不同耕作方式對遼西地區(qū)土壤物理性狀及玉米產(chǎn)量的影響

董智 董俊 張曉紅 劉洋 蘇建黨 侯志研 張旭

摘要：以通過對土壤容重、土壤緊實度、土壤含水量、玉米產(chǎn)量、效益及水肥利用率的測定和分析，研究傳統(tǒng)旋耕、少耕、免耕3種耕作方式對遼西地區(qū)土壤物理性狀及玉米產(chǎn)量的影響。結(jié)果表明，少免耕可顯著增加播前耕層土壤含水量，降低底層土壤緊實度，提高玉米產(chǎn)量及水肥利用效率。

關(guān)鍵詞：玉米;免耕;少耕;產(chǎn)量

中圖分類號：S344? ? 文獻標識碼：A? ? 文章編號：1674-1161（2022）03-0004-03

玉米是遼寧第一大糧食作物，也是遼西地區(qū)主要糧食作物，對保障糧食安全起到了壓艙石的作用。傳統(tǒng)旋耕整地方式導致耕層變淺、底層土壤結(jié)構(gòu)緊實、土壤保水保肥能力降低，嚴重限制水分養(yǎng)分的生產(chǎn)效率，進而影響糧食高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)能力。研究表明，以少免耕為核心的保護性耕作方式可以改善土壤性狀，提高土壤蓄水保墑能力和水肥利用率進而保障糧食產(chǎn)量。以國家重點研發(fā)計劃項目設(shè)立的遼西玉米核心試驗區(qū)田間定位試驗為研究內(nèi)容，研究不同耕作方式對遼西地區(qū)土壤理化性狀及玉米產(chǎn)量的影響，為基于機械化的新型耕作模式構(gòu)建提供理論與實踐支撐。

1 材料與方法

1.1 供試材料

玉米品種：遼單575;復合肥、尿素：市場購買。

1.2 試驗設(shè)計

試驗于2020年在位于阜蒙縣大固本鎮(zhèn)的遼寧省旱地保護性耕作重點實驗室示范基地進行，研究不同耕作方式對玉米產(chǎn)量及土壤物理性狀的影響。大區(qū)試驗設(shè)計，設(shè)傳統(tǒng)旋耕（RT）、條帶耕作即少耕（MT）、免耕（NT）3個處理，每個處理面積為3 300 m2。秋天收獲后秸稈全部移出地表，傳統(tǒng)旋耕為翌年4月初旋耕整地，耕深約15 cm，常規(guī)播種。少耕及免耕處理播種前均不耕整土地。少耕處理采用自主研發(fā)的2BMFD-2型少耕多功能精量施肥播種機（ZL201620417131.4），一次性完成旋耕種床（耕幅20 cm、耕深15 cm）、播種、施肥、覆土及鎮(zhèn)壓作業(yè);免耕處理采用2BMZF-2型免耕播種機播種作業(yè)。種植密度均為6萬株/hm2，播種同時施入復合肥（NPK：15-15-15）450 kg/hm2，拔節(jié)期追施尿素450 kg/hm2，其他管理與當?shù)卮筇锵嗤?/p>

1.3 觀測指標及方法

1） 產(chǎn)量Y/（kg/hm2）：在收獲期對不同處理選取小區(qū)中間67 m2 的籽粒進行測產(chǎn)。用谷物水分儀測定籽粒含水量，折合成含水率14%的產(chǎn)量。

2） 水分利用效率WUE/（kg/hm2·mm）： WUE=

Y/ET，式中Y為產(chǎn)量，ET為全生育期耗水量。

3） 氮肥偏生產(chǎn)力PFPN/（kg/kg）：PFPN=Y/N，式中Y為產(chǎn)量，N為施氮量。

4） 土壤含水量、容重采用常規(guī)方式測定，土壤緊實度采用SC-900土壤緊實度儀測定。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同耕作方式對土壤物理性狀的影響

不同耕作措施下播前土壤含水量見圖1。

由圖1可知，免耕和少耕均顯著提高了播前耕層土壤含水量，較傳統(tǒng)種植分別提高23.5%和21.9%，免耕與少耕處理耕層土壤含水量差異不顯著。免耕和少耕處理均顯著提高了土體（1m）儲水量，較傳統(tǒng)種植分別提高14.28 mm和14.94 mm，相當于春播前多收獲一場中雨級的有效降雨。

