中耕深松对土壤蓄水和玉米产量影响研究

杜　明

（阜蒙县财政局 农业综合开发办公室，辽宁 阜新 123100）

玉米是阜蒙县主要粮食作物之一，年种植面积约20万hm2，总产量近18亿kg。阜蒙县地处辽宁西北部半干旱地区，自然、土壤和环境等诸多因素限制了该地区农业生产及粮食产量的提高，严重干旱和水资源短缺已成为阜蒙县农业和农村经济发展的“瓶颈”。阜蒙县发展玉米生产必须克服生态环境恶化、气候变化异常等不利因素的影响，以节水为中心，建立合理的耕作制度，提高土壤蓄水纳肥能力和自然降雨利用率。本课题通过玉米苗期中耕深松试验，研究中耕深松对土壤水分转移和对玉米生长及产量的影响，探求半干旱地区实现玉米增产增效的技术途径。

1　中耕深松蓄水保墒技术

中耕深松是在中耕期 （指作物从出苗期至封垄期）通过深松机械对土壤进行不翻动表土而实现深层松动作业的一项农业机械化技术。中耕深松的作用为疏松表土、消除杂草、提高地温、改善土壤通气、提高土壤蓄水保墒能力，于作物生长期间进行，受土壤条件、作物生长条件、作业时间等诸多因素影响和制约。为避免中耕深松过程中因土壤墒情造成土壤豁裂跑墒，土壤分层深松得到应用。研究表明，分层深松能够减少深松作业对作物根系的损伤，有利于根系对水分的充分吸收和土壤水分的平衡。选择适宜的作业机具和作业时机是中耕深松技术的关键。中耕深松时间过早，机械作业方便，但可能会造成土壤跑墒；时间过晚，玉米植株过高，拖拉机作业时底盘将对植株造成伤害，影响玉米生长。

2　材料与方法

2.1　试验背景

针对阜蒙县春播时期干旱缺水导致墒情不足无法播种和出苗难的问题，在调研基础上，结合阜蒙县农业综合开发 “阜蒙县玉米高产综合技术示范与推广”项目，于2017年在阜蒙县平安地镇八家子村进行了中耕深松试验示范。

2.2　试验设计

试验选择基础条件一致的相连地块作为试验区，每个小区作业面积3 000 m2（150 m×20行）。设计中耕深松30 cm、中耕深松25 cm和不中耕深松3个处理，作业时间为6月25—26日，玉米植株高40 cm左右。试验选用沈阳农业大学研制的1HS-230型中耕深松机，除中耕深松外其他技术措施相对一致。

2.3　试验方法

2.3.1中耕深松对土壤蓄水保墒能力的影响为了研究中耕深松后土壤对自然降雨的蓄水效果和持续能力，分别测定中耕深松降雨后24～120 h和中耕深松后非降雨1周内不同土层土壤含水率。

1）中耕深松（降雨后）土壤含水率的测定。中耕深松后等待自然降雨，再经120 h的非降雨时段后采用烘干法测定土壤含水率。每次降雨后24 h，60 h，120 h 分别测量 0～10 cm，11～20 cm，21～30 cm，31～40 cm土层的土壤含水率，各取3组土样，6次测量取平均值。于6月28日（中耕深松后2 d）对土壤进行测定，降雨量为 13.2 mm。

2）中耕深松（非降雨）土壤含水率的测定。在中耕深松（非降雨）时段，每24 h采用烘干法测定10～20 cm，21～30 cm，31～40 cm 土层的土壤含水率，各取3组土样，6次测量取平均值。逢降雨日则在地表明显干燥时再进行测定。

2.3.2中耕深松对玉米生长及产量的影响

1）玉米生长发育指标的测定。于2017年9月15日，分别在3个处理的试验小区随意选择1 m2大小的地块，任意抽取7株作物，测定能够反映玉米生长发育情况的株高、茎粗、穗长、穗粗等指标，取平均值。

2）玉米产量的测定。于2017年9月30日，分别在3个处理的试验小区随意抽取1株已成熟的玉米，测定百粒质量、秃尖长和单穗质量等生长指标，估测产量。

3　结果与分析

3.1　中耕深松对土壤蓄水保墒能力的影响

土壤水分是影响玉米生长发育和产量的重要因素之一，土壤湿度过低、形成土壤干旱，会降低作物的产量和品质。

3.1.1中耕深松（降雨后）土壤含水率测定结果中耕深松（降雨后）24～120 h内的土壤含水率变化情况如图1所示。

图1　中耕深松土壤含水率变化（降雨后）Figure 1　Moisture content variation in intertillage and subsoiling soil（after rainfall）

