粉壟耕作對玉米根系活力的影響

陶星安　陳彥云　李夢露　夏皖豫

粉壟耕作對玉米根系活力的影響

陶星安1,2陳彥云1,2李夢露1,2夏皖豫1,2

（1.寧夏大學西北土地退化與生態恢復國家重點試驗室培育基地寧夏銀川750021；2.寧夏大學西北退化生態系統恢復與重建教育部重點試驗室寧夏銀川750021）

文章以粉壟耕作處理的玉米根系為研究對象，以傳統耕作處理為對照，通過對玉米根系的形態特征和根系活力指標的檢測與分析，從作物根系生長方面揭示了粉壟耕作對玉米根系生長發育的影響。研究結果表明：相比傳統耕作，粉壟耕作技術在玉米根系活力方面影響顯著，根系活力還原強度顯著增長，增長幅度為3.2%～26.5%；根系活力還原量顯著增長，增長幅度為7.2%～30.8%；根系陽離子交換量顯著增長，增長幅度為5.6%～42.6%。

粉壟耕作；玉米；根系活力；根系形態特征

不同的耕作方式對耕地土壤的質量變化及農業的可持續利用有不同程度的影響，農業的健康與可持續發展取決于等地土壤的質量高低[1]。利用合理的耕作方式，通過改善耕地土壤的特性，不僅能提高土壤田間水分利用率，還能使農田生態系統的良性循環得到有效促進[2]。

當前，我國范圍內主要使用的耕作方式為以翻耕與深松為主的傳統耕作，以淺耕與旋耕為主的少耕，以留茬和留茬覆蓋為主的免耕[1]。

已有研究表明[3]，粉壟耕作技術可改善作物根系生長發育土壤環境，促進作物地下部生長發育。本研究通過研究不同的耕作方式下，玉米作物的地下部的形態特征與根系活力，以期探究出粉壟耕作對作物根系生長發育的影響，進而揭示粉壟耕作技術促進作物根系生長發育、植株生物量增加及增產的機制。

1 材料和方法

1.1 研究區概況

試驗地位于石嘴山市平羅縣頭閘鎮永惠村（北緯105°57′～106°58′，東經38°36′～39°51′)，海拔約1 250 m，年平均氣溫2.8～16.0℃，蒸發強烈，無霜期短，溫差較大，年平均降水量173.2 mm，試驗作物為玉米。

表1試驗地基礎屬性表

耕地屬性土壤類型pH有機質全氮全磷速效鉀 鹽堿地灌淤土9.37.61 g/kg0.05 g/kg1.12 g/kg125.67 mg/kg

1.2 試驗設計

于2020年4月—2020年10月開展研究。試驗采用隨機區組試驗，共設置３種不同耕作方式的處理，依次為傳統耕作（淺耕層翻耕，播種前聯合整地）、粉壟耕作40 cm（利用粉壟機械進行地下40 cm深度耕作，播種前聯合整地)、粉壟耕作50 cm（利用粉壟機械進行地下50 cm深度耕作，播種前聯合整地），處理重復3 次，共9 個小區，試驗小區面積為68 m2（2 m×34 m）。

處理代碼解釋：CK（傳統耕作）；FL40（粉壟耕作40 cm）；FL50（粉壟耕作50 cm）。

1.3 測定項目

表2測定項目及方法表

測定項目測定方法 根系活力TTC法 陽離子交換量淋洗法

1.4 數據處理

試驗數據采用Microsoft Excel 2016 以及SPSS 20.0進行數據的整理與統計分析工作。

2 結果與分析表

2.1 對根系活力的影響

2.1.1 根系活力

由表2可知，不同耕作方式對喇叭口、抽穗及成熟期的根系活力均有不同影響。四個生育期內根系活力呈“低—高—低—低”的變化趨勢，根系TTC還原強度和還原量均表現為FL40＞FL50＞T。

2.1.2 根系陰陽離子交換量

由表3可知，不同耕作方式對喇叭口、抽穗及成熟期的根系活力均有不同影響。四個生育期內根系陽離子交換量的變化為“低—高—高—低”，四個生育期內根系陽離子交換量表現為FL40＞FL50＞T。

