王玥凱 郭自春 張中彬 周 虎 洪 亮 王永玖 李錄久 彭新華?

（1 中國科學(xué)院南京土壤研究所，南京 210008）

（2 中國科學(xué)院大學(xué)，北京 100049）

（3 安徽省龍亢農(nóng)場，安徽懷遠(yuǎn) 233426）

（4 安徽省農(nóng)業(yè)科學(xué)院土壤肥料研究所，合肥 230031）

砂姜黑土主要分布在我國黃淮海平原，總面積約400 萬hm2，是典型的中低產(chǎn)土壤類型之一。該區(qū)域地勢平坦、光熱水資源豐富，是我國重要的糧食主產(chǎn)區(qū)[1-2]。砂姜黑土黏土礦物主要以2∶1 型膨脹性蒙脫石為主，遇水膨脹而粘閉，失水龜裂而僵硬，致使難耕難耙[2-3]。此外，砂姜黑土有效水容量小、供水能力差[3]，再加之土壤養(yǎng)分含量較低，不利于作物的正常生長，導(dǎo)致土壤生產(chǎn)力較低[2]。近年來，該區(qū)域作物種植多采用淺旋耕技術(shù)，導(dǎo)致耕層薄、結(jié)構(gòu)緊實(shí)，致使作物根系分布變淺，嚴(yán)重制約了作物的水肥資源利用效率[4]。因此，針對砂姜黑土結(jié)構(gòu)障礙，如何采取有效的耕作措施改善耕層結(jié)構(gòu)，擴(kuò)大水分庫容、促進(jìn)根系發(fā)育進(jìn)而增加作物產(chǎn)量，對該地區(qū)糧食生產(chǎn)安全和穩(wěn)定具有重要意義。

旋耕作為當(dāng)前農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中一種常規(guī)耕作方式，能夠使土壤疏松，地表平整。但連年旋耕會造成土壤中毛細(xì)孔隙減少，導(dǎo)致土壤通氣、透水、增溫性差；下雨后形成土壤結(jié)皮，造成土壤板結(jié)[5]。免耕在減少土壤擾動(dòng)和外源輸入有機(jī)物的條件下，能夠提高土壤孔隙連通性、提升土壤有機(jī)質(zhì)含量和土壤團(tuán)聚能力[6-9]，進(jìn)而提高土壤蓄水能力。在干旱地區(qū)結(jié)合秸稈覆蓋等農(nóng)藝措施能夠使作物增產(chǎn)7.3%左右，但對非干旱區(qū)，免耕總體上造成作物減產(chǎn)；而黏性土壤長期免耕更是會造成土壤僵硬和排水不暢等不良后果[10]。深松是在不翻轉(zhuǎn)原本土層的基礎(chǔ)上，打破犁底層，降低土壤容重及緊實(shí)度，擴(kuò)大土壤水庫容[11-14]。然而，深松雖然有較好的擴(kuò)蓄增容和增產(chǎn)效果，但干旱時(shí)土壤持水能力相對較弱，且耕層松緊不一，土塊較大，反而給作物生長發(fā)育帶來不利影響[15]。深翻是在農(nóng)機(jī)具輔助下將表層土壤翻到下層，并將亞表層土壤翻到上層，一般耕作深度達(dá)到25 cm 以上[16]，能夠有效降低土壤容重，提高大孔隙含量。Schneider 等[17]發(fā)現(xiàn)不同區(qū)域間深翻總體上能夠使作物增產(chǎn)，若土壤具有明顯的緊實(shí)層，增產(chǎn)幅度可達(dá)20%以上；但是對于土壤養(yǎng)分較貧瘠區(qū)域，由于深翻將含養(yǎng)分較低的心土層翻至表層，加劇表層土壤貧瘠，甚至?xí)?dǎo)致減產(chǎn)。因此，不同耕作方式在不同區(qū)域間適用性尚存在較大差異。

