深松對黑土區土壤物理性質和玉米產量的影響

摘?要：農作物穩產高產有賴于良好的土壤結構與肥力狀況，合理的土壤耕作模式，能夠避免出現單一耕作而產生的弊病，土壤容重等指標是土壤的重要物理性質，是作為衡量土壤緊實程度的指標。通過本試驗能夠證明采用深松技術對于土壤物理性質的改善具有重要意義，同時分析了玉米產量的提高與深松技術的關系。結果表明通過結合與輪換土壤深松、翻耕等技術，可為作物生長發育創造良好的土壤環境條件，有效增加玉米產量;同時，也能保持土壤肥力質量水平、保障糧食安全的重要技術。

關鍵詞：深松; 土壤容重; 玉米產量

中圖分類號：S514?文獻標識碼：A

doi：10.14031/j.cnki.njwx.2020.11.003

作者簡介：馬星竹（1980-）， 女，博士， 研究員， 研究方向：為土壤生物活性與土壤植物營養。

0?引言

黑土是我國重要的農田土壤之一，在保障我國糧食安全方面具有重要的意義。土壤團聚體直接影響水、氣、熱的交換和根系生長，它們又間接被土壤中植物、微生物和動物的相互作用而影響[1];人類活動對開墾后土壤的團粒結構、孔隙度、水、氣和熱傳導等都產生了負面影響，例如土壤團聚結構不合理、土壤孔隙惡化、水、氣和熱傳導被限制等[2];這些問題的產生使得土壤肥力水平下降，嚴重影響了作物的生長，進而影響糧食產量。為解決這些問題，通常運用合理的機械進行耕作。目前，隨著機械的發展，機械作用的深度能夠從幾厘米到數米，但是適宜的土壤耕層深度，不同作物各不相同，主要是根據根系生長的發育分布空間和土層儲水能力以及土壤類型而定，因為作物的生存環境、養分以及水分的供給是作物生長的重要因素，而土壤耕作層的結構和厚度恰恰決定這些因素[3]。機械耕作的主要目的就是增加土壤孔隙，調節土壤中的固體、液體和氣體的比例，構建耕層合理的土壤性質，協調水、肥、氣和熱之間的關系，促進作物的生長[4]。

本試驗通過對比深松與常規耕作方式，試圖揭示深松技術對于土壤物理性質的影響，闡明玉米產量的提高與深松技術的關系，為保持土壤肥力質量水平、保障糧食安全提供重要技術支撐和理論依據。

1?試驗設計

1.1?試驗區概況

田間試驗位于黑龍江省青岡縣柞崗鄉（E 126°6′， N 46°41′）。試驗采用大區對比方式，秸稈還田基礎上共設置2個處理，每個處理面積650 m2（長×寬：100 m×6.5 m）。試驗前土壤速效養分含量分別為：堿解氮177 mg·kg-1，速效磷為90 mg·kg-1，速效鉀為201 mg·kg-1。試驗處理包括：（1）農民習慣。春季旋耕滅茬起壟，壟上施肥播種鎮壓;（2）深松。2018年度秋季深松起壟，深松深度約35 cm，春季壟上施肥播種鎮壓。

1.2?試驗材料

供試玉米品種為德美亞2號，肥料種類為緩釋肥料（24-12-12）。

1.3?試驗管理

試驗田于2019年5月4日播種，肥料用量為50 kg·667m-2，作為基肥一次性施入;10月10收獲，其他田間管理措施均與當地生產常規方式一致。

1.4?取樣及樣品處理

收獲期每小區取中間2行，收獲面積6.5 m2，將所有玉米穗曬干后脫粒計產，根據取樣測產和實收測產相結合測定旱地玉米產量;同時，對各處理0～20 cm、20～40 cm土層土壤，采用環刀法多點取原狀土，進行土壤容重的測定。

