机械化深耕深松技术在水稻上的应用效果初探

沈文忠 张绪美 李梅 夏雨微

（太仓市农业技术推广中心，太仓 215400）

耕地是人类生存和发展的基础[1]，由于连续多年的土壤表层旋耕作业，导致目前土壤耕层存在“浅、实、少”的问题，即土壤耕层变浅，土壤结构紧实、严重板结，有效耕层土壤量显著减少。目前，我国很多地方的土壤耕层较浅，仅有15～20 cm，若进行浅耕，容易造成犁底层位置上移并加厚，使其成为坚硬深厚的阻隔层，这样不仅会影响土壤水分、养分和空气的有效运转，阻碍农作物根系下扎，还会导致土壤生物多样性减少，土壤养分转化等生物功能退化。研究表明，合理的耕作方式能有效改良土壤物理性状，改善农作物生长条件，更好地满足农作物生长需求。例如，梁金凤等[2]研究发现，深松（耕）能疏松土壤，促进玉米根系向深处生长，有利于根系吸收水分和养分，从而为玉米高产奠定物质基础。因此，深松（耕）土壤能打破犁底层，增加土壤含水量，降低土壤容重和土壤紧实度，促进根系下扎，增加根系深层分布，有利于农作物对水肥的吸收利用，提高农作物产量，增加经济效益[3]。机械化深耕深松技术是将深松和深耕的优点充分结合，利用农业生产机械，实现不乱土层、上翻下松的作业方式。在此背景下，为促进机械化深耕深松技术的推广应用，笔者在江苏省太仓市城厢镇的水稻种植基地内，进行了该技术的应用效果研究试验。现将相关试验结果报道如下。

1 材料与方法

1.1 试验设计

试验于2020年在太仓市城厢镇新农村水稻种植基地进行。试验田前茬作物为小麦，土壤pH为6.93，土壤有机质含量为4.4%、全氮含量为0.27%、全磷含量为0.12%、全钾含量为2.04%、碱解氮含量为245.8 mg/kg、有效磷含量为56.0 mg/kg、速效钾含量为175.0 mg/kg。供试水稻品种为‘南粳46’，播种方式为直播，于2020年6月21日播种，每667 m2用种量为4 kg，播种后进行湿润发苗、浅水分蘖；生育后期进行间隙灌溉，保持大田干湿交替；基肥施用配方肥（N∶P2O5∶K2O = 20%∶8%∶14%，质量分数）525 kg/hm2，追肥分3 次施用（分蘖肥、促花肥和穗肥），每次施用尿素（含氮量为46%）150 kg/hm2；10 月21 日收获。

试验依据耕作措施不同，设常规耕作和深耕深松两个处理，每处理重复3 次，每小区面积为200 m2，小区间田埂覆膜进行隔离。两处理均采用机械化作业，其中，深耕深松使用土壤旋松一体整地机，耕作深度为35 cm；常规耕作使用常规机械，耕作深度为20 cm。两处理其他田间管理均保持一致。

1.2 测定项目及方法

试验期间，记录两处理水稻各生育期的具体日期，并对在田苗数进行调查。在水稻成熟期，两处理取样调查株高、穗长、有效穗数、每穗实粒数等指标；同时，每小区选择长势均匀、3 个面积均为1 m2的调查点，收割、脱谷、晒干、风选后测定实际产量。

每个调查点沿水稻植株根茎结合处，取地上部分作为1个混合样品，按照相关标准检测植株（茎秆、谷粒）的水分含量和氮素含量。其中，植株地上部总氮量是水稻茎叶、籽粒含氮量与其相应部位干物质质量的乘积之和。计算公式为：氮肥利用率=（施氮区地上部含氮量—空白区地上部含氮量)÷施氮量×100%。

试验数据采用EXCEL 2003 和SPSS 11.0 进行处理分析。

2 结果与分析

2.1 不同处理对水稻生育期的影响

本试验对水稻生长的整个生育期进行了统计分析，主要分为出苗期、够苗期、高峰苗期、破口始期、抽穗始期、灌浆期、成熟期。由表1可知，不同耕作措施对水稻生育期无明显影响，说明耕翻深度对水稻生育期的影响不大。

表1 不同处理的水稻生育期比较

2.2 不同处理对水稻苗情的影响

由表2可知，两处理的水稻高峰苗数出现日期相同，均为7 月24 日。在水稻生长中期（7 月10 日—8 月1 日），常规耕作处理的在田苗数较多；在水稻生长前期（6 月28 日—7 月4 日）和水稻生长后期（8 月11 日—8 月30 日），深松深耕处理的在田苗数较多。分析其原因，深耕深松处理有利于水稻植株在生长前期分蘖，且随着水稻植株的生长，深耕深松处理可维持一定的在田苗数。

表2 不同处理的水稻苗情分析（单位：万苗）

2.3 不同处理对水稻生长及其产量的影响

由表3可知，不同耕作措施对水稻穗长的影响不明显，但对株高的影响略大，常规耕作处理的株高较高；在穗粒结构方面，深耕深松处理的每穗瘪粒数较多，每穗实粒数较少；在产量结构方面，与常规耕作处理相比，深耕深松处理的每667 m2有效穗数增加0.6万穗、千粒质量增加0.3 g；在实际产量方面，深耕深松处理的每667 m2实际产量为593.17 kg，常规耕作的每667 m2实际产量为569.70 kg，表明深耕深松处理可有效提高水稻产量。

表3 不同处理的水稻生长情况及其产量分析

2.4 不同处理对氮肥利用率的影响

由表4可知，两处理的氮肥利用率均相对较高，均超过了40%，其中，常规耕作处理的氮肥利用率为43.38%，深耕深松处理的氮肥利用率为47.13%，深耕深松处理的氮肥利用率略高，说明深耕深松处理有利于提高水稻对氮肥的吸收利用。

表4 不同处理的氮肥利用率比较

3 结论与讨论

本试验结果表明，与常规耕作相比，深耕深松技术对水稻生育期的影响不大，且有利于促进水稻分蘖，增加有效穗数和千粒质量，促进水稻植株生长，进而增加水稻产量，提高氮肥利用率；与常规耕作处理相比，深耕深松处理的水稻每667 m2实际产量增加23.47 kg。

旋耕整地方式不仅耗费大量的人力和时间，在翻耕深度方面也难以满足农作物生长的需求，从而制约了粮食增产和农户增收。而机械化深耕深松技术通过深松与深耕充分结合，可在不乱土层的前提下，利用农业生产机械实现上翻下松的作业目标。目前，深耕主要采用铧式犁，其可对耕翻深度进行有效控制；深松主要采用方式为双翼式和单翼式，这两种方式在作业中均能保证犁侧板平衡，进而确保深松作业的质量[4]。经综合分析，机械化深耕深松技术的主要优点在于：（1）能改善土壤结构，提高土壤含水量，有利于土壤通气、透水，提高土壤蓄水保水能力。（2）可增加深层土壤微生物数量，提高深层土壤微生物多样性，改善深层土壤微生态环境[5]。（3）可打破犁底层，促进农作物根系向深处生长，有利于根系吸收水分、养分，从而能为农作物的高产奠定良好的土壤理化基础。