玉米110 cm壟合理耕整地方式比較

李波　陳喜昌　張宇　張立國　任洪雷

摘要 [目的]研究不同耕整地方式對土壤物理性質(zhì)和玉米產(chǎn)量的影響。 [方法]在110 cm壟栽培模式下，對5種不同整地方式的土壤田間持水量、容重、孔隙度、飽和含水量和玉米產(chǎn)量進(jìn)行分析。[結(jié)果]深翻、深松和旋耕均對各處理壟臺土壤進(jìn)行了擾動，土壤容重降低，孔隙度增大，田間持水量增加。壟臺土層容重等物理性質(zhì)的影響程度為秋滅茬旋耕+秋深翻>秋滅茬旋耕+秋深松>秋深翻>春滅茬旋耕+春深松>春旋耕；對壟溝容重等物理性質(zhì)的影響程度為秋滅茬旋耕+秋深松>秋滅茬旋耕+秋深翻>春滅茬旋耕+春深松>秋深翻>春旋耕；產(chǎn)量表現(xiàn)為秋滅茬旋耕+秋深翻>秋滅茬旋耕+秋深松>秋深翻>春滅茬旋耕+春深松>春旋耕。[結(jié)論]綜合分析不同耕整地方式對土壤物理性質(zhì)的影響、玉米產(chǎn)量及生產(chǎn)成本，秋滅茬旋耕+秋深松、秋深翻為玉米大壟合理的耕整地方式。

關(guān)鍵詞 玉米；耕整地方式；比較

中圖分類號 S344 文獻(xiàn)標(biāo)識碼

A 文章編號 0517-6611（2018）14-0132-06

Comparison on 110 cmridge Reasonable Plough and Soil Preparation in Maize

LI Bo，CHEN Xichang，ZHANG Yu et al （Maize Research Institute，Heilongjiang Academy of Agricultural Sciences，Harbin，Heilongjiang 150086）

Abstract [Objective]To research the effect of different tillage methods on soil property and maize yield.[Method]In 110 cmridge cultivation patterns，the soil field capacity，unit weight，porosity，saturation moisture content and maize yield of five different land preparations were analyzed.[Result]Deep plowing，deep scarification and rotary tillage disturbed the soil of riddles，so these treatments had the lower soil unit weight，bigger porosity，and more soil field capacity.The impact of the physical properties，such as ridge soil unit weight were as followed，rotary tillage and deep plowing in autumn>rotary tillage and deep scarification in autumn>deep plowing in autumn>rotary tillage and deep scarification in spring>rotary tillage in spring.The impact of the physical properties，such as furrow soil unit weight were rotary tillage and deep scarification in autumn>rotary tillage and deep plowing in autumn>rotary tillage and deep scarification in spring>deep plowing in autumn>rotary tillage in spring.Maize yield performance were rotary tillage and deep plowing in autumn>rotary tillage and deep scarification in autumn>deep plowing in autumn>rotary tillage and deep scarification in spring rotary>tillage in spring.[Conclusion]Comprehensivly analyzing the effects of different tillage methods on physical properties of soil，maize yield and cost of production showed that rotary tillage and deep scarification in autumn and deep plowing in autumn were the most reasonable manner for maize big ridge tillage and soil preparation.

Key words Maize；Tillage method；Comparison

土壤容重、土壤孔隙度和土壤田間持水量等均是反映土壤物理性質(zhì)的重要指標(biāo)，受多種因素的影響，尤其是耕作措施[1-2]。國內(nèi)外學(xué)者關(guān)于不同耕作方式對土壤物理性狀及玉米產(chǎn)量的影響已開展了大量研究[3-5]。但對大壟雙行（110 cm壟距）栽培條件下不同整地方式對土壤物理性狀及玉米產(chǎn)量的影響研究較少。研究表明，大壟處理（140 cm壟距）土壤容重低于小壟（65 cm壟距），與大壟相比，大壟秸稈還田處理土壤容重顯著降低，這說明大壟秸稈還田的耕作方式能改善土壤的物理性狀，明顯提高土壤的蓄水保肥能力[6-7]。針對黑龍江省玉米主產(chǎn)區(qū)不合理的耕作方式，導(dǎo)致耕層變淺，犁底層緊實，容重增加，土壤蓄水和透水能力差，根系下扎阻力增加，進(jìn)而影響玉米產(chǎn)量的問題，筆者通過對生產(chǎn)上常用的5種耕整地方式的土壤物理性質(zhì)和產(chǎn)量進(jìn)行比較，探索最佳的耕作方式，以期為提高玉米產(chǎn)量和建立合理的耕層結(jié)構(gòu)提供理論依據(jù)和技術(shù)支撐。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗地位于黑龍江省望奎縣通江鎮(zhèn)，126°27′ E，46°45′N，海拔170 m，年均氣溫 2.2 ℃ ，活動積溫 2 607 ℃ ，日照時數(shù)2 656 h，光照資源充足，無霜期平均127 d左右，年平均降水量480 mm。試驗地基本肥力：速效氮180.74 mg/kg，速效磷36.02 mg/kg，速效鉀159.23 mg/kg。

