中耕深松對土壤蓄水和玉米產(chǎn)量影響研究

杜　明

（阜蒙縣財政局 農(nóng)業(yè)綜合開發(fā)辦公室，遼寧 阜新 123100）

玉米是阜蒙縣主要糧食作物之一，年種植面積約20萬hm2，總產(chǎn)量近18億kg。阜蒙縣地處遼寧西北部半干旱地區(qū)，自然、土壤和環(huán)境等諸多因素限制了該地區(qū)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)及糧食產(chǎn)量的提高，嚴重干旱和水資源短缺已成為阜蒙縣農(nóng)業(yè)和農(nóng)村經(jīng)濟發(fā)展的“瓶頸”。阜蒙縣發(fā)展玉米生產(chǎn)必須克服生態(tài)環(huán)境惡化、氣候變化異常等不利因素的影響，以節(jié)水為中心，建立合理的耕作制度，提高土壤蓄水納肥能力和自然降雨利用率。本課題通過玉米苗期中耕深松試驗，研究中耕深松對土壤水分轉(zhuǎn)移和對玉米生長及產(chǎn)量的影響，探求半干旱地區(qū)實現(xiàn)玉米增產(chǎn)增效的技術(shù)途徑。

1　中耕深松蓄水保墑技術(shù)

中耕深松是在中耕期 （指作物從出苗期至封壟期）通過深松機械對土壤進行不翻動表土而實現(xiàn)深層松動作業(yè)的一項農(nóng)業(yè)機械化技術(shù)。中耕深松的作用為疏松表土、消除雜草、提高地溫、改善土壤通氣、提高土壤蓄水保墑能力，于作物生長期間進行，受土壤條件、作物生長條件、作業(yè)時間等諸多因素影響和制約。為避免中耕深松過程中因土壤墑情造成土壤豁裂跑墑，土壤分層深松得到應(yīng)用。研究表明，分層深松能夠減少深松作業(yè)對作物根系的損傷，有利于根系對水分的充分吸收和土壤水分的平衡。選擇適宜的作業(yè)機具和作業(yè)時機是中耕深松技術(shù)的關(guān)鍵。中耕深松時間過早，機械作業(yè)方便，但可能會造成土壤跑墑；時間過晚，玉米植株過高，拖拉機作業(yè)時底盤將對植株造成傷害，影響玉米生長。

2　材料與方法

2.1　試驗背景

針對阜蒙縣春播時期干旱缺水導致墑情不足無法播種和出苗難的問題，在調(diào)研基礎(chǔ)上，結(jié)合阜蒙縣農(nóng)業(yè)綜合開發(fā) “阜蒙縣玉米高產(chǎn)綜合技術(shù)示范與推廣”項目，于2017年在阜蒙縣平安地鎮(zhèn)八家子村進行了中耕深松試驗示范。

2.2　試驗設(shè)計

試驗選擇基礎(chǔ)條件一致的相連地塊作為試驗區(qū)，每個小區(qū)作業(yè)面積3 000 m2（150 m×20行）。設(shè)計中耕深松30 cm、中耕深松25 cm和不中耕深松3個處理，作業(yè)時間為6月25—26日，玉米植株高40 cm左右。試驗選用沈陽農(nóng)業(yè)大學研制的1HS-230型中耕深松機，除中耕深松外其他技術(shù)措施相對一致。

2.3　試驗方法

2.3.1中耕深松對土壤蓄水保墑能力的影響為了研究中耕深松后土壤對自然降雨的蓄水效果和持續(xù)能力，分別測定中耕深松降雨后24～120 h和中耕深松后非降雨1周內(nèi)不同土層土壤含水率。

1）中耕深松（降雨后）土壤含水率的測定。中耕深松后等待自然降雨，再經(jīng)120 h的非降雨時段后采用烘干法測定土壤含水率。每次降雨后24 h，60 h，120 h 分別測量 0～10 cm，11～20 cm，21～30 cm，31～40 cm土層的土壤含水率，各取3組土樣，6次測量取平均值。于6月28日（中耕深松后2 d）對土壤進行測定，降雨量為 13.2 mm。

2）中耕深松（非降雨）土壤含水率的測定。在中耕深松（非降雨）時段，每24 h采用烘干法測定10～20 cm，21～30 cm，31～40 cm 土層的土壤含水率，各取3組土樣，6次測量取平均值。逢降雨日則在地表明顯干燥時再進行測定。

2.3.2中耕深松對玉米生長及產(chǎn)量的影響

1）玉米生長發(fā)育指標的測定。于2017年9月15日，分別在3個處理的試驗小區(qū)隨意選擇1 m2大小的地塊，任意抽取7株作物，測定能夠反映玉米生長發(fā)育情況的株高、莖粗、穗長、穗粗等指標，取平均值。

2）玉米產(chǎn)量的測定。于2017年9月30日，分別在3個處理的試驗小區(qū)隨意抽取1株已成熟的玉米，測定百粒質(zhì)量、禿尖長和單穗質(zhì)量等生長指標，估測產(chǎn)量。

