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摘要：以土壤容重、含水量和玉米产量为指标，研究耕作方式对土壤物理性状及玉米产量的影响。试验结果表明：与传统耕作相比，深松使0～40 cm耕层的土壤容重下降8.1%，且生物产量和经济产量均最高，增产7.11%。深松与传统耕作处理间差异显著。
关键词：玉米；耕作方式；产量；水分；土壤容重
中图分类号：S513 文献标识码：A 文章编号：1674-1161（2017）09-0003-03
玉米是我国第二大粮食作物，在粮食生产中占有举足轻重的地位。随着我国玉米加工业、能源转化业的快速发展，对玉米的需求越来越大，提高玉米单产势在必行。然而耕作方式不合理使土壤有效耕层变浅、犁底层加厚，导致农业耕层土壤的理化性状恶化，严重影响辽西地区玉米生产。为此，针对阜蒙县玉米产区实际情况，分析不同耕作方式对土壤水分、物理性状，以及玉米生长发育、产量等指标的影响，探索适合该地区的耕作方式，可为提升当地玉米生产能力提供技术支持。
1 材料与方法
1.1 试验区概况
试验于2015年4月至10月在辽宁省农业科学院耕作栽培所示范基地（阜蒙县大固本国家粮食丰产工程科研示范基地）进行，上茬作物为玉米，由玉米收割机收获。
辽宁省阜蒙县大固本镇属于北温带大陆性半干旱半湿润季风气候，四季分明，光照充足，昼夜温差较大，但降水偏少。试验区年降水量460～550 mm，全年蒸发量高达1 599.6 mm，大于等于10 ℃积温为3 760 ℃，无霜期155 d左右。
1.2 试验地块农化性状
试验地地势平，土质为砂壤土，耕作层含有机质1.835 g/kg、全氮0.367 g/kg、全磷0.164 g/kg、全钾2.389 g/kg、速效氮193.47mg/kg、速效磷51.24 mg/kg、速效钾120.18 mg/kg，pH 6.27，田间持水量22.7%，土壤容重1.39 g/cm。
1.3 试验设计
供试玉米品种为辽宁省农业科学院玉米所选育的辽单588。
试验共设5个处理：T1为深松加施有机肥，深松深度25～30 cm；T2為春旋耕，深度10～15 cm；T3为秋旋耕，深度10～15 cm，于上年秋收后进行；T4为免耕，不整地，直接贴茬播种；传统耕作（CK）为先灭茬处理（深度10～12 cm）再机械播种。
试验小区面积120 m2，每个处理3次重复。田间管理与当地大田相同，各处理均施硫酸钾型复合肥（15～15～15）600 kg/hm2。试验期间，测定玉米不同时期的土壤容重、含水量、株高、穗位、百粒质量和产量。
2 结果与分析
2.1 不同耕作方式对土壤含水量的影响
水分不仅是作物生长的主要基本条件，还影响土壤内的养分转化和生物活动过程。不同耕作方式对土壤水分含量变化的影响见表1。
从表1可以看出：不同耕作方式的生育期土壤含水量总体变化趋势存在显著差异，成熟期40～50 cm土层土壤含水量最大，其中，深松处理为19.78%～20.12%，免耕处理为19.97%，传统耕作处理为18.65%。全生育期的土壤含水量变化趋势为：播种前变化不大，苗期普遍呈现下降趋势，孕穗开花期和成熟期土壤含水量均随着土壤深度增加而呈增加趋势。生育期土壤含水量由高到低的顺序为深松处理>免耕处理>秋旋耕>春旋耕>传统耕作。
从表1还可以看出：在20～30 cm和30～40 cm土层，苗期表现为传统耕作的含水量高于其他处理，但其余测定时期均表现为深松土壤含水量高于传统耕作；40～50 cm土层在播种前期的含水量变化不大，苗期呈现下降趋势，其余2个测定时期均表现为逐渐升高，并在成熟期达到最大，且深松的土壤含水量高于传统耕作。
2.2 不同耕作方式对土壤容重的影响
土壤容重是重要的土壤物理性状指标，影响土壤养分的吸收、转行、利用，以及作物根系的生长和发育，反映土壤养分运移情况和持水性能。不同耕作方式对土壤容重变化的影响见表2。
