深松方式对玉米根系分布及水分利用效率的影响

以郑单958为试材,研究了不同深松方式对玉米根系分布及水分利用效率的影响,为实现玉米高产栽培提供理论依据。结果表明:行行深松、隔行深松均可有效打破犁底层,10~40cm土壤容重在整个生育时期显著低于常规耕作,且行行深松的后效作用更明显;深松提高了土壤蓄水保墒能力,有效缓解春旱对玉米幼苗的影响;深松后增加了土壤中30~50cm耕层及垂直垄向20~30cm范围的根量,有利于深层根系的生长、延缓玉米深层次根系衰老;深松也显著提高了植株水分利用效率和玉米产量,且行行深松的效果更为明显。     

垂直微孔深松的土壤环境效应及对棉籽品质发育的影响

长期传统耕作导致土壤紧实形成犁底层,是影响农田土壤质量和作物生长的关键障碍因子之一。为解决这一问题,于2013年4月-2016年4月在山西运城南花农场开展为期3年的大田试验,对比研究垂直微孔深松技术和传统耕作方法产生的土壤环境效应以及对棉籽品质发育的影响。结果表明:垂直微孔深松耕技术使犁底层的土壤硬度由7 849.1 k Pa降低到991.4 k Pa,土壤容重降低;在≥30 cm土层中,土壤N、P、K及有机质含量和含水量增加显著;垂直微孔深松耕棉田籽粒数从1.56粒/层增加到1.82粒/层,籽指平均增加了0.9%;发芽率由88.92%增加到89.63%;棉花籽棉产量最高为4 864.89 kg/hm2,比CK增加了14.98%。本研究揭示微孔深松耕作有效打破犁底层,具有改善土壤环境效应,并促进棉花生长和提高棉籽品质,为该项技术应用于生产提供试验依据。     

新疆滴灌棉田深松后土壤理化性质及产量的变化特征

为探讨深松对新疆绿洲棉田土壤理化性质及产量的影响。以不深松棉田为对照(CK),设置深松深度30 (S30)、40 (S40)、50 (S50) 3个处理,于2017年和2018年进行田间试验。结果表明:与CK相比,深松能有效降低耕层土壤容重和土壤紧实度,增加土壤总孔隙度,且深松后第一年差异显著。2017年0~20 cm土层S30、S40、S50较CK土壤容重降低了1.7%、7.0%、9.7%,土壤紧实度降低了36.1%、5.8%、21.1%,土壤总孔隙度增加2.2%、9%、12.4%。深松能提高耕层土壤含水量和土壤蓄水量。2017年0~20 cm土层S40较CK土壤含水量提高18.7%,土壤蓄水量提高10.5%,而S30、S50与CK差异不显著。深松能增加耕层土壤有机质、土壤速效磷含量,而土壤速效氮含量在深松后第一年较CK增加,2018年则减小,土壤速效钾含量变化与之相反,以深松40 cm效果最佳。深松能显著降低土壤含盐量,2年平均土壤含盐量S30、S40、S50比CK降低21.6%、33.3%、49.6%。深松有利于子棉产量增加,其中S40子棉产量较CK增产幅度最大,2年分别增加15.4%、9.7%。新疆绿洲棉田深松40 cm时,可有效改善土壤理化性质,棉花产量显著提高。     

深松与秸秆还田对玉米生长发育影响试验

辽宁玉米产区长期以来大部分田块只采用传统的耕翻作业,致使土地结构变劣,其下形成了一层坚厚的犁底层,土壤容重达1.50g/cm3,玉米根系下扎困难,致使影响了作物吸水、吸肥,而且容易倒伏,严重制约了玉米产量的提高。本试验在辽宁省阜新县平安地土城子村进行定点试验,设置了T1旋耕(对照)、T2旋耕+深松25cm、T3旋耕+深松25cm+秸秆还田6 000kg/hm2和T4旋耕+秸秆还田6 000kg/hm2处理,对玉米地上部生长发育、玉米产量、经济效益等进行研究。     

