深松分層施肥技術(shù)對(duì)冬小麥產(chǎn)量及其構(gòu)成因子的影響

王錫久等

摘要：

利用改進(jìn)的深松旋耕整地機(jī)械，研究深松分層施肥技術(shù)對(duì)冬小麥分蘗、次生根、凍害、產(chǎn)量以及產(chǎn)量構(gòu)成因子的影響。試驗(yàn)結(jié)果表明：在施肥量相同的條件下，越冬期和起身期深松處理的冬小麥單株分蘗和單株次生根數(shù)均顯著高于旋耕處理。深松分層施肥技術(shù)可以促使冬小麥個(gè)體健壯，抗凍害能力增強(qiáng)；群體質(zhì)量有所提高，單位面積穗數(shù)增加顯著，增幅為8.91%，而穗粒數(shù)和千粒重變化不明顯；增產(chǎn)效果達(dá)到顯著水平，增幅為10.37%，其中深松對(duì)冬小麥增產(chǎn)作用顯著，其貢獻(xiàn)率為62.53%，而肥料分層深施的貢獻(xiàn)率為37.47%。同時(shí)，深松分層施肥技術(shù)促進(jìn)了肥料施用方式從撒施向機(jī)械化深施的轉(zhuǎn)變，提高了肥料利用率，肥料偏生產(chǎn)力提高10.34%。

關(guān)鍵詞：深松；分層施肥；冬小麥；產(chǎn)量因子；耕作方式

中圖分類號(hào)：S512.1+10.5文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)號(hào)：A文章編號(hào)：1001-4942（2015）03-0076-04

Effects of Subsoiling and Layered Fertilization

Technology on Winter Wheat Yield and Its Components

Wang Xijiu， Sun Maozhen*， Xu Weixia， Liu Zhonglan， Guo Chunrong

（Agricultural Bureau of Huantai County， Huantai 256400， China）

AbstractThe effects of subsoiling and layered fertilization technology on tillering， secondary root， freezing injury， yield and its components of winter wheat were studied using improved subsoiling rotary soil preparation machine. The results showed that under the same fertilizer amount， the tillering number and secondary root number per plant of subsoiling treatment in the wintering and standing periods were both significantly greater than those of rotary tillage treatment. With the subsoiling and layered fertilization technology， the winter wheat plants became stronger and the freezing resistance was enhanced；the winter wheat population quality was improved and the spikes per unit area were significantly increased by 8.91%； but the gain number per spike and 1 000-grain weight had no significant change. The yield per unit area increased by 10.37%， which reached significant level. And to which， the contribution rate of subsoiling was 62.53% while that of layered fertilization was 37.47%. Meanwhile， the subsoiling and layered fertilization technology promoted the transformation of fertilization mode from broadcasting to mechanized deep fertilizing， improved the fertilizer use efficiency， and increased the partial factor productivity by 10.34%.

Key wordsSubsoiling； Layered fertilization； Winter wheat； Yield components； Tillage method

小麥連年采用旋耕整地會(huì)導(dǎo)致土壤耕層變淺，只有12～15 cm，使耕層和心土層之間形成一定厚度的犁底層，堅(jiān)硬的犁底層成為耕作層和非耕作層之間水、肥、氣、熱等交流的屏障，保肥保墑能力下降，對(duì)小麥的生長(zhǎng)發(fā)育及產(chǎn)量造成嚴(yán)重不良影響[1～3]。深松耕作通過(guò)深松鏟疏松土壤，加深耕層而不翻轉(zhuǎn)土壤，可降低土壤容重，提高土壤的通透性，促進(jìn)根系向深層土壤生長(zhǎng)，利于作物生長(zhǎng)發(fā)育，提高作物產(chǎn)量[4，5] 。深松分層施肥技術(shù)不僅能促進(jìn)土壤物理改良，有利于土壤肥力的自然恢復(fù)，改善長(zhǎng)期以來(lái)由于使用大量化肥造成的增肥不增產(chǎn)現(xiàn)象[6]，大幅度提高肥料利用率，而且可以明顯提高某些作物的產(chǎn)量及質(zhì)量[7]。相關(guān)研究表明，深松可有效提高作物產(chǎn)量，平均增產(chǎn)8%～15%[2]。Sharma等[8] 指出， 在土壤上干下濕條件下， 深施氮肥有利于小麥根系生長(zhǎng)發(fā)育和提高作物產(chǎn)量。Westerman等[9] 研究發(fā)現(xiàn)， 在水分條件較好的土壤深層施肥可以提高冬小麥產(chǎn)量和氮肥利用率。石巖等[10～12] 在山東萊陽(yáng)的研究結(jié)果表明， 20～ 40 cm 施肥處理的土壤中、下層根量和小麥產(chǎn)量分別顯著高于0～20 cm 和60～80 cm 施肥處理。endprint

