摘要：為明確保護(hù)性耕作模式的應(yīng)用效果，2023年在遼寧省昌圖縣某示范基地，以傳統(tǒng)種植模式為對(duì)照，分析保護(hù)性耕作措施對(duì)土壤水分、容重、植株生長(zhǎng)和玉米產(chǎn)量的影響。試驗(yàn)結(jié)果表明，與傳統(tǒng)種植地塊相比，保護(hù)性耕作地塊的容重均較小，水分含量也較高；苗期傳統(tǒng)種植地塊的株高高于保護(hù)性耕作地塊；從產(chǎn)量來(lái)看，均勻行模式下的玉米產(chǎn)量最高。

關(guān)鍵詞：保護(hù)性耕作； 秸稈還田； 玉米； 容重； 生長(zhǎng)； 產(chǎn)量

中圖分類(lèi)號(hào)：S513 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-1161（2024）06-0058-02

遼北地區(qū)是遼寧省玉米主產(chǎn)區(qū)，2022年玉米種植面積約94.5 萬(wàn)hm2，占全省玉米種植總面積的34.3%[1]。近年來(lái)，為深入落實(shí)《東北黑土地保護(hù)性耕作行動(dòng)計(jì)劃（2020—2025年）》政策，遼北在開(kāi)原市、昌圖縣、西豐縣開(kāi)展黑土地保護(hù)性耕作示范，探索以作物秸稈覆蓋和免耕為核心的保護(hù)性耕作技術(shù)，以期為保護(hù)好黑土地這一“耕地中的大熊貓”提供技術(shù)支持。為明確保護(hù)性耕作模式在遼北地區(qū)的應(yīng)用效果，2022—2023年在遼寧省昌圖縣某示范基地，以傳統(tǒng)種植模式為對(duì)照，分析保護(hù)性耕作措施對(duì)土壤水分、容重、植株生長(zhǎng)和玉米產(chǎn)量的影響，以期探索適合遼北地區(qū)的保護(hù)性耕作措施，為玉米可持續(xù)增產(chǎn)提供理論和技術(shù)支撐。

1材料與方法

1.1試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)在昌圖縣保護(hù)性耕作基地進(jìn)行，基地為中溫帶亞濕潤(rùn)區(qū)季風(fēng)型大陸性氣候，四季分明，雨熱同季，降水和光照比較充足，年平均氣溫6.7 ℃；年平均降水量600 mm，多集中在夏、秋兩季，無(wú)霜期140 d左右。

土壤類(lèi)型主要為黑壤土，理化性狀好，土層較為深厚。

2023年春季測(cè)定基地的耕層土壤理化性質(zhì)：有機(jī)質(zhì)含量為7.3 g/kg，全氮含量為0.116%（中級(jí)水平），速效鉀含量為153 mg/kg（低水平），速效氮含量為83 mg/kg，速效磷為91.2 mg/kg，pH為4.9。

1.2試驗(yàn)設(shè)計(jì)

以傳統(tǒng)種植地塊為對(duì)照，設(shè)計(jì)2種玉米保護(hù)性耕作種植模式，分別為寬窄行模式和均勻行模式。保護(hù)性耕作地塊于玉米收獲后留高茬，再將秸稈切成30～45 cm的小段，均勻拋灑在田間，翌年實(shí)行免耕播種。播種前，開(kāi)展秸稈地表覆蓋情況測(cè)算，確定平均秸稈地表覆蓋率為76.4%。

玉米種植品種為先玉1526，于2023年6月9日播種，10月6日收獲。肥料選用奧隆特重合肥料，施用量為40 kg/667 m²。試驗(yàn)地主要依靠自然降水，無(wú)補(bǔ)充灌溉，按照常規(guī)措施進(jìn)行田間管理。

1.3測(cè)定項(xiàng)目和方法

1.3.1土壤容重與水分 容重采用環(huán)刀法。參考1121.4—2006《土壤檢測(cè).第4部分：土壤容重N的Y測(cè)/T定》，用環(huán)形刀（100 cm3）在田間取0～10、10～20 cm共2個(gè)深度的土樣，密封處理后帶回試驗(yàn)室測(cè)定容重。

同時(shí)，參考HJ 613—2011《土壤 干物質(zhì)和水分的測(cè)定 重量法》，測(cè)定土壤的自然含水量。

1.3.2 植株生長(zhǎng)情況 玉米植株生長(zhǎng)情況的監(jiān)測(cè)參考GB/T 40834-2021《夏玉米苗情長(zhǎng)勢(shì)監(jiān)測(cè)規(guī)范》。選取有代表性的5壟，每壟長(zhǎng)50m，調(diào)查和計(jì)算株數(shù)和出苗率。出苗率（%）=實(shí)際株數(shù)/理論株數(shù)×100。

1.3.3 玉米產(chǎn)量 玉米成熟后，采用隨機(jī)五點(diǎn)法確定樣點(diǎn)，樣點(diǎn)面積為20 m²，收獲樣點(diǎn)內(nèi)全部果穗，調(diào)查平均穗粒質(zhì)量、出籽率和籽粒產(chǎn)量。出籽率（%）=籽粒干質(zhì)量/果穗干質(zhì)量×100。

1.4數(shù)據(jù)處理與分析

采用Microsoft Excel 2007進(jìn)行數(shù)據(jù)整理與統(tǒng)計(jì)分析。

2結(jié)果與分析

2.1保護(hù)性耕作對(duì)土壤性質(zhì)的影響

土壤容重越大，表明土壤越緊實(shí)，退化趨勢(shì)愈強(qiáng)；容重小，則說(shuō)明土壤疏松多孔，結(jié)構(gòu)類(lèi)型良好。土壤容重及水分測(cè)定結(jié)果見(jiàn)表1。