表3不同耕作方式對玉米根系活力的影響

時期處理還原量Root TTC/mg·h-1還原強度Root activity/mg·g-1·h-1 喇叭口期CK2.633 ±0.022 b8.742 ±0.099 b FL403.124 ±0.046 a10.101 ±0.424 a FL502.822 ±0.038 a9.096 ±0.428 ab 抽穗CK3.696 ±0.201 b12.325 ±0.673 b FL404.835 ±0.089 a15.591 ±0.226 a FL503.673 ±0.231 ab12.249 ±0.774 ab 成熟CK1.815 ±0.022 b5.821 ±0.260 b FL402.073 ±0.031 a6.696 ±0.148 a FL501.995 ±0.028 a6.3223 ±0.248 ab

表4不同耕作方式對玉米根系陽離子交換量的影響

時期處理陽離子還原量/cmol·g-1 喇叭口期CK21.983 ±1.409 b FL4031.342 ±0.519 a FL5025.181 ±2.558 ab 抽穗CK41.294 ±1.986 b FL4050.814 ±2.765 a FL5043.611 ±1.846 ab 成熟CK27.068 ±1.477 a FL4034.701 ±2.721 a FL5029.832 ±3.038 a

3 討論與結論

深層土壤環境穩定，使得根系活力受密度影響小，并令根系活力增強，進而使得玉米地上部分的物質傳輸能力增強，對于植株地上部分各種生理活動的正常進行起到了促進作用，這些對玉米能否高產意義重大[5]。已有研究[6]表明，深層根系對玉米地上部營養生長和產量構成具有重要作用，而且越到后期深層根系這種作用越大。齊華等[7]研究表明，不同的耕作方式對土壤物理結構的影響具有差異，通過合理的耕作方式可土壤結構，利于生育期內根系的生長發育。

3.1 根系活力與陽離子交換量

本研究中，粉壟耕作下的FL40與FL50的根系活力相比傳統耕作的CK的在喇叭口、抽穗和成熟期均有不同程度的提高，其中FL40在四個時期內均與CK有顯著差異,粉壟耕作的FL40與FL50在喇叭口到抽穗期的根系活力增幅高于傳統耕作下的CK。粉壟耕作下的FL40及FL50的根系陽離子交換量在四個生育期內均高于傳統耕作的CK，且在喇叭口期FL40與CK表現出極顯著差異。綜合說明粉壟耕作有助于提升玉米根系活力和玉米根系陽離子交換能力。

3.2 結論

本研究中，粉壟耕作下的FL40與FL50顯著提高了根系活力、根系陽離子交換量、SOD活性及POD活性，顯著降低了根系MDA含量，促進根系養分、水分運輸能力，提高根系活力發展速率，提高根系抗逆能力的同時減緩了根系抗逆能力，降低了衰退速率。綜合表明，合理深度的粉壟耕作方式有利于促進根系向下發育，提高玉米根系吸收能力及根系的抗逆能力，提升玉米根系生長發育能力。

[1]李玉潔,王慧,趙建寧,等.耕作方式對農田土壤理化因子和生物學特性的影響[J].應用生態學報,2015,26(3):939-948.

[2]裴雪霞,黨建友,張定一,等.不同耕作方式對石灰性褐土磷脂脂肪酸及酶活性的影響[J].應用生態學報,2014,25(8):2275-2280.

[3]韋本輝,申章佑,周佳,等.粉壟改造利用鹽堿地效果初探[J].中國農業科技導報,2017,19(10):107-112.

[5]宋日,吳春勝,王成己,等.玉米深層根系對地上部營養生長和產量的影響[J].玉米科學,2002(3):63-66.

[6]劉江漢,何文壽.粉壟耕作對土壤性質及馬鈴薯產量的影響[J].東北農業科學,2020,45(2):20-25.

[7]齊華,劉明,張衛建,等.深松方式對土壤物理性狀及玉米根系分布的影響[J].華北農學報,2012,27(4):191-196.

陳彥云

陶星安（1994- ），男，漢族，寧夏銀川人，碩士，研究方向：農業生態學。

S343.4

A

2095-1205(2021)02-17-02

10.3969/j.issn.2095-1205.2021.02.08