目前，砂姜黑土區(qū)有關(guān)不同耕作方式下土壤物理性質(zhì)和作物產(chǎn)量的研究尚較少，且并未對土壤結(jié)構(gòu)變化及作物生長間關(guān)系進(jìn)行系統(tǒng)研究[4,18-21]。王曉波等[18]研究發(fā)現(xiàn)，相較于少耕，免耕處理下有機(jī)質(zhì)和全氮含量明顯提升。而程思賢等[4]和趙亞麗等[19]認(rèn)為深松能夠促進(jìn)根系發(fā)育，有效提高水分利用效率，增加作物產(chǎn)量。Zhai 等[20]和謝迎新等[21]研究認(rèn)為深耕能夠降低土壤容重，增加土壤養(yǎng)分和有機(jī)碳含量，提升小麥產(chǎn)量。上述研究結(jié)果不盡相同，因此，本研究基于安徽龍亢農(nóng)場耕作田間試驗(yàn)，比較不同耕作方式對土壤物理性質(zhì)、玉米根系發(fā)育特征及其產(chǎn)量的影響，以期提出適宜砂姜黑土區(qū)的耕作方式，為豐產(chǎn)增效提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

本研究基于安徽龍亢農(nóng)場2015年10月建立的耕作培肥試驗(yàn)基地（33°32′ N，115°59′ E），該區(qū)域?qū)倥瘻貛О霛駶櫦撅L(fēng)氣候，年平均溫度14.8 ℃，年平均降水量900 mm。土壤類型為河湖相石灰性沉積物發(fā)育的砂姜黑土。自試驗(yàn)地建立起實(shí)行典型冬小麥/夏玉米一年兩熟輪作制度。試驗(yàn)地建立前，耕層土壤容重為1.35 g·cm-3，有機(jī)質(zhì)19.8 g·kg-1，全氮0.87 g·kg-1，堿解氮156 mg·kg-1，全磷0.45 g·kg-1，有效磷 18.9 mg·kg-1，全鉀 12.8 g·kg-1，速效鉀162 mg·kg-1。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)采用單因素隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，共設(shè)置免耕、旋耕、深松和深翻四種耕作處理（表1）。每個(gè)處理重復(fù)3 次，共12 個(gè)小區(qū)，每個(gè)小區(qū)面積為160 m2（20 m × 8 m）。作物體系為冬小麥（10月至次年6月）/夏玉米（6月至10月）輪作。本試驗(yàn)中氮肥、磷肥和鉀肥分別為尿素（含N 464 g·kg-1）、過磷酸鈣（含P2O5120 g·kg-1）和氯化鉀（含K2O 600 g·kg-1）。每季 N、P2O5和 K2O 用量分別為 100 kg·hm-2、60 kg·hm-2和90 kg·hm-2作為基肥，小麥、玉米拔節(jié)期追施N 80 kg·hm-2。各處理田間管理一致。玉米出苗后定植株行距為25 cm × 60 cm。

1.3 樣品采集與分析

玉米生長期間，分別于苗期（2017-07-05）、灌漿期（2017-09-09）以及收獲期（2017-10-25）采集土壤原狀環(huán)刀樣品（100 cm3），采樣深度分別為0～ 10 cm、10～20 cm 和20～40 cm。105℃下烘干測定土壤容重，每個(gè)處理重復(fù)6 次。

玉米收獲時(shí)采集的土壤原狀環(huán)刀樣品（100 cm3）帶回實(shí)驗(yàn)室飽和，用降水頭法測定土壤飽和導(dǎo)水率；然后將環(huán)刀樣品于33 kPa 吸力下脫水平衡后測定田間持水量，于1 500 kPa 吸力下脫水平衡測定萎蔫系數(shù)，田間持水量和萎蔫系數(shù)差值作為土壤有效水分庫容[22]。每個(gè)處理重復(fù)6 次。

土壤穿透阻力測定：在玉米生長過程中，與環(huán)刀樣品采集的相同時(shí)間測定土壤穿透阻力，每小區(qū)隨機(jī)選取10 個(gè)點(diǎn)采用緊實(shí)度儀（SC-900，RIMIK，澳大利亞）田間原位測定0～45 cm 土壤穿透阻力。

土壤含水量測定：每種耕作處理下選取其中一個(gè)小區(qū)，在土壤深度為5 cm、15 cm 和30 cm 埋設(shè)自動(dòng)水分監(jiān)測傳感器（5TE，METER，美國），分別代表0～10 cm、10～20 cm 和20～40 cm 土層的土壤含水量。土壤水分監(jiān)測頻率設(shè)置為每兩小時(shí)一次。

表1 耕作處理田間試驗(yàn)設(shè)計(jì) Table1 Designing of the field experiment on tillage management

