JB-2型精量點播耬播種配合培土鏟中耕對旱坪地保水固土及玉米產(chǎn)量的影響

宋萬兔，楊曉宇， 張志杰*，楊俊偉，孟龍，張國偉

(1.忻州市水利局，山西 忻州 034000； 2.忻州市水土保持科學研究所， 山西 忻州 034000；3.山西省農(nóng)業(yè)科學院 玉米研究所，山西 忻州 034000； 4.原平市農(nóng)業(yè)機械技術(shù)推廣站，山西 原平 034100)

JB-2型精量點播耬播種配合培土鏟中耕對旱坪地保水固土及玉米產(chǎn)量的影響

宋萬兔1，楊曉宇2， 張志杰2*，楊俊偉3，孟龍4，張國偉4

(1.忻州市水利局，山西 忻州 034000； 2.忻州市水土保持科學研究所， 山西 忻州 034000；3.山西省農(nóng)業(yè)科學院 玉米研究所，山西 忻州 034000； 4.原平市農(nóng)業(yè)機械技術(shù)推廣站，山西 原平 034100)

[目的]本文探討了采用JB-2型精量點播耬播種配合培土鏟中耕，對旱坪地保水固土及玉米產(chǎn)量的影響，為其它作物利用機械種植提供依據(jù)。[方法]采用與傳統(tǒng)耕作模式田間栽培對比試驗的方法，以玉米根系長度和重量、秸稈長度和重量、玉米產(chǎn)量、生物干重為對比分析指標，分析處理與對照之間的差異。[結(jié)果]田間試驗結(jié)果表明，在黃土高原的旱坪地，與對照相比，采用這種農(nóng)機組合種植玉米，可使單株平均氣根長度增加342.94 cm，增加一倍；單株根系干重增加13.21 g，增幅33.50%；單株產(chǎn)量增加0.017 kg，增幅7.62%；每公頃產(chǎn)量增加462.0 kg，增幅7.62%；每公頃生物總干重增加631.7 kg，增幅4.73%。[結(jié)論]JB-2型精量點播耬與培土鏟配套播種、中耕可明顯增高地垅，提高土壤含水量，促進玉米根系發(fā)育，增強植株固土能力，并提高玉米單產(chǎn)。

精量點播耬； 培土鏟； 中耕； 保水固土； 玉米產(chǎn)量

在黃土高原丘陵階地區(qū)，旱坪地是基本農(nóng)田的重要組成部分，以晉北原平市為例，旱坪地占耕地的比例達30%～35%，這部分農(nóng)田對穩(wěn)定山區(qū)糧食供給，鞏固退耕還林還草成果，防止陡坡開荒反彈，保持水土，具有不可替代的作用。如果能夠在這類農(nóng)地中采用先進適用的保水固土耕作技術(shù)，不僅可以在梁峁坡廣大區(qū)域就地消化徑流，而且可以增加農(nóng)田生物量，提高土地利用效益和山區(qū)農(nóng)民生活水平[1～3]。

中耕培土一直是促進根系發(fā)育，提高禾本科作物抗倒伏能力的有效耕作措施，培土起垅又兼有攔蓄地表徑流、就地入滲而為作物利用的作用，是山區(qū)常見的水土保持耕作措施[4,5]。然而，在傳統(tǒng)的玉米田間作業(yè)中，用手工穴狀點播，鋤頭中耕，生產(chǎn)效率低下，也難以形成連續(xù)的垅脊，一定程度上影響了農(nóng)田吸納徑流的功能，不利于作物的生長發(fā)育和增產(chǎn)[6～8]。隨著農(nóng)業(yè)機械化進程的推進，傳統(tǒng)的耕作農(nóng)具逐漸被淘汰，代之以機械作業(yè)[9～11]。JB-2型精量點播耬和培土鏟便是近年來出現(xiàn)在黃土高原山區(qū)的小型玉米種植機械。然而，這些機械對改變山區(qū)農(nóng)田微地形變化，攔蓄地表，促進大田作物玉米的生長發(fā)育究竟有怎樣的影響，對之的研究比較少[12]。為此，我們于2010年在原平市進行了傳統(tǒng)作業(yè)與機械作業(yè)保水固土效率及影響玉米生長發(fā)育的對比試驗。結(jié)果表明，JB-2型精量點播耬與培土鏟配套播種、中耕可明顯增高地垅，提高土壤含水量，促進玉米根系發(fā)育，增強植株固土能力，并提高單產(chǎn)。

1 材料和方法

1.1 試驗地概況

試驗地選在山西省原平市中陽鄉(xiāng)南神頭村的旱坪地。該地位于山西省北中部，屬黃土丘陵階地區(qū)，是水土流失較為嚴重的地區(qū)之一。全年平均氣溫5.7 ℃，≥10 ℃積溫3 200～3 500 ℃，無霜期150～170 d，年平均降水量為453.7 mm，2010年降水470.9 mm，多年平均水面蒸發(fā)量1 880.5 mm。降水時空分布不均，70%以上集中在7、8、9三個月。春季常常為干旱少雨季節(jié)；試驗地土壤為耕種沙壤黃土質(zhì)灰褐土性土。

