深松時(shí)期與方式對(duì)砂姜黑土耕層改良及冬小麥物質(zhì)積累、養(yǎng)分吸收的影響

砂姜黑土是我國黃淮平原重要的耕作土壤類型之一，由于長期耕作和氣候特點(diǎn)，普遍存在耕層變淺、土壤板結(jié)等問題，制約著農(nóng)作物產(chǎn)量的提高。深松作為一項(xiàng)重要的土壤耕作措施，能夠有效改善土壤物理性質(zhì)，但其效果受作業(yè)時(shí)期和方式的顯著影響。目前，關(guān)于深松對(duì)砂姜黑土改良效果的研究多集中在作業(yè)深度方面，對(duì)深松時(shí)期和方式的系統(tǒng)研究相對(duì)較少。河南省作為冬小麥的主產(chǎn)區(qū)，其砂姜黑土區(qū)冬小麥產(chǎn)量形成與土壤耕層質(zhì)量密切相關(guān)。因此，明確不同深松時(shí)期與方式對(duì)砂姜黑土耕層改良及冬小麥生長發(fā)育的影響規(guī)律，對(duì)于優(yōu)化耕作措施、提高冬小麥產(chǎn)量具有重要意義。相關(guān)部門工作人員通過設(shè)置不同深松時(shí)期和方式，探究其對(duì)砂姜黑土耕層理化性質(zhì)及冬小麥生長的影響，以期為黃淮平原砂姜黑土區(qū)冬小麥高產(chǎn)栽培提供理論依據(jù)。

一、材料與方法

（一）試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)于2023一2024年于某農(nóng)業(yè)試驗(yàn)站進(jìn)行。試驗(yàn)地點(diǎn)屬溫帶大陸性季風(fēng)氣候，年均氣溫 14.3^°C ， ?10^°C 積溫 4320^°C ，無霜期205天，年均降水量 643.5mm 。土壤類型為砂姜黑土，耕層 （0～20cm） 有機(jī)質(zhì)含量21.5g?kg^-1 ，全氮 1.15g?kg^-1 ，速效磷 15.6mg?kg^-1 ，速效鉀 125.3mg?kg^-1 ， pH 為6.8。

（二）試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，研究深松時(shí)期與方式的交互作用。深松時(shí)期設(shè)3個(gè)水平：7月上旬、8月上旬和9月上旬。深松方式設(shè)2個(gè)水平：?jiǎn)蜗蛏钏珊徒徊嫔钏?，以常?guī)耕作為對(duì)照（CK），如表1所示。每個(gè)小區(qū)面積 30m² ，重復(fù)3次。深松作業(yè)深度 35cm ，作業(yè)時(shí)土壤含水量控制在田間持水量 60%～70% 。供試品種為濟(jì)麥44號(hào)，于10月5日按 180kg?hm^-2 播量條播。基肥為純N √120kg?hm^-2 P₂O₅90kg?hm^-2. K₂O75kg?hm^-2 ，拔節(jié)期追施純 其他管理措施同大田生產(chǎn)。

（三）測(cè)定項(xiàng)目與方法

1.土壤理化性質(zhì)。播種前取 0～20cm 土層土樣，土壤容重采用環(huán)刀法，含水量采用烘干法（ 105^°C 恒溫8h ，有機(jī)質(zhì)采用重鉻酸鉀容量法，速效氮采用堿解擴(kuò)散法，速效磷采用 0.5mol?L^-1 NaHCO浸提一鉬銻抗比色法。

2.植物干物質(zhì)測(cè)定。于開花期和成熟期各取樣1次，每小區(qū)選取20株代表性植株， 105^°C 殺青 30min 后，于 80^°C 烘至恒重。測(cè)定干物質(zhì)質(zhì)量，并計(jì)算積累速率和籽粒分配比例。

3.植株養(yǎng)分測(cè)定。成熟期植株樣品粉碎過40目篩后測(cè)定。全氮含量采用凱氏定氮法；全磷含量采用鉬銻抗比色法；全鉀含量采用火焰光度計(jì)法。根據(jù)干物質(zhì)量和養(yǎng)分含量計(jì)算養(yǎng)分積累量，并計(jì)算養(yǎng)分收獲指數(shù)。