根系特征測定：玉米乳熟期每小區(qū)選取1 株長勢均勻的植株采集植株根系，以根莖為中心，將30 cm ×30 cm 樣方每隔10 cm 一層取出土樣，取樣深度至40 cm。將土樣用自來水沖洗，挑出根系并沖洗干凈，用 WinRHIZO 根系分析系統(tǒng)（Regent Instruments Inc，加拿大）進(jìn)行根系掃描，獲得總根長等指標(biāo)。然后將根系在105 °C 殺青30 min，80 °C 烘干至恒重后稱重，根據(jù)采樣體積計(jì)算根長密度與根干物質(zhì)量密度。

作物產(chǎn)量測定：在2016年、2017年玉米成熟期，每個(gè)小區(qū)選取3塊2 m × 2 m 樣方進(jìn)行測產(chǎn)。2017年小麥成熟期，每個(gè)小區(qū)選取3 塊1 m × 1 m 樣方進(jìn)行測產(chǎn)。

1.4 數(shù)據(jù)處理與分析

實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)采用SPSS 17.0 進(jìn)行單因素方差分析（One -Way ANOVA），并用最小顯著差異（LSD）法進(jìn)行多重比較，相關(guān)分析采用皮爾森（Pearson）雙變量相關(guān)分析，顯著性水平為P ＜0.05。

2 結(jié) 果

2.1 不同耕作方式對土壤容重的影響

在玉米不同生育階段，不同耕作方式對不同深度土壤容重的影響存在差異（表2）：玉米苗期深松顯著降低0～10 cm 土層容重（1.44 g·cm-3），其他處理對土壤容重的影響均無顯著差異。灌漿期免耕處理0～10 cm 土層土壤容重（1.57 g·cm-3）顯著高于其他耕作處理（P＜ 0.05）；旋耕10～20 cm 土層容重（1.52 g·cm-3）較免耕和深松有所降低（1.58 g·cm-3、1.59 g·cm-3）；深翻顯著降低 10～20 cm 和 20～40 cm 土層土壤容重（1.47 g·cm-3、1.46 g·cm-3）。玉米收獲時(shí)在 0～ 10 cm 土層，免耕處理下土壤容重（1.48 g·cm-3）顯著高于其他三種耕作處理（1.35～1.39 g·cm-3）（P＜ 0.05）；在10～20 cm 土層，深翻處理下土壤容重（1.39 g·cm-3）顯著低于其他處理（P＜ 0.05）；而在20～40 cm 處，不同耕作處理之間的土壤容重?zé)o差異（P＞ 0.05）。

2.2 不同耕作方式對土壤穿透阻力的影響

不同采樣時(shí)期土壤穿透阻力在0～10 cm 深度范圍隨土壤深度增加而迅速上升（圖1）。玉米苗期降水少，土壤含水量低，土壤穿透阻力較高。免耕處理下10～30 cm 深度范圍土壤穿透阻力均顯著高于其他三種耕作處理（P＜ 0.05），在12.5 cm 處土壤穿透阻力高達(dá)2 475 kPa。其余耕作處理間無顯著差異（圖1a））。

表2 不同生育期耕作方式對土壤容重的影響 Table2 Effect of tillage practices on soil bulk density relative to growing period /（g·cm-3）

圖1 不同采樣時(shí)期不同耕作方式下0～45 cm 土壤穿透阻力變化 Fig.1 Effect of tillage practices on soil penetration resistance of the 0～45 cm soil layer relative to sampling date

2017年8月之后降水量增加，土壤穿透阻力較苗期明顯降低。玉米灌漿期免耕處理下5～15 cm 深度范圍穿透阻力顯著高于其他處理；深翻顯著降低10～30 cm 深度范圍土壤平均穿透阻力至725 kPa，其他三種耕作處理平均穿透阻力在938～1 092 kPa之間（圖1b））。

玉米收獲期，除深翻處理外，其余三種處理10～40 cm 土層穿透阻力保持在1 200 kPa 左右的范圍。在0～10 cm 深度范圍，免耕處理下土壤穿透阻力高于其他耕作處理，其余三種耕作處理土壤穿透阻力基本一致。在10～30 cm 土層，土壤平均穿透阻力由低至高依次為：深翻（764 kPa）、 深松（930 kPa）、 旋耕（1 061 kPa）、免耕（1 158 kPa）。在30～40 cm處，各耕作處理之間土壤穿透阻力無明顯差異（圖1c））。