1.2 試驗設計

試驗采用同一地塊進行平行對比試驗，即施肥水平，品種和密度一致，而耕作方式不同。試驗地分為處理和對照區(qū)兩塊，分別設三次重復，一共種植6個小區(qū)，每個小區(qū)面積為444.4 m2。處理區(qū)采用精量點播耬播種，到大喇叭口苗期用培土鏟中耕一次；對照區(qū)用手工點播，同期手工鋤地一次。施肥水平為農(nóng)家肥0.75 kg·m-2，碳銨0.075 kg·m-2，過磷酸鈣0.075 kg·m-2。株行距控制在60 cm×60 cm，經(jīng)抽樣檢測，實際播種留苗密度為27 195株·hm-2。種植品種為永玉3號。

1.3 測定項目與方法

2010年11月上旬，采用機械抽樣大樣本方法，每隔5株抽取一株，每小區(qū)抽取5株植株，重復3次，處理和對照分別抽取15株，最后計算其平均值。根系測定內(nèi)容有氣根著生部位、長度，重量，初生根長度、重量等；秸稈測定內(nèi)容有高度、重量；糧食產(chǎn)量按樣株裝袋，帶回室內(nèi)測量，測定內(nèi)容為樣株穗重，穗軸重和玉米粒重。重量測定為先在野外觀測鮮重，然后及時采集樣品，帶回室內(nèi)風干，計算其含水量，推算干重產(chǎn)量。樣品含水量情況見表1。測定根系總重量時，確定地上茬高7 cm，以減少誤差。與此同時，秋末，在兩塊樣地挖土壤剖面，每10 cm深土層取一份土樣，測定土壤含水量。

1.4 數(shù)據(jù)處理

試驗數(shù)據(jù)采用Excel進行計算和繪圖，用SPSS軟件進行統(tǒng)計檢驗分析，各圖表中的數(shù)據(jù)均為3次重復的平均值。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同培土厚度對土壤含水量的影響

從現(xiàn)場觀測發(fā)現(xiàn)，機械耕作能形成連續(xù)不斷的高垅，而用手工鋤地的培土高度集中在植株根部，且垅高約3 cm左右，攔蓄地表徑流能力較差，經(jīng)測量顯示，機械耕作比手工鋤培土厚度增加5.58 cm。培土厚度不同，對土壤含水量有顯著性影響，圖1為生長季過后土壤的含水量，為土中地面蒸發(fā)，作物生長等消耗后剩余的水分，對于次年的抗旱保苗具有較大作用。從該表可知，處理區(qū)比對照區(qū)含水量高1.7%。從圖1也可以看出，除了0～10 cm外，對照各土層的土壤含水量明顯低于處理，可見，用機械點播配合中耕鏟作業(yè)比傳統(tǒng)的玉米耕作更能提高雨水利用效率，減輕水土流失。

表1 樣品含水量情況匯總

圖1 不同深度土層土壤含水量Fig.1 The water content of different depth soil

2.2 根系生長情況對比

分別測量了根幅寬度，根系的著生高度、長度、數(shù)量以及重量，從表2可以看出，處理區(qū)與對照區(qū)玉米植株只有地表以上第二層氣生根的節(jié)間距存在顯著性差異?？梢姡c傳統(tǒng)播種中耕作業(yè)相比，用精量點播耬和培土鏟配合可提高第二節(jié)氣生根的萌發(fā)間距，但對根幅垂直投影寬度并無顯著影

響。植株地上部分的氣生根長度存在顯著差異，但初生根系的長度并無顯著差異，表明用精量點播耬和培土鏟配合僅可明顯促進氣根生長。單株平均氣根長度增加342.94 cm；增幅為109.29%，增加了一倍多。

2.3 不同處理對玉米秸稈的影響

表3中秸稈干重為實測秸稈鮮重參照表1中秸稈含水量計算所得，從表3可知，不同處理間單株秸稈干重無顯著差異，而秸稈高度存在顯著性差異，表明用精量點播耬和培土鏟配合耕作，可小幅促進玉米植株高生長發(fā)育，但不能增加秸稈重量。秸稈高度增加11.27 cm，增幅為4.7%。

2.4 不同處理對玉米生物干重的影響

表4中玉米各器官生物干重均為實測鮮重參照表1含水量計算所得。由表4可以看出，處理與對照單位面積全根生物干重差異著性，比對照高出359.2 kg·hm-2，處理的單株生物干重總量比對照增加了0.023 kg，達到顯著水平，單位面積生物量增加631.7 kg·hm-2，增幅為4.73%。

表2 不同處理根系生長情況

注：同列(表4為同行同項目)有*者表示差異顯著(P<0.05)。下同

Note:* Mean significant difference (P<0.05) in the some Yow. Tab 4. the some line and same item. The same as follow.