从表2可以看出：土壤在生育期出现“前低—中高—后低”的趋势。深松后至苗期的土壤容重较低，孕穗开花期达到峰值，随后开始下降；0～10 cm土壤的容重在各生育时期无明显差异；在孕穗开花期，10～20 cm土壤容重显著降低，深松处理比传统耕作下降0.08 g/cm3，但在30～40 cm和40～50 cm土层，深松处理的土壤容重降低幅度大于传统耕作。这说明深松对0～50 cm土壤的容重降低有促进作用，生育后期深层土壤容重降低，逐渐恢复至深松前。
2.3 不同耕作方式对玉米产量及其构成因素的影响
不同耕作方式对玉米产量及其构成因素的影响见表3。
由表3可知：不同耕作方式对玉米产量形成的影响有明显差异，深松处理的产量最高，为10 049.5 kg/hm2，比传统耕作增产7.11%；与传统耕作相比，其他处理有不同程度的增产；产量性状数据表明，秋旋耕整地、春旋耕整地的玉米产量与传统耕作之间的差异不明显，而深松处理与其差异比较显著；深松处理的穗长最长，行粒数最多，株高和穗位最高；各处理在穗粗、穗行数和百粒质量方面未出现明显差异；产量性状和生育性状表明，春季深松25～35 cm效果最好。
深松少耕后打破犁底层，有助于降低土壤容重，增加土壤通透性和贮水能力，提高土壤含水量、总孔隙度，为玉米生长提供良好的物理环境，对玉米产量提高具有促进作用。
3 结论与讨论
试验结果表明：在耕层土壤中，各处理的土壤含水量均高于对照处理，其中深松加有机肥和免耕处理的效果最显著，春旋耕不利于土壤水分保持，对土壤墒情有一定影响；玉米孕穗开花期和收获后各处理的土壤容重均低于对照处理，其中以深松处理效果最好。这说明深松可以有效改善土壤容重，打破土壤犁底层，减小耕作阻力。 试验结果还表明：各处理的玉米生长发育情况均好于对照处理，且与对照处理差异显著；从株高、穗行数和百粒质量指标看，深松处理对玉米的生长发育影响最大，免耕和秋旋耕次之；各处理的玉米产量均高于对照处理，其中深松加有机肥处理的产量最高，达10 049.5 kg/hm2，比传统耕作提高7.11%，与其他处理之间差异显著。
在辽西半干旱区采用深松加有机肥处理可以显著改善土壤墒情、降低土壤容重，进而促进玉米增产增收。国内外研究表明，深松可在一定土壤深度范围内和时间内减轻土壤紧实胁迫、改善土壤通透性，进而提高养分含量和利用效率，促进作物根系密集区下移。将农机与农艺结合起来改善土壤性状和提高作物产量，仍是值得继续深入研究的课题。该试验持续时间较短，还需要进一步开展相关试验研究。
参考文献
[1] 侯志研，王大为，郑家明，等.辽西地区玉米高产品种和技术模式筛选研究[J].玉米科学，2011，19（2）：101-104.
[2] 张勇.不同种植方式对沈爆3号生长发育及产量的影响[D].沈陽：沈阳农业大学，2016.
[3] 孙晓民，韩成卫，曾苏明，等.不同耕作方式对土壤物理性状及玉米产量的影响.玉米科学，2014，22（1）：108-103.
[4] 于洪彬.密度与施肥量对玉米光合性能及产量的影响[D].大庆：黑龙江八一农垦大学，2016.
Abstract： Soil bulk density， water content and maize yield was taken as indicators to study the effect of different cultivation method on soil physical characteristic and maize yield. The experimental results showed that： Compared with traditional cultivation， subsoiling could decline soi bulk density of in 0～35 cm plouph layer 8.1%， and subsoiling and no-tillage enhanced water content 4.2% and 5.6% respectively； The biological yield and economic yield by subsoiling were all the highest， which increased production 7.11% compared with traditional cultivation.