条带深松对不同密度玉米群体根系空间分布的调节效应

为探究条带深松耕作(SS)对密植玉米群体根系空间分布与容纳量的调节效应,本试验设置3个种植密度(低密：4.50万株 hm^-2、中密：6.75万株 hm^-2、高密：9.00万株 hm^-2),以土壤免耕(NT)为对照,利用小立方原位根土取样器,通过“3D monolith”根系空间取样方法,比较研究玉米个体与群体根系的空间分布对种植密度与土壤耕作方式的响应。结果表明,单株根长受种植密度影响显著,在0~50 cm土层中(每10 cm为一土层),高密种植的单株根长较低密种植减少110.31、43.18、15.73、10.49和17.45 m;在高密种植条件下,与土壤免耕比,条带深松耕作增加20~30 cm、30~40 cm、40~50 cm土层中的单株根长13.32%、19.80%、47.20%;单株根干重与单株根长的变化一致。种植密度对群体总根长的影响不显著,却显著影响群体根系的空间分布。与低密种植比,高密种植的植株中心根长密度在0~10 cm、10~20 cm土层中分别降低3.82 cm cm^-3、0.62 cm cm^-3,但植株之间的根长密度在0~10 cm、10~20 cm、20~30 cm、30~40 cm土层中分别增加1.13 cm cm^-3、0.18 cm cm^-3、0.06 cm cm^-3、0.05 cm cm^-3;在高密种植条件下对土壤进行条带深松耕作,与土壤免耕比,植株中心的根长密度在0~10 cm土层中降低16.10%,在10~20 cm、20~30 cm土层中却分别增加47.45%和13.37%,植株之间的根长密度在20~30 cm、30~40 cm、40~50 cm土层中分别增加50.26%、30.72%和106.15%;条带深松耕作显著提高密植玉米群体下层根系的容纳量。高密条件下条带深松耕作增加了群体根干重、深层根系量、植株间根系分布及根表面积,进而增加了地上部群体叶面积指数及地上部干重,最终促进产量显著提高。说明密植群体通过条带深松耕作改善了群体的根系空间分布,减弱了上层根系的拥挤,通过增加深层土壤根系量及植株之间根系量增加了群体根系容纳量,发挥了密植群体根系功能,实现了密植群体的高产。     

耕层重构对连作棉田土壤理化性状及棉花生长发育的影响

针对黄河流域连作棉田常年旋耕导致犁底层变厚变硬,土壤蓄水保墒能力下降,养分在表层富集,病害加重等问题,探讨土壤耕层重构技术在黄河流域棉区生产上的可行性。试验于2014和2015年在河北省农林科学院棉花研究所威县试验站进行,在连作棉花20年的土壤条件下采用随机区组试验,设置了T1(0~15 cm与15~30 cm土壤互换)、T2(0~20 cm与20~40 cm土壤互换,同时松动40~55 cm土壤)、T3(0~20 cm与20~40 cm土壤互换,同时松动40~70 cm土壤)、CK(旋耕15 cm)4个处理,调查土壤理化性状、棉花生育性状、田间杂草与病衰指数等指标。结果表明,在20~40 cm土层T2处理容重两年较CK分别降低0.13 g cm–3与0.15 g cm–3;20~40 cm土层全氮、速效磷、速效钾含量T2与T3显著高于T1与CK;灌水(雨)后深层土壤蓄水量增加,播种后40~60 cm与60~80 cm土层蓄水量T2较CK 2014年增加3.5 mm、5.5 mm,2015年增加6.7 mm、3.4 mm,在蕾期干旱时0~20 cm与20~40 cm土层蓄水量T2较CK 2014年高6.6 mm、8.7 mm,2015年高4.2 mm、9.2 mm。耕层重构后棉花根系量显著增加,地上部干物质积累表现出开花期前低、开花期后高的趋势;耕层重构处理单株铃数、单铃重、皮棉产量较对照显著提高,T2皮棉产量两年较CK分别增加6.1%、10.2%。耕层重构对灭除田间杂草具有明显效果,T2处理病衰指数两年分别降低41.7与31.9个百分点。适宜的土壤耕层重构方式(T2)是解决连作棉田问题、提高棉花产量的有效措施。     

深松措施下磷肥施用深度对春玉米根系特性的影响

为探明深松措施下磷肥施用深度对春玉米根系特性的影响,实现根系与磷素在空间上充分耦合,可为玉米高产栽培磷肥合理运筹提供科学依据,采用裂区设计,以耕作方式为主区,副区为施磷深度,研究深松措施下不同施磷深度不同春玉米品种的根系生物量、比根长和根系活力,并分析其与产量的相关性。结果表明:旋耕措施下,0～20 cm土层根干质量吐丝期P12和P18较高,乳熟期P12较高,P24吐丝期低于P6而乳熟期高于P6; 20～60 cm土层吐丝期和乳熟期磷肥深施处理均高于P6,以P12最高。深松+旋耕措施下,0～20 cm土层春玉米根干质量吐丝期施磷深度处理均高于正常施磷P6,0～20 cm土层乳熟期和20～60 cm土层吐丝期和乳熟期均为P12和P18较高。旋耕措施下0～20 cm和40～60 cm土层比根长P12最大,与P6差异显著,20～40 cm土层P24最高。旋耕措施下3个土层根系活力和0～20 cm,40～60 cm比根长均表现为P12最高,深松+旋耕措施下根系活力除20～40 cm吐丝期外,P12与P18差异不显著,均高于P6,比根长0～20 cm土层吐丝期和乳熟期P12最高,P24最低,40～60 cm土层P12和P18差异不显著,P12高于P6和P24。除吐丝期20～60 cm土层根系生物量外,2个生育期各土层根干质量、比根长和根系活力与产量呈显著、极显著相关,根系干质量和比根长主要影响因素是深松和磷肥施用深度,根系活力与深松密切相关。综上,春玉米总根干质量、比根长和根系活力与产量呈正相关,总体表现为深松+旋耕旋耕措施,磷肥施用深度在旋耕措施下12 cm左右较为适宜,在深松+旋耕措施下12～18 cm较为适宜。     