（四）數(shù)據(jù)處理

采用Excel2019進(jìn)行數(shù)據(jù)整理，使用SPSS26.0進(jìn)行方差分析和相關(guān)性分析，顯著性檢驗(yàn)采用Dun-can's新復(fù)極差法（ Plt;0.05） 0

二、結(jié)果與分析

（一）不同深松處理對(duì)砂姜黑土耕層理化性質(zhì)的影響

方差分析表明，深松時(shí)期、深松方式及其交互作用對(duì)土壤容重、含水量和養(yǎng)分含量均產(chǎn)生顯著影響L （Plt;0.05） 。與常規(guī)耕作（CK）相比，深松處理顯著改善了砂姜黑土耕層理化性質(zhì)（見表2）。

從表2可以看出，7月上旬深松處理的土壤改良效果最顯著，且交叉深松優(yōu)于單向深松。與CK相比，T2處理的土壤容重降低 11.2% ，含水量提高 20.0% ，有機(jī)質(zhì)、速效氮和速效磷含量分別提高 18.4% 、 21.9% 和22.1% 。這可能是由于早期深松使土壤有更長時(shí)間進(jìn)行自然沉實(shí)，形成相對(duì)穩(wěn)定的耕層結(jié)構(gòu)。隨深松時(shí)期推遲，改良效果逐漸減弱，但各處理指標(biāo)仍顯著優(yōu)于 CK （二）不同深松處理對(duì)冬小麥干物質(zhì)積累及分配的影響

方差分析表明，不同深松處理對(duì)冬小麥干物質(zhì)積累量、積累速率及籽粒分配比例的影響均達(dá)到顯著水平（ ，結(jié)果見表3。

從表3中可以看出，與CK相比，不同深松處理的冬小麥干物質(zhì)積累量均顯著增加。其中，以T2處理效果最為顯著，開花期每株干物質(zhì)積累量為 5.12g ，較CK增長 29.6% ；成熟期每株干物質(zhì)積累量為 7.45g ，較CK增長 25.2% ；其他處理開花期每株干物質(zhì)積累量 4.25～4.85g ，其他處理成熟期每株干物質(zhì)積累量6.35～7.05g ，均顯著高于CK。從干物質(zhì)積累速率來看，深松處理同樣表現(xiàn)出明顯優(yōu)勢(shì)。T2處理在拔節(jié)期至開花期和開花期至成熟期的干物質(zhì)積累速率分別為 0.125g?d^-1 和 0.135g?d^-1 ，較CK分別增長27.6% 和 25.0% ；其他處理在拔節(jié)期至開花期和開花期至成熟期的的干物質(zhì)積累速率分別為 0.105～0.118g?d^-1 和 0.115～0.128g?d^-1 ，均顯著高于CK。在籽粒分配比例方面，T2處理最高，為 48.8% ，較CK提高6.7個(gè)百分點(diǎn)；其他處理的籽粒分配比例為44.1%～47.5% ，亦顯著高于CK。表明深松處理不僅促進(jìn)了冬小麥干物質(zhì)的積累，也提高了干物質(zhì)向籽粒的轉(zhuǎn)運(yùn)效率。其中，以T2處理效果最佳，說明35cm 的深松深度最有利于冬小麥干物質(zhì)的積累與分配。

（三）不同深松處理對(duì)冬小麥養(yǎng)分吸收的影響

方差分析表明，不同深松處理對(duì)冬小麥氮、磷、鉀養(yǎng)分吸收量及其收獲指數(shù)的影響均達(dá)到顯著水平0 .Plt;0.05） ，結(jié)果見表4。

從表4中可以看出，與CK相比，各深松處理均顯著提高了冬小麥對(duì)氮、磷、鉀養(yǎng)分的吸收量。其中T2處理效果最為顯著，每株氮、磷、鉀吸收量分別達(dá)到

