中耕對黍子生長發(fā)育及土壤結(jié)構(gòu)的影響

張翔宇，李 海，楊如達(dá)，林鳳仙，梁海燕，張 知

（山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院高寒區(qū)作物研究所，山西大同037000）

中耕對黍子生長發(fā)育及土壤結(jié)構(gòu)的影響

張翔宇，李 海，楊如達(dá)，林鳳仙，梁海燕，張 知

（山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院高寒區(qū)作物研究所，山西大同037000）

以晉黍9號為研究對象，設(shè)置了4個不同的中耕次數(shù)，分析其對黍子的農(nóng)藝性狀、葉面積指數(shù)、產(chǎn)量及對土壤容重、孔隙度的影響。結(jié)果顯示，中耕與不中耕相比，增加了黍子的株高、穗長、節(jié)數(shù)、穗質(zhì)量、穗粒質(zhì)量、千粒質(zhì)量、葉面積指數(shù)及產(chǎn)量；減少了土壤容重，增大了土壤孔隙度；以中耕2次和中耕3次的效果最為明顯。

中耕；黍子；農(nóng)藝性狀；葉面積指數(shù)；產(chǎn)量；土壤容重；土壤孔隙度

黍子（Panieummiliaeeum L.）是北方重要的糧食作物之一，同時也是山西省極其重要的抗旱救災(zāi)作物，常年播種面積約20萬hm2[1]，遇干旱年份播種面積會顯著增加，因此，黍子在山西省干旱、半干旱地區(qū)具有較顯著的地區(qū)優(yōu)勢和生產(chǎn)優(yōu)勢。但由于傳統(tǒng)的耕作方式使得耕地表層土壤通透性及蓄水保墑能力下降，從而影響了農(nóng)作物的正常生長發(fā)育，造成農(nóng)作物的產(chǎn)量下降[2]。

有研究表明，通過中耕松土，可以打破犁底層，改善土壤的理化環(huán)境，降低土壤容重，增加土壤孔隙度，增加根系穿透力[3]，提高土壤蓄水保墑的能力，提高自然降水的利用率[4]，營造一個適宜植物生長發(fā)育的“上虛下實(shí)”的土體構(gòu)造[5]，從而增大根系生長空間，改善根系生態(tài)條件[6]。因此，中耕松土可以起到提高土壤肥力[7]、提高作物光合效率、提高作物產(chǎn)量的作用[8-9]。目前，有關(guān)中耕的栽培措施，已在大豆[10]、棉花[11]、玉米[12-15]等方面進(jìn)行了較多的研究。

本試驗(yàn)擬通過研究不同的中耕次數(shù)對黍子的農(nóng)藝性狀及產(chǎn)量的影響，對土壤容重及孔隙度的影響，探索黍子生長的最佳中耕時期及次數(shù)，為指導(dǎo)生產(chǎn)實(shí)踐提供依據(jù)。

1 材料和方法

1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)在山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院高寒區(qū)作物研究所毛家皂試驗(yàn)基地進(jìn)行。前茬為大豆，土質(zhì)為壤土，偏堿性，肥力中等。土壤有機(jī)質(zhì)含量11.02 g/kg，堿解氮含量41.26 mg/kg，速效鉀含量102.73 mg/kg，有效磷含量8.77 mg/kg，全氮含量0.06%。

1.2 試驗(yàn)材料

供試品種為晉黍9號。

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)設(shè)置了4個不同的中耕次數(shù)：CK.不中耕；處理1.中耕1次，中耕時期為苗期（5～6葉）；處理2.中耕2次，第1次為苗期（5～6葉），第2次為拔節(jié)期；處理3.中耕3次，第1次為苗期（5～6葉），第2次為拔節(jié)期，第3次為抽穗期。采取隨機(jī)區(qū)組排列，3次重復(fù)，小區(qū)長5 m、寬2.6 m。整地前澆水1次，以保證出苗，其余各項(xiàng)田間管理措施按常規(guī)實(shí)施。

1.4 測定項(xiàng)目及方法

不同生育期測定單位面積內(nèi)的黍子葉面積，并計(jì)算葉面積指數(shù)。黍子成熟期，測定土壤容重、孔隙度。黍子收獲期，隨機(jī)取樣10株，自然風(fēng)干后考種。測定其株高、穗長、莖基粗、節(jié)數(shù)、穗質(zhì)量、穗粒質(zhì)量、千粒質(zhì)量。收獲后對小區(qū)進(jìn)行測產(chǎn)。

1.5 數(shù)據(jù)分析

試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用Excel 2010和SPSS19數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)進(jìn)行分析處理。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同中耕次數(shù)對黍子農(nóng)藝性狀的影響