1.5?數據分析

試驗數據采用Microsoft Excel 進行處理和作圖。

2?結果與分析

由圖1可得，0～40 cm土層中，土壤容重隨著土層的加深而逐漸增加，20～40 cm土層土壤容重高于0～20 cm土層;農民常規耕作處理土壤容重為1.2～1.5 g·cm-3，深松處理為1.0～1.4 g·cm-3;與農民習慣處理相比，深松處理能夠降低土壤容重，0～20 cm土層容重降低0.16 g·cm-3，20～40 cm土層容重降低0.12 g·cm-3，0～40 cm土層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質的改善，通氣透水性能的提高;深松處理運用機械作業，能夠有效地打破犁底層，增加土壤的通氣和蓄滲性能，影響土壤的持水和導水能力，主要的作用是疏松根系分布層的土壤，增強蓄水能力，提高水分利用率，直接影響根系下扎和吸收深層土壤水分的能力[5]。鄒文秀等通過研究表明，深松與秸稈還田對于土壤水分和作物產量具有一定的影響，在典型黑土區為了提高糧食產量，提高大氣降水的利用效率，推薦的耕作深度是0～35 cm 配以全層秸稈深混還田[6];但是當耕作深度<20 cm 時，由于犁底層等障礙性層次的存在，減小了耕作層的深度，使得作物根系生長發育的空間受到了限制[7]。范繼征等研究表明，深松處理可有效改善耕層下部土層（26～45 cm）的環境，主要是通過打破犁底層，土壤容重降低，土壤孔隙度增加，進而有效的增加了土壤含水量，促進玉米生長發育，尤其是根系的生長，為玉米產量的提高奠定了基礎[8]。

表1為不同耕作措施處理下的玉米產量，結果表明，農民習慣處理的玉米產量為8973 kg·hm-2，深松處理為9594 kg·hm-2;與農民常規相比，深松處理玉米產量增加621 kg·hm-2，增產10.1%。周靜等對山西玉米田土壤進行研究，結果表明，深耕配合有機肥處理對于提高旱地玉米產量具有重要作用，效果顯著高于傳統耕作，其中以深耕30～35 cm為最佳[9]，與本研究結果一致;其他研究結果也表明深耕處理配合其他措施有助于作物的增產，且效果顯著，主要是因為深耕能夠增加土壤的耕層厚度，為作物根系的活動提供有效的空間和容積，根系營養范圍直接擴大，進而可提高玉米產量[10-11]。深耕與秸稈還田相結合影響作物產量的主要因素之一是秸稈進入土壤的耕作層厚度，當耕作深度<20 cm，作物的產量降低，主要原因是秸稈淺層還田會影響出苗率，同時影響水分與養分的吸收;當耕作深度>35 cm 時，秸稈與土壤的比例降低了，作物的出苗率增加了，同時秸稈還田增加了土壤養分含量，進而增加了作物產量[6]。

3?結論

深松有助于降低土壤容重，增加玉米產量，因此，在玉米種植區，合理運用農田機械開展深松整地技術的應用，可以改善土壤物理性質，實現土壤通氣透水;同時，對于提高玉米產量具有重要的作用，在相關地區，根據實際情況可以推廣應用。

參考文獻：

[1] Lipiec J，Turski M，Hajnos M，et al. Pore structure，stability and water repellency of earthworm casts and natural aggregates in loess soil[J]. Geoderma，2015，243-244： 124-129.

[2] 王風，韓曉增，李海波，等. 不同黑土生態系統的土壤水分物理性質研究[J]水土保持學報，2006，20 （ 6） ： 67-70.

[3] 韓曉增，鄒文秀，陸欣春，等. 旱作土壤耕層及其肥力培育途徑[J]. 土壤與作物，2015，4 （4） ： 145-150.

[4] 孫利軍，張仁陟，黃高寶. 保護性耕作對黃土高原旱地地表土壤理化性狀的影響[J]. 干旱地區農業研究，2007，25 （6） ： 207-211.

[5] 宮亮，孫文濤，包紅靜，等. 不同耕作方式對土壤水分及玉米生長發育的影響[J]. 玉米科學，2011，19（3）： 118-120，125.

[6] 鄒文秀，陸欣春，韓曉增，等. 耕作深度及秸稈還田對農田黑土土壤供水能力及作物產量的影響[J]. 土壤與作物，2016，5 （3） ： 141-149.

[7] 趙蘭坡，王鴻斌，劉會青，等. 松遼平原玉米帶黑土肥力退化機理研究[J].?土壤學報，2006，43（1）：79-84.

[8] 范繼征，閆飛燕，石達金，等. 不同耕作方式對玉米田土壤物理性質及產量的影響[J]. 玉米科學2016，24（1）：96-101.

[9] 周靜，史向遠，李永平，等.不同耕作措施對旱地玉米生長環境及產量的影響[J].，干旱地區農業研究，2016， 34（1）：134-139.

[10] 衛曉軼，魏鋒，洪德峰，等. 不同耕作方式對夏玉米灌漿及產量性狀的影響[J]. 河南農業科學，2013，42（8） ： 21-23.

[11] 張小潔. 耕層調控和有機物料還田對小麥生長發育及麥田土壤性狀影響的研究[D]. 新鄉： 河南師范大學， 2013.