由此可見(jiàn)，關(guān)于土壤深松和肥料深施對(duì)作物產(chǎn)量的影響已有較多研究，但是對(duì)上述兩者相結(jié)合對(duì)冬小麥產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成要素影響的研究尚少見(jiàn)，而農(nóng)業(yè)生產(chǎn)實(shí)踐中具有較大的需求。針對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中面臨的實(shí)際需求問(wèn)題，2013年山東省桓臺(tái)縣農(nóng)業(yè)部門(mén)對(duì)已有的深松旋耕聯(lián)合整地機(jī)械進(jìn)行了技術(shù)改進(jìn)，創(chuàng)造性地加裝了電動(dòng)分層施肥裝置，研制出“深松旋耕分層施肥聯(lián)合整地機(jī)械”，實(shí)現(xiàn)了深松和肥料分層深施的有機(jī)結(jié)合。該機(jī)械前面為旋耕機(jī)，后面為深松鏟和施肥裝置，單幅作業(yè)寬2 m，設(shè)4個(gè)深松鏟，深松鏟寬度為20 cm。 本試驗(yàn)通過(guò)分析深松分層深施肥料（以下簡(jiǎn)稱深松分層施肥）和傳統(tǒng)整地、肥料施用方式對(duì)小麥分蘗、次生根及產(chǎn)量的影響，探討深松分層施肥的增產(chǎn)原理及實(shí)際效果，可為大面積推廣深松分層施肥技術(shù)提供科學(xué)依據(jù)。

1材料與方法

1.1供試材料

試驗(yàn)于2013～2014年在山東省桓臺(tái)縣唐山鎮(zhèn)西莫王村進(jìn)行。試驗(yàn)地土壤類型為褐土，質(zhì)地為中壤土，播前0～20 cm土層土壤養(yǎng)分含量為有機(jī)質(zhì)15.6 g/kg、全氮0.85 g/kg、堿解氮60 mg/kg、速效磷21.8 mg/kg、速效鉀147.0 mg/kg。播種前，上茬玉米的秸稈全部粉碎翻壓還田。

供試小麥品種為優(yōu)質(zhì)中筋冬小麥魯原502；供試肥料為硫酸鉀型復(fù)合肥（N-P2O5-K2O =16-20-6）及尿素46%。

1.2試驗(yàn)方法

試驗(yàn)共設(shè)4個(gè)處理，采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，重復(fù)3次，小區(qū)面積90 m×8.8 m=792 m2。處理1：肥料（硫酸鉀型復(fù)合肥，下同）地表撒施525 kg/hm2+旋耕+播種串施肥料225 kg/hm2，旋耕深度15～18 cm（原種植習(xí)慣）；處理2：旋耕+播種串施肥料750 kg/hm2，旋耕深度15～18 cm（現(xiàn)種植習(xí)慣，CK）；處理3：深松分層施肥525 kg/hm2+播種串施肥料225 kg/hm2，深松深度25 cm，肥料分層深施于8～25 cm；處理4：肥料地表撒施525 kg/hm2+深松整地+播種串施肥料225 kg/hm2，深松深度25 cm；4個(gè)處理肥料串施深度均為3～5 cm。

