機(jī)械化深耕深松技術(shù)在水稻上的應(yīng)用效果初探

沈文忠 張緒美 李梅 夏雨微

（太倉(cāng)市農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心，太倉(cāng) 215400）

耕地是人類生存和發(fā)展的基礎(chǔ)[1]，由于連續(xù)多年的土壤表層旋耕作業(yè)，導(dǎo)致目前土壤耕層存在“淺、實(shí)、少”的問(wèn)題，即土壤耕層變淺，土壤結(jié)構(gòu)緊實(shí)、嚴(yán)重板結(jié)，有效耕層土壤量顯著減少。目前，我國(guó)很多地方的土壤耕層較淺，僅有15～20 cm，若進(jìn)行淺耕，容易造成犁底層位置上移并加厚，使其成為堅(jiān)硬深厚的阻隔層，這樣不僅會(huì)影響土壤水分、養(yǎng)分和空氣的有效運(yùn)轉(zhuǎn)，阻礙農(nóng)作物根系下扎，還會(huì)導(dǎo)致土壤生物多樣性減少，土壤養(yǎng)分轉(zhuǎn)化等生物功能退化。研究表明，合理的耕作方式能有效改良土壤物理性狀，改善農(nóng)作物生長(zhǎng)條件，更好地滿足農(nóng)作物生長(zhǎng)需求。例如，梁金鳳等[2]研究發(fā)現(xiàn)，深松（耕）能疏松土壤，促進(jìn)玉米根系向深處生長(zhǎng)，有利于根系吸收水分和養(yǎng)分，從而為玉米高產(chǎn)奠定物質(zhì)基礎(chǔ)。因此，深松（耕）土壤能打破犁底層，增加土壤含水量，降低土壤容重和土壤緊實(shí)度，促進(jìn)根系下扎，增加根系深層分布，有利于農(nóng)作物對(duì)水肥的吸收利用，提高農(nóng)作物產(chǎn)量，增加經(jīng)濟(jì)效益[3]。機(jī)械化深耕深松技術(shù)是將深松和深耕的優(yōu)點(diǎn)充分結(jié)合，利用農(nóng)業(yè)生產(chǎn)機(jī)械，實(shí)現(xiàn)不亂土層、上翻下松的作業(yè)方式。在此背景下，為促進(jìn)機(jī)械化深耕深松技術(shù)的推廣應(yīng)用，筆者在江蘇省太倉(cāng)市城廂鎮(zhèn)的水稻種植基地內(nèi)，進(jìn)行了該技術(shù)的應(yīng)用效果研究試驗(yàn)。現(xiàn)將相關(guān)試驗(yàn)結(jié)果報(bào)道如下。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)于2020年在太倉(cāng)市城廂鎮(zhèn)新農(nóng)村水稻種植基地進(jìn)行。試驗(yàn)田前茬作物為小麥，土壤pH為6.93，土壤有機(jī)質(zhì)含量為4.4%、全氮含量為0.27%、全磷含量為0.12%、全鉀含量為2.04%、堿解氮含量為245.8 mg/kg、有效磷含量為56.0 mg/kg、速效鉀含量為175.0 mg/kg。供試水稻品種為‘南粳46’，播種方式為直播，于2020年6月21日播種，每667 m2用種量為4 kg，播種后進(jìn)行濕潤(rùn)發(fā)苗、淺水分蘗；生育后期進(jìn)行間隙灌溉，保持大田干濕交替；基肥施用配方肥（N∶P2O5∶K2O = 20%∶8%∶14%，質(zhì)量分?jǐn)?shù)）525 kg/hm2，追肥分3 次施用（分蘗肥、促花肥和穗肥），每次施用尿素（含氮量為46%）150 kg/hm2；10 月21 日收獲。

試驗(yàn)依據(jù)耕作措施不同，設(shè)常規(guī)耕作和深耕深松兩個(gè)處理，每處理重復(fù)3 次，每小區(qū)面積為200 m2，小區(qū)間田埂覆膜進(jìn)行隔離。兩處理均采用機(jī)械化作業(yè)，其中，深耕深松使用土壤旋松一體整地機(jī)，耕作深度為35 cm；常規(guī)耕作使用常規(guī)機(jī)械，耕作深度為20 cm。兩處理其他田間管理均保持一致。

1.2 測(cè)定項(xiàng)目及方法

試驗(yàn)期間，記錄兩處理水稻各生育期的具體日期，并對(duì)在田苗數(shù)進(jìn)行調(diào)查。在水稻成熟期，兩處理取樣調(diào)查株高、穗長(zhǎng)、有效穗數(shù)、每穗實(shí)粒數(shù)等指標(biāo)；同時(shí)，每小區(qū)選擇長(zhǎng)勢(shì)均勻、3 個(gè)面積均為1 m2的調(diào)查點(diǎn)，收割、脫谷、曬干、風(fēng)選后測(cè)定實(shí)際產(chǎn)量。