耕作方式对松嫩平原北部盐碱地土壤理化性状的影响

针对松嫩平原北部盐碱障碍型土壤,采用一年"土层置换+秸秆阻断"(SD1)、连续两年"土层置换+秸秆阻断"(SD2)和秸秆粉碎覆盖(CK)三种耕作方式,研究了对土壤物理性状、养分含量及盐分含量的改良效应。结果表明:0⁴0cm土层土壤容重和pH,SD2处理低于SD1及CK,容重分别降低8.61%和8.81%;土壤含水量,SD2处理高于SD1和CK;040cm土层土壤容重和pH,SD2处理低于SD1及CK,容重分别降低8.61%和8.81%;土壤含水量,SD2处理高于SD1和CK;0⁴0cm土层土壤可溶性盐离子,SD2处理土壤可溶性盐分含量明显降低,达到了降低土壤耕层盐分的目的;SD2处理产量高于SD1处理和CK,SD2和SD1产量分别高于CK 7.83%和3.89%,差异达到显著水平。     

滴灌条件下基肥减施后移对夏玉米养分吸收和根系生长的影响

为探明滴灌条件下基肥减施后移对夏玉米养分吸收和根系生长的影响,在大田条件下,以‘郑单958’为供试材料,研究基肥传统施用(CK)、基肥减施后移至拔节期(T1)及基肥减施后移至大喇叭口期(T2)对夏玉米干物质积累、根系生长、植株氮营养指数、氮素积累、土壤硝态氮含量及产量的影响。结果表明,T1和T2处理拔节期(V6)虽然植株氮营养指数低于1 (0.88),但地上部氮磷钾含量和干物质积累量与CK差异不显著,且T2处理吐丝期(R1)到成熟期(R6)植株氮素积累量高于对照(+33.39%)。处理间收获期夏玉米行间0~20 cm土层硝态氮含量差异显著,其中T2分别低于CK和T1处理41.85%和35.46%,深层80~100 cm土层硝态氮含量T1和T2处理分别低于CK 78.68%和56.02%,差异未达到显著水平。大喇叭口期(V12) 15~30 cm土层根系表面积密度为T2>T1>CK,其中T2和T1分别比CK高25.89%和36.17%,且T2处理30~45 cm土层根系表面积密度也较CK高68.59%。各处理间收获指数及产量差异不显著,但总体T2处理值最高,氮肥利用率比对照也增加12.13%。因此在滴灌水肥一体化条件下,夏玉米生产上应根据地力优化基追比,中高肥力农田玉米基肥可以适当减施后移至拔节期(V6)甚至大喇叭口期(V12),控前促后,降低土壤硝态氮残留,同时促进前期根系下扎。     

粉垄深耕对长沙稻作烟区土壤物理特性及烤烟根系发育的影响

为改善长沙稻作烟区土壤环境,提升植烟土壤质量。通过大田试验,设置粉垄深耕(T1)1个处理和铧式犁翻耕(T2)、直接旋耕(T3)2个常规对照,探究不同耕作方式对长沙稻作烟区土壤物理特性及烤烟根系干、鲜质量的影响。结果表明:粉垄深耕明显改善了土壤表层物理结构,在0～30 cm耕层总体范围内,T1粉垄深耕处理与T3常规处理(当地耕作方式)相比,2018年容重、紧实度平均下降8.80%,29.70%,孔隙度平均增大10.67百分点;2019年T1较T3容重、紧实度平均下降11.25%,21.45%,孔隙度平均增大12.8百分点;在烤烟移栽3-5月,T1处理0～10 cm耕层土壤平均含水率比T2高出0.62百分点,在10～20 cm耕层分别比T2和T3高出3.23,4.92百分点,在20～30 cm耕层分别高出9.43,12.3百分点,在30～40 cm耕层分别高出9.56,13.88百分点;同时,粉垄深耕相较于常规处理增加了D值,提高了土壤团聚体的稳定性。且T1处理烤烟根系干质量在团棵期、旺长期、成熟期分别高于T3处理69.75%,28.93%,28.33%,根系体积分别比T3高20.07%,55.61%,36.34%。综上,粉垄深耕改善长沙稻作烟区土壤容重、紧实度、孔隙度、土壤水分、土壤团聚体稳定性等土壤物理性状,改良了土壤环境,提高了烤烟根系的生物量、体积,为提高烟叶的产量产值奠定了基础。