張 皓，高聚林，于曉芳，馬達靈，胡樹平

（1.內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學農(nóng)學院，內(nèi)蒙古呼和浩特 010019；2.內(nèi)蒙古自治區(qū)作物栽培與遺傳改良重點實驗室，內(nèi)蒙古 呼和浩特 010019；3.內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學 職業(yè)技術學院，內(nèi)蒙古 包頭 014109）

內(nèi)蒙古黃河灌區(qū)是玉米生產(chǎn)的優(yōu)勢產(chǎn)區(qū)，隨著黃河來水量的逐年減小，當?shù)貍鹘y(tǒng)的“大水漫灌洗鹽排鹽”方法愈發(fā)受到限制。因此，選擇一種簡單高效、方便快捷和經(jīng)濟持效的方法來改良鹽堿化土壤成為黃河灌區(qū)農(nóng)業(yè)發(fā)展的迫切需求。國內(nèi)外研究結果表明，秸稈還田不僅具有改善土壤肥力、減少土壤水分蒸發(fā)、保水抑鹽的作用，還可減少焚燒秸稈對環(huán)境造成的危害，是改良土壤的有效措施[1-2]。秸稈還田還具有成本較低、持效性好的優(yōu)勢，推廣潛力大，應用前景廣闊。內(nèi)蒙古自治區(qū)玉米種植面積和產(chǎn)量位居全國前列，在保障國家糧食安全中起到了不可替代的作用。在耕地面積剛性減小，但是玉米需求量持續(xù)增加的背景下，采取秸稈原位深翻還田改良土壤鹽堿化程度，能夠擴大玉米種植面積、增強玉米耐鹽能力、提高鹽堿地玉米產(chǎn)量。

耕作在調(diào)節(jié)土壤水、肥、氣、熱等環(huán)境要素，改善土壤理化性狀、促進作物生長發(fā)育、提高作物產(chǎn)量等方面起著重要的作用[3]。已有研究表明，秸稈通過不同耕作方式還田決定了秸稈在耕層土壤中的分布狀態(tài)，從而影響玉米根系的生長[4-6]。事實上，秸稈深翻還田調(diào)控作物根系發(fā)育是影響玉米地上部生長和產(chǎn)量形成不容忽視的重要環(huán)節(jié)。MU等[7]和YOU等[8]研究結果表明，秸稈深翻還田可以顯著改善作物根系的生長特征。

根系是作物吸收養(yǎng)分和水分的重要器官，其發(fā)育狀況可以顯著影響地上部器官的形態(tài)建成和產(chǎn)量[9]。根系是土壤的直接接觸者，玉米根系在土壤中的生長狀況及分布，不僅決定作物對土壤中水分、礦物質和微量元素的吸收運輸能力，而且決定作物對逆境環(huán)境的抵抗能力[10-11]。在鹽堿地中，植株直接受到抑制的部位是根系，通過制約植物的根系生長狀況和生理生態(tài)功能，進而影響植株地上部分的生長發(fā)育[12]。谷嬌嬌[13]研究表明，在鹽脅迫下根長、根表面積、根體積均顯著下降，且隨鹽濃度增加下降幅度不斷增大。因此，通過研究鹽堿地中玉米根系的生長狀況可以直觀反映秸稈深翻還田對鹽堿地的改良效果。

本試驗在不同程度鹽堿化耕地上研究秸稈深翻還田條件下玉米根系的生長發(fā)育狀況，以期為秸稈還田培肥改良鹽堿化土壤、提高玉米產(chǎn)量提供理論依據(jù)。

1 材料和方法

1.1 試驗區(qū)概況

試驗于2021—2022年在內(nèi)蒙古自治區(qū)巴彥淖爾市五原縣永聯(lián)村（41°46′9.84″N，108°0′33.11″E）、包頭市土默特右旗瓦窯村（40°35′16.56″N，110°47′50.88″E）、包頭市土默特右旗二十四頃地村（40°24′39.11″N，110°39′0.40″E）進行，根據(jù)我國土壤鹽化分級指標（表1）[14-15]，3處試驗地點分別屬于輕度鹽堿地（S1）、中度鹽堿地（S2）和重度鹽堿地（S3）。試驗區(qū)年活動積溫分別為3 047.3、2 950.5、2 940.0℃，年降水量分別為111.70、230.10、226.15 mm，一年一熟，主要種植作物為春玉米。0～20 cm土層基礎地力見表2。

