深松对土壤物理性状及玉米产量的影响

陈 强 ，王雪娇，张琛平 ，张建强，刘志雄 ，解 飞，李 强

（1.杭锦后旗农牧业技术推广中心，内蒙古陕坝 015400；2.内蒙古农牧业科学院，内蒙古呼和浩特 010031；3.巴彦淖尔市农牧业技术推广中心，内蒙古临河 015000；4.呼和浩特市农牧业行政综合执法支队，内蒙古呼和浩特 010020）

我国玉米耕地以小型动力作业为主，多数土地已多年未深松，造成土壤耕层变薄，土壤板结严重[1]。农民长期以铧式犁翻耕土壤，破坏了土壤结构，降低了土壤的水肥含量，裸露的表土也加剧了沙尘暴的发生[2]。因此，只有通过合理、有效的耕作措施才能改善土壤结构，从而促进作物的生长发育。

研究表明，深松技术是解决上述问题的有效措施之一，可打破犁底层，疏松土壤，改善土壤结构，降低土壤容重，提高土壤温度，促进作物根系生长，抗倒伏性增强[3]，还可以蓄水保墒，抗旱防涝，提高土壤养分的转化和利用效率[4]，降低表土层盐碱含量，达到改良土壤的目的[5]，进而提高玉米的产量。黄健等[6]研究表明，深松可以使0～50 cm土层深度的土壤孔隙度增加10%～20%，土壤容重降低0.14 g/cm3，渗透强度增加15%～25%；于晓芳等[7]研究认为，深松可明显增加根系体积、表面积和根系活力，延缓深层根系衰老；付国占等[8]认为深松可增加玉米叶面积指数，提高光合性能，延缓叶片衰老，维持叶片后期生理功能，提高玉米产量。齐华等[9]研究表明，深松处理增产的主要原因是深松显著提高了百粒重，但对穗粒数的影响并不显著。

前人对深松后土壤结构及根系分布特点的研究较多，但对河套地区土壤理化性状和当地玉米农艺性状和产量的研究并不多见。因此，本研究开展了深松与传统耕翻种植玉米对比试验，探讨了深松与不深松的差异，为实现玉米高产栽培与资源高效利用提供理论依据。

1 材料和方法

1.1 试验地点

试验于2015年在杭锦后旗头道桥镇联增村四社进行，土壤类型为两黄灌淤土，以沙壤土为主，地势平坦，土壤有机质13.6 g/kg，全氮0.79 g/kg，有效磷 14.4 mg/kg，速效钾 118 mg/kg，pH 值为 8.5，碱解氮72.7 mg/kg，盐分含量1.7 g/kg，田间持水量质量分数（占干土重）27%；蒸发量大，降水量少，无霜期短，风沙多；四季分明，年平均气温5.8℃，年平均日照数在3200 h，10℃以上积温2900℃，年平均降水量220 mm，年平均无霜期为135 d。

1.2 试验设计

试验采用裂区设计，2个处理，3次重复，共6个小区。小区面积20 m×25 m。供试玉米品种为内单314，种植密度为75000株/hm2。2个处理为：不深松（CK）作为对照处理，春季灭茬后采用51 kW拖拉机常规深翻犁作业；深松处理采用88 kW 1S-300型深松机进行深松。其他耕作栽培措施均同大田常规管理。

1.3 测定项目及方法

（1）土壤容重：玉米收获期，采用环刀法测定。测定深度0～40 cm，每10 cm分层，3次重复。（2）土壤含水量：采用土壤水分烘干法测定，测定深度为0～100 cm，每20 cm分层，3次重复。（3）玉米性状：在处理区内随机取样6.6 m2，随机抽取20株，调查株高、穗长、穗粗等农艺性状，并统计产量。

1.4 统计方法

利用SPSS17.0数据处理软件及Excel2003工作表对所得数据进行统计分析。

2 结果与分析

2.1 深松对土壤容重的影响

土壤容重反映了土壤孔隙状况、紧实程度，其变化可影响土壤的水、肥、气、热状况，从而影响玉米的生长发育[10]。试验结果表明，联增村玉米产区土壤存在坚实的犁底层，该层位于地表下约20 cm。图1为收获期土壤容重变化，由图1可以看出，深松作业后土壤容重较对照呈下降趋势。其中，0～10 cm耕层无明显差异，在10～40 cm耕层，深松土壤容重均明显低于对照，其中 10～20 cm、20～30 cm、30～40 cm 的土壤容重分别降低了2.74%、2.03%和1.35%。表明深松能够疏松表层土壤，打破犁底层，降低土壤容重，改善土体的通透性，为玉米的生长发育创造了良好的土壤环境。

2.2 深松对土壤含水量的影响

土壤表层含水量主要受蒸发量和降雨量的影响。图2为深松后各层土壤含水量的变化。从图2可以看出，深松后0～100 cm土层土壤含水量均高于对照，其中，0～20 cm土层土壤含水量差异不大，而20～80 cm土层土壤含水量差异达到了显著水平，20～40 cm、40～60 cm、60～80 cm 土层含水量分别较对照增加了15.88%、8.52%、7.06%，表明深松能够使水分向土壤深处入渗，从而提高土壤含水量。

2.3 深松作业对玉米生长发育的影响

深松作业对玉米株高、茎粗、穗长和穗粗均有所增加（表1），玉米根系增大，根分枝大大增加。分枝根是根系吸水分和养分的主要部位，根分枝增加为根系发挥吸收作用具有积极意义。由表1可见，深松处理对玉米的生长发育及产量有不同程度的影响，除穗粗、穗行数和秃尖长差异不显著外，其他性状均与对照差异显著。深松作业后玉米株高、穗长、行粒数等性状均有所增加。产量性状方面，单穗粒重、百粒质量及产量显著增大，深松处理下产量达到15678.6 kg/hm2，比对照增产12.7%。总的来看，深松处理对玉米的生长发育具有很好的促进作用，可显著提高玉米的产量。