由表1可知，不同的中耕次數(shù)對黍子的莖基粗沒有顯著影響，而處理2的黍子株高、穗長、節(jié)數(shù)、穗質(zhì)量、穗粒質(zhì)量及千粒質(zhì)量均與對照有顯著差異。但是，處理2與處理1、處理3的株高、節(jié)數(shù)、千粒質(zhì)量之間均沒有顯著差異，說明中耕的次數(shù)對黍子的這些性狀沒有影響。但是中耕的次數(shù)影響了黍子的穗長和穗粒質(zhì)量。王秀珍[16]、叢艷君等[17]研究結(jié)果表明，中耕與不中耕相比，作物的株高明顯增高，與本試驗(yàn)結(jié)果一致。

表1 不同中耕次數(shù)下黍子農(nóng)藝性狀的變化

2.2 不同中耕次數(shù)對黍子葉面積指數(shù)的影響

從圖1可以看出，隨著黍子生育時期的不斷推進(jìn)，葉面積指數(shù)表現(xiàn)出先上升后下降的變化趨勢，抽穗期的葉面積指數(shù)達(dá)到了最大；葉面積指數(shù)以抽穗期的處理2為最大。說明中耕有效地提高了黍子的葉面積指數(shù)。

2.3 不同中耕次數(shù)對黍子產(chǎn)量的影響

不同的中耕次數(shù)下黍子產(chǎn)量呈現(xiàn)先增加后減少的趨勢（表2），其中，處理2的黍子產(chǎn)量最高，比對照增產(chǎn)792.30 kg；其次為處理3，比對照增產(chǎn)658.97 kg。通過對不同中耕次數(shù)下晉黍9號的產(chǎn)量進(jìn)行方差分析，結(jié)果顯示，處理2與處理3之間無顯著差異，但與其他處理間差異顯著；處理3與處理1，2間無顯著差異。結(jié)合黍子葉面積指數(shù)可以發(fā)現(xiàn)，一定的范圍內(nèi)，葉面積指數(shù)越大，黍子光合作用越強(qiáng)，其產(chǎn)量越高。

表2 不同中耕次數(shù)下黍子產(chǎn)量統(tǒng)計(jì)及顯著性差異比較

2.4 不同中耕次數(shù)對不同深度土壤的容重、孔隙度的影響

土壤容重大小反映土壤結(jié)構(gòu)的透氣性、透水性能以及保水能力的高低[18]，土壤容重越小，說明土壤結(jié)構(gòu)、透氣透水性能越好[19]，一般耕作層土壤容重1.0～1.3 g/cm3。長期免耕，會造成土壤容重的增加，從而影響土壤水、氣、肥等條件與作物根系的生長[20]。土壤孔隙度不僅影響土壤的通氣狀況，而且反映土壤松緊度和結(jié)構(gòu)狀況的好壞[21]。

從表3可以看出，同一深層的土壤，隨著中耕次數(shù)的增加，土壤容重逐漸減小，土壤孔隙度在逐漸增加；相同的中耕次數(shù)，土壤容重隨著深度的增加先減少后增加，孔隙度先增加后減少；中耕2次和中耕3次的土壤容重、孔隙度間沒有顯著差異，與不中耕的土壤容重、孔隙度間有顯著性差異。

表3 不同中耕次數(shù)下土壤容重、孔隙度的顯著性差異比較

3 結(jié)論

適宜的中耕次數(shù)和中耕時間，可以有效地改善土壤結(jié)構(gòu)，增強(qiáng)土壤水、氣、肥的調(diào)整，有助于植物根系的生長。本試驗(yàn)分析了不同中耕次數(shù)下黍子農(nóng)藝性狀、葉面積指數(shù)、產(chǎn)量以及土壤容重、孔隙度的差異，結(jié)果顯示，中耕2，3次的黍子株高、穗長、節(jié)數(shù)、穗質(zhì)量、穗粒質(zhì)量及千粒質(zhì)量均比不中耕有明顯的增加趨勢；葉面積指數(shù)、產(chǎn)量以中耕2次的處理最大，其次為中耕3次處理；中耕2次和中耕3次的處理土壤容重較小，孔隙度較大，與不中耕處理的土壤容重、孔隙度之間有顯著性差異。綜上所述，中耕增加了植株的某些農(nóng)藝性狀、產(chǎn)量、葉面積指數(shù)，改善了土壤的容重和孔隙度，使其更加有利于植株的生長。而綜合考慮到經(jīng)濟(jì)效益，建議黍子生育期中耕2次（第1次為苗期（5～6葉），第2次為拔節(jié)期）。

［1］梁海燕，李海，楊如達(dá)，等.不同藥劑對糜子黑穗病的防治效果[J].山西農(nóng)業(yè)科學(xué)，2015，43（6）：737-739，750.

［2］邱立春，紀(jì)鳳芳.農(nóng)機(jī)化技術(shù)研究的理論與實(shí)踐[M].北京：高等教育出版社，2002.

［3］何進(jìn)，李洪文，高煥文.中國北方保護(hù)性耕作條件下深松效應(yīng)與經(jīng)濟(jì)效益研究[J].農(nóng)業(yè)工程學(xué)報，2006，22（10）：62-67.

［4］郭新榮.土壤深松技術(shù)的應(yīng)用研究[J].山西農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報，2005（1）：74-77.

