深松對黑土區(qū)土壤物理性質(zhì)和玉米產(chǎn)量的影響

摘?要：農(nóng)作物穩(wěn)產(chǎn)高產(chǎn)有賴于良好的土壤結(jié)構(gòu)與肥力狀況，合理的土壤耕作模式，能夠避免出現(xiàn)單一耕作而產(chǎn)生的弊病，土壤容重等指標(biāo)是土壤的重要物理性質(zhì)，是作為衡量土壤緊實程度的指標(biāo)。通過本試驗?zāi)軌蜃C明采用深松技術(shù)對于土壤物理性質(zhì)的改善具有重要意義，同時分析了玉米產(chǎn)量的提高與深松技術(shù)的關(guān)系。結(jié)果表明通過結(jié)合與輪換土壤深松、翻耕等技術(shù)，可為作物生長發(fā)育創(chuàng)造良好的土壤環(huán)境條件，有效增加玉米產(chǎn)量;同時，也能保持土壤肥力質(zhì)量水平、保障糧食安全的重要技術(shù)。

關(guān)鍵詞：深松; 土壤容重; 玉米產(chǎn)量

中圖分類號：S514?文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

doi：10.14031/j.cnki.njwx.2020.11.003

作者簡介：馬星竹（1980-）， 女，博士， 研究員， 研究方向：為土壤生物活性與土壤植物營養(yǎng)。

0?引言

黑土是我國重要的農(nóng)田土壤之一，在保障我國糧食安全方面具有重要的意義。土壤團(tuán)聚體直接影響水、氣、熱的交換和根系生長，它們又間接被土壤中植物、微生物和動物的相互作用而影響[1];人類活動對開墾后土壤的團(tuán)粒結(jié)構(gòu)、孔隙度、水、氣和熱傳導(dǎo)等都產(chǎn)生了負(fù)面影響，例如土壤團(tuán)聚結(jié)構(gòu)不合理、土壤孔隙惡化、水、氣和熱傳導(dǎo)被限制等[2];這些問題的產(chǎn)生使得土壤肥力水平下降，嚴(yán)重影響了作物的生長，進(jìn)而影響糧食產(chǎn)量。為解決這些問題，通常運(yùn)用合理的機(jī)械進(jìn)行耕作。目前，隨著機(jī)械的發(fā)展，機(jī)械作用的深度能夠從幾厘米到數(shù)米，但是適宜的土壤耕層深度，不同作物各不相同，主要是根據(jù)根系生長的發(fā)育分布空間和土層儲水能力以及土壤類型而定，因為作物的生存環(huán)境、養(yǎng)分以及水分的供給是作物生長的重要因素，而土壤耕作層的結(jié)構(gòu)和厚度恰恰決定這些因素[3]。機(jī)械耕作的主要目的就是增加土壤孔隙，調(diào)節(jié)土壤中的固體、液體和氣體的比例，構(gòu)建耕層合理的土壤性質(zhì)，協(xié)調(diào)水、肥、氣和熱之間的關(guān)系，促進(jìn)作物的生長[4]。

本試驗通過對比深松與常規(guī)耕作方式，試圖揭示深松技術(shù)對于土壤物理性質(zhì)的影響，闡明玉米產(chǎn)量的提高與深松技術(shù)的關(guān)系，為保持土壤肥力質(zhì)量水平、保障糧食安全提供重要技術(shù)支撐和理論依據(jù)。

1?試驗設(shè)計

1.1?試驗區(qū)概況

田間試驗位于黑龍江省青岡縣柞崗鄉(xiāng)（E 126°6′， N 46°41′）。試驗采用大區(qū)對比方式，秸稈還田基礎(chǔ)上共設(shè)置2個處理，每個處理面積650 m2（長×寬：100 m×6.5 m）。試驗前土壤速效養(yǎng)分含量分別為：堿解氮177 mg·kg-1，速效磷為90 mg·kg-1，速效鉀為201 mg·kg-1。試驗處理包括：（1）農(nóng)民習(xí)慣。春季旋耕滅茬起壟，壟上施肥播種鎮(zhèn)壓;（2）深松。2018年度秋季深松起壟，深松深度約35 cm，春季壟上施肥播種鎮(zhèn)壓。

1.2?試驗材料

供試玉米品種為德美亞2號，肥料種類為緩釋肥料（24-12-12）。

1.3?試驗管理

試驗田于2019年5月4日播種，肥料用量為50 kg·667m-2，作為基肥一次性施入;10月10收獲，其他田間管理措施均與當(dāng)?shù)厣a(chǎn)常規(guī)方式一致。