2.3 不同耕作方式對土壤水分和飽和導(dǎo)水率的影響

不同土層土壤含水量對降水響應(yīng)存在差異。0～10 cm 土層土壤含水量較深層低且變異系數(shù)較大（圖2）。有趣的是，在降水過后10～20 cm 和20～40 cm的土壤含水量在一定時(shí)間保持一個(gè)“高臺”現(xiàn)象，這一現(xiàn)象隨土壤深度加深而更加明顯，說明該研究區(qū)域土壤排水困難。玉米生育期內(nèi)各耕作處理不同土層土壤平均體積含水量也表現(xiàn)各異。在0～10 cm 處，深翻處理下平均體積土壤含水量（0.20 cm3·cm-3）低于其他耕作處理（0.22～0.27 cm3·cm-3）；而在20～ 40 cm 處，深翻處理下平均體積土壤含水量（0.36 cm3·cm-3）高于其他耕作處理（0.31～ 0.32 cm3·cm-3）。在降水較少的7月至8月上旬期間，0～10 cm 土層免耕和深翻處理下含水量低于其他耕作處理。8月中旬以后，雨量增大，0～10 cm 土層旋耕處理土壤含水量明顯高于其他耕作處理。

土壤有效水分庫容隨深度增加而降低（圖3a）），這與土壤容重增加或土壤持水孔隙減少有關(guān)（表2）。0～10 cm 和10～20 cm 土層深松和深翻處理下土壤有效水分庫容較免耕和旋耕處理顯著提升 5%～7%（P＜ 0.05）。旋耕處理20～40 cm 土層土壤有效水分庫容明顯降低，這可能與土層容重增加有關(guān)。

土壤飽和導(dǎo)水率隨深度呈遞減趨勢（圖3b））。0～ 10 cm 土層深松和深翻處理下土壤飽和導(dǎo)水率較高，分別為4.15×10-2mm·min-1和1.09×10-3mm· min-1，顯著高于免耕（3.87×10-5mm· min-1）和旋耕處理（1.48×10-4mm· min-1）。而10 cm 深度以下各耕作處理的飽和導(dǎo)水率均較低且無顯著差異。

圖2 不同耕作方式對土壤體積含水量的影響 Fig.2 Effect of tillage practices on soil volumetric water content

圖3 不同耕作方式對有效水分庫容（a））和飽和導(dǎo)水率（b））的影響 Fig.3 Effects of tillage practices on soil available water capacity（a））and saturated hydraulic conductivity（b））

2.4 不同耕作方式對玉米根系和作物產(chǎn)量的影響

不同耕作處理下90%以上玉米根系集中在0～ 10 cm 深度范圍內(nèi)（圖4）。在0～10 cm 土層，深翻處理下根長密度顯著高于免耕和深松處理（P＜ 0.05），較免耕、旋耕、深松分別增加了117%、34.5%、74.5%；根干物質(zhì)量密度分別增加了73.9%、35.4%、38.9%。10～20 cm 和20～40 cm 深度旋耕處理根長密度和根干物質(zhì)量密度顯著高于免耕和深松處理（P＜ 0.05）。

不同耕作方式對2016—2017年周年作物產(chǎn)量影響未達(dá)到顯著水平（P＞ 0.05），但產(chǎn)量提升幅度明顯（圖5）。2016年玉米季深松和深翻較免耕分別增產(chǎn)8.22%和9.69%，較旋耕分別增產(chǎn)10.32 %和11.81%。2017年小麥季深翻較免耕和旋耕分別增產(chǎn)12.27%和7.21%。2017年玉米季深松和深翻處理下玉米產(chǎn)量較免耕增產(chǎn)分別為12.2% 和11.0%，與旋耕產(chǎn)量相當(dāng)。

2.5 土壤物理結(jié)構(gòu)與根系發(fā)育及作物產(chǎn)量間相關(guān)性

將玉米生育期內(nèi)各采樣時(shí)期以及全生育期各小區(qū)0～40 cm 深度范圍內(nèi)土壤結(jié)構(gòu)性質(zhì)與根系密度取平均值后進(jìn)行相關(guān)分析發(fā)現(xiàn)：根長密度隨土壤容重和穿透阻力增加而顯著降低。除玉米苗期土壤穿透阻力和容重與根系發(fā)育相關(guān)性未達(dá)到顯著水平外（P＞ 0.05），其余采樣時(shí)期土壤穿透阻力和容重均與根長密度呈顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系（P＜ 0.05）。全生育期土壤平均穿透阻力和平均容重與根長密度間均呈極顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系（r= -0.74，r= -0.73，P＜ 0.01）。

圖4 不同耕作方式對根長密度（a））和根干物質(zhì)量密度（b））的影響 Fig.4 Effects of tillage practices on root length density（a））and root dry biomass density（b））