138.6mg ， 28.6mg 和 162.4mg ，較CK分別提高31.7% 、 32.4% 和 30.4% ；其他處理的養(yǎng)分吸收量介于T2和CK之間，且均顯著高于 CK 這表明深松處理通過改善土壤物理性質(zhì)，促進(jìn)了根系生長發(fā)育，提高了植株對(duì)養(yǎng)分的吸收能力。養(yǎng)分收獲指數(shù)反映了養(yǎng)分向籽粒的轉(zhuǎn)運(yùn)效率。T2處理的氮、磷、鉀養(yǎng)分收獲指數(shù)分別為 75.6% 、 78.9% 和 41.2% ，較CK分別提高 8.1% 、 8.1% 和 6.7% ；其他處理的養(yǎng)分收獲指數(shù)雖低于T2，但仍顯著高于 CK 這說明深松處理不僅提高了植株對(duì)養(yǎng)分的吸收量，也促進(jìn)了養(yǎng)分向籽粒的轉(zhuǎn)運(yùn)與積累，其中以7月上旬交叉深松處理效果最佳。

這一結(jié)果與前文土壤理化性質(zhì)和干物質(zhì)積累的變化趨勢(shì)基本一致，進(jìn)一步證實(shí)了適期深松對(duì)改善砂姜黑土耕層條件、促進(jìn)冬小麥生長發(fā)育的重要作用。7月上旬交叉深松不僅為冬小麥提供良好的土壤環(huán)境，也為養(yǎng)分的吸收和轉(zhuǎn)運(yùn)創(chuàng)造了有利條件。

三、討論

（一）深松對(duì)砂姜黑土耕層改良的影響機(jī)理

試驗(yàn)結(jié)果顯示，相較于8月和9月上旬，7月上旬進(jìn)行深松在土壤改良方面效果顯著，且交叉深松的改良效果優(yōu)于單向深松。具體差異體現(xiàn)在以下兩方面：一方面，7月上旬深松后，土壤有較長的自然沉實(shí)恢復(fù)期，有利于土壤結(jié)構(gòu)逐步趨于穩(wěn)定。同時(shí)，該時(shí)段處于夏季多雨期，深松后的土壤在降雨的作用下更易形成團(tuán)粒結(jié)構(gòu)，不僅提升了土壤的蓄水保能力，還增強(qiáng)了土壤的通氣性。另一方面，早期深松給予土壤微生物更充裕的活動(dòng)時(shí)間，加快了有機(jī)質(zhì)的轉(zhuǎn)化及養(yǎng)分的活化進(jìn)程。

從深松方式來看，交叉深松通過對(duì)土壤進(jìn)行不同方向的擾動(dòng)，有效打破了犁底層，構(gòu)建起均勻疏松的耕層結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)不僅降低了土壤容重，還大幅增加了土壤孔隙度。其中，大孔隙的增多改善了土攘的通氣狀況，為根系生長和微生物活動(dòng)營造了適宜的環(huán)境；毛管孔隙的增加提高了土壤的持水能力。良好的土壤物理結(jié)構(gòu)促進(jìn)了有機(jī)質(zhì)的分解轉(zhuǎn)化，提升了養(yǎng)分的有效性，從多方面對(duì)土壤的理化性質(zhì)進(jìn)行了優(yōu)化。

（二）深松對(duì)冬小麥生長發(fā)育的影響機(jī)制

深松技術(shù)通過改善土壤環(huán)境，對(duì)冬小麥生長發(fā)育起到顯著的促進(jìn)作用，其作用機(jī)制主要體現(xiàn)在以下幾方面：首先，深松能夠降低土壤容重，提升土壤孔隙度，從而有效減小根系生長阻力，為根系向深層土壤延伸創(chuàng)造有利條件；其次，深松可優(yōu)化土壤結(jié)構(gòu)，增強(qiáng)土壤的水分入滲能力與持水性能，為冬小麥根系提供穩(wěn)定的水分供給；最后，深松后土壤通氣性得以改善，有助于促進(jìn)根系呼吸作用和養(yǎng)分吸收效率。這些因素共同作用，使得冬小麥在營養(yǎng)生長階段能夠培育健壯的源器官，為生殖生長階段的干物質(zhì)積累與養(yǎng)分轉(zhuǎn)運(yùn)奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