1.2 試驗材料 供試玉米品種為先玉335，種植密度為60 000 株/hm2。

1.3 試驗設(shè)計

采用田間大區(qū)對比試驗，設(shè)置5種耕作方式：

處理①春旋耕起壟（CK），即春季旋耕起壟施肥，旋耕深度15 cm；

處理②秋滅茬旋耕+秋深松，即秸稈全量還田秋季深松壟溝滅茬旋耕后，深松起壟施肥，深松深度30 cm；

處理③秋季滅茬+秋深翻，即秸稈全量還田秋季滅茬的基礎(chǔ)上進(jìn)行深翻起壟施肥，翻地深度25 cm；

處理④春滅茬旋耕+春深松，即秸稈全量還田春季深松滅茬旋耕后，深松起壟施肥，深松深度30 cm；

處理⑤秋季深翻，即秸稈全量還田秋季直接用柱狀犁進(jìn)行深翻起壟施肥，翻地深度25 cm。

田間每個處理面積為1 320 m2，每個處理12行區(qū)，行長100 m。試驗均采用110 cm大壟雙行種植，壟寬110 cm，壟高15～20 cm，壟臺寬70 cm，壟上雙行，壟上苗行距40 cm。播種及田間管理均采用同一模式，施肥方式和施肥量相同。

1.4 測定項目與方法 在玉米播種后出苗期、抽雄期、成熟期3個生育期進(jìn)行采樣，分別在大壟的壟臺和壟溝進(jìn)行。

1.4.1 田間持水量。

分別在壟臺和壟溝的0～10和10～20 cm土層采樣，在每個區(qū)內(nèi)的對角線上分別采3點，每個點3次重復(fù)。

1.4.2 土壤容重、孔隙度、飽和含水量。

分別在壟臺和壟溝的0～10、10～20、20～30 cm土層采樣，每個點3次重復(fù)。

1.4.3 產(chǎn)量。

成熟期每個大區(qū)選取有代表性3點，在玉米達(dá)到完全成熟時進(jìn)行測產(chǎn)，每點測產(chǎn)面積20 m2，收獲時每小區(qū)選取代表性果穗10穗進(jìn)行室內(nèi)考種，測定含水量。

1.5 數(shù)據(jù)分析 采用Excel和DPS.7.05數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)對試驗數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同耕作方式對各土層土壤田間持水量的影響

2.1.1 不同耕作方式對0～10 cm土層土壤田間持水量的影響。

由表1可知，壟臺0～10 cm土層在出苗期和抽雄期處理②和⑤之間差異達(dá)極顯著水平，說明旋耕+深松處理的田間持水量大于其他整地方式的田間持水量，成熟期各處理之間差異不顯著；壟溝0～10 cm土層在各生育時期處理②和①、⑤之間達(dá)顯著差異，與壟臺0～10 cm土層的結(jié)論相同。說明土壤在0～10 cm土層的田間持水量受整地方式的影響明顯，處理②（秋深松+旋耕結(jié)合）的整地方式田間持水量最大。

2.1.2 不同耕作方式對10～20 cm土層土壤田間持水量的影響。

由表2可知，壟臺10～20 cm土層在各生育時期各處理之間無顯著差異，處理⑤最大；壟溝10～20 cm土層在苗期和抽雄期除處理①（CK）和其他處理之間差異顯著外，其他處理之間差異不顯著。說明不論壟臺和壟溝不同耕作方式對土壤10～20 cm土層田間持水量影響很小。

總體而言，0～10 cm土層土壤田間持水量受整地方式的影響很明顯，秋深松+旋耕結(jié)合（處理②）的整地方式田間持水量較大，且在整個生育期較為穩(wěn)定，隨時間的推移和土層深度的增加各種整地方式對玉米生長中后期土壤的田間持水量影響變小，10～20 cm土層土壤田間持水量各處理之間無顯著差異。

