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        耕作方式對春玉米田間雜草·土壤容重和含水率的影響

        2019-09-19 08:01:55杜艷偉趙晉鋒王高鴻李顏方閻曉光趙根有
        安徽農(nóng)業(yè)科學(xué) 2019年16期
        關(guān)鍵詞:含水率玉米

        杜艷偉 趙晉鋒 王高鴻 李顏方 閻曉光 趙根有

        摘要?研究秋季深松、春季深松、傳統(tǒng)翻耕和免耕4種耕作方式對春玉米田土壤容重、土壤含水率、雜草發(fā)生情況、產(chǎn)量及水分利用效率的影響。結(jié)果顯示,深松處理能夠有效降低16~35?cm土層的土壤容重;秋季深松能在整個生育期提高20~60?cm土層的土壤含水率;春季深松能夠提高拔節(jié)期—成熟期20~60?cm土層的土壤含水率;不同處理田間雜草發(fā)生狀況從重到輕依次為免耕處理、秋季深松處理、春季深松處理、傳統(tǒng)翻耕處理;產(chǎn)量從高到低依次為秋季深松處理、傳統(tǒng)翻耕處理、春季深松處理、免耕處理;秋季深松處理能提高玉米水分利用效率。

        關(guān)鍵詞?玉米;耕作方式;田間雜草;土壤容重;含水率

        中圖分類號?S513文獻標(biāo)識碼?A

        文章編號?0517-6611(2019)16-0021-04

        Effects?of?Tillage?Method?on?Weeds,Soil?Bulk?Density?and?Water?Content?in?Maize?Fields

        DU?Yan?wei,ZHAO?Jin?feng,WANG?Gao?hong?et?al?(Millet?Research?Institute,Shanxi?Academy?of?Agricultural?Sciences,Changzhi,Shanxi?046001)

        Abstract?Four?tillage?methods?were?adopted,which?were?plowing?tillage,no?tillage,subsoiling?in?autumn?and?subsoiling?in?spring.Their?effects?on?soil?bulk?density,soil?moisture?content,weed?occurrence,yield?and?water?use?efficiency?were?researched.Results?showed?that?subsoiling?treatments?could?effectively?reduce?the?soil?bulk?density?in?16-35?cm?soil?layer.Subsoiling?in?autumn?could?enhance?the?soil?moisture?content?during?the?whole?growth?period?at?20-60?cm?soil?layer.Subsoiling?in?spring?could?enhance?the?soil?moisture?content?from?jointing?stage?to?mature?stage?at?20-60?cm?soil?layer.The?field?weed?occurrence?of?four?treatments?from?heavy?to?light?were?in?the?order?of?no?tillage,subsoiling?in?autumn,subsoiling?in?spring?and?plowing?tillage.Yields?of?four?treatments?from?high?to?low?were?in?the?order?of?subsoiling?in?autumn,plowing?tillage,subsoiling?in?spring,no?tillage.Subsoiling?in?autumn?could?enhance?the?water?use?efficiency?of?maize.

        Key?words?Maize;Tillage?method;Field?weed;Soil?bulk?density;Moisture?content

        玉米在我國糧食生產(chǎn)中占比越來越重,種植面積穩(wěn)中有升,單產(chǎn)與總產(chǎn)也逐年升高[1-2]。作為玉米大田生產(chǎn)中的一項主要技術(shù)指標(biāo),耕作方式對耕層土壤、病蟲草害、玉米生長發(fā)育以及產(chǎn)量狀況都有深遠的影響[3-4]。受氣候條件、當(dāng)?shù)剞r(nóng)民生產(chǎn)習(xí)慣等因素的影響,農(nóng)民在玉米大田生產(chǎn)方式中已形成了地域式的基本固定的傳統(tǒng)耕作方式,山西省春玉米區(qū)基本是傳統(tǒng)翻耕、免耕2種主要的耕作方式[5-7]。連年的傳統(tǒng)翻耕與免耕作業(yè)使得土壤耕層較淺、犁底層越來越厚、土壤通透性不好、蓄水能力變差,也影響到玉米根系向更深的土層下扎吸取水分與營養(yǎng),導(dǎo)致玉米倒伏風(fēng)險加大,而倒伏直接影響到了玉米全程機械化生產(chǎn)的發(fā)展進程[8-10]?;谏鲜霰姸嘣颍鼛啄贽r(nóng)業(yè)科研人員與農(nóng)技推廣人員加大了對深松機具的研發(fā)與深松技術(shù)的推廣,旨在解決山西省玉米生產(chǎn)中的問題。鑒于此,筆者選用了傳統(tǒng)翻耕、免耕、秋季深松、春季深松4種耕作方式,研究其對田間雜草發(fā)生規(guī)律、土壤容重、土壤含水率、產(chǎn)量和水分利用效率的影響,以期為山西省春玉米田耕作方式的選擇提供理論支持。