表1 土壤鹽堿化程度劃分Table 1 Division of soil salinity-alkaline degree

表2 試驗地基礎地力Table 2 Basic conditions of the experimental site

1.2 試驗設計

試驗采用裂區(qū)設計，不同程度鹽堿化土壤作為主區(qū)，分別為輕度（S1）、中度（S2）、重度（S3），副區(qū)設置秸稈深翻還田（DPR）和農(nóng)戶淺旋不還田（CK）2種耕作方式。試驗小區(qū)面積均為666.7 m2，重復3次。2021—2022年均為上季玉米收獲后進行耕作與秸稈還田處理，將秸稈粉碎后全量還田，DPR處理的深度為35 cm，CK處理的深度為15 cm。供試玉米品種為迪卡 159（DK159）和九圣禾 257（JSH257），種植密度為75 000株/hm2。統(tǒng)一施肥量為復合肥（28-12-10）600 kg/hm2作為基肥隨覆膜一次性施入，其他病、蟲、草害管理按照當?shù)爻Ｒ?guī)方式進行。

1.3 測定指標及方法

1.3.1 土壤理化性質的測定

于玉米播種前、吐絲期，每處理選取3點采集試驗田0～40 cm土層土壤樣品，用環(huán)刀法測定土壤容重、孔隙度和含水量。于玉米播種前、吐絲期，每處理選取3點采集試驗田0～40 cm土壤樣品帶回室內(nèi)，土樣在室內(nèi)風干后研磨過篩，測定土壤化學性質。土壤有機質含量采用重鉻酸鉀容量法-稀釋熱法測定；全氮含量采用凱氏定氮法測定；堿解氮含量采用堿解擴散法測定；速效磷含量采用鉬銻抗比色法測定；速效鉀含量采用火焰光度法測定[16]。于玉米播種前、吐絲期進行取樣，取樣土層為0～30 cm，每次在各小區(qū)內(nèi)按S形采樣法隨機選取5點，將同一土層的土樣混合，自然風干后每個土樣過2 mm篩，測定全鹽量和pH值。土壤全鹽量由電導率計（DDS-11A型）測定，土壤與蒸餾水之比為1∶5；土壤pH值由pH計測定，土壤與蒸餾水之比為1.0∶2.5[16]。

1.3.2 根系取樣及樣品測定

于玉米吐絲期選取長勢均勻的3株植株，以玉米植株為中心，取水平方向1/2株距×1/2行距范圍內(nèi)、垂直方向每10 cm為一層至50 cm土層內(nèi)根系。將根系分層分塊裝入紗網(wǎng)袋帶回，沖洗干凈后裝入塑封袋保存在低溫下，使用透射掃描儀（Epson V700）掃描并保存為JPG文件，用Win-Rhizo軟件分析根長、根表面積、根平均直徑、根體積等。

1.3.3 測產(chǎn)及考種

在收獲期進行全小區(qū)測產(chǎn)，收獲前對各處理玉米產(chǎn)量進行測定，即去除邊行效應，每處理驗收5 m雙行并重復3次，計算實際面積，調(diào)查該面積內(nèi)總株數(shù)、穗數(shù)、雙穗數(shù)、空稈數(shù)、倒伏數(shù)、實際收獲株數(shù)、收獲總穗數(shù)，并以實際收獲計產(chǎn)。隨后每小區(qū)隨機取10個果穗自然風干，留作室內(nèi)考種。測定項目包括單穗重、穗粒重、粒重、千粒重、行粒數(shù)、穗行數(shù)、果穗長、穗粗、禿尖長和含水量，最后計算產(chǎn)量（含水量折算為14%）。