2.2 不同耕作方式對各土層土壤容重的影響

2.2.1 不同耕作方式對0～10 cm土層土壤容重的影響。由表3可知，壟臺0～10 cm土層出苗期春季旋耕的耕作方式與其他秋季整地的耕作方式之間差異顯著，其他秋季整地的耕作方式之間無顯著差異；抽雄期各處理之間無顯著差異；成熟期處理②、③和④之間差異達(dá)顯著或極顯著水平，壟臺0～10 cm土層處理②、①容重較??；壟溝0～10 cm土層各生育時期處理①（CK） 的容重最高，出苗期處理②的容重最低，抽雄期除處理①外，其他處理之間容重?zé)o顯著差異，成熟期處理③的容重最小，說明深翻+旋耕和深松+旋耕對玉米土壤0～10 cm土層壟溝的影響較大，可容納和接收大量的雨水，防止地表徑流，具有較好的保墑功能，處理②、③、④優(yōu)于其他處理。從各生育時期不同土層土壤容重變化看，壟溝和壟臺0～10 cm土層土壤容重隨生育期的變化較小。壟臺和壟溝0～10 cm土層土壤容重集中在1.1～1.3 g/cm3，僅處理①壟溝容重達(dá)1.4 g/cm3，各處理壟溝容重大部分大于壟臺容重。

2.2.2 不同耕作方式對10～20 cm土層土壤容重的影響。由表4可知，壟臺10～20 cm土層各生育時期容重不同處理之間差異顯著，大體為旋耕和深翻的容重低于深松，秋整地的容重低于春整地的容重，處理③的容重顯著低于其他處理，有利于玉米根系的生長發(fā)育。而壟溝10～20 cm土層容重表現(xiàn)為深翻和深松措施處理低于僅旋耕處理，旋耕處理①表現(xiàn)為各生育時期容重最大，與其他處理之間差異極顯著，即深松壟溝處理容重高于其他處理。處理③、②在10～20 cm土層土壤容重最小，處理①土壤容重最大。除處理①外壟臺和壟溝10～20 cm土層土壤容重集中在1.2～1.4 g/cm3，較0～10 cm土層土壤容重有所增加。

2.2.3 不同耕作方式對20～30 cm土層土壤容重的影響。

由表5可知，壟臺20～30 cm土層各生育時期容重各處理之間差異顯著，大致為深翻處理的容重低于不深翻，秋整地的容重低于春整地的容重，處理③、⑤的容重偏低。而壟溝20～30 cm土層的容重表現(xiàn)為深松措施處理明顯低于旋耕處理，處理①各生育時期容重最大，都大于1.4 g/cm3，和其他處理之間差異極顯著，即深松壟溝處理的容重高于其他處理，處理②、④容重偏低，具有良好的通氣性。20～30 cm土層各生育時期容重壟臺處理③、⑤的容重明顯低于其他處理，壟溝處理②、④容重偏低，處理①各生育時期容重最大。壟臺和壟溝20～30 cm土層土壤容重基本集中在1.25～1.45 g/cm3，整體較10～20 cm土層土壤容重有所增加。

0～30 cm土層處理②、③、⑤的土壤容重在玉米各生育時期普遍偏低，處理①除在0～10 cm土層壟臺容重較低外其他各生育時期土壤容重較大。

2.3 不同耕作方式對各土層土壤孔隙度的影響

2.3.1 不同耕作方式對0～10 cm土層土壤孔隙度的影響。

由表6可知，壟臺0～10 cm土層出苗期春季旋耕的耕作方式和其他秋季整地的耕作方式之間差異顯著，其他秋季整地的耕作方式之間無顯著差異；抽雄期各處理之間無顯著差異；成熟期處理②、③和④之間差異達(dá)顯著或極顯著水平，總體而言，壟臺0～10 cm土層土壤孔隙度各處理之間差異顯著，出苗期春整地處理由于整地時間短，0～10 cm土層土壤疏松、孔隙度大，隨時間的推移孔隙度基本趨于相同，這說明整地方式對玉米出苗期生長基本無影響，壟臺0～10 cm土層土壤孔隙度處理②、①整體表現(xiàn)較好；壟溝0～10 cm土層處理①（CK） 的土壤孔隙度最小，出苗期處理②的孔隙度最大，抽雄期處理①（CK） 的土壤孔隙度最小，與其他處理之間差異顯著，其他各處理之間土壤孔隙度無顯著差異，成熟期處理③和②的孔隙度較大，說明秋深翻+旋耕和秋深松+旋耕對玉米田土壤0～10 cm土層壟溝的影響較大，土壤通氣性好，土壤增溫快。同時可容納和接收大量的雨水，防止地表徑流，具有較好的保墑功能。不同整地方式各生育期壟臺和壟溝0～10 cm土層土壤孔隙度，每個生育期的壟臺孔隙度大部分大于壟溝孔隙度。

