劉艷昆　閻旭東+徐玉鵬+岳明強(qiáng)

摘 要：針對(duì)河北省濱海地區(qū)夏玉米地土壤耕層變淺、病蟲(chóng)草害嚴(yán)重的問(wèn)題，以當(dāng)?shù)亓?xí)慣的耕作方式免耕作對(duì)照，設(shè)置深翻30 cm后旋耕（T1）、深松40 cm后旋耕（T2）、旋耕（T3）3種耕作方式，分析各處理對(duì)土壤水分及夏玉米生長(zhǎng)發(fā)育的影響。結(jié)果表明，T1或T2處理均提高了土壤耕層含水量，其中以深松40 cm后旋耕保墑效果最佳；T1或T2處理均增大了玉米葉面積指數(shù)、穗長(zhǎng)、穗粒數(shù)、千粒質(zhì)量和產(chǎn)量，降低了空稈率，其中以播前深松40 cm后旋耕效果最佳。選用的3種耕作措施中，播前先深松40 cm再翻耕的耕作方式最適宜該地區(qū)。

關(guān)鍵詞：夏玉米；耕作方式；土壤水分；濱海地區(qū)

中圖分類(lèi)號(hào)：S513 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI 編碼：10.3969/j.issn.1006-6500.2014.05.019

夏玉米免耕播種技術(shù)已在我國(guó)北方小麥玉米一年兩熟旱作區(qū)進(jìn)行了大面積的推廣應(yīng)用， 這對(duì)夏玉米搶時(shí)播種提高產(chǎn)量起到了積極作用[1]。但是，隨著免耕年限的增加，夏玉米地的澇害、草害、病蟲(chóng)鼠害等日益嚴(yán)重。此外，免耕的同時(shí)伴隨著化肥多年過(guò)量施入，造成了土壤耕層越來(lái)越淺、犁底層厚且堅(jiān)硬，保水能力下降，從而限制了作物產(chǎn)量的提高[2]。許多研究表明[3-8]，合理的耕作措施可以改善土壤結(jié)構(gòu)，提高土壤的持水性能，增加作物對(duì)水分及養(yǎng)分的吸收，有利于植物的生長(zhǎng)發(fā)育。本研究針對(duì)河北省黃驊濱海地區(qū)玉米產(chǎn)區(qū)的實(shí)際情況，設(shè)置不同耕作方式，分析其對(duì)土壤水分、夏玉米生長(zhǎng)發(fā)育及產(chǎn)量等指標(biāo)的影響，研究適合該地區(qū)比較科學(xué)有效的耕作方式。

1 材料和方法

1.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

黃驊位于東經(jīng)117°05' ～117°49'，北緯38°09' ～ 38°39'，屬暖溫帶半濕潤(rùn)季風(fēng)氣候區(qū)。因臨近渤海灣而略帶海洋性氣候特征，季風(fēng)顯著。年平均降雨567.9 mm，雨熱同季，氣候溫和，無(wú)霜期210 d。

試驗(yàn)設(shè)在黃驊市大賈鄉(xiāng)云莊村，該試驗(yàn)地近20 年沒(méi)有進(jìn)行深翻或深松，屬于濱海鹽化黏潮土區(qū)。土壤全氮、全磷、全鉀含量分別為1.46，1.00，10.09 g·kg-1；速效氮、速效磷、速效鉀分別為98.91，6.90，154.51 mg·kg-1；有機(jī)質(zhì)含量為6.54 g·kg-1；全鹽含量為0.19%；pH值為7.77。

從2013 年開(kāi)始，按照當(dāng)?shù)馗髁?xí)慣實(shí)施夏整地。試驗(yàn)設(shè)深翻30 cm后旋耕（T1）、深松40 cm后旋耕（T2）、旋耕（T3）和免耕 （CK）共4個(gè)處理。大區(qū)設(shè)計(jì)，不設(shè)重復(fù)，每區(qū)面積為1 020 m2。

