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1、夏玉米免耕播种技术已在我国北方小麦玉米 一年两熟旱作区进行了大面积的推广应用, 这对 夏玉米抢时播种提高产量起到了积极作用1。但 是，随着免耕年限的增加，夏玉米地的涝害、 草 害、 病虫鼠害等日益严重。此外， 免耕的同时伴随 着化肥多年过量施入， 造成了土壤耕层越来越浅、 犁底层厚且坚硬， 保水能力下降， 从而限制了作物 产量的提高2。 许多研究表明3-8， 合理的耕作措施 可以改善土壤结构， 提高土壤的持水性能， 增加作 物对水分及养分的吸收， 有利于植物的生长发育。 本研究针对河北省黄骅滨海地区玉米产区的实际 情况， 设置不同耕作方式， 分析其对土壤水分、 夏 玉米生长发育及产量等指标的影
2、响，研究适合该 地区比较科学有效的耕作方式。 1材料和方法 1.1试验设计 黄骅位于东经 11705 11749， 北纬 3809 3839， 属暖温带半湿润季风气候区。因临近渤 海湾而略带海洋性气候特征， 季风显著。 年平均降 雨 567.9 mm， 雨热同季， 气候温和， 无霜期 210 d。 试验设在黄骅市大贾乡云庄村，该试验地近 20 年没有进行深翻或深松， 属于滨海盐化黏潮土 收稿日期：2014-01-09；修订日期：2014-02-07 基金项目：渤海粮仓科技示范工程项目资助 （2013BAD05B00） 作者简介：刘艳昆 （1983） ， 女， 河北保定人， 讲师， 硕士， 主要
3、从事作物栽培研究。 通讯作者简介：阎旭东 （1964） ， 男， 河北沧州人， 研究员， 硕士， 主要从事盐碱地粮食增产增收研究。 作物栽培与设施园艺 滨海地区不同耕作方式对土壤水分及夏玉米生长发育的影响 刘艳昆， 阎旭东， 徐玉鹏， 岳明强 （沧州市农林科学院 畜牧研究所， 河北 沧州 061001） 摘要： 针对河北省滨海地区夏玉米地土壤耕层变浅、 病虫草害严重的问题， 以当地习惯的耕作方式免耕作对照， 设置深 翻 3 0c m后旋耕 （T 1 ） 、 深松 4 0c m后旋耕 （T 2 ） 、 旋耕 （T 3 ） 3种耕作方式， 分析各处理对土壤水分及夏玉米生长发育的影 响。结果表明，
4、T 1或 T 2处理均提高了土壤耕层含水量， 其中以深松 4 0c m后旋耕保墒效果最佳； T 1或 T 2处理均增大了 玉米叶面积指数、 穗长、 穗粒数、 千粒质量和产量， 降低了空秆率， 其中以播前深松 4 0c m后旋耕效果最佳。 选用的 3种耕 作措施中， 播前先深松 4 0c m再翻耕的耕作方式最适宜该地区。 关键词：夏玉米； 耕作方式； 土壤水分； 滨海地区 中图分类号：S513文献标识码：ADOI编码：10.3969/j.issn.10066500.2014.05.019 Effects of Different Tillage Methods on Soil Moisture
5、and Growth and Development of Summer Maize in Coastal Area LIU Yan-kun, YAN Xu-dong, XU Yu-peng, YUE Ming-qiang （Cangzhou Agricultural and Forestry Academy of Sciences, Cangzhou 061001， China） Abstract：The characters of Hebei Province in coastal area are that the top layer becomes shallow, and the d
6、iseases and insect pests and weeds are serious problems. According to the characters, 3 tillage managements were designed to study effects of different tillage managements on soil moisture and development of summer maize. CK is the tillage, the others are deep plowing 30 cm after rotary(T1), sub-soi