2.3.2 不同耕作方式對10～20 cm土層土壤孔隙度的影響。

由表7可知，壟臺10～20 cm土層各生育時期土壤孔隙度各處理之間差異顯著，大致為秋整地的孔隙度高于春整地的孔隙度，僅出苗期各處理間差異極顯著，抽雄期和成熟期均未達(dá)極顯著水平，壟臺處理③、⑤、②孔隙度較大。而壟溝10～20 cm土層處理①各生育時期與其他處理之間差異顯著，其他處理之間差異不顯著，說明常規(guī)的旋耕整地處理在壟溝基本達(dá)不到10 cm的深度。處理③、②、⑤在10～20 cm土層土壤孔隙度較大，處理①土壤孔隙度最小。

2.3.3 不同耕作方式對20～30 cm土層土壤孔隙度的影響。

由表8可知，壟臺20～30 cm土層各生育時期不同處理之間差異顯著，大致為深翻處理的土壤孔隙度高于不深翻，秋整地的土壤孔隙度高于春整地的土壤孔隙度，處理③、⑤、②的土壤孔隙度顯著高于其他處理，有利于玉米根系向下扎根，吸收土壤下層的養(yǎng)分和水分，有利于玉米的生長發(fā)育。而壟溝20～30 cm土層的土壤孔隙度表現(xiàn)為深松措施處理明顯高于旋耕處理，處理①表現(xiàn)為各生育時期土壤孔隙度最小，與其他處理之間差異顯著或極顯著，即深松壟溝處理的土壤孔隙度大部分優(yōu)于其他處理。20～30 cm土層各生育時期土壤孔隙度壟臺處理③、⑤的土壤孔隙度較大，壟溝處理②、④土壤孔隙度較大，處理①表現(xiàn)為各生育時期土壤孔隙度最小。

0～30 cm土層各生育時期壟臺處理②、③、⑤的土壤孔隙度在玉米各生育時期普遍較大，處理①除在0～10 cm土層壟臺土壤孔隙度較大外，其他各生育時期土壤孔隙度較小。壟溝處理②、③、④土壤孔隙度在玉米各生育時期較大。

2.4 不同耕作方式對各土層土壤飽和含水量的影響

2.4.1 不同耕作方式對0～10 cm土層土壤飽和含水量的影響。

由表9可知，壟臺0～10 cm土層各生育時期不同處理之間均未達(dá)極顯著差異，僅在成熟期處理⑤和②之間差異顯著。壟溝0～10 cm土層各生育時期出苗期處理②的土壤飽和含水量最小，與其他處理差異極顯著，其他處理之間無顯著差異。抽雄期各處理之間差異不顯著，成熟期處理③和②的土壤飽和含水量較小，與處理⑤之間差異顯著。各處理對0～10 cm土層土壤飽和含水量的影響不大。

2.4.2 不同耕作方式對10～20 cm土層土壤飽和含水量的影響。由表10可知，壟臺10～20 cm土層各生育時期土壤飽和含水量出苗期各處理之間差異顯著，處理②、④、⑤與處理①、③之間差異顯著，抽雄期和成熟期均未達(dá)顯著水平。而壟溝10～20 cm土層的孔隙度表現(xiàn)為苗期和抽雄期處理①和其他處理之間差異顯著，成熟期各處理之間差異不顯著，說明深翻和深松措施處理的飽和含水量高于旋耕處理飽和含水量。除對照外，其他處理之間差異不顯著，對土壤10～20 cm土層土壤飽和含水量的影響很小。

由表11可知，壟臺20～30 cm土層各生育時期土壤飽和含水量不同處理之間差異顯著，出苗期處理①與其他處理之間差異極顯著，其他處理之間差異不顯著，抽雄期處理④、⑤和③之間差異顯著，成熟期各處理之間差異顯著或極顯著；而壟溝20～30 cm土層各生育時期處理①的飽和含水量最小，與其他處理之間差異顯著。

