耕作方式對玉米干物質(zhì)積累及籽粒形成的影響

●錢慧杰（菏澤市鄄城縣箕山鎮(zhèn)政府 山東 菏澤 274601）

玉米是我國重要的糧食和飼料作物[1]，山東是我國糧食生產(chǎn)大省，也是玉米種植大省。增加玉米產(chǎn)量一直是農(nóng)業(yè)領域努力的方向，為了增加產(chǎn)量，種植者采取的種植方法和耕作模式不科學，不僅影響土壤生態(tài)資源，導致土壤退化、生態(tài)惡化等問題，還造成玉米產(chǎn)量下降，嚴重影響玉米產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展[2]。耕作措施是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的重要部分，合理的耕作措施能夠改善土壤理化性質(zhì)，提高土壤生物活性[3]。深松耕作能夠打破犁底層，改善土壤通透性，提高耕層土壤質(zhì)量，提高土壤蓄水能力和水分利用效率進而實現(xiàn)糧食增產(chǎn)。李宏等[4]研究表明，深松耕作可有效打破土壤犁底層，增加深層土壤養(yǎng)分，提高作物產(chǎn)量，增加效益。孫庭煒等[5]研究表明，翻耕能夠改善土壤理化性質(zhì)，從而增加玉米產(chǎn)量。前人有關耕作方式對土壤研究較多，但對玉米籽粒形成的研究較少，因此，本試驗設置4種耕作方式，研究玉米干物質(zhì)積累和籽粒形成的變化特征，為合理耕作和玉米高產(chǎn)栽培提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗地點及材料

試驗于2020年在山東省菏澤市鄄城縣箕山鎮(zhèn)進行，該地區(qū)屬暖溫帶半濕潤季風氣候，年均無霜期207 d，年平均氣溫13.5℃，平均日照時數(shù)2534.3 h，年均降水量697 mm。土質(zhì)為中壤土，土壤中有機質(zhì)含量16.78 g/kg，全氮含量1.42 g/kg，速效磷含量35.76 mg/kg，速效鉀98.57 mg/kg。種植制度為冬小麥/夏玉米。供試玉米品種為“魯單501”，由山東省農(nóng)業(yè)科學院選育。試驗用尿素含N 46%，過磷酸鈣含P2O518%，硫酸鉀含K2O 50%。

1.2 試驗設計

試驗采用完全隨機設計，試驗設置4個耕作方式，分別為旋耕（T1）、深松（T2）、淺翻（T3）和深翻（T4）。旋耕處理為滅茬起壟，旋耕深度15 cm；深松處理深松深度為30～35 cm；淺翻采用鏵式犁翻地，翻耕深度15～20 cm；深翻采用翻轉犁翻地，翻耕深度25～30 cm。所有處理均進行滅茬起壟。在玉米播種時施入N 120 kg/hm2，P5O290 kg/hm2，K2O 90 kg/hm2作基肥，拔節(jié)期追施N 60 kg/hm2，各處理重復3次，每小區(qū)面積48 m2，種植密度為8.5 萬株/hm2，2020年于5月28日播種，9月26日收獲，其他管理方式均相同。

1.3 測定指標與方法

1.3.1 玉米植株干物質(zhì)積累量的測定分別在開花抽雄期、灌漿初期、乳熟期和完熟期取樣，將植株按莖、葉、穗分開，于105℃下殺青30 min，80℃下烘干至恒重，進行稱重。

1.3.2 籽粒灌漿的測定在玉米吐絲前選取生長健壯、整齊一致的代表性植株標記，花后10，15，20，25，30，35，40 d取下玉米籽粒，數(shù)100粒，105℃殺青30 min，80℃烘干，測定籽粒干重（mg），并計算灌漿速率。公式：

籽粒灌漿速率=（后一次取樣百粒干重-前一次取樣百粒干重）/取樣間隔。

1.3.3 產(chǎn)量及產(chǎn)量構成因素的測定在玉米成熟期，選擇中間兩行進行測產(chǎn)，收獲后自然風干，測定含水量，計算各處理實際產(chǎn)量，最終產(chǎn)量按照含水率14%計算。各處理選擇10個玉米穗，分別測定穗行數(shù)、行粒數(shù)和百粒重。

