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。     

深松及秸秆还田对表层土壤物理性状及玉米产量的影响

为探索改造中低产田的有效途径,以加深耕层和提高地力为目标,在辽宁省西部进行深松配套桔秆还田的4年定位试验。结果表明:深松和桔秆还田降低土壤容重、增加土壤孔隙度,土壤田间持水量则处理前两年增加后两年下降,处理当年效果最大之后减小;深松配套桔秆还田作用大于旋耕配套桔秆还田;深松条件下,配套桔秆还田第1年减产,隔年秸秆还田第2年、连年桔秆还田第3年增产;深松配套秸秆还田综合效果优于单独深松或桔秆还田。     

施氮和深松对春玉米根系性状的影响研究

试验于2009-2010年在吉林省中国农科院公主岭试验站进行。以耐密玉米品种郑单958为材料,采用2种密度(52 500株/hm2(LD)和82 500株/hm2(HD)),2个施氮水平(150 kg/hm2(LF)和300 kg/hm2(HF))研究了传统耕作方式和深松(40 cm)对玉米生长发育和根系的分布情况。结果表明:玉米的生长发育与密度、施氮水平以及耕作方式均有密切关系。在不同密度和施肥水平下,深松处理比传统耕作在植株总干物量、根系和籽粒产量等方面均有有利作用。深松有利于打破犁底层,根系在0～40 cm的分布明显优化。本研究阐明了在传统耕作条件下适度深耕增加产量的生理基础,并对高产玉米栽培具有重要意义。     

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。     

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。     

深松免耕种植对土壤环境及玉米产量的影响

针对山西旱作玉米田,采用行间深松免耕作业,研究了玉米深松免耕种植土壤容重、土壤水分等的量化指标及其对玉米产量的影响。试验结果表明,采用玉米深松免耕种植模式可以改善土壤结构,提高土壤蓄水能力,促进玉米生长与产量提高。0⁶0cm土壤容重深松免耕比旋耕平作分别降低了5.45%(2008年)、3.47%(2009年);生育期平均蓄水量深松免耕比旋耕平作分别增多5.43%(2008年)、5.88%(2009年);玉米穗数、穗粒数和百粒重优于对照;先玉335产量深松免耕比旋耕平作分别提高6.15%(2008年)、8.77%(2009年),富友9号产量深松免耕比旋耕平作提高7.05%(2009年)。试验结果表明,深松免耕种植是适合旱作地区推广的一种保护性耕作模式。     

打破犁底层对玉米根系生长发育的影响

田间试验与调查研究表明,吉林省大部分玉米产区土壤有坚实的犁底层存在,此层位于地表下２０ｃｍ左右,其坚硬底约为耕层的３倍,其厚度范围为７￣１１ｃｍ。采用深松措施打破犁底层,可明显地降低土壤的坚硬度,增加土壤的蓄水保水能力,改善根系生长的生态条件,促进根系生长,使根干重显著增加。打破犁底层后,各层土壤中根量分布都有明显的下移趋势,而且提高玉米生长后期的根系活力和抗逆性,有明显提高百粒重的增产效果。同时,深松后的第二年的作用也有增产后效,并且胜于当年,如深松同时结合深施肥效果更佳佳。     

土壤耕作与施肥配合对玉米根系微观结构及产量的影响

于2016年夏玉米季,在河北农业大学辛集实验站,以先玉335为供试材料,设置深松一体化施肥（SAF）、深松分层施肥I（SLF1）、深松分层施肥II（SLF2）3种施肥方式,以免耕播种为对照（CK）,在苗期、拔节期、抽雄期和灌浆期取样测定根系微观结构和土壤微生物特征。研究结果表明：与CK相比,SLF1和SAF可增加根系导管数量,降低髓腔占中柱面积比例;SAF、SLF1和SLF2处理玉米产量均显著高于CK施肥处理,比CK处理分别提高7.4%、6.9%和13.9%。因此,采用深松分层施缓控释氮肥方式可以提高玉米产量。     