各處理土壤飽和含水量之間差異顯著，僅處理①在壟溝0～30 cm土層和其他處理之間差異顯著，說明普通旋耕處理僅改變壟臺0～10 cm土層的土壤結(jié)構(gòu)，其他處理之間總體無顯著差異，對土壤飽和含水量影響不顯著。

2.5 不同耕作方式對玉米產(chǎn)量的影響

各處理產(chǎn)量間差異極顯著，處理③產(chǎn)量最高為12 083.55 kg/hm2，處理①產(chǎn)量最低為11 175.90 kg/hm2，處理②產(chǎn)量為12 066.00 kg/hm2，處理⑤產(chǎn)量為118 902.00 kg/hm2，處理③、②、⑤之間產(chǎn)量無顯著差異，說明深松、深翻后打破犁底層，降低了土壤容重，增加土壤通透性和貯水能力，提高了土壤含水量、總孔隙度，提高水肥利用效率，給玉米生長提供一個良好的物理環(huán)境，對玉米產(chǎn)量的提高具有促進(jìn)作用。這說明通過改變耕作方式可以影響玉米產(chǎn)量，在其他自然環(huán)境相同的條件下，可以通過改變耕作方式來達(dá)到增加產(chǎn)量的目的。

3 結(jié)論與討論

（1）由于不同耕作處理對土壤結(jié)構(gòu)進(jìn)行了不同程度的改變，導(dǎo)致土壤接納、蓄積雨水的能力存在較大差異[8]。深翻、深松和旋耕作均對各處理壟臺土壤進(jìn)行了擾動，土壤容重降低，孔隙度增大，田間持水量增加，但常規(guī)的旋耕對壟溝土壤的擾動不明顯，導(dǎo)致容重、孔隙度、田間持水量變化不明顯。旋耕對0～10 cm土層的土壤物理性質(zhì)影響最大，深翻對20～30 cm土層土壤的物理性質(zhì)影響最大，持續(xù)時間長，變化幅度小；秋整地的效果明顯優(yōu)于春整地，尤其對20～30 cm土層的影響；飽和含水量變化規(guī)律性不明顯，各整地方式之間總體無顯著差異，對土壤飽和含水量影響不明顯。

對壟臺土層容重等物理性質(zhì)的影響程度為秋滅茬旋耕+秋深翻>秋滅茬旋耕+秋深松>秋深翻>春滅茬旋耕+春深松>春旋耕；對壟溝容重等物理性質(zhì)的影響程度為秋滅茬旋耕+秋深松>秋滅茬旋耕+秋深翻>春滅茬旋耕+春深松>秋深翻>春旋耕。

（2）產(chǎn)量表現(xiàn)為秋滅茬旋耕+秋深翻>秋滅茬旋耕+秋深松>秋深翻>春滅茬旋耕+春深松>春旋耕，這與不同整地方式對壟臺物理性質(zhì)的影響結(jié)果完全吻合，說明秋深松、秋深翻既能打破犁底層，降低了土壤容重，增加土壤通透性和貯水能力，滅茬旋耕又提高了土壤孔隙度，增加了地溫，提高水肥利用效率，給玉米生長提供一個良好的物理環(huán)境，同時耙地也具有降低容重的作用。秋整地的產(chǎn)量明顯高于春整地，說明秋冬可以接納和儲存更多的水，同時凍融交替有利于土壤團(tuán)粒結(jié)構(gòu)的形成，對玉米產(chǎn)量的提高具有促進(jìn)作用。

（3）該研究結(jié)果表明，通過改變耕作方式可以影響玉米產(chǎn)量，在自然環(huán)境相同的條件下，可以結(jié)合大壟通透栽培技術(shù)，通過改變耕作方式來改變土壤的物理性質(zhì)從而達(dá)到增加產(chǎn)量的目的。處理②、③、⑤產(chǎn)量之間無顯著差異，但處理③較處理⑤整地方式多了一遍旋耕滅茬機(jī)械作業(yè)，較處理⑤生產(chǎn)成本高，結(jié)合生產(chǎn)成本和產(chǎn)量，將處理②（秋滅茬旋耕+秋深松）和⑤（秋深翻）作為玉米大壟合理的耕整地方式。

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