Key words： maize； cultivation method； yield； water content； soil bulk density
关键词：玉米；耕作方式；产量；水分；土壤容重
中图分类号：S513 文献标识码：A 文章编号：1674-1161（2017）09-0003-03
玉米是我国第二大粮食作物，在粮食生产中占有举足轻重的地位。随着我国玉米加工业、能源转化业的快速发展，对玉米的需求越来越大，提高玉米单产势在必行。然而耕作方式不合理使土壤有效耕层变浅、犁底层加厚，导致农业耕层土壤的理化性状恶化，严重影响辽西地区玉米生产。为此，针对阜蒙县玉米产区实际情况，分析不同耕作方式对土壤水分、物理性状，以及玉米生长发育、产量等指标的影响，探索适合该地区的耕作方式，可为提升当地玉米生产能力提供技术支持。
1 材料与方法
1.1 试验区概况
试验于2015年4月至10月在辽宁省农业科学院耕作栽培所示范基地（阜蒙县大固本国家粮食丰产工程科研示范基地）进行，上茬作物为玉米，由玉米收割机收获。
辽宁省阜蒙县大固本镇属于北温带大陆性半干旱半湿润季风气候，四季分明，光照充足，昼夜温差较大，但降水偏少。试验区年降水量460～550 mm，全年蒸发量高达1 599.6 mm，大于等于10 ℃积温为3 760 ℃，无霜期155 d左右。
1.2 试验地块农化性状
试验地地势平，土质为砂壤土，耕作层含有机质1.835 g/kg、全氮0.367 g/kg、全磷0.164 g/kg、全钾2.389 g/kg、速效氮193.47mg/kg、速效磷51.24 mg/kg、速效钾120.18 mg/kg，pH 6.27，田间持水量22.7%，土壤容重1.39 g/cm。
1.3 试验设计
供试玉米品种为辽宁省农业科学院玉米所选育的辽单588。
试验共设5个处理：T1为深松加施有机肥，深松深度25～30 cm；T2為春旋耕，深度10～15 cm；T3为秋旋耕，深度10～15 cm，于上年秋收后进行；T4为免耕，不整地，直接贴茬播种；传统耕作（CK）为先灭茬处理（深度10～12 cm）再机械播种。
试验小区面积120 m2，每个处理3次重复。田间管理与当地大田相同，各处理均施硫酸钾型复合肥（15～15～15）600 kg/hm2。试验期间，测定玉米不同时期的土壤容重、含水量、株高、穗位、百粒质量和产量。
2 结果与分析
2.1 不同耕作方式对土壤含水量的影响
水分不仅是作物生长的主要基本条件，还影响土壤内的养分转化和生物活动过程。不同耕作方式对土壤水分含量变化的影响见表1。
从表1可以看出：不同耕作方式的生育期土壤含水量总体变化趋势存在显著差异，成熟期40～50 cm土层土壤含水量最大，其中，深松处理为19.78%～20.12%，免耕处理为19.97%，传统耕作处理为18.65%。全生育期的土壤含水量变化趋势为：播种前变化不大，苗期普遍呈现下降趋势，孕穗开花期和成熟期土壤含水量均随着土壤深度增加而呈增加趋势。生育期土壤含水量由高到低的顺序为深松处理>免耕处理>秋旋耕>春旋耕>传统耕作。
从表1还可以看出：在20～30 cm和30～40 cm土层，苗期表现为传统耕作的含水量高于其他处理，但其余测定时期均表现为深松土壤含水量高于传统耕作；40～50 cm土层在播种前期的含水量变化不大，苗期呈现下降趋势，其余2个测定时期均表现为逐渐升高，并在成熟期达到最大，且深松的土壤含水量高于传统耕作。
2.2 不同耕作方式对土壤容重的影响
土壤容重是重要的土壤物理性状指标，影响土壤养分的吸收、转行、利用，以及作物根系的生长和发育，反映土壤养分运移情况和持水性能。不同耕作方式对土壤容重变化的影响见表2。
从表2可以看出：土壤在生育期出现“前低—中高—后低”的趋势。深松后至苗期的土壤容重较低，孕穗开花期达到峰值，随后开始下降；0～10 cm土壤的容重在各生育时期无明显差异；在孕穗开花期，10～20 cm土壤容重显著降低，深松处理比传统耕作下降0.08 g/cm3，但在30～40 cm和40～50 cm土层，深松处理的土壤容重降低幅度大于传统耕作。这说明深松对0～50 cm土壤的容重降低有促进作用，生育后期深层土壤容重降低，逐渐恢复至深松前。