1.4 數(shù)據(jù)處理

采用Microsoft Excel 2019軟件進行數(shù)據(jù)處理，SPSS 25.0統(tǒng)計學軟件進行t檢驗，利用SAS 9.4統(tǒng)計學軟件進行方差分析及通徑分析，利用Origin 2021軟件作圖。

2 結果與分析

2.1 秸稈深翻還田對不同程度鹽堿化土壤物理性質的影響

由多因素方差分析結果可知（表3），土壤含水量、容重和孔隙度2年在耕作方式間均有顯著或極顯著差異（P<0.05或P<0.01）。2021年，土壤含水量、容重和孔隙度在鹽堿程度間也有極顯著差異（P<0.01）；2022年，僅土壤容重和孔隙度在鹽堿程度間表現(xiàn)出極顯著差異（P<0.01），且土壤含水量、容重和孔隙度在鹽堿程度×耕作方式間也有顯著或極顯著差異（P<0.05或P<0.01）。

表3 土壤物理性質方差分析（均方值）Table 3 Variance analysis of soil physical properties（mean square value）

由圖1可知，與CK相比，DPR可有效改善土壤物理性質，土壤容重降低0.19%～11.80%，孔隙度增加 0.28%～20.55%。2021年，S1、S2、S3中 DPR 處理下的土壤容重分別較CK降低 1.68%、3.63%和3.75%，土壤孔隙度分別較CK增加2.64%、8.89%和6.87%，土壤含水量分別較CK升高20.09%、19.35%和15.40%；2022年，土壤容重分別較CK降低7.86%、1.23%和7.20%，土壤孔隙度分別較CK增加10.26%、1.71%和18.48%，土壤含水量分別較CK降低44.82%、20.75%和12.40%，其中2022年均達到顯著水平（P<0.05）。2年間0～20 cm土層含水量均較20～40 cm土層變幅大。

圖1 秸稈深翻還田對不同程度鹽堿化土壤物理性質的影響Figure 1 Effects of deep ploughing straw returning on physical properties of different degrees of saline-alkali soil

2.2 秸稈深翻還田對不同程度鹽堿化土壤化學性質的影響

由多因素方差分析結果可知（表4），土壤堿解氮、全氮、速效磷、速效鉀和有機質在不同程度鹽堿間2年均有極顯著差異（P<0.01）。2021年，堿解氮、全氮、速效磷和有機質在耕作方式間有極顯著差異（P<0.01），且堿解氮、全氮和速效磷在鹽堿程度×耕作方式間也有顯著差異（P<0.05）；2022年，土壤堿解氮、全氮、速效磷、速效鉀和有機質在耕作方式間有極顯著差異（P<0.01），且速效磷、速效鉀和有機質在鹽堿程度×耕作方式間也有顯著或極顯著差異（P<0.05或P<0.01）。

表4 土壤化學性質的方差分析（均方值）Table 4 Variance analysis of soil chemical properties（mean square value）

由圖2可知，與CK相比，DPR可有效改善土壤化學性質，土壤堿解氮、全氮、速效磷、速效鉀和有機質含量分別增加0.99%～26.19%、2.47%～37.89%、0.31%～26.80%、0.25%～38.07%和 0.53%～38.81%。2021年，DPR處理下的土壤堿解氮、全氮、速效磷、速效鉀和有機質含量在S1中分別較CK增加7.09%、7.15%、5.75%、2.22%和8.16%，其中，0～20 cm土層下土壤堿解氮含量增幅達顯著水平（P<0.05），0～40 cm土層下土壤全氮及速效磷含量增幅達顯著水平（P<0.05）；S2中分別較 CK增加 12.84%、22.60%、9.81%、2.58%和23.43%，其中，0～40 cm土層下土壤堿解氮、全氮、速效磷含量增幅達顯著水平（P<0.05），0～20 cm土層下土壤有機質含量增幅達顯著水平（P<0.05）；S3中分別較CK增加4.83%、12.66%、7.90%、7.13%和8.00%，其中，0～40 cm土層下土壤全氮含量增幅達顯著水平（P<0.05），0～20 cm土層下土壤速效磷、速效鉀和有機質含量增幅達顯著水平（P<0.05）。2022年與2021年規(guī)律一致，S1、S2和S3中DPR處理下的土壤堿解氮、全氮、速效磷、速效鉀和有機質含量分別較CK增加15.39%、5.83%、13.55%、21.71%和 1.40%，21.71%、9.25%、7.24%、20.11%和 2.98%，23.74%、6.49%、6.09%、6.08%和4.65%。其中，土壤堿解氮和速效鉀在S1、S2、S3中均表現(xiàn)出顯著差異（P<0.05）。綜上所述，DPR處理中土壤化學性質較CK的增幅在不同程度鹽堿化土壤中總體表現(xiàn)為S2>S1>S3，其中，土壤速效磷和速效鉀含量在S1中增幅最大，土壤堿解氮、全氮和有機質在S2中增幅最大。