        1?材料與方法

        1.1?試驗地概況

        試驗于2016—2017年在山西省長子縣山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院谷子研究所試驗基地(112.57°?E,36.10°N)進行,試驗地前茬作物玉米,土壤屬于砂壤土,肥力水平中等,試驗田間管理措施等同周圍農(nóng)戶大田生產(chǎn)措施。

        1.2?試驗材料?供試玉米品種為先玉335。

        1.3?試驗方法?由于是大型機械操作,所以試驗選取了大區(qū)設(shè)計,每個處理1個大區(qū),1個大區(qū)占地面積2?000?m2,共設(shè)4個大區(qū),試驗總占地面積8?000?m2,種植密度設(shè)定為?60?000株/hm2,具體作業(yè)程序見表1。

        1.4?測定項目

        1.4.1?土壤容重的測定。在玉米播種后、拔節(jié)期、抽雄期和成熟期4個時期分別測定0~15、16~25、26~35?cm共3個土層的土壤容重,每個處理五點取樣,使用100?cm3的環(huán)刀取土,帶回實驗室計算土壤容重。

        1.4.2?土壤含水率的測定。在玉米苗期、拔節(jié)期、抽雄期和成熟期4個時期分別測定0~20、20~40、40~60、60~80、80~100、100~120?cm共6個土層深度的土壤含水率,每個處理按照五點取樣法,測定5點,每個點按照土鉆取土法分別取得各深度土層土樣,放入自封袋中,帶回實驗室統(tǒng)一放入提前稱好的對應(yīng)空盒并編號的鋁盒稱重后放入烘干箱烘干,稱重計算對應(yīng)的土壤含水率。

        1.4.3?田間雜草的調(diào)查。在玉米出苗后第14天,統(tǒng)一調(diào)查了試驗各處理田間雜草發(fā)生情況。每個處理選擇5點取樣調(diào)查,每點調(diào)查面積10?cm2,田間調(diào)查記錄了雜草的種類與株數(shù),帶回實驗室稱取其對應(yīng)的雜草鮮重。

        1.4.4?產(chǎn)量測定。9月29日統(tǒng)一收獲取樣測產(chǎn),每個大區(qū)選取5點,每點測產(chǎn)20?m2。

        1.5?數(shù)據(jù)處理?采用Excel?2007軟件進行數(shù)據(jù)計算和作圖,采用SPSS?18.0統(tǒng)計分析軟件進行數(shù)據(jù)差異顯著性檢驗。

        2?結(jié)果與分析

        2.1?耕作方式對土壤容重的影響

        由表2可知,4種耕作方式中,0~35?cm土層免耕處理的土壤容重最大;在0~15?cm土層,傳統(tǒng)翻耕處理與秋季深松、春季深松處理的土壤容重差異不明顯;在16~35?cm土層,傳統(tǒng)翻耕處理的土壤容重顯著高于秋季深松和春季深松處理,秋季深松和春季深松處理之間各土層的土壤容重?zé)o明顯規(guī)律,變化差異不顯著。整個生育期土壤0~35?cm土層的土壤容重由高到低依次為免耕、傳統(tǒng)翻耕、秋季深松、春季深松處理。

