不同耕作方式对松嫩平原半干旱区玉米土壤生物特性影响

为探究不同耕作方式对松嫩平原半干旱区玉米土壤环境的影响，设置旋耕垄作(CK)、旋耕垄作深松、免耕、免耕深松、旋耕平作和旋耕平作深松6种耕作方式，研究不同耕作方式对土壤细菌、土壤真菌、土壤放线菌、土壤动物和土壤动物群落组成的影响。结果表明，免耕和免耕深松处理能够显著提高土壤细菌、真菌和放线菌数量，提高幅度分别为18.57%～31.01%、27.99%～48.76和12.32%～21.95%。免耕和免耕深松处理显著提高了0～30 cm土壤微生物量碳和微生物量氮含量，提高幅度分别为8.33%～16.55%和9.70%～19.89%。平作深松处理土壤动物捕获量最高，免耕和免耕深松处理Shannon-wiener指数最高，表明免耕更有利于农田生态系统土壤生物的生存环境的维护。     

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。     

耕作方式对玉米出苗率、干物质积累及产量的影响

在吉林省公主岭市研究探讨不同耕作方式对玉米出苗率、干物质积累及产量的影响,创制提高玉米产量的适宜的耕作方法。以郑单958为试材,利用吉林省农科院长期定位试验田,对免耕、翻耕、旋耕和深松4种耕作方式下玉米出苗率、干物质重及产量比较分析。结果表明,深松耕作保苗率提高11.3%~14.6%,深松耕作显著提高玉米干物质重,其地上部分较免耕、翻耕和传统耕作提高幅度为4.9%~19.2%,地下部根系提高幅度为2.8%~90.1%。深松耕作较其他处理玉米产量增幅为8.3%~11.5%,留茬深松是促进玉米植株生长发育和提高产量的有效耕作技术。     

耕作方式对三江平原玉米生长发育及水分利用影响

2018～2019年三江平原云山农场设置旋耕（RT）、隔行深松（GS）、深松（ST）、浅翻（CT）、深翻（SF）5种耕作方式，以旋耕（RT）为对照，研究不同耕作处理对玉米各生育期土壤水分变化、耗水量及产量和水分利用率的影响。结果表明，各耕作处理较旋耕处理相比能够改善土壤水分条件，受降雨量影响各耕作处理表现不同，2018年（生育期降雨量505.3 mm），隔行深松、深松、浅翻和深翻4种耕作处理蓄水量分别提高3.67、2.87、2.23、2.68 mm；2019年（生育期降雨量833.6 mm），深松处理土壤含水量和蓄水量最低，表现为浅翻>深翻>旋耕>隔行深松>深松。玉米干物质积累量和叶面积指数（LAI）呈“S”型曲线，各处理表现为深松>隔行深松>深翻>浅翻>旋耕，在大喇叭口期至灌浆期干物质积累量最大，深松处理平均比旋耕提前5 d到达干物质最快积累时间。4种耕作方式与旋耕相比均能改善耕层土壤水分状况，增加玉米干物质积累量和LAI，显著提高产量和水分利用率。     

耕作方式对玉米生长发育、根分布及产量形成的影响

以郑单958为试验材料,大田条件下通过传统耕作（CK）、隔行深松（T1）和行行深松（T2）研究耕作方式对春玉米根系空间分布与地上部生长发育和产量的影响。与CK相比,T1、T2处理根总量较大,根系空间分布合理,利于根系吸收深层土壤的水分及养分;叶面积在前期T1、T2处理优势不明显,生长中后期叶面积指数均高于CK;深松处理（T1、T2）的单株干物质积累量增加,最大干物质积累速率加快,达到最大干物质积累速率的日期（T_max）推迟,干物质积累速率最大时的生长量（W_max）增大,生长活跃天数（p）延长,单株干物质积累潜力（Dwp）明显升高。深松处理明显增加玉米产量,T1、T2处理较CK产量分别提高4.72%和5.46%。深松增产的主要因素在于千粒重的提高,两个深松处理（T1、T2）之间产量未达到显著差异;相对于T2处理,T1处理节约动力、经济效益较高。     

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。     

麦茬耕作方式对免耕直播夏玉米产量建成的影响

基于始于2012年的不同耕作方式长期定位试验，分析冬小麦播前深翻(DT)、旋耕(ST)和免耕(NT)3种耕作方式对后茬免耕直播夏玉米生长(干物质积累与分配)、生理指标(叶面积指数和SPAD值)、子粒灌浆速率的影响，探析麦茬耕作方式对后茬夏玉米生长发育和产量建成的影响。结果表明，ST处理成熟期干物质积累量显著高于DT和NT处理(P<0.05)，穗部干物质的分配比例分别较NT与DT处理显著增加了7.94%～13.79%、10.34%～17.48%。ST处理叶面积和持绿性优于DT和NT处理。ST处理的子粒灌浆速率较DT与NT处理提高12.71%～18.96%、5.25%～8.71%，最终获得最大产量。因此，冬小麦-夏玉米1年两熟种植模式下，麦茬旋耕更利于免耕直播夏玉米的生长和产量建成。     