圖2 秸稈深翻還田對不同程度鹽堿化土壤化學性質的影響Figure 2 Effects of deep ploughing straw returning on chemical properties of different saline-alkali soils

2.3 秸稈深翻還田對不同程度鹽堿化土壤pH值、全鹽量的影響

由表5可知，土壤全鹽量和pH值在鹽堿程度、耕作方式及鹽堿程度×耕作方式間2年均存在極顯著差異（P<0.01）。與CK相比，DPR可有效改善土壤pH值、全鹽量（圖3），土壤pH值降低1.25%～13.71%，土壤全鹽量降低5.49%～48.98%。2年間S1中DPR處理下的土壤pH值及全鹽量分別較CK降低3.19%和28.36%，其中，土壤pH值在2022年達到顯著水平，土壤全鹽量在2年間均達到顯著水平；S2中DPR處理下的土壤pH值及全鹽量分別較CK降低10.23%和33.00%，2年均有顯著變化；S3中DPR處理下的土壤pH值及全鹽量分別較CK降低3.23%和29.01%，同樣2年均有顯著變化（P<0.05）。綜上所述，DPR處理中土壤全鹽量、pH值較CK的降幅在不同程度鹽堿化土壤中表現(xiàn)為S2>S3>S1。

圖3 不同程度鹽堿化土壤中秸稈深翻還田對土壤全鹽量及pH值的影響Figure 3 Effects of deep ploughing straw returning on soil total salt content and pH value of different saline-alkali soils

表5 土壤全鹽量、pH值的方差分析（均方值）Table 5 Variance analysis of soil total salt content and pH value（mean square value）

2.4 玉米根系特征的方差分析

由多因素方差分析結果可知（表6），2021年，玉米根長、根表面積、根平均直徑和根體積在鹽堿程度和耕作方式間均有顯著或極顯著差異（P<0.05或P<0.01）；2022年，根長、根表面積、根平均直徑和根體積在鹽堿程度、耕作方式和鹽堿程度×耕作方式間也有極顯著差異（P<0.01）。

表6 玉米根系特征的方差分析（均方值）Table 6 Variance analysis of maize root characteristics（mean square value）

2.5 秸稈深翻還田對不同程度鹽堿化土壤玉米根長的影響

不同程度鹽堿化土壤中秸稈深翻還田對玉米根長的影響見表7。2021年，3處試驗點DPR處理下0～50 cm土層的總根長分別較CK顯著提高54.61%、60.23%和88.15%，各處理中0～10 cm土層根長最大，且隨土層深度的增加逐漸降低，S1中DPR 處理下 0～10、10～20、30～40、40～50 cm 土層根長較 CK顯著增加28.93%、128.35%、103.37%和211.14%；S2中DPR處理下0～10、40～50 cm土層根長分別較CK顯著提高 74.87%和65.02%；S3中DPR處理下0～10 cm土層根長較CK顯著提高135.86%。2022年，不同鹽堿化程度土壤DPR處理下0～50 cm土層的總根長分別較CK顯著提高9.84%、20.07%和12.55%，且各土層中DPR處理的根長均較CK顯著提高，S1、S2、S3分別為7.26%～15.25%、14.95%～27.63%和10.33%～13.66%。由此可見，秸稈深翻還田1年后顯著增加了表層根長，且輕度鹽堿地中30～50 cm土層根長顯著增加，秸稈深翻還田2年后0～50 cm土層根長均顯著增加，同時DPR較CK總根長的增幅2年間均表現(xiàn)為S1>S2>S3。