        2.2?耕作方式對玉米不同生育期土壤含水率的影響

        由圖1可知,苗期0~20?cm表層土壤免耕處理的含水率最高,傳統(tǒng)翻耕與秋季深松處理相差不大,而春季深松處理最低,20~40?cm與40~60cm土層的土壤含水率基本表現(xiàn)一致,由高到低依次均為秋季深松處理、免耕處理、傳統(tǒng)翻耕處理、春季深松處理,苗期60~120?cm土層的土壤含水率無明顯區(qū)別,基本保持一致。從苗期4個處理土壤含水率的情況可以看出,免耕處理因為土壤翻動少,在0~60?cm土層均表現(xiàn)出較高的土壤含水率,秋季深松處理因為在前一年進行了深松作業(yè),冬季降水能夠更多地儲存于20~60?cm土層,春季深松處理由于春季氣候干燥多風(fēng)、動土幅度大、土壤水分蒸發(fā)嚴重,苗期0~60?cm土層的土壤含水率最低。拔節(jié)期0~20?cm表層土壤4個處理的土壤含水率無明顯差異,20~40?cm和40~?60?cm土層的土壤含水率均表現(xiàn)為2個深松處理大于免耕處理,免耕處理大于傳統(tǒng)翻耕處理,60~120?cm土層拔節(jié)期的土壤含水率無明顯變化規(guī)律,4個處理基本相同。拔節(jié)期玉米營養(yǎng)生長旺盛、需水量大,2個深松處理均表現(xiàn)為20~?60?cm土層的土壤的含水率比免耕和傳統(tǒng)翻耕處理高,深松處理能夠提高拔節(jié)期20~60?cm土壤的含水率,對玉米拔節(jié)期的生長起到促進作用。抽雄期傳統(tǒng)翻耕和免耕處理0~?20?cm表層土壤的土壤含水率高于2個深松處理,原因可能是玉米在抽雄期階段降水頻繁,傳統(tǒng)翻耕與免耕處理由于犁底層存在的問題,導(dǎo)致水分下滲速度緩慢,難以下滲,地表徑流大,因此表層土壤含水率較高。抽雄期其他深度土層的土壤含水率變化規(guī)律與拔節(jié)期相同。成熟期0~20?cm表層土壤4個處理的土壤含水率無明顯差異,20~60?cm土層深松處理要高于傳統(tǒng)翻耕與免耕處理,60~120?cm土層的土壤含水率在成熟期無明顯差異。

        2.3?耕作方式對苗期田間雜草發(fā)生的影響

        苗期有5種雜草,包括藜、凹頭莧、馬齒莧、馬唐和稗草。由圖2可知,藜和凹頭莧雜草株數(shù)的發(fā)生情況規(guī)律一致,從高到低依次為免耕處理、春季深松處理、秋季深松處理、傳統(tǒng)翻耕處理,4個處理間差異均達顯著水平。馬齒莧雜草株數(shù)表現(xiàn)為免耕處理高于其他3個處理,差異達顯著水平,其他3個處理的雜草株數(shù)由高到低依次為春季深松處理、傳統(tǒng)翻耕處理、秋季深松處理,但差異未達顯著水平。4個處理馬唐的雜草株數(shù)由高到低依次為免耕處理、傳統(tǒng)翻耕處理、春季深松處理、秋季深松處理,傳統(tǒng)翻耕與春季深松處理間差異未達顯著水平。稗草發(fā)生情況很少,4個處理稗草株數(shù)由高到低依次為傳統(tǒng)翻耕處理、春季深松處理、秋季深松處理、免耕處理。

        從圖3可以看出,各處理間雜草鮮重規(guī)律與雜草株數(shù)規(guī)律基本保持一致,主要體現(xiàn)在免耕處理雜草發(fā)生嚴重,總體雜草發(fā)生情況從重到輕依次是免耕處理,秋季深松處理,春季深松處理和傳統(tǒng)翻耕處理。

        2.4?耕作方式對玉米水分利用效率的影響

        從表3可以看出,4個處理產(chǎn)量從高到低依次為秋季深松處理、傳統(tǒng)翻耕處理、春季深松處理、免耕處理,4個處理間差異均達顯著水平。4個處理水分利用效率從高到低依次為秋季深松處理、傳統(tǒng)翻耕處理、免耕處理、春季深松處理,水分利用效率的差異也均達顯著水平,其規(guī)律基本與產(chǎn)量結(jié)果規(guī)律保持一致。