其中，7月上旬實(shí)施的交叉深松處理效果尤為顯著，該處理不僅顯著提升了冬小麥的干物質(zhì)積累速率，還優(yōu)化了養(yǎng)分向籽粒的轉(zhuǎn)運(yùn)效率。這一結(jié)果表明，適時(shí)深松對(duì)冬小麥的促進(jìn)作用貫穿整個(gè)生育周期：在營養(yǎng)生長期，通過改善根區(qū)土壤環(huán)境，推動(dòng)地上部植株生長；在生殖生長期，通過優(yōu)化源庫關(guān)系，維持較高的光合產(chǎn)物積累與轉(zhuǎn)運(yùn)效率。這種全生育期的協(xié)同效應(yīng)，最終顯著提升了冬小麥的產(chǎn)量形成潛力。

（三）深松技術(shù)的應(yīng)用前景與推廣建議

基于砂姜黑土區(qū)深松試驗(yàn)的分析結(jié)果，可為該地區(qū)深松技術(shù)的合理應(yīng)用提供一定參考。從實(shí)踐應(yīng)用角度看，7月上旬交叉深松之所以效果最佳，主要是因?yàn)榇藭r(shí)土壤含水率適中，既便于機(jī)械作業(yè)，又能保證深松效果的持續(xù)性。從經(jīng)濟(jì)效益考量，雖然深松作業(yè)增加了一定的生產(chǎn)成本，但通過提高冬小麥產(chǎn)量和改善品質(zhì)，其投入產(chǎn)出比仍具有明顯優(yōu)勢(shì)。此外，深松對(duì)土壤的改良效應(yīng)具有一定的后效性，不僅對(duì)當(dāng)季作物有利，對(duì)后續(xù)作物的生長也有促進(jìn)作用，這種累積效應(yīng)進(jìn)一步提升了深松技術(shù)的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。在推廣應(yīng)用過程中，還需要考慮不同地塊的土壤質(zhì)地差異和耕作歷史，制訂差異化的深松方案。同時(shí)，應(yīng)加強(qiáng)農(nóng)機(jī)農(nóng)藝融合，配套相應(yīng)的播種、施肥等關(guān)鍵技術(shù)措施，形成完整的技術(shù)體系。建議在砂姜黑土區(qū)推廣應(yīng)用時(shí)，應(yīng)結(jié)合當(dāng)?shù)氐臍夂蛱攸c(diǎn)和土壤條件，選擇最適宜的深松時(shí)期和方式，建立區(qū)域性的深松技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和操作規(guī)程，加強(qiáng)技術(shù)培訓(xùn)和示范推廣，以實(shí)現(xiàn)土壤改良與作物增產(chǎn)的雙重目標(biāo)，為區(qū)域農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展提供有力的技術(shù)支撐。

四、結(jié)語

綜上所述，通過田間試驗(yàn)研究了不同深松時(shí)期和方式對(duì)砂姜黑土耕層理化性質(zhì)及冬小麥生長發(fā)育的影響，結(jié)果表明：深松處理顯著改善了砂姜黑土耕層物理性質(zhì)。其中，以7月上旬交叉深松處理效果最佳，土壤容重降低 11.2% ，含水量提高 20.0% ，形成了疏松均勻的耕層結(jié)構(gòu)。深松處理顯著提高了土壤養(yǎng)分狀況。7月上旬交叉深松處理的土壤有機(jī)質(zhì)、速效氮和速效磷含量分別較對(duì)照提高 18.4% 、 21.9% 和22.1% ，改善了土壤化學(xué)性質(zhì)。深松處理顯著促進(jìn)了冬小麥養(yǎng)分吸收和干物質(zhì)積累。7月上旬交叉深松處理的氮、磷、鉀吸收量較對(duì)照分別提高 31.7% 、32.4% 和 30.4% ，開花期和成熟期干物質(zhì)積累量分別提高 29.6% 和 25.2% 。因此，7月上旬交叉深松能夠有效改良砂姜黑土耕層、促進(jìn)冬小麥生長發(fā)育，是黃淮平原砂姜黑土區(qū)冬小麥高產(chǎn)栽培的重要耕作措施。

作者簡(jiǎn)介：李丹（1994—），女，河南周口人，本科，助理農(nóng)藝師，主要從事農(nóng)業(yè)管理工作。