深松鎮(zhèn)壓對冬小麥根系生長及產(chǎn)量的影響

李其成等

摘要：為探討深松對小麥根系的影響，通過黃淮海地區(qū)深松試驗(yàn)的長期定位，以濟(jì)麥22為材料，采用旋耕、旋耕鎮(zhèn)壓、2013年深松旋耕鎮(zhèn)壓、2012年深松旋耕鎮(zhèn)壓、2011年深松旋耕鎮(zhèn)壓、2010年深松旋耕鎮(zhèn)壓6種處理，研究了耕作方式對冬小麥根系生長和產(chǎn)量的影響。結(jié)果表明，2～3年深松一次為最佳的耕作方式，深松比未深松的耕作方式增產(chǎn)12.5%。鎮(zhèn)壓可提高小麥出苗率，促進(jìn)小麥成穗；深松可增加小麥總根長，促進(jìn)根系下扎；深松可增加根系表面積和根系體積，促進(jìn)根系對水肥的充分吸收；深松可增加次生根數(shù)，增強(qiáng)小麥的抗倒能力；深松可增加根冠比，提高小麥地上部的生物量。

關(guān)鍵詞：冬小麥；深松鎮(zhèn)壓；根系生長；產(chǎn)量

中圖分類號：S512.1；S318 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：0439-8114（2015）17-4122-03

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2015.17.003

小麥?zhǔn)鞘澜缰饕募Z食作物之一，全世界約有1/3的人口以小麥為主糧。中國小麥播種面積0.24億hm2左右，黃淮海地區(qū)的小麥產(chǎn)量約占全國的50%，是中國最適宜的小麥生長地區(qū)[1，2]。但是黃淮海地區(qū)常年旋耕給土壤帶來不利影響，阻礙作物增產(chǎn)和農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展。常年旋耕在耕層以下形成堅(jiān)實(shí)的犁底層，影響夏季降水滲入土壤深層，影響小麥生產(chǎn)潛力的發(fā)揮。旋耕后不鎮(zhèn)壓造成出苗不齊，甚至產(chǎn)生大量死苗。選用適宜的耕作方式和方法，對土壤和作物生長發(fā)育均具有積極作用[3，4]。

為了有效解決以上問題，本研究采用5種耕作方式，探討了小麥根系和產(chǎn)量的變化，對大幅度提高小麥單產(chǎn)，促進(jìn)黃淮海地區(qū)小麥高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)具有非常重要意義。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)設(shè)計

試驗(yàn)設(shè)在山東省聊城市茌平縣農(nóng)業(yè)科技深松長期定位試驗(yàn)田，年均降雨量603.2 mm，全年無霜期193 d，年日照時間為2 740.7 h，試驗(yàn)地為潮土，土壤有機(jī)質(zhì)11.60 g/kg，堿解氮73.2 mg/kg，速效鉀132.99 mg/kg，pH 7.4，試驗(yàn)田種植制度為冬小麥-夏玉米，一年兩熟制。從2010年開始每個大區(qū)逐年進(jìn)行深松，其他管理?xiàng)l件完全一致。試驗(yàn)設(shè)旋耕（x）、旋耕鎮(zhèn)壓（xz）、2013年深松旋耕鎮(zhèn)壓（sxz1）、2012年深松旋耕鎮(zhèn)壓（sxz2）、2011年深松旋耕鎮(zhèn)壓（sxz3）、2010年深松旋耕鎮(zhèn)壓（sxz4）共6種處理，大區(qū)設(shè)計，不設(shè)重復(fù)，每大區(qū)面積1 000 m2。小麥品種為濟(jì)麥22，播種時間為2013年10月9日，其他管理同大田。

1.2 測定項(xiàng)目及方法

于越冬、拔節(jié)、開花和成熟期進(jìn)行群體動態(tài)調(diào)查和根系取樣，分蘗初期在各小區(qū)定2點(diǎn)，按1 m雙行的面積計算基本苗數(shù)，取各點(diǎn)平均數(shù)為該地塊基本苗數(shù)。越冬期、起身期、拔節(jié)期和開花期，在定點(diǎn)處計數(shù)總莖數(shù)，成熟期計數(shù)穗數(shù)。成熟期在定點(diǎn)處選取代表性穗20個，手工脫粒測定穗粒數(shù)。根系采用沖洗法取樣，沖洗前充分浸泡，然后用小水慢慢沖洗，水流大小以不折損細(xì)根為原則，每處理取10株，測定單株次生根數(shù)。根長、根體積、根表面積、根直徑采用WinRHIZO根系分析系統(tǒng)。小麥成熟后，以小區(qū)為單位，單打單收，計算單位面積產(chǎn)量。

1.3 統(tǒng)計分析

采用Excel 2007和SPSS 16.0軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同耕作方式對小麥群體生長的影響

從圖1可以看出，每公頃莖數(shù)起身期達(dá)到最大值，之后逐漸降低。各處理之間在成熟期的公頃穗數(shù)為sxz2>sxz1>sxz3>sxz4>xz>x。沒有鎮(zhèn)壓播種處理從開始的基本苗數(shù)到莖數(shù)以及穗數(shù)都要低于其他處理，說明鎮(zhèn)壓使出苗率增加，增加了基本苗數(shù)，從而增加了后期的穗數(shù)。深松處理在前期并沒有表現(xiàn)出優(yōu)勢，而在起身期后，公頃莖數(shù)和公頃穗數(shù)明顯高于未深松處理。