表1 深松对玉米农艺性状及产量的影响

3 讨论

由于长时间耕作方式不合理，犁底层变硬，耕层变浅。深松作业能打破犁底层，降低其密度，利于农作物根系延伸到土壤深处，从而吸收更多的水分和养分，抗倒伏能力增强，提高作物产量和水分利用效率[11-13]。梁金凤[14]研究认为，深松对表层土壤（0～25 cm）容重降低作用大于深层土壤（25～45 cm）；齐华等[9]研究表明，深松使10～30 cm的土壤容重显著降低，而30～50 cm差异不明显。本研究结果也证明，深松后，0～10 cm耕层无明显差异，10～40 cm耕层土壤容重较对照明显下降。

深松可提高土壤含水量，有利于土壤通气、透水，提高了土壤蓄水保水能力，减少降雨径流，扩大了土壤水库容。深松蓄水保墒的功能与深松条件下土壤容重的减少密切相关[15-17]。齐华等[9]研究发现，深松后土层10～30 cm土壤含水量降低，而土层40～100 cm土壤含水量升高；蔡丽君[18]研究表明，深松可提高各生育时期土壤含水量，尤其是20～40 cm土层表现最为明显。本研究发现，0～20 cm和80～100 cm土层土壤含水量差异不明显，而20～80 cm土层土壤含水量提高明显，特别是20～40 cm土层含水量最大。

于晓芳等[7]研究表明，深松可促进根系的生长发育，显著提高籽粒百粒重；付国占等[8]认为深松提高叶片光合性能，从而提高玉米产量。蔡丽君等[18]研究表明，深松使玉米百粒重和穗粒数增加，而败育粒数减少，提高了夏玉米单株的生产能力，进而提高了玉米产量。齐华等[9]研究表明，深松处理增产的主要原因是深松显著提高了百粒重，但对穗粒数的影响并不显著。本试验研究结果表明，深松可显著提高玉米株高、穗长、行粒数、单穗粒重、百粒重及产量，能够很好地促进玉米生长发育及产量形成。

4 结论

本试验中，深松处理后，0～10 cm耕层土壤容重无明显差异，10～40 cm耕层土壤容重较对照田下降，20～80 cm土壤耕层含水量较对照高，特别是20～40 cm土层含水量最大，比对照高15.88%。试验表明，深松可有效的打破犁底层，改善了耕层土壤的通透性，使固、液、气三相更为协调。深松使玉米株高、穗长、行粒数、单穗粒重、百粒重及产量显著提高，深松作业的玉米产量较对照增加1769.1 kg/hm2，增产12.7%，能够很好地促进玉米生长发育及产量形成。

参考文献：

［1］孟庆秋，谢佳贵，胡会军，等.土壤深松对玉米产量及其构成因素的影响［J］.吉林农业科学，2000，25（2）：25-28.

［2］张建文，李 军.浅析机械深松对农业粮食增产的必要性［J］.农村牧区机械化，2012（2）：32-33.

［3］郑东辉，王保民，王雪峰.机械超深松的作用与发展［J］.农机化研究，2005（5）：288.

［4］孙东越.中耕深松技术保水能力试验研究［J］.农业科技与装备，2007（6）：31-32.

［5］王 勇.阜新地区机械化保护性耕作试验研究［D］.沈阳：沈阳农业大学，2003.

［6］黄 健，王爱文，张艳茹，等.玉米宽窄行轮换种植、条带深松、留高茬新耕作制对土壤性状的影响［J］.土壤通报，2002，33（3）：168-171.

［7］于晓芳，高聚林，叶 君，等.深松及氮肥深施对超高产春玉米根系生长、产量及氮肥利用效率的影响［J］.玉米科学，2013，21（1）：114-119.

［8］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.

［9］齐 华，刘 明，张卫建，等.深松方式对土壤物理性状及玉米根系分布的影响［J］.华北农学报，2012，27（4）：191-196.

［10］李志洪，王淑华.土壤容重对土壤物理性状和小麦生长的影响［J］.土壤通报，2000，31（2）：55-57.

［11］刘朝巍，谢瑞芝，张恩和，等.玉米宽窄行交替休闲种植根系分布规律研究［J］.玉米科学，2009，17（2）：120-123.

［12］Cresswell H P，Painterd J，Cameron K C.Tillage and water content effects on surface soil hydraulic properties and short wave albedo［J］.Soil Sci Soc Am J，1993，57：816-824.

［13］李潮海，李胜利，王 群，等.下层土壤容重对玉米根系生长及吸收活力的影响［J］.中国农业科学，2005，38（8）：1706-1711.

［14］梁金凤，齐庆振，贾小红，等.不同耕作方式对土壤性质与玉米生长的影响［J］. 生态环境学报，2010，19（4）：945-950.

［15］秦红灵，高旺盛，马月存，等.两年免耕后深松对土壤水分的影响［J］.中国农业科学，2008，41（1）：78-85.

［16］李传友，杨立国，赵丽霞，等.土壤深松对春玉米生长特性的影响［J］.中国农学通报，2014，30（18）：233-237.

［17］王 群，李潮海，李全忠，等.紧实胁迫对不同类型土壤玉米根系时空分布及活力的影响［J］.中国农业科学，2011，44（10）：2039-2050.

［18］蔡丽君，边大红，田晓东，等.耕作方式对土壤理化性状及夏玉米生长发育和产量的影响［J］.华北农学报，2014，29（5）：232-238.