6月下旬播種，播種密度為4 800株·667m-2。播前條施復(fù)合肥30 kg·667 m-2作為底肥，于大喇叭口追施46%的尿素20 kg·667 m-2。玉米品種為鄭單958，玉米生育期間按當(dāng)?shù)亓?xí)慣進(jìn)行田間管理。

1.2 測(cè)定項(xiàng)目及方法

在苗期、大喇叭口期、成熟期用ECA-SW1土壤水分測(cè)定儀測(cè)定0～100 cm土壤含水量，用ECA-YL01土壤緊實(shí)度儀測(cè)定0～40 cm土壤緊實(shí)度；苗期、大喇叭口、吐絲期、成熟期測(cè)玉米葉面積，計(jì)算葉面積指數(shù)；在苗期、大喇叭口、吐絲期、成熟期測(cè)定株高、穗位葉光合速率、干物產(chǎn)量；收獲時(shí)測(cè)定產(chǎn)量，每處理取3點(diǎn)，選取有代表性的5穗進(jìn)行考種。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同耕作方式對(duì)土壤水分狀況的影響

由圖1可知，在苗期，各土層T1、T2、T3處理均大于CK， T2處理的各土層的土壤含水量分別比CK 高7.1%，26.8%，21.8%，17%和26.2%，T1 處理相比CK 增加6.7%，18.6%，8.7%，9.5%和0.8%。

大喇叭口期正值高溫季節(jié)，是玉米需水的關(guān)鍵時(shí)期。各土層水分變化趨勢(shì)基本一致。根系較集中的0～40 cm土層土壤含水量依次為T(mén)2>T1>CK>T3，T2極顯著高于其他3個(gè)處理，較對(duì)照提高17.4%；41～60 cm土層，處理間差異較小，但T2稍低于其他3個(gè)處理，分析原因可能是T2處理利于玉米吸收利用水分。對(duì)于61～100 cm土層的土壤含水量，各處理之間差異不顯著。

成熟期土壤水分總體下降，這與當(dāng)時(shí)的氣候環(huán)境和土壤狀況有關(guān)。在0～20 cm土層依次為T(mén)2>T1>T3>CK處理，3個(gè)處理的土壤含水量比對(duì)照分別提高16.03%，29.8%和13.74%。隨著土層的增加，土壤含水量逐漸升高，對(duì)于21～40 cm土層，T1、T2、T3處理分別比CK高11.57%，40.50%，22.3%；對(duì)于41～60 cm土層，各個(gè)處理分別比CK高19.8%，26.4%，15.3%；對(duì)于61～100 cm土層的土壤含水量，各處理與CK相近。

2.2 不同耕作方式對(duì)土壤緊實(shí)度的影響

土壤緊實(shí)度由土壤抗剪力、壓縮力和摩擦力等構(gòu)成，是土壤強(qiáng)度的一個(gè)合成指標(biāo)。它主要決定于土壤質(zhì)地、容量和含水量。其中含水量的影響最大。土壤緊實(shí)度可預(yù)測(cè)土壤承載量、耕性和根系伸展的阻力。土壤緊實(shí)度的大小可影響作物根系的穿孔和生長(zhǎng)，是一個(gè)重要的土壤物理特性指標(biāo)，用于評(píng)價(jià)土壤耕性。緊實(shí)的土壤可阻止水分的入滲，降低化肥的利用率，影響植物根系生長(zhǎng)，導(dǎo)致作物減產(chǎn)。

由表1可知，隨著玉米的生長(zhǎng)，土壤的緊實(shí)度逐漸增大。但不同的耕作方式對(duì)土壤緊實(shí)度的影響不同。苗期土壤緊實(shí)度順序?yàn)門(mén)1

2.3不同耕作方式對(duì)玉米葉面積指數(shù)的影響

葉面積指數(shù)（Leaf area index，簡(jiǎn)稱(chēng)LAI）是指單位面積上植物葉片的垂直投影面積的總和，不僅是進(jìn)行生物量估算的一個(gè)重要參數(shù)，也是定量分析地球生態(tài)系統(tǒng)能量交換特性的重要參數(shù)，還是對(duì)農(nóng)作物產(chǎn)量估算的一個(gè)重要參數(shù)[9-10]。