7、ling 40 cm after rotary(T2) and rotary(T3). The results showed that T1 or T2 treatments could improve soil topsoil moisture, and T2 keeping moisture effect was best. T1 and T2 treatments increased maize leaf area index, grain numbers per spike, spike length, TKW(Thousand Kernel Weight) and grain yie
8、ld, reduced the rate of empty stalk, the T2 effect was the best. The sub-soiling 40 cm after rotary was the best superior to that of other tillage managements. Key words: summer corn；tillage methods；soil moisture；the coastal area 2014，20（5）：84-87天津农业科学 Tianjin Agricultural Sciences 第 5 期 区 。 土 壤 全 氮
9、 、 全 磷 、 全 钾 含 量 分 别 为 1.46， 1.00， 10.09 g kg-1； 速效氮、 速效磷、 速效钾 分别为 98.91， 6.90， 154.51 mg kg-1；有机质含量 为 6.54 g kg-1； 全盐含量为 0.19%； pH 值为 7.77。 从 2013 年开始， 按照当地耕作习惯实施夏整 地。 试验设深翻 30 cm 后旋耕 （T1） 、 深松 40 cm 后 旋耕 （T2） 、 旋耕 （T3） 和免耕 (CK)共 4 个处理。大 区设计， 不设重复， 每区面积为 1 020 m2。 6 月下旬播种， 播种密度为 4 800 株 667m-2。 播前条
10、施复合肥 30 kg 667 m-2作为底肥， 于大喇 叭口追施 46%的尿素 20 kg 667 m-2。玉米品种为 郑单 958，玉米生育期间按当地习惯进行田间管 理。 1.2测定项目及方法 在苗期、 大喇叭口期、 成熟期用 ECA-SW1 土 壤水分测定仪测定 0100 cm 土壤含水量，用 E CA-YL01 土壤紧实度仪测定 040 cm 土壤紧实 度； 苗期、 大喇叭口、 吐丝期、 成熟期测玉米叶面 积， 计算叶面积指数； 在苗期、 大喇叭口、 吐丝期、 成熟期测定株高、 穗位叶光合速率、 干物产量； 收 获时测定产量， 每处理取 3 点， 选取有代表性的 5 穗进行考种。 2结果
11、与分析 2.1不同耕作方式对土壤水分状况的影响 由图 1 可知， 在苗期， 各土层 T1、 T2、 T3 处理均 大于 CK，T2 处理的各土层的土壤含水量分别比 CK 高 7.1%， 26.8%， 21.8%， 17%和 26.2%， T1 处理 相比 CK 增加 6.7%， 18.6%， 8.7%， 9.5%和 0.8%。 大喇叭口期正值高温季节，是玉米需水的关 键时期。 各土层水分变化趋势基本一致。 根系较集 中的 040 cm 土层土壤含水量依次为 T2T1 CKT3， T2 极显著高于其他 3 个处理，较对照提 高 17.4%； 4160 cm 土层， 处理间差异较小， 但 T2 稍
12、低于其他 3 个处理， 分析原因可能是 T2 处理利 于玉米吸收利用水分。对于 61100 cm 土层的土 壤含水量， 各处理之间差异不显著。 成熟期土壤水分总体下降，这与当时的气候 环境和土壤状况有关。在 020 cm 土层依次为 T2T1T3CK 处理， 3 个处理的土壤含水量比对 照分别提高 16.03%， 29.8%和 13.74%。随着土层 的增加， 土壤含水量逐渐升高， 对于 2140 cm 土 层 ， T1、 T2、 T3 处 理 分 别 比 CK 高 11.57% ， 40.50%， 22.3%； 对于 4160 cm 土层， 各个处理分 别比 CK 高 19.8%， 26.4