少耕和免耕處理在顯著提高土壤儲水能力的同時，也提高了土壤容重。在耕層0～10 cm，免耕和少耕處理的容重分別為1.21 g/cm3和1.09 g/cm3，較傳統(tǒng)耕作提高了19.8%和7.9%;在耕層10～20 cm，免耕和少耕處理的容重分別為1.37g/cm3和1.35 g/cm3，較傳統(tǒng)耕作提高了8.7%和7.1%;不同耕作措施對20～30 cm的土壤容重影響不顯著。

少耕和免耕處理還顯著提高了表層土壤的緊實度。在耕層0～10 cm，免耕和少耕處理的土壤緊實度較傳統(tǒng)耕作提高了45%和69%;在耕層10～20 cm，少耕處理的土壤緊實度低于傳統(tǒng)耕作;在耕層20～40? cm，傳統(tǒng)耕作的土壤緊實度高于免耕和少耕處理，這可能與少耕和免耕措施下土壤含水量較高有關(guān)，見圖2。

2.2 玉米產(chǎn)量及其構(gòu)成因素

不同耕作措施下玉米產(chǎn)量及構(gòu)成因素見表1。

由表1可知，免耕處理顯著提高了玉米產(chǎn)量，較傳統(tǒng)種植提高了19.11%，少耕和傳統(tǒng)種植處理的玉米產(chǎn)量差異不顯著。少耕和免耕處理顯著提高了玉米的穗長，較傳統(tǒng)種植分別提高13.9%和12.0%，但傳統(tǒng)種植處理顯著提高了玉米的穗粗，不同處理對其他產(chǎn)量性狀影響不顯著。

2.3 玉米水、肥利用效率

不同耕作措施下玉米水肥利用率見表2。

由表2可得，少耕處理的土壤水分利用效率略低于傳統(tǒng)種植，而氮肥偏生產(chǎn)力卻高于傳統(tǒng)種植;免耕種植提高了水分利用率和氮肥偏生產(chǎn)力，較傳統(tǒng)種植分別提高15.48%和19.11%。

2.4 生產(chǎn)效益

少耕和免耕處理均減少了耕整地作業(yè)環(huán)節(jié)，較傳統(tǒng)種植每公頃節(jié)約耕作成本600元，玉米產(chǎn)量較傳統(tǒng)種植每公頃分別增加380 kg和2 218 kg。若玉米價格按2.40元/kg計算，則少耕和免耕處理的生產(chǎn)效益較傳統(tǒng)種植每公頃分別節(jié)本增收1 514元和5 924元。

3 結(jié)論

連年少耕和免耕種植可顯著改善土壤性狀，提高土壤保水能力，春播前可提高土體（1 m）儲水量14 mm以上;少耕和免耕雖然提高了表層土壤容重，卻降低了20～40 cm的土壤緊實度，利于玉米根系下扎;免耕處理顯著提高了玉米產(chǎn)量及水肥利用率，少耕和傳統(tǒng)種植在玉米產(chǎn)量及水肥利用率方面差異不顯著;少免耕顯著提高了玉米種植收益，每公頃增收1 500元以上?？梢?，在遼西半干旱區(qū)采用以少免耕為主的保護性耕作方式，不但耕種輕簡化，還改善了土壤物理性狀，利于玉米增產(chǎn)增收。

參考文獻

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Effects of Different Tillage Methods on Soil Physical Properties and

Maize Yield in Western Liaoning Province

DONG Zhi1，2， DONG Jun1，2， ZHANG Xiaohong4， LIU Yang1，2， SU Jiandang5， HOU Zhiyan1，2， ZHANG Xu2，3

（1.Tillage and Cultivation Research Institute， Liaoning Academy of Agricultural Sciences ， Shenyang 110161， China; 2. Liaoning Key Laboratory of Conservation Tillage in Dry Land， Shenyang 110161， China; 3. Liaoning Institute of Agricultural Mechmnization， Shenyang 110161， China; 4. Fumeng County Modern Agricultural Development Service Center， Fuxin Liaoning 123100， China;

5. Fumeng County Modern Agricultural Development Service Center， Fuxin Liaoning 123100， China）

Abstract： By measuring and analyzing the soil bulk density， soil compactness， soil water content， maize yield， efficiency and water and fertilizer utilization rate， this paper studied the effects of three tillage methods of traditional rotation tillage， minimal tillage and no tillage on soil physical properties and maize yield in western Liaoning province. The results showed thmt： Minimal and? no-tillage significantly increased soil water content before sowing， decreased soil compactness， and improved maize yield and water and fertilizer utilization efficiency.

Key words： maize; no-tillage; minimal tillage; yield