3　結(jié)果與分析

3.1　中耕深松對土壤蓄水保墑能力的影響

土壤水分是影響玉米生長發(fā)育和產(chǎn)量的重要因素之一，土壤濕度過低、形成土壤干旱，會降低作物的產(chǎn)量和品質(zhì)。

3.1.1中耕深松（降雨后）土壤含水率測定結(jié)果中耕深松（降雨后）24～120 h內(nèi)的土壤含水率變化情況如圖1所示。

圖1　中耕深松土壤含水率變化（降雨后）Figure 1　Moisture content variation in intertillage and subsoiling soil（after rainfall）

由圖1可以看出：降雨后24 h，雨水大都滯留在0～10 cm土層中，土壤含水率隨土層深度增加而緩慢遞減；中耕深松處理的土壤含水率略高于未處理（對照田）的土壤。降雨后60 h，0～10 cm土層中的水分減少，深土層水分緩慢增加，土壤含水率隨土層深度增加而提升；中耕深松處理的土壤含水率與未處理（對照田）的土壤相比差異逐漸明顯。降雨后120 h，各土層的水分散失緩慢，土壤中水分趨于平衡，土壤蓄水能力持續(xù)穩(wěn)定；中耕深松處理的土壤蓄水能力明顯高于未處理（對照田）的土壤。

3.1.2中耕深松（非降雨）土壤含水率測定結(jié)果中耕深松（非降雨）后1周內(nèi)土壤含水率變化情況如圖2所示。

圖2　中耕深松土壤含水率變化（非降雨）Figure 2　Moisture content variation in intertillage and subsoiling soil（no rainfall）

由圖2可以看出：中耕深松處理的土壤含水率均不同程度高于未處理（對照田）的土壤，且土壤的蓄水能力隨中耕深度增加而提高；土壤的蓄水能力隨時間推移而緩慢下降。在10～20 cm土層中，中耕深松處理的土壤含水率比未處理（對照田）的土壤下降略快，隨著時間的增加，這種變化愈加明顯，這是由于中耕深松后上層土壤空隙增大、水分入滲增加，所以土壤含水率降低。在21～30 cm土層中，中耕深松處理的土壤含水率比未處理（對照田）的土壤有所增加，且隨著時間的增加，差異逐漸明顯，這是由于中耕深松后上層土壤水分入滲增加，使得土層中部土壤水分增多；在31～40 cm土層中，中耕深松處理的土壤含水率比未處理（對照田）的土壤增加更加顯著，未處理（對照田）的土壤含水率基本保持不變，而中耕深松后的土壤含水率明顯增加，且水分趨于平衡。

3.2　中耕深松對玉米生長及產(chǎn)量的影響

3.2.1玉米生長發(fā)育指標測定結(jié)果玉米生長發(fā)育情況測定結(jié)果見表1。

表1　玉米生長特征指標對比Table 1　Comparison of maize grow th characteristics

由表1可知：中耕深松處理與未處理（對照田）相比，中耕深松后玉米株高從2.75 m增加到3.04 m，增加了 10.50%；莖粗從 1.83 cm 增加到 2.17 cm，增加了 18.60%；穗長從 17.50 cm 增加到 19.62 cm，增加了 12.10%；穗粗從 5.33 cm 增加到 5.57 cm，增加了4.50%。

3.2.2玉米產(chǎn)量測定結(jié)果玉米產(chǎn)量指標對比情況見表2。

表2　玉米產(chǎn)量指標對比Table 2　Com parison of maize yield index

由表2可知：中耕深松處理與未處理（對照田）相比，中耕深松后玉米的百粒質(zhì)量從27.18 g增加到33.08 g， 增加了 21.70%； 禿尖長從 14.50 cm 減少到10.52 cm，減少了 3.98%；單穗質(zhì)量從 198.00 g 增加到240.30 g，增加 21.36%；玉米產(chǎn)量從 628.80 kg/667 m2增加到 756.30 kg/667 m2，平均增幅 20.30%。

4　結(jié)論

對中耕深松后非降雨期1周的土壤含水率變化和中耕深松后降雨后120 h的土壤含水率進行測定與分析，結(jié)果表明：1）中耕深松能夠改變土壤的物理性狀，有效促進水分向土壤深層滲入，減少水分蒸發(fā)，提高土壤蓄雨納肥能力和自然降雨利用率。中耕深松處理與未處理（對照田）相比，土壤含水率顯著增加，蓄水能力增強。2）中耕深松能夠促進玉米植株生長發(fā)育。中耕深松處理玉米株高、莖粗、穗長、穗粗分別較未深松（對照田） 平均增加 10.50%，18.60%，12.10%，4.50%。3） 中耕深松能夠促進玉米產(chǎn)量提高。中耕深松處理與未深松（對照田）相比，玉米百粒質(zhì)量增加 21.70%，禿尖長減少 3.98%，單穗質(zhì)量增加21.36%，平均增產(chǎn) 20.30%。

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