從圖2可以看出，不同生育時(shí)期葉面積指數(shù)不同，從出苗到吐絲期葉面積指數(shù)不斷增大，從吐絲期到成熟期葉面積指數(shù)逐漸降低，整個(gè)生育期葉面積指數(shù)變化成倒U形曲線分布。

由表2可知，不同耕作方式對(duì)玉米葉面積指數(shù)的影響不同。在整個(gè)生育時(shí)期，T2處理葉面積指數(shù)最大，顯著高于對(duì)照。苗期和大喇叭口期，T2和T1、T3差異不顯著。到了吐絲期，葉面積指數(shù)順序?yàn)門(mén)2>T1>T3>CK，分別比CK增加13.6%，7.3%，1.5%；成熟期，葉面積指數(shù)的大小次序與吐絲期相同，T1、T2分別比CK高出9.04%，12.06%，T3與CK差異沒(méi)有達(dá)到顯著水平。說(shuō)明深松40 cm后旋耕和深翻30 cm后旋耕均能有效增大葉面積指數(shù)，延緩葉片衰老，促進(jìn)玉米增產(chǎn)。但是，深松40 cm后旋耕這種耕作方式的促進(jìn)作用最大。

2.4 不同耕作方式對(duì)玉米株高的影響

株高是反映玉米生長(zhǎng)狀況的一個(gè)有效指標(biāo)。不同耕作方式對(duì)夏玉米株高的影響見(jiàn)表3。

在整個(gè)生育期內(nèi)，玉米植株高度的變化呈現(xiàn)出先快后慢的趨勢(shì)，到了吐絲期，植株達(dá)到最大值，在成熟期株高略有下降，與先前他人的研究相同[11-15]。在4種不同的耕作方式下，旋耕對(duì)苗期株高的影響最大，顯著高于其他3個(gè)處理。但是，到了大喇叭口期以后，這4種整地方式對(duì)玉米株高的影響差異并沒(méi)有達(dá)到顯著水平。

2.5 不同耕作方式對(duì)植物干物質(zhì)積累的影響

由表4可知， 苗期干物質(zhì)量依次為T(mén)2=T3>T1=CK 處理，處理間相差較小；大喇叭口期干物質(zhì)量依次為T(mén)2>T1>T3>CK，干物質(zhì)量分別比CK高出80.4%、37%和17.4%；吐絲期不同處理下植株的干物質(zhì)積累大小為CK>T1>T3>T2；成熟期不同處理下植株的干物質(zhì)積累大小為T(mén)1>T2>T3>CK，分別比CK高26.7%，21.8%和20%，但T1和T2之間差異不顯著。

以上結(jié)果表明，秋季深松40 cm之后再旋耕一遍的耕作方式與其他處理相比，植株的整體素質(zhì)最好。

2.6 不同耕作方式對(duì)玉米產(chǎn)量及植株性狀的影響

試驗(yàn)結(jié)果（表5）表明，深松40 cm后旋耕（T2）處理產(chǎn)量最高，達(dá)7 593.87 kg·hm-2，比CK（對(duì)照）提高29.53%，與其他幾個(gè)處理之間有顯著差異。4個(gè)處理的產(chǎn)量表現(xiàn)為T(mén)2>T1>T3>CK。

各處理的成苗數(shù)比CK（免耕）分別高2.26%，12.43%，3.96%，總體趨勢(shì)是T2（深松40 cm后旋耕）>T3（旋耕） >T1（深翻30 cm后旋耕）>CK（免耕）；穗粒數(shù)表現(xiàn)為T(mén)1>T3>T2>CK，T2和T3之間差異不顯著；空稈率由小到大是T2

綜上所述，在環(huán)渤海雨養(yǎng)旱作區(qū)深翻、深松和旋耕均能提高夏玉米產(chǎn)量，但深松40 cm后旋耕這種耕作方式最有利于該地區(qū)夏玉米增產(chǎn)。

