增加根系體積、表面積和根系活力，延緩深層根系衰老；付國占等[8]認為深松可增加玉米葉面積指數(shù)，提高光合性能，延緩葉片衰老，維持葉片后期生理功能，提高玉米產(chǎn)量。齊華等[9]研究表明，深松處理增產(chǎn)的主要原因是深松顯著提高了百粒重，但對穗粒數(shù)的影響并不顯著。

前人對深松后土壤結構及根系分布特點的研究較多，但對河套地區(qū)土壤理化性狀和當?shù)赜衩邹r(nóng)藝性狀和產(chǎn)量的研究并不多見。因此，本研究開展了深松與傳統(tǒng)耕翻種植玉米對比試驗，探討了深松與不深松的差異，為實現(xiàn)玉米高產(chǎn)栽培與資源高效利用提供理論依據(jù)。

1 材料和方法

1.1 試驗地點

試驗于2015年在杭錦后旗頭道橋鎮(zhèn)聯(lián)增村四社進行，土壤類型為兩黃灌淤土，以沙壤土為主，地勢平坦，土壤有機質13.6 g/kg，全氮0.79 g/kg，有效磷 14.4 mg/kg，速效鉀 118 mg/kg，pH 值為 8.5，堿解氮72.7 mg/kg，鹽分含量1.7 g/kg，田間持水量質量分數(shù)（占干土重）27%；蒸發(fā)量大，降水量少，無霜期短，風沙多；四季分明，年平均氣溫5.8℃，年平均日照數(shù)在3200 h，10℃以上積溫2900℃，年平均降水量220 mm，年平均無霜期為135 d。

1.2 試驗設計

試驗采用裂區(qū)設計，2個處理，3次重復，共6個小區(qū)。小區(qū)面積20 m×25 m。供試玉米品種為內單314，種植密度為75000株/hm2。2個處理為：不深松（CK）作為對照處理，春季滅茬后采用51 kW拖拉機常規(guī)深翻犁作業(yè)；深松處理采用88 kW 1S-300型深松機進行深松。其他耕作栽培措施均同大田常規(guī)管理。

1.3 測定項目及方法

（1）土壤容重：玉米收獲期，采用環(huán)刀法測定。測定深度0～40 cm，每10 cm分層，3次重復。（2）土壤含水量：采用土壤水分烘干法測定，測定深度為0～100 cm，每20 cm分層，3次重復。（3）玉米性狀：在處理區(qū)內隨機取樣6.6 m2，隨機抽取20株，調查株高、穗長、穗粗等農(nóng)藝性狀，并統(tǒng)計產(chǎn)量。

1.4 統(tǒng)計方法

利用SPSS17.0數(shù)據(jù)處理軟件及Excel2003工作表對所得數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析。

2 結果與分析

2.1 深松對土壤容重的影響

土壤容重反映了土壤孔隙狀況、緊實程度，其變化可影響土壤的水、肥、氣、熱狀況，從而影響玉米的生長發(fā)育[10]。試驗結果表明，聯(lián)增村玉米產(chǎn)區(qū)土壤存在堅實的犁底層，該層位于地表下約20 cm。圖1為收獲期土壤容重變化，由圖1可以看出，深松作業(yè)后土壤容重較對照呈下降趨勢。其中，0～10 cm耕層無明顯差異，在10～40 cm耕層，深松土壤容重均明顯低于對照，其中 10～20 cm、20～30 cm、30～40 cm 的土壤容重分別降低了2.74%、2.03%和1.35%。表明深松能夠疏松表層土壤，打破犁底層，降低土壤容重，改善土體的通透性，為玉米的生長發(fā)育創(chuàng)造了良好的土壤環(huán)境。

2.2 深松對土壤含水量的影響

土壤表層含水量主要受蒸發(fā)量和降雨量的影響。圖2為深松后各層土壤含水量的變化。從圖2可以看出，深松后0～100 cm土層土壤含水量均高于對照，其中，0～20 cm土層土壤含水量差異不大，而20～80 cm土層土壤含水量差異達到了顯著水平，20～40 cm、40～60 cm、60～80 cm 土層含水量分別較對照增加了15.88%、8.52%、7.06%，表明深松能夠使水分向土壤深處入滲，從而提高土壤含水量。

