不同耕作方式对松嫩平原半干旱区玉米生长和产量的影响

耕作方式影响玉米的生长和产量。设置旋耕垄作（RT）、旋耕垄作深松（RTS）、免耕（NT）、免耕深松（NTS）、旋耕平作（FT）、旋耕平作深松（FTS）6个处理,分析不同耕作方式对玉米苗期根系生长、干物质积累、净光合速率和产量构成,研究不同耕作方式对半干旱区玉米生长和产量的影响。结果表明,免耕处理显著降低了玉米苗期根系的鲜重、干重和体积。旋耕垄作、旋耕平作和免耕结合深松处理干物质积累量较未深松处理增加 3.17%～15.08%,旋耕平作结合深松处理提高了玉米有效穗数、玉米净光合速率,进一步提高玉米产量。     

深松条件下春玉米花后衰老过程中根系生物学变化特征

采用PVC管栽方法,研究模拟犁底层和深松处理下春玉米花后衰老过程中根系的生物学变化特征。结果表明,在玉米花后,相同根层节根数均表现为深松处理>模拟犁底层处理。犁底层影响根系在不同深度土壤空间分布,深松处理20～35 cm 土壤深度和36～75 cm 土壤深度玉米根系体积分别比犁底层处理增加176.33%和185.92%;在模拟犁底层处理下,90%以上的根系主要集中在0～20 cm土壤深度,深松处理90%以上的根系主要集中分布在0～35 cm深度土壤。深松增加下层土壤（30～75 cm）根系比重,根系空间分布更加合理。根系衰老进程,花后20 d开始犁底层处理下36～75 cm土壤深度玉米根系衰老速度加快,该深度根系重量开花期比深松处理低2.91%,花后50 d比深松处理低12.31%。犁底层的存在限制玉米根系的发育,深松有利于增加深层土壤的根系分布,能减缓后期根系衰老速度。     

玉米秸秆还田对土壤呼吸速率的影响

对传统耕法、宽窄行立茬交替休闲+条带深松、宽窄行立茬+秸秆粉碎还田+条带深松、宽窄行立茬+秸秆条带覆盖+条带深松、宽窄行立茬+全方位深松5个耕作模式下土壤呼吸速率进行研究。结果表明,少免耕模式与传统耕法相比土壤呼吸速率降低,宽窄行立高茬+秸秆粉碎还田+条带深松降低最为明显,降低了42.63%。相关分析表明,土壤呼吸速率与土壤温度存在显著线性关系。     

耕层构建方式对土壤理化性状、玉米养分累积及根系形态的影响

以郑单958为试验材料，大田条件下设置T1（浅灭茬后直接播种）、T2（苗带深松后镇压）、T3（行间深松且苗带镇压）、T4（苗带行间全部深松）4种耕作方式，探明不同耕作方式对土壤理化性状、玉米根系空间分布、养分累积及产量的影响。结果表明，T2和T3处理的土壤三相比及土壤含水量均优于T1处理。与T1处理相比，T2和T3处理的根系总干重、总根长和总根表面积增幅分别为10.6%~55.7%、32.6%~43.6%、23.1%~38.9%，各土层间的根系分布更加合理化，提高了根系对土壤养分的吸收利用能力。T2和T3处理显著增加了子粒干重和子粒养分含量，增幅均在15.0%以上（P<0.05）。综上，苗带深松后镇压和行间深松且苗带镇压两种耕作方式均有利于玉米地上部生物量和养分的积累，可改善土壤结构，提高土壤含水量，增加土壤的液相和气相比例，进而促进玉米根系的生长发育及其对更深层次土壤养分的吸收。     

深松和翻耕对旱地小麦花后根系衰老及产量的影响

为了解深松耕作对小麦根系衰老及产量的影响,以济麦22为材料,通过田间试验,对深松与翻耕条件下旱地小麦花后根系部分生理指标以及籽粒产量进行了比较分析。结果表明,与翻耕处理相比,深松处理小麦花后根系能够保持较高的超氧化物歧化酶活性与硝酸还原酶活性,丙二醛含量较低,可溶性蛋白含量降低缓慢,说明深松处理能够减缓根系的衰老。深松处理的小麦穗数、穗粒数、千粒重高于翻耕处理,其中穗粒数增加达到显著水平,是深松处理增产的主要原因。     