2.3 不同耕作方式对玉米产量及其构成因素的影响
不同耕作方式对玉米产量及其构成因素的影响见表3。
由表3可知：不同耕作方式对玉米产量形成的影响有明显差异，深松处理的产量最高，为10 049.5 kg/hm2，比传统耕作增产7.11%；与传统耕作相比，其他处理有不同程度的增产；产量性状数据表明，秋旋耕整地、春旋耕整地的玉米产量与传统耕作之间的差异不明显，而深松处理与其差异比较显著；深松处理的穗长最长，行粒数最多，株高和穗位最高；各处理在穗粗、穗行数和百粒质量方面未出现明显差异；产量性状和生育性状表明，春季深松25～35 cm效果最好。
深松少耕后打破犁底层，有助于降低土壤容重，增加土壤通透性和贮水能力，提高土壤含水量、总孔隙度，为玉米生长提供良好的物理环境，对玉米产量提高具有促进作用。
3 结论与讨论
试验结果表明：在耕层土壤中，各处理的土壤含水量均高于对照处理，其中深松加有机肥和免耕处理的效果最显著，春旋耕不利于土壤水分保持，对土壤墒情有一定影响；玉米孕穗开花期和收获后各处理的土壤容重均低于对照处理，其中以深松处理效果最好。这说明深松可以有效改善土壤容重，打破土壤犁底层，减小耕作阻力。 试验结果还表明：各处理的玉米生长发育情况均好于对照处理，且与对照处理差异显著；从株高、穗行数和百粒质量指标看，深松处理对玉米的生长发育影响最大，免耕和秋旋耕次之；各处理的玉米产量均高于对照处理，其中深松加有机肥处理的产量最高，达10 049.5 kg/hm2，比传统耕作提高7.11%，与其他处理之间差异显著。
在辽西半干旱区采用深松加有机肥处理可以显著改善土壤墒情、降低土壤容重，进而促进玉米增产增收。国内外研究表明，深松可在一定土壤深度范围内和时间内减轻土壤紧实胁迫、改善土壤通透性，进而提高养分含量和利用效率，促进作物根系密集区下移。将农机与农艺结合起来改善土壤性状和提高作物产量，仍是值得继续深入研究的课题。该试验持续时间较短，还需要进一步开展相关试验研究。
参考文献
[1] 侯志研，王大为，郑家明，等.辽西地区玉米高产品种和技术模式筛选研究[J].玉米科学，2011，19（2）：101-104.
[2] 张勇.不同种植方式对沈爆3号生长发育及产量的影响[D].沈陽：沈阳农业大学，2016.
[3] 孙晓民，韩成卫，曾苏明，等.不同耕作方式对土壤物理性状及玉米产量的影响.玉米科学，2014，22（1）：108-103.
[4] 于洪彬.密度与施肥量对玉米光合性能及产量的影响[D].大庆：黑龙江八一农垦大学，2016.
Abstract： Soil bulk density， water content and maize yield was taken as indicators to study the effect of different cultivation method on soil physical characteristic and maize yield. The experimental results showed that： Compared with traditional cultivation， subsoiling could decline soi bulk density of in 0～35 cm plouph layer 8.1%， and subsoiling and no-tillage enhanced water content 4.2% and 5.6% respectively； The biological yield and economic yield by subsoiling were all the highest， which increased production 7.11% compared with traditional cultivation.
Key words： maize； cultivation method； yield； water content； soil bulk density