13、%， 15.3%； 对于 61100 cm 土 层的土壤含水量， 各处理与 CK 相近。 2.2不同耕作方式对土壤紧实度的影响 土壤紧实度由土壤抗剪力、压缩力和摩擦力 等构成， 是土壤强度的一个合成指标。 它主要决定 于土壤质地、 容量和含水量。其中含水量的影响最 大。 土壤紧实度可预测土壤承载量、 耕性和根系伸展 的阻力。土壤紧实度的大小可影响作物根系的穿孔 和生长， 是一个重要的土壤物理特性指标， 用于评价 土壤耕性。 紧实的土壤可阻止水分的入渗， 降低化肥 的利用率， 影响植物根系生长， 导致作物减产。 由表 1 可知， 随着玉米的生长， 土壤的紧实度 逐渐增大。但不同的耕作方式对土壤紧
14、实度的影 土层深度/cm 苗期土壤水分状况 图1不同时期土壤的含水量 土壤含水量/% 土层深度/cm 成熟期土壤水分状况 土层深度/cm 大喇叭口期土壤水分状况 刘艳昆等： 滨海地区不同耕作方式对土壤水分及夏玉米生长发育的影响 土壤含水量/%土壤含水量/% 85 天津农业科学第 20 卷 响不同。苗期土壤紧实度顺序为 T1T1T3CK，分别比 CK 增加 13.6%， 7.3%， 1.5%； 成熟期， 叶面积指数的大小次序与吐 丝 期 相 同 ， T1、 T2 分 别 比 CK 高 出 9.04% ， 12.06%， T3 与 CK 差异没有达到显著水平。说明 深松 40 cm 后旋耕和深翻
15、30 cm 后旋耕均能有效 增大叶面积指数， 延缓叶片衰老， 促进玉米增产。 但是，深松 40 cm 后旋耕这种耕作方式的促进作 用最大。 2.4不同耕作方式对玉米株高的影响 株高是反映玉米生长状况的一个有效指标。 不同耕作方式对夏玉米株高的影响见表 3。 在整个生育期内，玉米植株高度的变化呈现 出先快后慢的趋势，到了吐丝期，植株达到最大 值， 在成熟期株高略有下降， 与先前他人的研究相 同11-15。在 4 种不同的耕作方式下， 旋耕对苗期株 高的影响最大， 显著高于其他 3 个处理。但是， 到 了大喇叭口期以后，这 4 种整地方式对玉米株高 的影响差异并没有达到显著水平。 2.5不同耕作方
16、式对植物干物质积累的影响 由表 4 可知，苗期干物质量依次为 T2=T3 T1=CK 处理， 处理间相差较小； 大喇叭口期干物 质量依次为 T2T1T3CK，干物质量分别比 CK 高出 80.4%、 37%和 17.4%； 吐丝期不同处理下植 株的干物质积累大小为 CKT1T3T2； 成熟期不 同处理下植株的干物质积累大小为 T1T2T3 CK， 分别比 CK 高 26.7%， 21.8%和 20%， 但 T1 和 T2 之间差异不显著。 以上结果表明，秋季深松 40 cm 之后再旋耕 表3不同耕作方式对夏玉米株高的影响 处理苗期大喇叭口期吐丝期成熟期 T129.6b140.5 a237.5
17、a231.13a CK34.4ab135.0 a237.0 a226.27a T232.3b138.5 a231.5 a232.80a T339.5a120.3 a233.2 a228.13a 表1不同耕作方式对土壤紧实度的影响（kg） 表2不同耕作方式对玉米各个时期叶面积指数的影响 处理苗期大喇叭口期吐丝期成熟期 T10.36a4.10a4.26b2.17b T20.37a4.30a4.51a2.23a T30.30b3.96ab4.03bc2.08bc CK0.27b3.73b3.97c1.99c 表4不同耕作方式下玉米不同生育期的干物质积累(kg株-1) 处理苗期大喇叭口期吐丝期成熟期
18、T10.002b0.063b0.125a0.257a CK0.002b0.046c0.127a0.203c T20.003a0.083a0.104c0.247ab T30.003a0.054b0.120b0.244b 图2玉米叶面积指数的变化图 处理苗期吐丝期成熟期 T112.7c23.63b25.10c T214.5bc22.40c20.80d T315.7b24.33b27.23b CK18.1a26.23a35.07a 86 第 5 期 一遍的耕作方式与其他处理相比，植株的整体素 质最好。 2.6不同耕作方式对玉米产量及植株性状的影响 试验结果 （表 5） 表明，深松 40 cm 后旋耕
19、 （T2）处理产量最高， 达 7 593.87 kg hm -2， 比 CK （对照） 提高 29.53%， 与其他几个处理之间有显著 差异。4 个处理的产量表现为 T2T1T3CK。 各处理的成苗数比 CK （免耕） 分别高 2.26%， 12.43%， 3.96%， 总体趋势是 T2(深松 40 cm 后旋 耕)T3(旋耕) T1(深翻 30 cm 后旋耕)CK(免耕)； 穗粒数表现为 T1T3T2CK， T2 和 T3 之间差异 不显著； 空秆率由小到大是 T2T1T3CK。 综上所述， 在环渤海雨养旱作区深翻、 深松和 旋耕均能提高夏玉米产量，但深松 40 cm 后旋耕 这种耕作方式最