2.2 不同耕作方式對小麥產(chǎn)量構(gòu)成的影響

由表1可以看出，深松處理通過增加穗數(shù)和千粒重從而增加了產(chǎn)量，當(dāng)季、上一季和上兩季深松實(shí)際產(chǎn)量比旋耕處理分別增加了20.0%、17.4%、16.4%。旋耕鎮(zhèn)壓處理比未鎮(zhèn)壓處理的穗數(shù)增加5.7%，實(shí)際產(chǎn)量增加7.6%，深松處理中，當(dāng)季深松產(chǎn)量最高，sxz1>sxz2>sxz3>sxz4。2010年深松比2013年深松減產(chǎn)8.4%，因此可以看出2～3年深松為最佳處理。

2.3 不同耕作方式對小麥次生根的影響

由圖2可知，單株次生根數(shù)隨生育期呈現(xiàn)先增加后降低的趨勢，在抽穗期達(dá)到最大值，之后逐漸減少，在越冬期和拔節(jié)期各處理的單株次生根數(shù)相差不大，深松處理在抽穗期及后期表現(xiàn)出單株次生根數(shù)的增加要高于其他處理。

2.4 不同耕作方式對小麥根系生長的影響

由表2可以看出，各處理的根冠比隨生育期逐漸降低，在拔節(jié)和抽穗期深松高于其他處理。其他時期并沒有區(qū)別，根的平均直徑各處理差異不大，單株的總根長、根表面積、根體積深松處理明顯高于其他處理。說明深松增加了總根長、根表面積、根體積，促進(jìn)了根對水肥的充分吸收。

3 討論

小麥為須根系作物，根系下扎深，因此小麥根系具有利用深層土壤水分和養(yǎng)分的能力[5]，連續(xù)旋耕阻止小麥根系下扎，不利于蓄水保墑和根系對深層土壤水分的吸收利用。旋耕后不鎮(zhèn)壓土壤懸松，不僅導(dǎo)致播種過深影響出苗，抑制分蘗和次生根生長，而且造成耕層土壤水分散失，不利于節(jié)水，還導(dǎo)致種子懸空，冬季寒、旱交加會造成死苗。和本試驗(yàn)研究結(jié)果一致，鎮(zhèn)壓使出苗率增加，增加了基本苗數(shù)，從而增加了后期的穗數(shù)。深松處理在拔節(jié)和抽穗期總根長、根表面積、根體積明顯高于其他處理。2011年深松處理和2010年深松處理相差不大，略高于旋耕和旋耕鎮(zhèn)壓處理，但低于2012年和2013年深松處理，表明2～3年深松一次有利于增加根系生長。

王同朝等[6]研究認(rèn)為，表土干旱和緊實(shí)直接影響小麥次生根的形成。本試驗(yàn)中表現(xiàn)為相似的趨勢。深松1～2年的處理在抽穗期和開花期的次生根數(shù)明顯高于其他處理。

作物根系生長和根系吸水密切相關(guān)，根系吸收水分促進(jìn)了根系生長，反過來根系生長增加了根系吸收的土層深度并縮短了水分到達(dá)根表的距離[7]。本試驗(yàn)結(jié)果表明深松處理的根長、表面積和根體積要高于未深松處理。深松促進(jìn)根系下扎；促進(jìn)根系對水肥的充分吸收；促進(jìn)了小麥地上部的生物量；從而增加了小麥千粒重和穗粒數(shù)，提高了產(chǎn)量。

參考文獻(xiàn)：

[1] 王紅光，于振文，張永麗，等.耕作方式對旱地小麥耗水特性和干物質(zhì)積累的影響[J].作物學(xué)報，2012，38（4）：675-682.

[2] 王繪艷，史雨剛，馬昊翔，等.30份春小麥品系主要農(nóng)藝性狀的聚類分析[J].中國農(nóng)學(xué)通報，2014，30（18）：60-64.

[3] SISTI C P J，SANTOS S P.Change in carbon and nitrogen stock in soil under 13 years of conventional or zero tillage in southern Brazil[J].Soil ﹠ Tillage Reserrch，2004，76（1）：39-58.

[4] 羅珠珠，黃高寶，辛 平，等.隴中旱地不同保護(hù)性耕作方式表層土壤結(jié)構(gòu)和有機(jī)碳含量比較分析[J].干旱地區(qū)農(nóng)業(yè)研究，2008，26（4）：53-58.

[5] 薛麗華，張英華，段俊杰，等.調(diào)虧灌溉下冬小麥根系分布與耗水的關(guān)系[J].麥類作物學(xué)報，2010，30（4）：693-697.

[6] 王同朝，衛(wèi) 麗，吳克寧，等.小麥根系對水分虧缺的生物學(xué)響應(yīng)[J].核農(nóng)學(xué)報，2003，17（1）：56-61.

[7] 劉 浩，段愛旺，孫景生，等.間作模式下冬小麥與春玉米根系的時空分布規(guī)律[J].應(yīng)用生態(tài)學(xué)報，2007，18（6）：1242-1246.