表7 不同程度鹽堿化土壤中秸稈深翻還田對玉米根長的影響Table 7 Effects of deep ploughing straw returning on maize root length in different saline-alkali soils

2.6 秸稈深翻還田對不同程度鹽堿化土壤玉米根表面積的影響

由圖4可知，不同程度鹽堿化土壤2022年0～20 cm土層中玉米根表面積較2021年無明顯變化，在30～50 cm土層中根表面積較2021年S1、S2和S3分別增加89.14%～133.55%、238.28%～244.20%和15.31%～36.17%。2021年，S1中DPR處理下各土層的根表面積較CK增加113.03%，其中，10～20 cm和30～50 cm土層達到顯著水平（P<0.05）；S2中DPR處理下0～50 cm土層根表面積較CK增加38.40%，其中0～10 cm土層達到顯著水平（P<0.05）；S3中DPR處理下0～50 cm土層根表面積較CK提高49.15%，未達到顯著水平（P>0.05）。2022年不同鹽堿化程度土壤的表現(xiàn)趨勢與2021年一致，DPR處理下0～50 cm土層的根表面積分別較CK顯著提高12.95%、17.50%和11.06%。綜合來看，秸稈深翻還田顯著增加了不同程度鹽堿化土壤中0～50 cm土層玉米的根表面積，表現(xiàn)為S1>S3>S2。

圖4 不同程度鹽堿化土壤中秸稈深翻還田對玉米根表面積的影響Figure 4 Effects of deep ploughing straw returning on maize root surface area in different saline-alkali soils

2.7 秸稈深翻還田對不同程度鹽堿化土壤中玉米根平均直徑的影響

由圖5可知，2021—2022年，不同程度鹽堿化土壤DPR處理下0～50 cm土層玉米根平均直徑分別較CK提高 15.63%～37.78%、11.37%～29.26%和11.69%～47.86%，其中，S1中40～50 cm土層及S2、S3中10～20 cm土層的根平均直徑增幅分別為最大。2021年，S1、S2中DPR處理下各土層的根平均直徑分別較CK增加38.53%和24.01%，其中20～30 cm土層均達到顯著水平（P<0.05）；S3中DPR處理下0～50 cm土層的根平均直徑較CK提高37.34%，未達到顯著水平（P>0.05）。2022年，不同程度鹽堿化土壤中的表現(xiàn)趨勢與2021年一致，DPR處理下0～50 cm土層的根平均直徑分別較CK顯著提高14.47%、18.04%和11.96%。綜合來看，秸稈深翻還田可顯著增加0～50 cm土層玉米的根平均直徑，表現(xiàn)為S1>S3>S2，且對S2、S3中10～20 cm及S1中40～50 cm土層的根平均直徑影響最大。

圖5 不同程度鹽堿化土壤中秸稈深翻還田對玉米根平均直徑的影響Figure 5 Effect of deep ploughing straw returning on maize root average diameter in different saline-alkali soils

2.8 秸稈深翻還田對不同程度鹽堿化土壤中玉米根體積的影響

由圖6可知，2021—2022年，不同程度鹽堿化土壤中DPR處理下0～50 cm土層玉米的根體積分別較CK提高13.36%～150.17%、26.38%～81.97%和10.75%～103.43%，其中，S1中40～50 cm土層及S2、S3中10～20 cm土層的根體積增幅分別最大。2021年，S1、S2、S3中DPR處理下各土層的根體積分別較CK增加116.06%、57.45%和51.37%，其中，S1和S3中10～20 cm土層達到顯著水平（P<0.05）；2022年的表現(xiàn)趨勢與2021年一致，不同程度鹽堿化土壤中DPR處理下0～50 cm土層的根體積分別較CK提高23.29%、26.95%和17.36%，差異顯著（P<0.05），且10～20 cm土層的根體積分別較CK增加40.09%、45.69%和33.38%，與其他土層相比增幅最大。綜上所述，秸稈深翻還田可顯著增加0～50 cm土層玉米的根體積，表現(xiàn)為S1>S2>S3，同時對10～20 cm土層的根體積影響最大。