1.4 數(shù)據(jù)分析

采用Excel 2010統(tǒng)計和計算數(shù)據(jù)，采用SPSS 24.0進行差異顯著性分析。

2 結果與分析

2.1 耕作方式對玉米干物質(zhì)積累量的影響

不同耕作方式下玉米干物質(zhì)積累量，見表1。

表1 不同耕作方式下玉米干物質(zhì)積累量 單位：g/株

干物質(zhì)積累量反映作物光合能力的強弱，由表1可知，不同耕作方式顯著影響玉米干物質(zhì)積累，在拔節(jié)期，各處理間沒有顯著差異。在抽雄期，各處理表現(xiàn)為T2＞T4＞T3＞T1，T3與T4處理間沒有顯著差異，T2處理干物質(zhì)積累量分別比T1、T3和T4高5.86%、3.45%和2.87%。在灌漿初期，各處理表現(xiàn)為T2＞T4＞T3＞T1，處理間差異均顯著，T2處理分別比T1、T3和T4高18.33%、15.57%和3.08%。乳熟期各處理表現(xiàn)為T2＞T4＞T3＞T1，處理間差異均顯著，T2處理分別比T1、T3和T4高11.98%、8.28%和3.53%。在完熟期，各處理表現(xiàn)為T2＞T4＞T3＞T1，處理間差異均顯著，T2處理分別比T1、T3和T4高10.72%、6.78%和5.10%。

2.2 耕作方式對玉米籽粒灌漿速率的影響

不同耕作方式下玉米籽粒灌漿速率，見圖1。

圖1 不同耕作方式下玉米籽粒灌漿速率

由圖1可知，玉米籽粒灌漿速率隨時間推移呈先上升后下降的趨勢，在花后10～15 d，各處理籽粒灌漿速率差異不明顯，花后15～40 d，各處理籽粒灌漿速率具有明顯的差異，表現(xiàn)為T2＞T4＞T3＞T1，各處理在花后20 d達到灌漿高峰期。

2.3 耕作方式對玉米產(chǎn)量及產(chǎn)量構成因素的影響

不同耕作方式下玉米產(chǎn)量及產(chǎn)量構成因素，見表2。

表2 不同耕作方式下玉米產(chǎn)量及產(chǎn)量構成因素

由表2可知，不同耕作方式顯著影響玉米產(chǎn)量及產(chǎn)量構成因素，其中各處理穗行數(shù)沒有顯著差異。行粒數(shù)各處理表現(xiàn)為T2＞T4＞T3＞T1，處理間差異均顯著，T2處理分別比T1、T3和T4高4.84%、3.07%和1.17%。千粒重各處理表現(xiàn)為T2＞T4＞T3＞T1，處理間差異均顯著，T2處理分別比T1、T3和T4高7.15%、5.17%和2.81%。產(chǎn)量各處理表現(xiàn)為T2＞T4＞T3＞T1，處理間差異均顯著，T2處理分別比T1、T3和T4高24.17%、15.96%和9.02%。

3 討論

耕作方式通過改善土壤理化性質(zhì)，從而形成有利于植株根系生長的環(huán)境，提高根系對養(yǎng)分和水分的吸收利用能力，進而促進植株物質(zhì)代謝、物質(zhì)積累以及產(chǎn)量[6]。深松能夠打破犁底層，誘導根系向下生長，是提高玉米產(chǎn)量的有效耕作措施。干物質(zhì)的形成和積累量直接影響玉米產(chǎn)量[7]。不同耕作方式下，玉米干物質(zhì)積累量和產(chǎn)量依次是深松、深翻、淺翻和旋耕，說明耕作方式對玉米干物質(zhì)和產(chǎn)量有顯著的影響。本研究中，深松和深翻產(chǎn)量最高，主要是改善耕層土壤結構，提高土壤物理性狀，降低土壤整體容重和緊實度，能夠促進玉米根系下扎，從而有利于根系對水分和養(yǎng)分的吸收，進而增加玉米干物質(zhì)積累和產(chǎn)量。

玉米產(chǎn)量的高低取決于庫容的大小和灌漿充實的程度。灌漿速率是影響灌漿充實程度的關鍵，較高的灌漿速率有利于玉米干物質(zhì)積累，粒重增加[8]。本研究表明，籽粒灌漿速率呈單峰曲線先上升后下降，不同耕作方式下玉米籽粒灌漿速率存在明顯差異，可能是耕作方式影響籽粒灌漿期間正常的物質(zhì)代謝和光合產(chǎn)物運輸。其中深松處理的灌漿速率最快，可能是由于深松促進根系的下扎和養(yǎng)分的吸收，且深耕較高的保水保肥性能，保障生育后期干物質(zhì)形成和轉運。因此，不同耕作方式下玉米生長和產(chǎn)量不同。綜上，深松處理在各生育期玉米干物質(zhì)積累量最多，籽粒灌漿速率最快，有利于增加玉米產(chǎn)量，是較好的耕作方式。