3 結(jié) 論

（1）在濱海旱作區(qū)，不同耕作方式的土壤保水能力和緊實(shí)度不同。深翻30 cm后旋耕和深松40 cm后旋耕均比當(dāng)?shù)亓?xí)慣性耕作方式—免耕提高了土壤蓄水能力，降低了土壤緊實(shí)度。在夏玉米根系分布密集的耕層中，以深松40 cm后旋耕這種耕作方式的保墑和降低緊實(shí)度效果最好。

（2）深松40 cm后旋耕和深翻30 cm后旋耕均能有效增大葉面積指數(shù)，延緩葉片衰老，促進(jìn)玉米增產(chǎn)。但是，深松40 cm后旋耕這種耕作方式的促進(jìn)作用最大。

（3）深松40 cm后旋耕和深翻30 cm后旋耕處理不同程度地改善了玉米的產(chǎn)量性狀，增大了穗粒數(shù)、穗長(zhǎng)和千粒質(zhì)量，降低了空稈率。其中，深松40 cm后旋耕的增產(chǎn)效果最明顯。試驗(yàn)結(jié)果表明，從提高土壤保水能力、促進(jìn)植株生長(zhǎng)、增加玉米產(chǎn)量的角度，結(jié)合黃驊濱海雨養(yǎng)旱作區(qū)現(xiàn)狀，最適合該地區(qū)的耕作措施為深松40 cm后旋耕。

參考文獻(xiàn)：

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[15] 劉淑梅，曲曉燕，張洪生，等.小麥、玉米輪作制度下耕作方式對(duì)夏玉米農(nóng)田土壤物理性狀的影響[J].華北農(nóng)學(xué)報(bào)，2013（6）：226-232.

從圖2可以看出，不同生育時(shí)期葉面積指數(shù)不同，從出苗到吐絲期葉面積指數(shù)不斷增大，從吐絲期到成熟期葉面積指數(shù)逐漸降低，整個(gè)生育期葉面積指數(shù)變化成倒U形曲線分布。

由表2可知，不同耕作方式對(duì)玉米葉面積指數(shù)的影響不同。在整個(gè)生育時(shí)期，T2處理葉面積指數(shù)最大，顯著高于對(duì)照。苗期和大喇叭口期，T2和T1、T3差異不顯著。到了吐絲期，葉面積指數(shù)順序?yàn)門(mén)2>T1>T3>CK，分別比CK增加13.6%，7.3%，1.5%；成熟期，葉面積指數(shù)的大小次序與吐絲期相同，T1、T2分別比CK高出9.04%，12.06%，T3與CK差異沒(méi)有達(dá)到顯著水平。說(shuō)明深松40 cm后旋耕和深翻30 cm后旋耕均能有效增大葉面積指數(shù)，延緩葉片衰老，促進(jìn)玉米增產(chǎn)。但是，深松40 cm后旋耕這種耕作方式的促進(jìn)作用最大。

2.4 不同耕作方式對(duì)玉米株高的影響

株高是反映玉米生長(zhǎng)狀況的一個(gè)有效指標(biāo)。不同耕作方式對(duì)夏玉米株高的影響見(jiàn)表3。

在整個(gè)生育期內(nèi)，玉米植株高度的變化呈現(xiàn)出先快后慢的趨勢(shì)，到了吐絲期，植株達(dá)到最大值，在成熟期株高略有下降，與先前他人的研究相同[11-15]。在4種不同的耕作方式下，旋耕對(duì)苗期株高的影響最大，顯著高于其他3個(gè)處理。但是，到了大喇叭口期以后，這4種整地方式對(duì)玉米株高的影響差異并沒(méi)有達(dá)到顯著水平。

2.5 不同耕作方式對(duì)植物干物質(zhì)積累的影響

由表4可知， 苗期干物質(zhì)量依次為T(mén)2=T3>T1=CK 處理，處理間相差較??；大喇叭口期干物質(zhì)量依次為T(mén)2>T1>T3>CK，干物質(zhì)量分別比CK高出80.4%、37%和17.4%；吐絲期不同處理下植株的干物質(zhì)積累大小為CK>T1>T3>T2；成熟期不同處理下植株的干物質(zhì)積累大小為T(mén)1>T2>T3>CK，分別比CK高26.7%，21.8%和20%，但T1和T2之間差異不顯著。