2013年10月12日播種，基本苗為210株/m2。春季冬小麥拔節(jié)期追施尿素225 kg/hm2。追肥方式：畦帶內(nèi)均勻撒施，澆水溶化滲入地下。

1.3測(cè)定項(xiàng)目與方法

1.3.1分蘗及次生根數(shù)調(diào)查冬小麥越冬期、起身期每處理取50株，調(diào)查分蘗數(shù)和次生根數(shù)。

1.3.2凍害情況調(diào)查起身期每處理取50株，調(diào)查冬小麥凍害情況。

1.3.3產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成要素成熟期實(shí)收測(cè)產(chǎn)，考查公頃穗數(shù)、穗粒數(shù)、千粒重。

1.4數(shù)據(jù)處理

運(yùn)用DPSv7.05版數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析和差異顯著性檢驗(yàn)。

2結(jié)果與分析

2.1不同耕作方式對(duì)冬小麥分蘗及次生根的影響

不同耕作方式對(duì)冬小麥分蘗和次生根數(shù)量有一定的影響。由表1可以看出，起身期深松處理比旋耕處理平均增加2.35個(gè)分蘗和3.25條次生根，越冬期平均增加1.05個(gè)分蘗和0.60條次生根。越冬期和起身期深松處理冬小麥單株分蘗和單株次生根數(shù)均高于旋耕處理，差異達(dá)到顯著水平。與李濤等[13]試驗(yàn)結(jié)果一致。

已有研究結(jié)果證實(shí)， 增加土壤深層根系生物量和根長(zhǎng)密度， 將有利于作物吸收利用土壤深層儲(chǔ)水[15， 16] 進(jìn)而影響到地上部生理特性和產(chǎn)量[9，12]。由表1看出，越冬期和起身期肥料串施處理（處理2）比表施處理（處理1）的單株次生根分別減少0.10、0.40條，分析原因可能是肥料串施深度較淺且相對(duì)集中，對(duì)根系造成損傷，俗稱“燒根”。而肥料分層深施（處理3）比肥料表面撒施后深松（處理4）能提高單株分蘗數(shù)和單株次生根數(shù)，但差異不顯著。

試驗(yàn)結(jié)果（表1）表明，土壤深松顯著提高了冬小麥的單株分蘗能力，增加次生根條數(shù)，在一定程度上促進(jìn)根系生長(zhǎng)，實(shí)現(xiàn)壯苗，為冬小麥實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)奠定了基礎(chǔ)。

2.2不同耕作方式對(duì)冬小麥凍害的影響

2013～2014年度試驗(yàn)區(qū)冬小麥越冬期間氣溫較常年偏高，12月和1月平均氣溫較同期分別偏高2.8℃和4.8℃，尤其是1月上旬偏高6.3℃，沒(méi)有出現(xiàn)低于-10℃的極端低溫，冬小麥凍害普遍表現(xiàn)較輕。田間調(diào)查結(jié)果顯示，旋耕處理的凍害現(xiàn)象比深松處理要重，旋耕冬小麥凍害表現(xiàn)為基部葉片從葉尖處干枯1/2左右，深松處理冬小麥凍害表現(xiàn)為基部葉片從葉尖處干枯1/3左右，表明深松處理對(duì)提高冬小麥抗凍能力有一定作用。

2.3不同耕作方式對(duì)產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成因子的影響

耕作方式是冬小麥產(chǎn)量及構(gòu)成因子的重要影響因素之一。由表2可以看出，不同耕作方式對(duì)冬小麥產(chǎn)量影響較大，其中處理3產(chǎn)量最高，達(dá)到8 571.90 kg/hm2，比常規(guī)耕作方式（處理2）增產(chǎn)805.35 kg，增幅為10.37%；比處理4增產(chǎn)301.80 kg，增幅為3.65%；比處理1增產(chǎn)1 015.50 kg，增幅為13.44%。深松和分層施肥對(duì)冬小麥均有增產(chǎn)效果，其中深松對(duì)冬小麥增產(chǎn)作用顯著，其貢獻(xiàn)率為62.53%，而肥料分層深施的貢獻(xiàn)率為37.47%。