不同耕作方式对土壤物理性状及玉米产量的影响

通过对土壤容重、土壤坚实度、土壤含水量、土壤田间持水量及玉米产量的测定和分析,研究深松、常规旋耕、免耕不同耕作方式对土壤物理性状及玉米产量的影响。结果表明,不同耕作方式对土壤容重和土壤坚实度的影响效果为深松>常规旋耕>免耕。深松耕作能够打破犁底层,降低深层土壤紧实度。深松耕作后,0~35 cm耕层土壤容重较常规旋耕和免耕分别下降6.5%和8.8%,土壤紧实度分别下降25.6%和32.3%。深松可显著增强接纳灌溉和降水能力,扩大土壤水库容。在21~40、41~60、61~80 cm土层,深松处理土壤含水量比常规旋耕分别提高3.4%、4.5%、2.4%,比免耕分别提高5.6%、4.8%、2.4%。土壤耕层0~35 cm田间持水量,深松和免耕比常规施耕分别提高7.4%和8.1%。不同耕作方式生物产量和经济产量均以深松最高,常规旋耕次之,免耕最小;深松耕作较常规旋耕和免耕分别增产4.3%和5.7%,与免耕处理间差异显著。     

不同耕作方式对玉米田土壤物理性质及产量的影响

通过对土壤容重、总孔隙度、含水量、田间持水量及玉米产量的测定和分析,研究一次性施肥条件下深松-旋耕、深松-免耕、常规旋耕和免耕不同耕作方式对土壤物理性状及玉米产量的影响。结果表明,不同耕作方式对土壤容重和土壤含水量的影响效果为深松-旋耕深松-免耕常规旋耕免耕;对土壤持水量的影响效果为深松-免耕常规旋耕深松-旋耕免耕;对玉米产量的影响效果为深松-免耕免耕常规旋耕深松-旋耕,深松-免耕和免耕分别与深松旋耕和常规旋耕的产量差异达极显著水平,深松-免耕较常规旋耕增产15.68%,产量高达6 829.73 kg/hm2。     

砂姜黑土耕作深度对夏玉米物质积累和养分吸收的影响

以多年定位试验为基础,设置深松30 cm(S30)、深松40 cm(S40)、深松50 cm(S50)和深松60 cm(S60)4个耕作深度处理,以旋耕(RT,耕作深度为15 cm)为对照,研究不同耕作深度对夏玉米物质积累和养分吸收的影响。结果表明,增加耕作深度通过改善土壤环境促进夏玉米根系生长、植株物质积累和养分吸收,进而提高子粒产量。随耕作深度的增加,土壤孔隙状况不断改善,夏玉米子粒产量、物质积累和养分吸收呈先增加后降低趋势。4个耕作深度中,以深松50 cm的改土和增产效果最佳。与旋耕相比,深松50 cm处理41~50 cm土层的孔隙度和孔隙面积分别增加27.8%和24.8%,夏玉米根系干重密度、物质积累量、氮素积累量、磷素积累量和钾素积累量分别增加89.0%、13.2%、15.5%、20.7%和9.0%,子粒产量提高11.0%。因此,对夏玉米生产而言,砂姜黑土的耕作深度不宜超过50 cm。     

免耕玉米秸秆覆盖水稻的生育特性

2002~2003年在大田条件下研究了玉米茬移栽稻不同耕作方式对杂交稻的产量和生长特性的影响。结果表明,玉米茬晚稻以免耕畦作玉米秸秆覆盖处理产量最高,免耕玉米秸秆不覆盖处理次之,分别比传统翻耕移栽增产121%~20.5%和7.5%~7.7%。主要表现在白根比例高,根系伤流量大,分蘖早生快发,干物质量高。玉米茬晚稻免耕畦作玉米秸秆覆盖处理各主要生育期叶面积指数大,叶绿素含量和叶片光合速率高,氮素的积累和吸收量大。免耕玉米秸秆不覆盖处理开花前生长较旺,但后期存在早衰现象。     

行间耕作对玉米生长发育及根系分布的影响

通过设置旋耕不起垄、行间旋耕、行间隔行旋耕3种耕作模式处理,探明行间耕作对东北春玉米生长发育及根系分布的影响。结果表明,无论是丰水年还是枯水年,各处理玉米子粒产量无显著差异。行间旋耕、行间隔行旋耕处理可以显著降低土壤紧实度,增加根系总量和土壤深层根系比例,有利于根系吸收深层土壤的水分及养分。在拔节期,除行间隔行旋耕处理光合有效辐射和光合速率显著高于其他处理,其他处理间的叶面积指数、干物质积累量、光合速率及光合有效辐射均无显著差异;但在拔节期之后,行间旋耕和行间隔行旋耕处理各项指标均优于旋耕不起垄处理,行间旋耕和行间隔行旋耕处理间无显著差异。相对于行间旋耕处理,行间隔行旋耕处理更加节约成本,从提高经济效益角度考虑行间隔行旋耕是一项适宜推广的耕作模式。     