以上結(jié)果表明，秋季深松40 cm之后再旋耕一遍的耕作方式與其他處理相比，植株的整體素質(zhì)最好。

2.6 不同耕作方式對(duì)玉米產(chǎn)量及植株性狀的影響

試驗(yàn)結(jié)果（表5）表明，深松40 cm后旋耕（T2）處理產(chǎn)量最高，達(dá)7 593.87 kg·hm-2，比CK（對(duì)照）提高29.53%，與其他幾個(gè)處理之間有顯著差異。4個(gè)處理的產(chǎn)量表現(xiàn)為T(mén)2>T1>T3>CK。

各處理的成苗數(shù)比CK（免耕）分別高2.26%，12.43%，3.96%，總體趨勢(shì)是T2（深松40 cm后旋耕）>T3（旋耕） >T1（深翻30 cm后旋耕）>CK（免耕）；穗粒數(shù)表現(xiàn)為T(mén)1>T3>T2>CK，T2和T3之間差異不顯著；空稈率由小到大是T2

綜上所述，在環(huán)渤海雨養(yǎng)旱作區(qū)深翻、深松和旋耕均能提高夏玉米產(chǎn)量，但深松40 cm后旋耕這種耕作方式最有利于該地區(qū)夏玉米增產(chǎn)。

3 結(jié) 論

（1）在濱海旱作區(qū)，不同耕作方式的土壤保水能力和緊實(shí)度不同。深翻30 cm后旋耕和深松40 cm后旋耕均比當(dāng)?shù)亓?xí)慣性耕作方式—免耕提高了土壤蓄水能力，降低了土壤緊實(shí)度。在夏玉米根系分布密集的耕層中，以深松40 cm后旋耕這種耕作方式的保墑和降低緊實(shí)度效果最好。

（2）深松40 cm后旋耕和深翻30 cm后旋耕均能有效增大葉面積指數(shù)，延緩葉片衰老，促進(jìn)玉米增產(chǎn)。但是，深松40 cm后旋耕這種耕作方式的促進(jìn)作用最大。

（3）深松40 cm后旋耕和深翻30 cm后旋耕處理不同程度地改善了玉米的產(chǎn)量性狀，增大了穗粒數(shù)、穗長(zhǎng)和千粒質(zhì)量，降低了空稈率。其中，深松40 cm后旋耕的增產(chǎn)效果最明顯。試驗(yàn)結(jié)果表明，從提高土壤保水能力、促進(jìn)植株生長(zhǎng)、增加玉米產(chǎn)量的角度，結(jié)合黃驊濱海雨養(yǎng)旱作區(qū)現(xiàn)狀，最適合該地區(qū)的耕作措施為深松40 cm后旋耕。

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從圖2可以看出，不同生育時(shí)期葉面積指數(shù)不同，從出苗到吐絲期葉面積指數(shù)不斷增大，從吐絲期到成熟期葉面積指數(shù)逐漸降低，整個(gè)生育期葉面積指數(shù)變化成倒U形曲線分布。

由表2可知，不同耕作方式對(duì)玉米葉面積指數(shù)的影響不同。在整個(gè)生育時(shí)期，T2處理葉面積指數(shù)最大，顯著高于對(duì)照。苗期和大喇叭口期，T2和T1、T3差異不顯著。到了吐絲期，葉面積指數(shù)順序?yàn)門(mén)2>T1>T3>CK，分別比CK增加13.6%，7.3%，1.5%；成熟期，葉面積指數(shù)的大小次序與吐絲期相同，T1、T2分別比CK高出9.04%，12.06%，T3與CK差異沒(méi)有達(dá)到顯著水平。說(shuō)明深松40 cm后旋耕和深翻30 cm后旋耕均能有效增大葉面積指數(shù)，延緩葉片衰老，促進(jìn)玉米增產(chǎn)。但是，深松40 cm后旋耕這種耕作方式的促進(jìn)作用最大。