圖5 不同耕作方式對作物產(chǎn)量的影響 Fig.5 Effects of tillage practices on crop yield

3 討 論

3.1 不同耕作方式下土壤緊實(shí)度差異

本研究通過對不同耕作處理下土壤物理結(jié)構(gòu)、根系發(fā)育及玉米產(chǎn)量的綜合分析發(fā)現(xiàn)：除玉米苗期外，免耕處理下土壤容重均顯著高于其他三種處理，而穿透阻力始終處于較高水平。免耕對土壤擾動(dòng)較小，長期免耕或少耕條件下土壤緊實(shí)程度增加[10,20]。土壤水分是影響土壤結(jié)構(gòu)變化的重要驅(qū)動(dòng)力[23]。玉米苗期降水稀少，土體干旱而強(qiáng)烈收縮，不同耕作處理下土壤孔隙體積明顯下降。大量研究表明，土壤容重增加時(shí)土壤收縮能力減弱[23-25]，砂姜黑土富含膨脹性黏土礦物且黏粒含量較高，其強(qiáng)收縮性可能掩蔽了耕作創(chuàng)造的多孔結(jié)構(gòu)，使得玉米苗期不同耕作處理間土壤容重?zé)o較大差異，且高于灌漿期和收獲期時(shí)土壤容重（表2）。旋耕對0～10 cm 土層土壤容重和土壤穿透阻力具有降低作用，但明顯提高了土壤10 cm 以下土壤緊實(shí)程度（表2和圖1）。旋耕耕作深度較淺，亞表層土壤長期受上層土壤及農(nóng)機(jī)具重力作用，孔隙空間不斷減小，土粒排列緊密，土壤容重和穿透阻力明顯提升[5]。多數(shù)研究表明，深松和深翻能夠打破犁底層，顯著降低土壤容重和土壤穿透阻力[6,14,19]。本研究中除玉米苗期外，深翻處理顯著降低了0～20 cm 土層土壤容重，整個(gè)生育期內(nèi)10～30 cm 深度范圍土壤穿透阻力顯著下降（表2和圖1）。這是因?yàn)檫m度深翻將亞表層緊實(shí)土壤與表層土壤充分混合，對降低土壤緊實(shí)程度具有明顯效應(yīng)[17]。而深松在僅打破犁底層而不翻轉(zhuǎn)土層的條件下，不能完全改變土壤壓實(shí)狀態(tài)[6]，土壤物理結(jié)構(gòu)改善效果不如深翻。隨玉米生長，不同耕作處理0～10 cm 土層土壤容重逐漸降低，免耕10～40 cm 和旋耕20～40 cm 土層容重?zé)o明顯變化（表2）。除水分影響外，作物根系發(fā)育也存在一定影響。耕作創(chuàng)造出疏松的土壤結(jié)構(gòu)促進(jìn)根系發(fā)育，而更為發(fā)達(dá)的根系對進(jìn)一步降低土壤容重也起到一定作用。 因此，對于膨脹性黏土礦物含量較高、漲縮性強(qiáng)的砂姜黑土[3-4]，適時(shí)深翻更有利于創(chuàng)造良好的土壤結(jié)構(gòu)。

3.2 不同耕作方式下土壤水分差異

不同耕作方式間土壤結(jié)構(gòu)存在較大差異，進(jìn)而影響水分動(dòng)態(tài)變化過程[26-29]。土壤結(jié)構(gòu)疏松，土壤孔隙度相應(yīng)提升，這使得土壤有較大的儲水空間而具有更高的有效水分庫容[27-28]。深翻處理下有效水分庫容顯著提升（圖3a）），這與土壤容重降低結(jié)果（表2）一致，說明該處理下土壤結(jié)構(gòu)改善，土壤孔隙增加，進(jìn)而蓄持更多的土壤水分。玉米生育期內(nèi)，深翻處理表層土壤含水量低而深層土壤含水量高（圖2），說明深翻降低了土壤容重（或增加了土壤孔隙度），增強(qiáng)土壤水下滲，這與其較高的土壤飽和導(dǎo)水率（圖3b））一致。上述結(jié)果表明深翻處理土壤蓄水和排水能力均得到提升。