不同耕作方式對(duì)冬小麥產(chǎn)量構(gòu)成因素的影響表現(xiàn)為公頃穗數(shù)>千粒重>穗粒數(shù)。其中深松處理（處理3、處理4）能顯著提高單位面積穗數(shù)，與旋耕處理（處理1、處理2）相比公頃穗數(shù)增加39.45萬(wàn)，增幅為8.91%，對(duì)產(chǎn)量的提高起到了關(guān)鍵性作用；深松處理冬小麥千粒重、穗粒數(shù)分別比旋耕處理增加1.57 g和0.07粒，但差異未達(dá)顯著水平。

2.4不同耕作方式對(duì)肥料偏生產(chǎn)力的影響

深松作業(yè)的同時(shí)將化肥深施入土壤中，可提高肥料利用率。與化肥撒施相比，化肥深施10 cm的利用率可由35%提高至50%[2]。從表3可以看出，不同處理間的肥料偏生產(chǎn)力差異達(dá)顯著水平，其中處理3的最高，為27.21 kg/kg，比對(duì)照（處理2）提高2.55 kg/kg，增幅為10.34%，比處理4提高0.96 kg/kg，增幅為3.66%。深松分層施肥處理一方面實(shí)現(xiàn)了深松，打破犁底層，加厚了活土層；另一方面將肥料分層深施于8～25 cm土層中，提高了肥料利用率，促進(jìn)了冬小麥增產(chǎn)。以上結(jié)果表明，深松分層施肥技術(shù)能夠顯著提高肥料利用率。endprint

3結(jié)論與討論

試驗(yàn)結(jié)果表明，在施肥量相同的條件下，深松分層施肥技術(shù)可以促使冬小麥個(gè)體健壯，抗凍害能力增強(qiáng)，群體質(zhì)量提高，公頃穗數(shù)顯著增加，而穗粒數(shù)和千粒重變化不明顯；同時(shí)冬小麥根系下扎深，后期早衰差，冬小麥增產(chǎn)效果顯著。同時(shí)，深松分層施肥技術(shù)促進(jìn)了肥料施用方式從撒施向機(jī)械化施肥和深施轉(zhuǎn)變，提高了肥料利用率，肥料偏生產(chǎn)力顯著提高，在促進(jìn)冬小麥產(chǎn)量提高方面具有重要的推廣應(yīng)用價(jià)值。

土壤耕作方式是對(duì)作物生產(chǎn)影響最為重要的因素之一[17，18]，作物產(chǎn)量隨著耕作方式的改變而發(fā)生明顯變化[19]。深松分層施肥技術(shù)能夠在增產(chǎn)的同時(shí)提高肥料利用率，其主要原因是深松可以打破犁底層，增加土壤的透氣性和儲(chǔ)水能力[20]，改善作物生長(zhǎng)的土壤環(huán)境，形成一個(gè)上虛下實(shí)的土層結(jié)構(gòu)。其中，耕層土壤的松散結(jié)構(gòu)易于蓄水、脫鹽堿、疏通空氣、增強(qiáng)熱交換等，有利于土壤養(yǎng)分的轉(zhuǎn)化和利用，而實(shí)部土壤的小孔隙結(jié)構(gòu)則有利于地下水上吸，促進(jìn)作物根系發(fā)育，相當(dāng)于作物的土壤水庫(kù)[6]。應(yīng)用化肥深施技術(shù)，可以減少化肥的損失，提高化肥利用率，減少對(duì)環(huán)境的污染，同時(shí)可促使根系向下扎，擴(kuò)大根系生長(zhǎng)量，增強(qiáng)作物吸收養(yǎng)分和水分的能力，從而顯著提高作物產(chǎn)量[14，21]。深松分層施肥技術(shù)不僅可以提高冬小麥的產(chǎn)量，也可以應(yīng)用于其他大田作物，具有很好的發(fā)展前景。

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