圖6 不同程度鹽堿化土壤中秸稈深翻還田對玉米根體積的影響Figure 6 Effect of deep ploughing straw returning on maize root volume in different saline-alkali soils

2.9 秸稈深翻還田對不同程度鹽堿化土壤中玉米產(chǎn)量的影響

由圖7可知，DPR處理增加了不同程度鹽堿化土壤中的玉米產(chǎn)量，但不同程度鹽堿化土壤中的玉米產(chǎn)量對DPR響應程度不同。與CK相比，2021年S1、S2和 S3中 DPR處理玉米產(chǎn)量分別增加20.18%、28.01%和13.69%，且S1和S2均達到顯著水平（P<0.05）；2022年S1、S2和S3中DPR處理玉米產(chǎn)量分別增加7.98%、39.21%和36.33%，S2達到顯著水平（P<0.05）。S1、S2、S3中，DPR 處理玉米產(chǎn)量較CK的增幅表現(xiàn)為S2>S3>S1。

圖7 不同程度鹽堿化土壤中秸稈深翻還田對玉米產(chǎn)量的影響Figure 7 Effect of deep ploughing straw returning on maize yield in different saline-alkali soils

2.10 土壤全鹽量及玉米根系形態(tài)特征與產(chǎn)量的通徑分析

為進一步明確土壤全鹽量及玉米根系特征對玉米產(chǎn)量作用的直接和相關關系，對土壤全鹽量，玉米根長、根表面積、根平均直徑、根體積與產(chǎn)量進行通徑分析。由表8可知，土壤全鹽量與產(chǎn)量呈極顯著負相關（P<0.01），根長、根表面積和根體積與產(chǎn)量均呈極顯著正相關（P<0.01），且相關系數(shù)大小依次為根表面積>根體積>根長。其中，土壤全鹽量直接通徑系數(shù)為-0.343，間接通徑系數(shù)為 0.803、-0.848、-0.005、-0.364，可見全鹽量主要通過玉米根長、根表面積和根體積間接作用于產(chǎn)量。同時，根表面積與產(chǎn)量有正的直接相關關系，直接通徑系數(shù)為1.087，而根長、根平均直徑和根體積均主要通過根表面積的間接作用對產(chǎn)量產(chǎn)生影響，間接通徑系數(shù)分別為1.034、0.273和0.999。綜合分析表明，在秸稈深翻還田后，土壤全鹽量的降低在增加玉米根平均直徑的同時，提高根長和根體積，從而增加根表面積，最終達到提高產(chǎn)量的目的。

表8 玉米根系形態(tài)特征與產(chǎn)量的通徑分析Table 8 Path analysis of maize root morphological characteristics and yield

3 討論與結論

根系是植物從土壤中吸收養(yǎng)分和水分的主要器官。根系的生長狀況會直接影響植物地上部的生長發(fā)育以及產(chǎn)量[17]。只有健壯的根系才能保證植物更大范圍地從土壤中吸收水分和營養(yǎng)，從而達到高產(chǎn)[18-19]。在鹽脅迫條件下，植物根系首先接觸高鹽脅迫，從而使根系組織伸長分裂及側根發(fā)育受到負面影響[20]。有研究表明，良好的土壤理化條件有利于作物水肥吸收和延緩根系衰老，從而促進根系在土壤中的生長發(fā)育[21-22]。因此，土壤理化性質的改善對根系的生長至關重要。TAN等[23]研究表明，秸稈還田可以有效降低土壤pH值，調(diào)節(jié)土壤酸堿度，這與本試驗秸稈深翻還田處理中土壤pH值和全鹽量降低的結論一致。LI等[24]研究表明，玉米秸稈還田改良鹽堿地，可以有效增加土壤有機質含量，降低土壤容重，改善土壤理化性狀，提高土壤肥力。本試驗發(fā)現(xiàn)，在秸稈深翻還田處理中土壤養(yǎng)分含量較農(nóng)戶淺旋不還田顯著提高，其中土壤速效磷和速效鉀含量在輕度鹽堿地中增幅最大，土壤堿解氮、全氮和有機質含量在中度鹽堿地中增幅最大。這可能是由于秸稈深翻還田顯著降低土壤pH值會增加土壤氮、磷、鉀等營養(yǎng)物質的溶解性[25]。同時本試驗發(fā)現(xiàn)，由于不同地點鹽堿化程度不同，秸稈深翻還田對土壤養(yǎng)分改良效果有所不同，中度鹽堿化土地改良效果最好，其次為輕度鹽堿化土地，重度鹽堿化土地改良效果最差。