3.3 不同耕作方式下玉米根系生長差異

土壤物理結(jié)構(gòu)通過影響根系發(fā)育狀況對作物產(chǎn)量產(chǎn)生較大影響，隨植物的生長發(fā)育，耕作營造的土壤多孔結(jié)構(gòu)對根系發(fā)育的影響逐漸明顯[29-31]。本研究發(fā)現(xiàn)，土壤緊實(shí)程度與作物根系間具有明顯負(fù)相關(guān)關(guān)系，在砂姜黑土區(qū)夏玉米根系發(fā)育最為旺盛的8月中旬至9月末[31]，土壤緊實(shí)程度的增加極顯著地抑制根系生長（表3）。緊實(shí)的土壤結(jié)構(gòu)會降低根系的生長速率與伸長范圍，使根聚集于土壤表層并且顯著影響根系對水分的吸收[29-30]。Passioura[32]發(fā)現(xiàn)土壤容重和土壤穿透阻力高于1.4 g ·cm-3和1 MPa 時(shí)根系生長明顯放緩。玉米整個(gè)生育期內(nèi)90%以上根系集中于0～10 cm 耕層，該深度范圍內(nèi)土壤穿透阻力除免耕處理外均低于1 MPa，免耕處理根長密度和根干物質(zhì)量密度明顯低于其他處理（圖4）。深松和深翻處理下0～10 cm 深度土壤平均穿透阻力均低于450 kPa（圖1）。尤其是深翻處理，該層平均穿透阻力僅為361 kPa，根長密度和根干物質(zhì)量密度顯著高于其他耕作處理。

表3 2017年玉米生育期內(nèi)土壤物理性質(zhì)與根系發(fā)育及玉米產(chǎn)量間相關(guān)性 Table 3 Relationships between root biomass and crop yield with soil properties during the crop growing season in 2017

3.4 不同耕作方式下作物產(chǎn)量差異

2016年玉米、2017年小麥以及2017年玉米產(chǎn)量結(jié)果顯示，深翻較免耕增產(chǎn)均接近或超過10%，但是2017年玉米產(chǎn)量與傳統(tǒng)耕作方式旋耕產(chǎn)量相當(dāng)，與2016年玉米增產(chǎn)超過10%相比低很多（圖5）。這可能是由于砂姜黑土地區(qū)雨量分配不均，旱澇交替明顯，從而嚴(yán)重影響了玉米生長，作物產(chǎn)量年際差異較大。本研究中，不同耕作方式下土壤萎蔫系數(shù)無明顯差異，大致在19%～21%之間。在玉米生育較為重要的7月中旬至8月上旬期間，降水稀少，土壤體積含水量甚至低于萎蔫系數(shù)（圖2）。由于砂姜黑土毛管水上升性能較差，地下水無法及時(shí)補(bǔ)給或沿土壤裂隙蒸發(fā)[33]，使得玉米受到干旱的影響。此外，旱作耕地的通氣孔隙以占土壤體積的15%為宜，小于10%則會出現(xiàn)漬害[3]。對于不僅蓄水容量小而且供水強(qiáng)度差的砂姜黑土而言更是如此。生育期內(nèi)不同耕作處理間土壤孔隙度范圍在 0.4～0.5 cm3·cm-3，當(dāng)通氣孔隙低于10%時(shí)（土壤含水量應(yīng)為0.3～0.4 cm3·cm-3），田間淹水出現(xiàn)漬害。 8月中旬以后，雨量增大，深翻處理土壤水分下滲能力較強(qiáng)，在玉米整個(gè)生育期內(nèi)10～20 cm 和20～40 cm 土層土壤含水量高于0.3 cm3·cm-3的時(shí)間占比明顯高于其他耕作處理（圖2）。旱澇漬害可能是掩蔽深翻增產(chǎn)幅度的重要原因（圖5）。

4 結(jié) 論

通過耕作定位試驗(yàn)對土壤物理結(jié)構(gòu)變化、根系發(fā)育及作物產(chǎn)量的綜合分析，在2017年玉米生育期內(nèi)深翻顯著降低了亞表層土壤容重和穿透阻力，提高了土壤有效水分庫容和飽和導(dǎo)水率，較免耕和旋耕處理明顯改善土壤結(jié)構(gòu)狀況，且優(yōu)于深松處理，促進(jìn)了根系發(fā)育并提高了玉米產(chǎn)量。深翻是改良砂姜黑土較適宜的耕作模式。

致 謝感謝中國農(nóng)業(yè)大學(xué)楊麗老師提供的深松機(jī)和免耕播種機(jī)。感謝丁英志協(xié)助采集和分析樣品。感謝邵林斌夫婦協(xié)助田間管理。