2.4 不同耕作方式對(duì)玉米株高的影響

株高是反映玉米生長(zhǎng)狀況的一個(gè)有效指標(biāo)。不同耕作方式對(duì)夏玉米株高的影響見(jiàn)表3。

在整個(gè)生育期內(nèi)，玉米植株高度的變化呈現(xiàn)出先快后慢的趨勢(shì)，到了吐絲期，植株達(dá)到最大值，在成熟期株高略有下降，與先前他人的研究相同[11-15]。在4種不同的耕作方式下，旋耕對(duì)苗期株高的影響最大，顯著高于其他3個(gè)處理。但是，到了大喇叭口期以后，這4種整地方式對(duì)玉米株高的影響差異并沒(méi)有達(dá)到顯著水平。

2.5 不同耕作方式對(duì)植物干物質(zhì)積累的影響

由表4可知， 苗期干物質(zhì)量依次為T(mén)2=T3>T1=CK 處理，處理間相差較小；大喇叭口期干物質(zhì)量依次為T(mén)2>T1>T3>CK，干物質(zhì)量分別比CK高出80.4%、37%和17.4%；吐絲期不同處理下植株的干物質(zhì)積累大小為CK>T1>T3>T2；成熟期不同處理下植株的干物質(zhì)積累大小為T(mén)1>T2>T3>CK，分別比CK高26.7%，21.8%和20%，但T1和T2之間差異不顯著。

以上結(jié)果表明，秋季深松40 cm之后再旋耕一遍的耕作方式與其他處理相比，植株的整體素質(zhì)最好。

2.6 不同耕作方式對(duì)玉米產(chǎn)量及植株性狀的影響

試驗(yàn)結(jié)果（表5）表明，深松40 cm后旋耕（T2）處理產(chǎn)量最高，達(dá)7 593.87 kg·hm-2，比CK（對(duì)照）提高29.53%，與其他幾個(gè)處理之間有顯著差異。4個(gè)處理的產(chǎn)量表現(xiàn)為T(mén)2>T1>T3>CK。

各處理的成苗數(shù)比CK（免耕）分別高2.26%，12.43%，3.96%，總體趨勢(shì)是T2（深松40 cm后旋耕）>T3（旋耕） >T1（深翻30 cm后旋耕）>CK（免耕）；穗粒數(shù)表現(xiàn)為T(mén)1>T3>T2>CK，T2和T3之間差異不顯著；空稈率由小到大是T2

綜上所述，在環(huán)渤海雨養(yǎng)旱作區(qū)深翻、深松和旋耕均能提高夏玉米產(chǎn)量，但深松40 cm后旋耕這種耕作方式最有利于該地區(qū)夏玉米增產(chǎn)。

3 結(jié) 論

（1）在濱海旱作區(qū)，不同耕作方式的土壤保水能力和緊實(shí)度不同。深翻30 cm后旋耕和深松40 cm后旋耕均比當(dāng)?shù)亓?xí)慣性耕作方式—免耕提高了土壤蓄水能力，降低了土壤緊實(shí)度。在夏玉米根系分布密集的耕層中，以深松40 cm后旋耕這種耕作方式的保墑和降低緊實(shí)度效果最好。

（2）深松40 cm后旋耕和深翻30 cm后旋耕均能有效增大葉面積指數(shù)，延緩葉片衰老，促進(jìn)玉米增產(chǎn)。但是，深松40 cm后旋耕這種耕作方式的促進(jìn)作用最大。

（3）深松40 cm后旋耕和深翻30 cm后旋耕處理不同程度地改善了玉米的產(chǎn)量性狀，增大了穗粒數(shù)、穗長(zhǎng)和千粒質(zhì)量，降低了空稈率。其中，深松40 cm后旋耕的增產(chǎn)效果最明顯。試驗(yàn)結(jié)果表明，從提高土壤保水能力、促進(jìn)植株生長(zhǎng)、增加玉米產(chǎn)量的角度，結(jié)合黃驊濱海雨養(yǎng)旱作區(qū)現(xiàn)狀，最適合該地區(qū)的耕作措施為深松40 cm后旋耕。

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