每個(gè)調(diào)查點(diǎn)沿水稻植株根莖結(jié)合處，取地上部分作為1個(gè)混合樣品，按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)檢測(cè)植株（莖稈、谷粒）的水分含量和氮素含量。其中，植株地上部總氮量是水稻莖葉、籽粒含氮量與其相應(yīng)部位干物質(zhì)質(zhì)量的乘積之和。計(jì)算公式為：氮肥利用率=（施氮區(qū)地上部含氮量—空白區(qū)地上部含氮量)÷施氮量×100%。

試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用EXCEL 2003 和SPSS 11.0 進(jìn)行處理分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同處理對(duì)水稻生育期的影響

本試驗(yàn)對(duì)水稻生長(zhǎng)的整個(gè)生育期進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)分析，主要分為出苗期、夠苗期、高峰苗期、破口始期、抽穗始期、灌漿期、成熟期。由表1可知，不同耕作措施對(duì)水稻生育期無(wú)明顯影響，說(shuō)明耕翻深度對(duì)水稻生育期的影響不大。

表1 不同處理的水稻生育期比較

2.2 不同處理對(duì)水稻苗情的影響

由表2可知，兩處理的水稻高峰苗數(shù)出現(xiàn)日期相同，均為7 月24 日。在水稻生長(zhǎng)中期（7 月10 日—8 月1 日），常規(guī)耕作處理的在田苗數(shù)較多；在水稻生長(zhǎng)前期（6 月28 日—7 月4 日）和水稻生長(zhǎng)后期（8 月11 日—8 月30 日），深松深耕處理的在田苗數(shù)較多。分析其原因，深耕深松處理有利于水稻植株在生長(zhǎng)前期分蘗，且隨著水稻植株的生長(zhǎng)，深耕深松處理可維持一定的在田苗數(shù)。

表2 不同處理的水稻苗情分析（單位：萬(wàn)苗）

2.3 不同處理對(duì)水稻生長(zhǎng)及其產(chǎn)量的影響

由表3可知，不同耕作措施對(duì)水稻穗長(zhǎng)的影響不明顯，但對(duì)株高的影響略大，常規(guī)耕作處理的株高較高；在穗粒結(jié)構(gòu)方面，深耕深松處理的每穗癟粒數(shù)較多，每穗實(shí)粒數(shù)較少；在產(chǎn)量結(jié)構(gòu)方面，與常規(guī)耕作處理相比，深耕深松處理的每667 m2有效穗數(shù)增加0.6萬(wàn)穗、千粒質(zhì)量增加0.3 g；在實(shí)際產(chǎn)量方面，深耕深松處理的每667 m2實(shí)際產(chǎn)量為593.17 kg，常規(guī)耕作的每667 m2實(shí)際產(chǎn)量為569.70 kg，表明深耕深松處理可有效提高水稻產(chǎn)量。

表3 不同處理的水稻生長(zhǎng)情況及其產(chǎn)量分析

2.4 不同處理對(duì)氮肥利用率的影響

由表4可知，兩處理的氮肥利用率均相對(duì)較高，均超過(guò)了40%，其中，常規(guī)耕作處理的氮肥利用率為43.38%，深耕深松處理的氮肥利用率為47.13%，深耕深松處理的氮肥利用率略高，說(shuō)明深耕深松處理有利于提高水稻對(duì)氮肥的吸收利用。

表4 不同處理的氮肥利用率比較

3 結(jié)論與討論

本試驗(yàn)結(jié)果表明，與常規(guī)耕作相比，深耕深松技術(shù)對(duì)水稻生育期的影響不大，且有利于促進(jìn)水稻分蘗，增加有效穗數(shù)和千粒質(zhì)量，促進(jìn)水稻植株生長(zhǎng)，進(jìn)而增加水稻產(chǎn)量，提高氮肥利用率；與常規(guī)耕作處理相比，深耕深松處理的水稻每667 m2實(shí)際產(chǎn)量增加23.47 kg。

旋耕整地方式不僅耗費(fèi)大量的人力和時(shí)間，在翻耕深度方面也難以滿足農(nóng)作物生長(zhǎng)的需求，從而制約了糧食增產(chǎn)和農(nóng)戶增收。而機(jī)械化深耕深松技術(shù)通過(guò)深松與深耕充分結(jié)合，可在不亂土層的前提下，利用農(nóng)業(yè)生產(chǎn)機(jī)械實(shí)現(xiàn)上翻下松的作業(yè)目標(biāo)。目前，深耕主要采用鏵式犁，其可對(duì)耕翻深度進(jìn)行有效控制；深松主要采用方式為雙翼式和單翼式，這兩種方式在作業(yè)中均能保證犁側(cè)板平衡，進(jìn)而確保深松作業(yè)的質(zhì)量[4]。經(jīng)綜合分析，機(jī)械化深耕深松技術(shù)的主要優(yōu)點(diǎn)在于：（1）能改善土壤結(jié)構(gòu)，提高土壤含水量，有利于土壤通氣、透水，提高土壤蓄水保水能力。（2）可增加深層土壤微生物數(shù)量，提高深層土壤微生物多樣性，改善深層土壤微生態(tài)環(huán)境[5]。（3）可打破犁底層，促進(jìn)農(nóng)作物根系向深處生長(zhǎng)，有利于根系吸收水分、養(yǎng)分，從而能為農(nóng)作物的高產(chǎn)奠定良好的土壤理化基礎(chǔ)。