20、有利于该地区夏玉米增产。 3结 论 （1） 在滨海旱作区， 不同耕作方式的土壤保水 能力和紧实度不同。 深翻30cm后旋耕和深松40cm 后 旋耕均比当地习惯性耕作方式免耕提高了土壤 蓄水能力， 降低了土壤紧实度。 在夏玉米根系分布 密集的耕层中，以深松 40 cm 后旋耕这种耕作方 式的保墒和降低紧实度效果最好。 （2 ） 深松40cm后旋耕和深翻30cm后旋耕均能有 效增大叶面积指数， 延缓叶片衰老， 促进玉米增产。但 是， 深松40cm后旋耕这种耕作方式的促进作用最大。 （3 ） 深松 40 cm 后旋耕和深翻 30 cm 后旋耕处 理不同程度地改善了玉米的产量性状， 增大了穗粒 数、
21、穗长和千粒质量， 降低了空秆率。 其中， 深松 40 cm 后旋耕的增产效果最明显。 试验结果表明， 从提 高土壤保水能力、 促进植株生长、 增加玉米产量的 角度， 结合黄骅滨海雨养旱作区现状， 最适合该地 区的耕作措施为深松 40 cm 后旋耕。 参考文献： 1 王秀， 赵四申， 高清海， 等.夏玉米免耕播种不同机械施 肥方式的生态及经济效益分析 J. 河北农业大学学报， 2000， 23 （1） ： 85-87. 2 孙建利. 过量使用化肥危害的思考 J. 资源与环境科 学， 2010,16:278-279. 3 李旭， 闫洪奎， 曹敏建， 等.不同耕作方式对土壤水分及 玉米生长发育的影响
22、J.玉米科学， 2009， 17(6)： 76-78， 81. 4 张国合， 常建智， 李彦昌， 等. 不同耕作方式对夏玉米 生长发育及产量的影响J.河南农业科学,2013(11):14-16. 5 付国占， 李潮海， 王俊忠， 等.残茬覆盖与耕作方式对夏 玉米叶片衰老代谢和籽粒产量的影响J.西北植物学报, 2005, 25(1):155-160. 6 付国占,李潮海,王俊忠,等.残茬覆盖与耕作方式对夏 玉米光合产物生产与分配的影响J.华北农学报,2005(3): 62-66. 7 李少昆， 王克如， 冯聚凯， 等.玉米秸秆还田与不同耕作 方式下影响小麦出苗的因素 J. 作物学报， 2006,
23、32 （3） ： 463-465. 8 刘海忠， 王保强， 武玉华， 等.小麦、 夏玉米两茬秸秆还 田不同耕作方式施肥技术研究 J. 河北农业大学学报， 2004， 27 （3） ： 7-9. 9 许迪,Schmid R， Mermoud A. 耕作方式对土壤水动态变 化及夏玉米产量的影响J.农业工程学报,1999,15(3):101- 106. 10 卫晓轶,魏锋,洪德峰,等.不同耕作方式对夏玉米灌浆 及产量性状的影响J.河南农业科学,2013(8):21-23. 11 闫海丽， 张淑香， 严凯兵， 等.冷凉地区不同耕作措施 对土壤环境和作物生长发育的影响J.中国土壤与肥料， 2006(4)
24、： 16-19. 12 李永平,王孟本,史向远,等.不同耕作方式对土壤理化 性状及玉米产量的影响 J. 山西农业科学,2012 (7):723- 727. 13 胡守林， 张改生， 郑德明， 等.不同耕作方式玉米地下 部生长发育及土壤水分状况的研究 J. 水土保持研究， 2006(4)： 223-225. 14 王鸿斌， 赵兰坡.不同耕作制度对土壤渗透性和玉米 生长的影响研究J.水土保持学报， 2005(6)： 2 825-2 827. 15 刘淑梅,曲晓燕,张洪生,等.小麦、 玉米轮作制度下耕 作方式对夏玉米农田土壤物理性状的影响 J. 华北农学 报,2013(6):226-232. 表5不同耕作方式对玉米果穗及产量的影响 处理产量/ （kg hm-2）穗粒数成苗数/(株 hm-2)穗长/cm穗粗/cm千粒质量/g空秆率/% T17 150.63bB455.5a58 796b16.7b4.8a267a3.49b T27 593.87 aA443.3b64 643a17.4a4.9a265a3.27a T36 762.25 cB445.5b59 770b17.0ab4.8a264a4.92c CK5 862.83 dC422.8c57 496c15.9c4.7a232b5.39d 刘艳昆等： 滨海地区不同耕作方式对土壤水分及夏玉米生长发育的影响 87