［5］肖繼兵，孫占祥，楊久廷，等.半干旱區(qū)中耕深松對土壤水分和產(chǎn)量的影響[J].土壤通報，2011，42（3）：709-714.

［6］高煥文，李洪文，王興文.旱地深松試驗(yàn)研究[J].干旱地區(qū)農(nóng)業(yè)研究，1995，13（4）：126-133.

［7］王仕新，崔劍波，莊季屏.遼西半干旱地區(qū)深松中耕對作物產(chǎn)量的影響及其作用機(jī)理研究 [J].應(yīng)用生態(tài)學(xué)報，1996，7（3）：267-272.

［8］秦紅靈，高旺盛，馬月，等.兩年免耕后深松對土壤水分的影響[J].中國農(nóng)業(yè)科學(xué)，2008，41（1）：78-85.

［9］張秀麗，王棟，仝振偉，等.高稈作物中耕培土機(jī)械化技術(shù)分析[J].河南農(nóng)業(yè)科學(xué)，2016，45（5）：157-160.

［10］金喜軍，曲春媛，張玉先，等.中耕措施對土壤溫度和水分含量及大豆產(chǎn)量的影響[J].黑龍江農(nóng)業(yè)科學(xué)，2015（6）：18-22.

［11］李俊華，馬富裕，劉梅，等.中耕對膜下滴灌棉花生長發(fā)育的影響[J].新疆農(nóng)墾科技，2002（1）：5-7.

［12］張總正，秦淑俊，李娜，等.深松和施氮對夏玉米產(chǎn)量及氮素吸收利用的影響 [J].植物營養(yǎng)與肥料學(xué)報，2013，19（4）：790-798.

［13］宋日，吳春勝，牟金明，等.深松土對玉米根系生長發(fā)育的影響[J].吉林農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報，2000，22（4）：75-80.

［14］王秀珍，邱立春.中耕深松對土壤蓄水及玉米根系生長的影響[J].沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報，2011，42（5）：630-633.

［15］高松.玉米機(jī)械中耕及兩種病害的防治技術(shù)[J].技術(shù)推廣與應(yīng)用，2013（16）：44.

［16］王秀珍.中耕深松對不同作物生長發(fā)育影響的試驗(yàn)[J].農(nóng)機(jī)化研究，2007，12（12）：31.

［17］叢艷君，黃瑞冬，許文娟，等.中耕方式對土壤理化特性及玉米生長發(fā)育影響研究：Ⅰ.中耕方式對玉米生長發(fā)育的影響[J].玉米科學(xué)，2005，13（3）：94-97.

［18］何奇鏡，佟培生，邊少鋒，等.長期少耕對玉米產(chǎn)量與土壤生態(tài)環(huán)境的影響[J].玉米科學(xué)，2004，12（Z）：99-102.

［19］張福武，蔡立群，陳英.免耕對土壤容重總孔隙度和水穩(wěn)性團(tuán)聚體的影響[J].甘肅農(nóng)業(yè)科技，2008（8）：9-11.

［20］叢艷君，黃瑞冬，許文娟，等.中耕方式對土壤理化特性及玉米生長發(fā)育影響研究：Ⅱ.中耕方式對土壤理化特性的影響[J].玉米科學(xué)，2006，14（3）：112-115.

［21］鄭存德.土壤物理性質(zhì)對玉米生長影響及高產(chǎn)農(nóng)田土壤物理特征研究[D].沈陽：沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)，2012.

Effect of Intertillage on the Growth and Development
of Broomcorn Millet and Soil Structure

ZHANGXiangyu，LI Hai，YANGRuda，LINFengxian，LIANGHaiyan，ZHANGZhi
（Institute ofthe Crops in High Latitude＆Cold Climate Area，Shanxi AcademyofAgricultural Sciences，Datong037000，China）

The paper analyzes the effects ofdifferent styles ofintertillage on agronomic traits,leafarea indexand yield ofbroomcorn millet and soil bulk density and porosity,taking Jinshu 9 as the study subject,and selecting four different intertillage styles.The results showthat comparingwith nointertillage,intertillage increases the height,ear length,pitch number,ear quality,ear grain quality,thousand kernel quality（TKW）,leafarea indexand yield.In addition,intertillage can decrease the soil bulk densityand increase the soil porosity. And the best effect is intertillage twoand three times on broomcorn millet.

intertillage;broomcorn millet;agronomic traits;leafarea index;yield;soil bulk density;soil porosity

S516

：A

：1002-2481（2017）01-0044-03

10.3969/j.issn.1002-2481.2017.01.12

2016-11-24

國家谷子糜子產(chǎn)業(yè)體系（CARS-07-13.5）；國家“十二五”科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目（2014BAD07B03）；山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院育種工程項(xiàng)目（16yzgc90）

張翔宇（1969-），男，山西河曲人，副研究員，主要從事黍子育種、栽培技術(shù)研究工作。李 海為通信作者。