大量研究表明，在非鹽堿化土壤中，秸稈深翻還田可以通過改善土壤理化性質從而顯著增加玉米根長，促進根系發(fā)育，特別對拔節(jié)期后的玉米根長、根表面積和根體積促進作用顯著[26-29]。本試驗結果表明，秸稈深翻還田措施可以顯著改善鹽堿地0～20 cm土層中的玉米根系特征，輕度鹽堿地中，秸稈深翻還田對10～20 cm土層玉米根表面積具有顯著效果；重度鹽堿地中，秸稈深翻還田對0～10 cm土層玉米根長及10～20 cm土層玉米根平均直徑和根體積具有顯著效果，且根長、根表面積、根平均直徑和根體積均在輕度鹽堿地中有最大的提升。同時本試驗發(fā)現(xiàn)，秸稈深翻還田對中度鹽堿地的土壤理化性狀影響最大，對輕度鹽堿地中玉米根系形態(tài)特征影響最大，結果不一致的原因可能是盡管秸稈深翻還田有效改善了中度鹽堿地的土壤理化性狀，但其較輕度鹽堿地仍有較大差距，因此，輕度鹽堿地的玉米根系形態(tài)特征有最大的提升。同時還有研究指出，秸稈深翻還田模式更有利于土壤中下層玉米根系生長[30]。CAI等[31]研究發(fā)現(xiàn)，與傳統(tǒng)耕作相比，深耕50 cm處理春玉米根長、根表面積顯著增加，這一特性有利于玉米在極端條件下實現(xiàn)高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)。本試驗表明，秸稈深翻還田對40～50 cm土層玉米根系生長仍然具有明顯的促進作用。這主要是由于深耕能有效緩解土壤的板結問題，打破犁底層，降低土壤容重，利于土壤深層玉米根系的生長發(fā)育。同時這可能與秸稈還田方式有關，秸稈深翻還田能夠使秸稈與各土層土壤充分接觸，從而使深層土層的玉米根長、根表面積以及根體積等大幅提升[32]。此外，本試驗連續(xù)2年秸稈深翻還田后，玉米根長、根表面積均在10～50 cm土層中有所增加，但0～10 cm土層未有明顯變化，且根平均直徑及根體積有所減少。這可能是由于秸稈深翻還田后土壤物理化學性狀的改善使玉米根系下扎，導致根長增加，而土壤養(yǎng)分增幅較小，導致玉米根平均直徑及根體積有所降低，具體原因需進一步研究。

本試驗結果表明，鹽堿地中秸稈深翻還田后可以顯著改善土壤理化性狀，降低土壤全鹽量、pH值，促進玉米根系生長，進而增加玉米產(chǎn)量，且在不同程度鹽堿化土壤中有不同程度的作用效果。在輕度鹽堿地中，秸稈深翻還田使玉米根長、根表面積、根平均直徑和根體積均有最大增幅，較農(nóng)戶淺旋不還田分別增加 62.13%、62.99%、26.46%、69.67%，在10～20 cm及40～50 cm土層中效果最為顯著。隨著土壤全鹽量的降低，玉米根長、根體積顯著增加，從而增加根表面積，提高玉米植株利用土壤養(yǎng)分的能力，最終使產(chǎn)量增加。