由表1可知，在0～10 cm土層，傳統(tǒng)地塊的容重為1.54，而保護(hù)性耕作地塊的土壤容重分別為1.45 和1.42，均較傳統(tǒng)種植地塊?。辉?0～20 cm土層，傳統(tǒng)地塊的容重為1.61，而保護(hù)性耕作地塊的土壤容重分別為1.54和1.52，也小于傳統(tǒng)種植地塊，但兩者之間差距不大，這是因?yàn)榻斩捗芏刃?，且還田腐解后能夠降低土壤的顆粒密度，使耕地土層的容重減小。

由表1可知，在0～10 cm土層，傳統(tǒng)地塊的土壤含水量為15.3%，而保護(hù)性耕作地塊的土壤含水量在17.0以上；在10～20 cm土層，傳統(tǒng)地塊的土壤含水量為16.2%，而保護(hù)性耕作0～10 cm土層的土壤含水量仍穩(wěn)定在17.0%左右。

2.2保護(hù)性耕作對(duì)植株生長(zhǎng)發(fā)育的影響

玉米植株在苗期的生長(zhǎng)情況見(jiàn)表2。

從出苗率來(lái)看，寬窄行、均勻行的出苗率分別為95.0%和94.6%，均高于傳統(tǒng)地塊（94.8%），但三者的差異不明顯；從株高來(lái)看，傳統(tǒng)地塊的植株株高最高，明顯高于保護(hù)性耕作地塊，同時(shí)兩種保護(hù)性耕作地塊之間差別不大，這可能是因?yàn)樵跓o(wú)秸稈覆蓋的情況下，傳統(tǒng)地塊能維持較高的土壤溫度，有利于苗期的玉米植株生長(zhǎng)。

2.3保護(hù)性耕作對(duì)玉米產(chǎn)量的影響

在玉米種植品種和氣候條件相同的條件下，作物產(chǎn)量與土壤質(zhì)量、耕作措施等密切相關(guān)。玉米產(chǎn)量的測(cè)定結(jié)果見(jiàn)表3。

玉米測(cè)產(chǎn)結(jié)果表明，與傳統(tǒng)種植相比，保護(hù)性耕作下的平均穗粒質(zhì)量均有提高，大小順序?yàn)榫鶆蛐術(shù)t;寬窄行g(shù)t;傳統(tǒng)；出籽率的變化趨勢(shì)與平均穗粒質(zhì)量一致，但三者區(qū)別不大；從籽粒產(chǎn)量來(lái)看，傳統(tǒng)種植下的產(chǎn)量最低，為800.8 kg/667m²，均勻行產(chǎn)量最高，為667m²，寬窄行產(chǎn)量居中，為820.7 kg/667m²，這86說(shuō)5.明0 k保g/護(hù)性耕作有利于提高玉米產(chǎn)量及其相關(guān)參數(shù)。

諸多研究表明，秸稈田還田可使土壤容重減小、含水量提高、有機(jī)碳等養(yǎng)分增加，有利于改善耕層土壤質(zhì)量，促進(jìn)植株根系發(fā)育。植株吸收較多的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)后，干物質(zhì)積累增加，有利于玉米籽粒形成。

3結(jié)論與討論

根據(jù)玉米生長(zhǎng)規(guī)律并結(jié)合實(shí)際情況，開(kāi)展保護(hù)性耕作應(yīng)用效果的監(jiān)測(cè)和試驗(yàn)，獲得以下結(jié)論：

1） 無(wú)論是0～10cm深度還是10～20cm深度，與傳統(tǒng)種植地塊相比，兩種保護(hù)性耕作地塊的容重均較小，水分含量也較高且兩種保護(hù)性耕作地塊之間，容重和含水量均差別不大。諸多研究和報(bào)道認(rèn)為，秸稈還田有利于降低耕層土壤的容重，這是因?yàn)榻斩捗芏刃?，且腐解后又能夠降低土壤的顆粒密度。同時(shí)，免耕能避免土壤被機(jī)具壓實(shí)，有利于增加土壤中生物的活動(dòng)和有效毛細(xì)管數(shù)量，因此土壤容重在一定程度上有所降低[2]。秸稈還田有利于土壤形成大孔隙，避免地下毛管中的水上移和水分散失[3]。此次試驗(yàn)也得到了相似的結(jié)論。

2） 在苗期，保護(hù)性耕作地塊的出苗率略高于傳統(tǒng)地塊，但兩者差異不明顯；傳統(tǒng)地塊的株高高于保護(hù)性耕作地塊。多年的生產(chǎn)實(shí)踐表明，低溫是限制冷涼區(qū)旱地玉米增產(chǎn)的主要因子之一。北方春玉米區(qū)土壤含水量少，且春季溫度較低，秸稈腐解速率較慢，其養(yǎng)分不能在玉米關(guān)鍵生育期釋放。同時(shí)，秸稈覆蓋會(huì)阻擋耕層土壤溫度升高。這兩個(gè)因素共同作用，可能是導(dǎo)致保護(hù)性耕作地塊玉米植株生長(zhǎng)較慢的原因。

3） 與傳統(tǒng)種植相比，保護(hù)性耕作下的平均穗粒質(zhì)量和出籽率均有所提高，但二者區(qū)別不大；從籽粒產(chǎn)量來(lái)看，傳統(tǒng)種植地塊下的產(chǎn)量最低，均勻行地塊的產(chǎn)量高于寬窄行地塊。很多研究結(jié)果表明，保護(hù)性耕作具有增產(chǎn)的正面效應(yīng)，此次試驗(yàn)也得到了相似的結(jié)論。從產(chǎn)量來(lái)看，均勻行是比較適合遼北地區(qū)的種植模式。