深松对黑土区土壤物理性质和玉米产量的影响

摘 要：农作物稳产高产有赖于良好的土壤结构与肥力状况，合理的土壤耕作模式，能够避免出现单一耕作而产生的弊病，土壤容重等指标是土壤的重要物理性质，是作为衡量土壤紧实程度的指标。通过本试验能够证明采用深松技术对于土壤物理性质的改善具有重要意义，同时分析了玉米产量的提高与深松技术的关系。结果表明通过结合与轮换土壤深松、翻耕等技术，可为作物生长发育创造良好的土壤环境条件，有效增加玉米产量;同时，也能保持土壤肥力质量水平、保障粮食安全的重要技术。

关键词：深松; 土壤容重; 玉米产量

中图分类号：S514 文献标识码：A

doi：10.14031/j.cnki.njwx.2020.11.003

作者简介：马星竹（1980-）， 女，博士， 研究员， 研究方向：为土壤生物活性与土壤植物营养。

0 引言

黑土是我国重要的农田土壤之一，在保障我国粮食安全方面具有重要的意义。土壤团聚体直接影响水、气、热的交换和根系生长，它们又间接被土壤中植物、微生物和动物的相互作用而影响[1];人类活动对开垦后土壤的团粒结构、孔隙度、水、气和热传导等都产生了负面影响，例如土壤团聚结构不合理、土壤孔隙恶化、水、气和热传导被限制等[2];这些问题的产生使得土壤肥力水平下降，严重影响了作物的生长，进而影响粮食产量。为解决这些问题，通常运用合理的机械进行耕作。目前，随着机械的发展，机械作用的深度能够从几厘米到数米，但是适宜的土壤耕层深度，不同作物各不相同，主要是根据根系生长的发育分布空间和土层储水能力以及土壤类型而定，因为作物的生存环境、养分以及水分的供给是作物生长的重要因素，而土壤耕作层的结构和厚度恰恰决定这些因素[3]。机械耕作的主要目的就是增加土壤孔隙，调节土壤中的固体、液体和气体的比例，构建耕层合理的土壤性质，协调水、肥、气和热之间的关系，促进作物的生长[4]。

本試验通过对比深松与常规耕作方式，试图揭示深松技术对于土壤物理性质的影响，阐明玉米产量的提高与深松技术的关系，为保持土壤肥力质量水平、保障粮食安全提供重要技术支撑和理论依据。

1 试验设计

1.1 试验区概况

田间试验位于黑龙江省青冈县柞岗乡（E 126°6′， N 46°41′）。试验采用大区对比方式，秸秆还田基础上共设置2个处理，每个处理面积650 m2（长×宽：100 m×6.5 m）。试验前土壤速效养分含量分别为：碱解氮177 mg·kg-1，速效磷为90 mg·kg-1，速效钾为201 mg·kg-1。试验处理包括：（1）农民习惯。春季旋耕灭茬起垄，垄上施肥播种镇压;（2）深松。2018年度秋季深松起垄，深松深度约35 cm，春季垄上施肥播种镇压。

1.2 试验材料

供试玉米品种为德美亚2号，肥料种类为缓释肥料（24-12-12）。

1.3 试验管理

试验田于2019年5月4日播种，肥料用量为50 kg·667m-2，作为基肥一次性施入;10月10收获，其他田间管理措施均与当地生产常规方式一致。

1.4 取样及样品处理

收获期每小区取中间2行，收获面积6.5 m2，将所有玉米穗晒干后脱粒计产，根据取样测产和实收测产相结合测定旱地玉米产量;同时，对各处理0～20 cm、20～40 cm土层土壤，采用环刀法多点取原状土，进行土壤容重的测定。

1.5 数据分析

试验数据采用Microsoft Excel 进行处理和作图。

2 结果与分析

由图1可得，0～40 cm土层中，土壤容重随着土层的加深而逐渐增加，20～40 cm土层土壤容重高于0～20 cm土层;农民常规耕作处理土壤容重为1.2～1.5 g·cm-3，深松处理为1.0～1.4 g·cm-3;与农民习惯处理相比，深松处理能够降低土壤容重，0～20 cm土层容重降低0.16 g·cm-3，20～40 cm土层容重降低0.12 g·cm-3，0～40 cm土层土壤容重平均降低了10.9%。土壤容重的降低表明土壤物理性质的改善，通气透水性能的提高;深松处理运用机械作业，能够有效地打破犁底层，增加土壤的通气和蓄渗性能，影响土壤的持水和导水能力，主要的作用是疏松根系分布层的土壤，增强蓄水能力，提高水分利用率，直接影响根系下扎和吸收深层土壤水分的能力[5]。邹文秀等通过研究表明，深松与秸秆还田对于土壤水分和作物产量具有一定的影响，在典型黑土区为了提高粮食产量，提高大气降水的利用效率，推荐的耕作深度是0～35 cm 配以全层秸秆深混还田[6];但是当耕作深度<20 cm 时，由于犁底层等障碍性层次的存在，减小了耕作层的深度，使得作物根系生长发育的空间受到了限制[7]。范继征等研究表明，深松处理可有效改善耕层下部土层（26～45 cm）的环境，主要是通过打破犁底层，土壤容重降低，土壤孔隙度增加，进而有效的增加了土壤含水量，促进玉米生长发育，尤其是根系的生长，为玉米产量的提高奠定了基础[8]。

表1为不同耕作措施处理下的玉米产量，结果表明，农民习惯处理的玉米产量为8973 kg·hm-2，深松处理为9594 kg·hm-2;与农民常规相比，深松处理玉米产量增加621 kg·hm-2，增产10.1%。周静等对山西玉米田土壤进行研究，结果表明，深耕配合有机肥处理对于提高旱地玉米产量具有重要作用，效果显著高于传统耕作，其中以深耕30～35 cm为最佳[9]，与本研究结果一致;其他研究结果也表明深耕处理配合其他措施有助于作物的增产，且效果显著，主要是因为深耕能够增加土壤的耕层厚度，为作物根系的活动提供有效的空间和容积，根系营养范围直接扩大，进而可提高玉米产量[10-11]。深耕与秸秆还田相结合影响作物产量的主要因素之一是秸秆进入土壤的耕作层厚度，当耕作深度<20 cm，作物的产量降低，主要原因是秸秆浅层还田会影响出苗率，同时影响水分与养分的吸收;当耕作深度>35 cm 时，秸秆与土壤的比例降低了，作物的出苗率增加了，同时秸秆还田增加了土壤养分含量，进而增加了作物产量[6]。

3 结论

深松有助于降低土壤容重，增加玉米产量，因此，在玉米种植区，合理运用农田机械开展深松整地技术的应用，可以改善土壤物理性质，实现土壤通气透水;同时，对于提高玉米产量具有重要的作用，在相关地区，根据实际情况可以推广应用。

参考文献：

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