由图1可以看出：降雨后24 h，雨水大都滞留在0～10 cm土层中，土壤含水率随土层深度增加而缓慢递减；中耕深松处理的土壤含水率略高于未处理（对照田）的土壤。降雨后60 h，0～10 cm土层中的水分减少，深土层水分缓慢增加，土壤含水率随土层深度增加而提升；中耕深松处理的土壤含水率与未处理（对照田）的土壤相比差异逐渐明显。降雨后120 h，各土层的水分散失缓慢，土壤中水分趋于平衡，土壤蓄水能力持续稳定；中耕深松处理的土壤蓄水能力明显高于未处理（对照田）的土壤。

3.1.2中耕深松（非降雨）土壤含水率测定结果中耕深松（非降雨）后1周内土壤含水率变化情况如图2所示。

图2　中耕深松土壤含水率变化（非降雨）Figure 2　Moisture content variation in intertillage and subsoiling soil（no rainfall）

由图2可以看出：中耕深松处理的土壤含水率均不同程度高于未处理（对照田）的土壤，且土壤的蓄水能力随中耕深度增加而提高；土壤的蓄水能力随时间推移而缓慢下降。在10～20 cm土层中，中耕深松处理的土壤含水率比未处理（对照田）的土壤下降略快，随着时间的增加，这种变化愈加明显，这是由于中耕深松后上层土壤空隙增大、水分入渗增加，所以土壤含水率降低。在21～30 cm土层中，中耕深松处理的土壤含水率比未处理（对照田）的土壤有所增加，且随着时间的增加，差异逐渐明显，这是由于中耕深松后上层土壤水分入渗增加，使得土层中部土壤水分增多；在31～40 cm土层中，中耕深松处理的土壤含水率比未处理（对照田）的土壤增加更加显著，未处理（对照田）的土壤含水率基本保持不变，而中耕深松后的土壤含水率明显增加，且水分趋于平衡。

3.2　中耕深松对玉米生长及产量的影响

3.2.1玉米生长发育指标测定结果玉米生长发育情况测定结果见表1。

表1　玉米生长特征指标对比Table 1　Comparison of maize grow th characteristics

由表1可知：中耕深松处理与未处理（对照田）相比，中耕深松后玉米株高从2.75 m增加到3.04 m，增加了 10.50%；茎粗从 1.83 cm 增加到 2.17 cm，增加了 18.60%；穗长从 17.50 cm 增加到 19.62 cm，增加了 12.10%；穗粗从 5.33 cm 增加到 5.57 cm，增加了4.50%。

3.2.2玉米产量测定结果玉米产量指标对比情况见表2。

表2　玉米产量指标对比Table 2　Com parison of maize yield index

由表2可知：中耕深松处理与未处理（对照田）相比，中耕深松后玉米的百粒质量从27.18 g增加到33.08 g， 增加了 21.70%； 秃尖长从 14.50 cm 减少到10.52 cm，减少了 3.98%；单穗质量从 198.00 g 增加到240.30 g，增加 21.36%；玉米产量从 628.80 kg/667 m2增加到 756.30 kg/667 m2，平均增幅 20.30%。

4　结论

对中耕深松后非降雨期1周的土壤含水率变化和中耕深松后降雨后120 h的土壤含水率进行测定与分析，结果表明：1）中耕深松能够改变土壤的物理性状，有效促进水分向土壤深层渗入，减少水分蒸发，提高土壤蓄雨纳肥能力和自然降雨利用率。中耕深松处理与未处理（对照田）相比，土壤含水率显著增加，蓄水能力增强。2）中耕深松能够促进玉米植株生长发育。中耕深松处理玉米株高、茎粗、穗长、穗粗分别较未深松（对照田） 平均增加 10.50%，18.60%，12.10%，4.50%。3） 中耕深松能够促进玉米产量提高。中耕深松处理与未深松（对照田）相比，玉米百粒质量增加 21.70%，秃尖长减少 3.98%，单穗质量增加21.36%，平均增产 20.30%。

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