秋季耕作方式对旱地麦-玉二熟区小麦产量形成的影响

为明确秋季耕作方式对旱地麦-玉二熟体系小麦籽粒产量形成的影响，于2019年6月至2021年6月，在豫西典型旱作麦-玉二熟区的洛阳市孟津区小浪底镇明达村，选择前茬夏玉米免耕的田块，设置秋深松、秋免耕和秋旋耕3种耕作方式，分析了不同秋季耕作方式下两个试验年度的小麦籽粒产量及其构成因素和穗部性状以及2020-2021年度的小麦群体茎蘖数、孕穗后的旗叶净光合速率（P_n）和干物质积累转运特性。结果表明，秋季耕作方式对小麦产量、穗部性状、旗叶P_n和干物质积累转运特性均有显著的调节作用。与秋旋耕相比，秋深松的小麦茎蘖数除返青期外均显著增加，穗数增加5.74%~16.06%；秋深松虽然对小麦旗叶P_n无显著影响，但提高灌浆中后期的旗叶SPAD值，显著改善了干物质积累转运特性，从而使千粒重增加，其中2019-2020年度使穗长和小穗数分别提高7.50%和9.42%，最终使籽粒产量提高9.77%~19.09%。秋免耕后，小麦孕穗和抽穗期的叶片P_n、返青至开花期的干物质积累量、花前干物质转运量及其对籽粒产量的贡献率也较秋旋耕均显著降低，而花后干物质对籽粒产量贡献率提高7.35个百分点，从而保证了籽粒产量无显著下降。与秋免耕相比，秋深松下不同生育时期的茎蘖数均显著增加，孕穗至灌浆中后期的叶片P_n，灌浆中后期的旗叶SPAD值，返青-成熟期的干物质积累量，花前干物质转运量、转运效率及其对籽粒产量的贡献率分别提高7.16%~18.41%、10.27%、12.25%~19.97%、42.19%、4.02个百分点和11.95个百分点，其中2019-2020年度穗长和小穗数分别增加7.50%和8.41%，穗数和籽粒产量分别提高16.74%~17.63%和10.31%~23.63%。综上，秋深松不仅可增加小麦穗数，而且可改善旗叶光合及干物质积累转运特性，进而提高籽粒产量，是旱地麦-玉二熟区实现小麦高产的耕作方式。     

东北春玉米区不同耕作方式对玉米磷素积累分配的影响

以先玉335为试验材料,在大田条件下设置4种耕作方式处理,研究耕作方式对春玉米产量及各器官磷含量、磷素吸收、积累和利用的影响。结果表明,苗带紧、行间松型耕作方式下玉米的产量最高,苗带松、行间紧型耕作方式次之,苗带、行间全松型耕作方式产量最低。开花期,苗带紧、行间松型耕作方式下根系磷含量和磷积累量均最高;成熟期,苗带紧、行间松型耕作方式下根系、茎秆和子粒的磷含量及磷积累量显著高于其他处理。苗带紧、行间松型耕作方式下玉米的磷素吸收效率、磷素偏生产力、磷素贡献率和磷素转移效率显著高于其他处理,磷素干物质生产效率和磷素子粒生产效率显著低于苗带、行间全松和苗带、行间全紧处理。相关分析表明,粒重与磷素子粒生产效率、磷素吸收效率、整株干物重、磷素收获指数显著正相关,与磷素偏生产力、磷贡献率极显著正相关。     

深松与播期对玉米冠层结构及产量性状的影响

通过深松和播期对玉米冠层结构的调控,分析深松与旋耕条件下不同播期群体冠层结构特点,明确塑造高产群体冠层结构的耕作方式及适宜播期。采用裂区设计,主区耕法设2个水平(深松与旋耕),副区播期设3个水平(4月25日、5月10日和5月25日),研究深松与不同播期对玉米冠层结构及产量性状的影响。结果表明,深松可适当延长玉米生育进程,对玉米植株形态、叶面积指数(LAI)、群体光合势(LAD)、干物质积累特征参数及产量的影响均表现为深松>旋耕(CK);播期处理间其冠层结构、产量及产量构成因素存在显著差异,表现为早播>中播>晚播;随着播期推迟,早播(4月25日)产量较5月10日、5月25日分别提高3.61%和43.38%。说明深松条件下早播利于群体形成合理的冠层结构,可有效提高玉米产量。