        3?結(jié)論與討論

        該試驗對4種常用的耕作方式進行對比,研究了其對土壤容重、土壤含水率、田間雜草、產(chǎn)量和水分利用效率的影響。從土壤容重來看,2個深松處理均能有效降低16~35?cm土層的土壤容重,免耕處理的土壤容重最高,說明深松處理能打破耕作犁底層、提升土壤通透性,而免耕條件下土壤該性狀最差,不利于改良土壤的物理性狀。土壤含水率方面,秋季深松處理20~60?cm土層在整個生育期均表現(xiàn)出優(yōu)勢,春季深松處理在苗期、拔節(jié)期前土壤含水率較低,拔節(jié)期后—成熟期20~60?cm土層也表現(xiàn)出含水率高的趨勢,免耕在苗期土壤含水率高,但是后期在20~60?cm土層土壤含水率低,傳統(tǒng)翻耕春季淺層土壤含水率高于春季深松,但是后期20~60?cm的土壤含水率低于深松處理,秋季深松能夠通過提升土壤通透性,增加20~60?cm土層的土壤蓄水能力,使冬季降水有效存儲在深層土壤中,供第2年玉米生長需要。春季深松雖然也能和秋季深松一樣使得20~60?cm土層的蓄水能力提高,但是表現(xiàn)在玉米生長拔節(jié)期以后,前期因為山西省春玉米區(qū)春季常年干旱風(fēng)大,春季深松動土幅度大,使原有的土壤水分無效蒸發(fā)、跑墑明顯,傳統(tǒng)翻耕雖然也能有效接納冬季降水,但是由于沒有打破犁底層、耕作層淺等問題,并不能把降水儲存到更深一層土壤中,免耕處理中雖然春季播前淺層土壤含水率有一定優(yōu)勢,但是后期20?cm以下土層的土壤含水率要低于其他處理。雜草發(fā)生狀況總體從重到輕依次為免耕處理、秋季深松處理、春季深松處理、傳統(tǒng)翻耕處理,其中免耕處理因只是表層淺旋、表層土壤含水率高,所以雜草種子多,發(fā)芽早草害最嚴重,秋季深松處理因為春天只是旋耕,雜草危害次之,春季深松處理因為春季有大幅度的動土,表層土壤含水率也低,所以雜草危害不嚴重,傳統(tǒng)翻耕處理因為在秋季土壤上下翻轉(zhuǎn),雜草種子隨著翻轉(zhuǎn)下入到深一層的土壤,難以生長,所以傳統(tǒng)翻耕的草害最輕。綜上所述,不同處理產(chǎn)量由高到低依次為秋季深松處理、傳統(tǒng)翻耕處理、春季深松處理、免耕處理,水分利用效率從高到低依次為秋季深松處理、傳統(tǒng)翻耕處理、免耕處理、春季深松處理,其中秋季耕作處理比春季作業(yè)、免耕處理更能夠提高玉米水分利用效率。

        深松處理能夠打破連年淺層耕作形成的土壤犁底層,增加土壤通透性,提高土壤蓄水能力,使得玉米根系向更深土層生長吸取養(yǎng)分水分[11-13]。該試驗結(jié)果顯示,山西省春玉米區(qū)秋季深松處理的效果要明顯好于春季深松處理,主要原因是春季土壤缺水、氣候多風(fēng),深松后玉米生長前半階段土壤含水率偏低。免耕處理雖然在成本投入方面很低,但是在生產(chǎn)中體現(xiàn)不出高的產(chǎn)出。傳統(tǒng)翻耕處理由于動土層不夠深,效果還是沒有秋季深松處理顯著。結(jié)合山西省春玉米區(qū)的氣候特征、生產(chǎn)習(xí)慣,推薦秋季深松—傳統(tǒng)翻耕隔年進行,這既能改良土壤物理結(jié)構(gòu),又能獲得較高的產(chǎn)量。

        參考文獻

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