1.4?取樣及樣品處理

收獲期每小區(qū)取中間2行，收獲面積6.5 m2，將所有玉米穗曬干后脫粒計產(chǎn)，根據(jù)取樣測產(chǎn)和實收測產(chǎn)相結(jié)合測定旱地玉米產(chǎn)量;同時，對各處理0～20 cm、20～40 cm土層土壤，采用環(huán)刀法多點取原狀土，進(jìn)行土壤容重的測定。

1.5?數(shù)據(jù)分析

試驗數(shù)據(jù)采用Microsoft Excel 進(jìn)行處理和作圖。

2?結(jié)果與分析

由圖1可得，0～40 cm土層中，土壤容重隨著土層的加深而逐漸增加，20～40 cm土層土壤容重高于0～20 cm土層;農(nóng)民常規(guī)耕作處理土壤容重為1.2～1.5 g·cm-3，深松處理為1.0～1.4 g·cm-3;與農(nóng)民習(xí)慣處理相比，深松處理能夠降低土壤容重，0～20 cm土層容重降低0.16 g·cm-3，20～40 cm土層容重降低0.12 g·cm-3，0～40 cm土層土壤容重平均降低了10.9%。土壤容重的降低表明土壤物理性質(zhì)的改善，通氣透水性能的提高;深松處理運(yùn)用機(jī)械作業(yè)，能夠有效地打破犁底層，增加土壤的通氣和蓄滲性能，影響土壤的持水和導(dǎo)水能力，主要的作用是疏松根系分布層的土壤，增強(qiáng)蓄水能力，提高水分利用率，直接影響根系下扎和吸收深層土壤水分的能力[5]。鄒文秀等通過研究表明，深松與秸稈還田對于土壤水分和作物產(chǎn)量具有一定的影響，在典型黑土區(qū)為了提高糧食產(chǎn)量，提高大氣降水的利用效率，推薦的耕作深度是0～35 cm 配以全層秸稈深混還田[6];但是當(dāng)耕作深度<20 cm 時，由于犁底層等障礙性層次的存在，減小了耕作層的深度，使得作物根系生長發(fā)育的空間受到了限制[7]。范繼征等研究表明，深松處理可有效改善耕層下部土層（26～45 cm）的環(huán)境，主要是通過打破犁底層，土壤容重降低，土壤孔隙度增加，進(jìn)而有效的增加了土壤含水量，促進(jìn)玉米生長發(fā)育，尤其是根系的生長，為玉米產(chǎn)量的提高奠定了基礎(chǔ)[8]。

表1為不同耕作措施處理下的玉米產(chǎn)量，結(jié)果表明，農(nóng)民習(xí)慣處理的玉米產(chǎn)量為8973 kg·hm-2，深松處理為9594 kg·hm-2;與農(nóng)民常規(guī)相比，深松處理玉米產(chǎn)量增加621 kg·hm-2，增產(chǎn)10.1%。周靜等對山西玉米田土壤進(jìn)行研究，結(jié)果表明，深耕配合有機(jī)肥處理對于提高旱地玉米產(chǎn)量具有重要作用，效果顯著高于傳統(tǒng)耕作，其中以深耕30～35 cm為最佳[9]，與本研究結(jié)果一致;其他研究結(jié)果也表明深耕處理配合其他措施有助于作物的增產(chǎn)，且效果顯著，主要是因為深耕能夠增加土壤的耕層厚度，為作物根系的活動提供有效的空間和容積，根系營養(yǎng)范圍直接擴(kuò)大，進(jìn)而可提高玉米產(chǎn)量[10-11]。深耕與秸稈還田相結(jié)合影響作物產(chǎn)量的主要因素之一是秸稈進(jìn)入土壤的耕作層厚度，當(dāng)耕作深度<20 cm，作物的產(chǎn)量降低，主要原因是秸稈淺層還田會影響出苗率，同時影響水分與養(yǎng)分的吸收;當(dāng)耕作深度>35 cm 時，秸稈與土壤的比例降低了，作物的出苗率增加了，同時秸稈還田增加了土壤養(yǎng)分含量，進(jìn)而增加了作物產(chǎn)量[6]。

3?結(jié)論

深松有助于降低土壤容重，增加玉米產(chǎn)量，因此，在玉米種植區(qū)，合理運(yùn)用農(nóng)田機(jī)械開展深松整地技術(shù)的應(yīng)用，可以改善土壤物理性質(zhì)，實現(xiàn)土壤通氣透水;同時，對于提高玉米產(chǎn)量具有重要的作用，在相關(guān)地區(qū)，根據(jù)實際情況可以推廣應(yīng)用。

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