2.3 深松作業(yè)對玉米生長發(fā)育的影響

深松作業(yè)對玉米株高、莖粗、穗長和穗粗均有所增加（表1），玉米根系增大，根分枝大大增加。分枝根是根系吸水分和養(yǎng)分的主要部位，根分枝增加為根系發(fā)揮吸收作用具有積極意義。由表1可見，深松處理對玉米的生長發(fā)育及產(chǎn)量有不同程度的影響，除穗粗、穗行數(shù)和禿尖長差異不顯著外，其他性狀均與對照差異顯著。深松作業(yè)后玉米株高、穗長、行粒數(shù)等性狀均有所增加。產(chǎn)量性狀方面，單穗粒重、百粒質量及產(chǎn)量顯著增大，深松處理下產(chǎn)量達到15678.6 kg/hm2，比對照增產(chǎn)12.7%。總的來看，深松處理對玉米的生長發(fā)育具有很好的促進作用，可顯著提高玉米的產(chǎn)量。

表1 深松對玉米農(nóng)藝性狀及產(chǎn)量的影響

3 討論

由于長時間耕作方式不合理，犁底層變硬，耕層變淺。深松作業(yè)能打破犁底層，降低其密度，利于農(nóng)作物根系延伸到土壤深處，從而吸收更多的水分和養(yǎng)分，抗倒伏能力增強，提高作物產(chǎn)量和水分利用效率[11-13]。梁金鳳[14]研究認為，深松對表層土壤（0～25 cm）容重降低作用大于深層土壤（25～45 cm）；齊華等[9]研究表明，深松使10～30 cm的土壤容重顯著降低，而30～50 cm差異不明顯。本研究結果也證明，深松后，0～10 cm耕層無明顯差異，10～40 cm耕層土壤容重較對照明顯下降。

深松可提高土壤含水量，有利于土壤通氣、透水，提高了土壤蓄水保水能力，減少降雨徑流，擴大了土壤水庫容。深松蓄水保墑的功能與深松條件下土壤容重的減少密切相關[15-17]。齊華等[9]研究發(fā)現(xiàn)，深松后土層10～30 cm土壤含水量降低，而土層40～100 cm土壤含水量升高；蔡麗君[18]研究表明，深松可提高各生育時期土壤含水量，尤其是20～40 cm土層表現(xiàn)最為明顯。本研究發(fā)現(xiàn)，0～20 cm和80～100 cm土層土壤含水量差異不明顯，而20～80 cm土層土壤含水量提高明顯，特別是20～40 cm土層含水量最大。

于曉芳等[7]研究表明，深松可促進根系的生長發(fā)育，顯著提高籽粒百粒重；付國占等[8]認為深松提高葉片光合性能，從而提高玉米產(chǎn)量。蔡麗君等[18]研究表明，深松使玉米百粒重和穗粒數(shù)增加，而敗育粒數(shù)減少，提高了夏玉米單株的生產(chǎn)能力，進而提高了玉米產(chǎn)量。齊華等[9]研究表明，深松處理增產(chǎn)的主要原因是深松顯著提高了百粒重，但對穗粒數(shù)的影響并不顯著。本試驗研究結果表明，深松可顯著提高玉米株高、穗長、行粒數(shù)、單穗粒重、百粒重及產(chǎn)量，能夠很好地促進玉米生長發(fā)育及產(chǎn)量形成。

4 結論

本試驗中，深松處理后，0～10 cm耕層土壤容重無明顯差異，10～40 cm耕層土壤容重較對照田下降，20～80 cm土壤耕層含水量較對照高，特別是20～40 cm土層含水量最大，比對照高15.88%。試驗表明，深松可有效的打破犁底層，改善了耕層土壤的通透性，使固、液、氣三相更為協(xié)調。深松使玉米株高、穗長、行粒數(shù)、單穗粒重、百粒重及產(chǎn)量顯著提高，深松作業(yè)的玉米產(chǎn)量較對照增加1769.1 kg/hm2，增產(chǎn)12.7%，能夠很好地促進玉米生長發(fā)育及產(chǎn)量形成。

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