表3 不同處理玉米秸稈高度和重量

Table 3 The corn stalk height and weight of different processing

秸稈高度/cmHeight秸稈鮮重/gFreshweight秸稈干重/gDryweight處理251.2239.93183.67對照239.93*234.87181.65

2.5 不同處理對玉米產(chǎn)量的影響

由表5可以看出，處理與對照間玉米產(chǎn)量有顯著差異，經(jīng)計算處理區(qū)比對照的單株糧食增加0.017 kg，增加7.62%；單位面積增加462.0 kg·hm-2，增幅為7.62%。表明用精量點播耬和培土鏟配合耕作可小幅提高產(chǎn)量。

表4 不同處理玉米生物干重

表5 不同處理玉米產(chǎn)量

3 結(jié)論與討論

近年來，隨著機械化種植的不斷發(fā)展應用，不少研究發(fā)現(xiàn)[13]，利用機械種植不僅可以減輕勞動力的投入，而且可以提高作物單位面積的產(chǎn)量,提高種植農(nóng)戶的經(jīng)濟收入。本文研究結(jié)果表明，用JB-2型精量點播耬播種配合培土鏟中耕，能提高玉米培土厚度約6 cm，改變田面微地形，提高地面攔蓄徑流和就地利用效率，秋末可提高土壤含水量1.7%，減輕水土流失。并且可促進氣根發(fā)育，增加其固土、抗倒伏及吸收水分養(yǎng)分能力，提高農(nóng)田生產(chǎn)力，使單株平均氣根長度增加342.94 cm，增幅為109.29%，單株根系干重增加13.21 g，增加33.50%。而對玉米秸稈干重無顯著差異，但秸稈高度有顯著性差異，比對照增加了11.27 cm。玉米茬、根系腐爛后會增加土壤有機質(zhì)，秸稈作為飼料和民用燒柴具有很好的利用價值，玉米作為北方主要糧食，與居民的生活息息相關(guān)，因此，提高玉米作物總生物產(chǎn)量很有必要。本研究利用機械耕作配套措施可使單株糧食增加0.017 kg，增加7.62%；單位面積增加462.0 kg·hm-2，增幅為7.62%；可使玉米生物總干重單位面積增加631.7 kg·hm-2，增幅為4.73%。

可見，利用JB-2型精量點播耬播種配合培土鏟中耕不僅可明顯提高玉米產(chǎn)量及生物干重，直接提高種植農(nóng)戶的經(jīng)濟收入，而且還可以節(jié)約勞動力，提高農(nóng)戶種植效率，體現(xiàn)出相對于傳統(tǒng)耕作工具的優(yōu)越性，為其它作物采用機械種植提供參考。

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(編輯：梁文俊)

Effect of sowing seeds with precision sowing drill (JB-2) combining intertilling with a ridged sweep on water & soil conservation and corn yield of dry land

Song Wantu1， Yang Xiaoyu2, Zhang Zhijie2*, Yang Junwei3， Meng Long4, Zhang Guowei4

(1．XinzhouWaterBureau,Xinzhou034000,China; 2.XinzhouInstituteofSoilandWaterConservationSciences,Xinzhou034000,China; 3.MaizeResearchInstitutetoShanxiAcademyofAgricultureSciences,Xinzhou034000,China； 4.Yuanpingagriculturalmachinerytechnologyextendingstation,Yuanping034100,China)

[Objective]The paper explored the effect of sowing seeds with precision sowing drill (JB-2) combining interfiling with a ridged sweep on water & soil conservation and corn yield of dry land, so as to provide basis for mechanical planting of other crops.[Methods]In this research, corn seeds were sowed with precision sowing drill (JB-2) while intertillage with a ridged sweep was carried out at the same time. Then length and weight of corn root and stalk, corn yield and dry yield were determined respectively, and the results were compared with traditional tillage. [Results]Field test showed that compared with traditional tillage, the combination of precision sowing drill (JB-2) and ridged sweep resulted in increases of average length of aerial roots per plant (342.94 cm more than the CK), dry weight of roots per plant (13.21 g, i.e. 33.50% more than the CK), yield of per plant (0.244kg, i.e. 7.31% more than the CK), yield of hm2’ land (444.15kg, i.e. 13.26% more than the CK) and total biological dry weight per hm2’ land (631.5kg, i.e. 8.59%).[Conclusion]Sowing seeds with precision sowing drill (JB-2) combining intertilling with a ridged sweep could obviously raise the height of ridges, increase soil moisture, promote root development, enhance soil fixation ability of the plant and improve the yield of land per hm2.

Precision sowing drill， Ridged swee， Intertilling， Water & soil conservation， Corn yield

2017-01-19

2017-04-15

宋萬兔(1963-)，男(漢)，山西原平人，高級工程師，研究方向：水土保持

*通信作者：張志杰，高級工程師，Tel: 13663507596; E-mail: swt630712@163.com

山西省現(xiàn)代農(nóng)機科技裝備引進推廣項目(晉財農(nóng)[2015]116號)

S223

A

1671-8151(2017)07-0482-05