深松对夏玉米物质生产、光合性能及根系生长的影响

以郑单958为试验材料,设播前深松、4叶期深松处理,以黄淮海地区普遍采用的免耕直播作为对照,分析玉米全生育时期内叶面积指数、净光合速率、叶面积持续期、干物质积累、相对生长率、根系性状以及产量及其构成因素的变化。结果表明,两种深松方式对比,物质生产、光合性能及根系生长方面均差异显著。与免耕直播相比,播前深松可以显著提高玉米拔节期叶面积指数,有效提高吐丝期净光合速率,显著增加拔节期干物重、吐丝期0~100 cm根系总干重以及20~30 cm土层内根系的活力;叶面积持续期、净同化率与相对生长率变化幅度不大。4叶期深松则导致植株的各方面表现较差,营养生长受到限制,叶源不足,叶片早衰。与对照(免耕直播)比较,播前深松增产1.7%,4叶期深松减产11.5%,两种深松方式间差异显著。夏玉米区播前深松具有提升玉米产量的优势,4叶期深松则限制了玉米生长和产量提升。     

株行配置对春玉米根冠空间分布及产量的影响

以先玉335为试验材料,设置7.50万株/hm2和9.75万株/hm2两个种植密度,60 cm+60 cm等行距和40 cm+80 cm宽窄行两个行距配置,比较株行配置对春玉米冠层、根系结构与功能及产量的影响。结果表明,随种植密度增加,果穗、茎鞘干重百分比垂直分布明显上移,叶片干重百分比在垂直分布变化较小,行距配置对果穗、茎鞘干重百分比在垂直分布上影响较小。相对于等行距种植,宽窄行种植叶片干重百分比有下移趋势,群体不同叶位叶面积指数也表现为同一密度下,宽窄行种植群体上层LAI较小,穗位叶高效叶层LAI较大;随密度增加,根重有纵向下移的趋势,根系TTC还原强度在不同土层深度都显著降低。同一密度下,宽窄行种植根重的垂直分布出现下移趋势,根系TTC还原强度略高于等行距种植。高密度条件下,宽窄行种植降低了玉米果穗秃尖长,显著增加果穗穗粒数,因而显著提高产量,增产2.73%~10.86%,说明在宁夏扬黄灌区较高种植密度下,采用宽窄行种植能优化不同叶层结构,适当增加深层土壤根系所占比例及活力,有利于获得高产。     

耕作方式对玉米根系构型及抗根倒伏能力的影响

通过云南典型的红壤坡耕地对土壤实施深松+旋耕 15 cm（SRT）、深松+免耕（SNT）、深松+翻耕 20 cm（SP1）、深松+翻耕30 cm（SP2）、旋耕15 cm（RT）、免耕（NT）、翻耕20 cm（P1）和翻耕30 cm（P2）8种耕作方式,研究对玉米的根系根条数、根直径、入土角度、根幅、生物量及根系抗拔力等的影响。结果表明,深松+翻耕20 cm处理能增加玉米根条数、根系入土角度和10 cm土层处根系生长幅度,增大根系生物量,尤其是深层土壤（20～30 cm）根系生物量,同时对玉米产量也具有提高作用。深松+翻耕30 cm处理能增大根系的垂直抗拔力。因此,土壤通过深耕处理能改善玉米根系构型和分布,进而增强玉米根系抗倒伏能力。     

玉米宽窄行交替休闲保护性耕种的土壤水分变化规律研究

通过采用玉米宽窄行种植、行间深松作业,结合不同方式秸秆还田的试验研究,明确了玉米宽窄交替休闲种植土壤水分变化的量化指标及在不同深松深度与宽度条件下土壤水分变化规律。试验结果表明,在吉林省中部地区,采用玉米宽窄行种植,行间进行深松作业,建立了土壤水库,可有效蓄积夏秋降雨。     

玉米品种根系性状和产量不同年代的演替规律及其对深松响应研究

以1970～2010年10个玉米主栽品种为试材,在深松增密条件下,研究玉米品种演替过程中根系性状和产量的变化情况。结果表明,随着年代推进,玉米单株根系性状指标(根系干重、根长、根表面积以及根系平均直径)均呈先升后降的变化趋势,1980年各指标达到最大值。根系性状指标在20～50 cm土壤中根系所占比例随着品种更替而增加,根系不断向深层土壤延伸。深松增密措施更有利于玉米新品种形成横向紧缩、纵向延伸的根系构型,不仅通过改变根系空间分布实现结构性增产,而且通过改善耕层环境实现功能性增产。