深松免耕种植对上壤环境及玉米产量的影响

针对山西旱作玉米田,采用行间深松免耕作业,研究了玉米深松免耕种植土壤容重、土壤水分等的量化指标及其对玉米产量的影响。试验结果表明,采用玉米深松免耕种植模式可以改善土壤结构,提高土壤蓄水能力,促进玉米生长与产量提高。0~60cm土壤容重深松免耕比旋耕平作分别降低了5.45%(2008年)、3.47%(2009年);生育期平均蓄水量深松免耕比旋耕平作分别增多5.43%(2008年)、5.88%(2009年);玉米穗数、穗粒数和百粒重优于对照;先玉335产量深松免耕比旋耕平作分别提高6.15%(2008年)、8.77%(2009年),富友9号产量深松免耕比旋耕平作提高7.05%(2009年)。试验结果表明,深松免耕种植是适合旱作地区推广的一种保护性耕作模式。     

有机无机-土壤改良剂对咸灌土壤理化环境调控及玉米产量影响

为了减轻和抑制咸水灌溉土壤盐分积累及对土壤理化环境的影响,研究3种有机无机-土壤改良剂配方进行咸灌土壤改良试验。试验结果表明：有机无机-土壤改良剂能够明显地改善土壤物理环境,施用土壤改良剂的土壤容重比咸灌土壤和对照降低8.55%~12.82%;土壤毛管孔隙增加5.68%~10.63%;土壤渗水速率提高22.41%~49.14%。土壤改良剂能够有效地调控咸灌土壤的化学离子组成,施用改良剂处理的土壤Na++K+、Cl-分别比对照减少了43.38%~64.88%和99.65%~122.69%;Ca2+增加了15.91%~67.21%。改良剂B和C降盐效果较改良剂A更为明显,比咸灌土壤分别下降了20.45%~57.35%,同时土壤pH降低了0.36%~1.84%。有机无机-土壤改良剂还为土壤、作物提供了充足的天然腐殖酸、活性有机物质以及Ca、S等营养物质,增加了玉米抗逆能力,提高产量,比对照增产20.63%~34.28%。     

覆盖生态木屑对‘染井吉野’樱花根系分布特征的影响

树木的根系分布是影响灌溉效果的重要因素,为实现园林树木的科学灌溉,对‘染井吉野’樱花的根系分布特征和覆盖生态木屑对根系分布特征的影响开展研究。采用根钻法对玉渊潭公园内大面积种植的‘染井吉野’樱花根系进行定点逐层取样,利用Win-RHIZO Pro根系分析系统分析根的总长度、直径小于1 mm的根的总长度、根的投影面积、根的表面积和根尖计数等指标。结果表明：‘染井吉野’樱花的吸收根水平方向可以伸展长达6 m,垂直方向上则主要集中在0~20 cm的土层内;铺设生态木屑对土壤表层樱花根系具有明显的促进作用,铺设不同厚度生态木屑对樱花根系分布特征影响不同,覆盖5~10 cm厚生态木屑后樱花根系总长度达到(782.98±401.29) cm,是不铺生态木屑的樱花根系总长度的10倍,是其他试验组的2倍以上。樱花属于浅根系树种,城市公园环境使‘染井吉野’樱花根系主要分布于土壤表层,但分布范围甚广,能够达到树干投影面积的2倍;铺设生态木屑促使樱花根系向土壤表层集中,铺设5~10 cm厚的生态木屑可以有效促进土壤表层樱花根系生长,但对土壤深度20 cm以下的樱花根系影响较小。     

不同光照强度对东北春玉米土壤物理指标及产量的影响

通过改变玉米垄向栽培,明确不同光照强度对玉米高光效生产差异性。此试验通过设计东西垄、南北垄、东南西北垄、西南东北垄四种垄向（4种不同光照强度）,研究不同光照强度对玉米垄体温度、垄沟温度、土壤相对含水量及产量的效应。结果表明：4种光照强度对垄体温度总体表现南北垄>东西垄>东南西北>西南东北,垄沟温度总体表现东南西北>南北垄>东西垄>西南东北,土壤相对含水量总体表现南北垄>东南西北>东西垄>西南东北,产量总体表现西南东北>南北垄>东西垄>东南西北,但所有测试指标处理间均未达差异显著水平,说明垄向栽培方式不是影响土壤物理指标和产量的重要因素。因此,结合试验数据和生产实践,黑龙江省采取南北垄和东西垄更有利于田间作业,降低作业成本。     

超高产春玉米根系特征

以西辽河平原地区广泛种植的金山27为试材,以当地普通高产栽培模式为对照,研究了超高产栽培下春玉米的根系特征。结果表明,超高产春玉米深层根系占总根重比例较大,最大根幅下移,下层土壤根条数增加,且随土层深度增加与对照的差异增大。单株根重随生育进程呈先升后降的变化趋势,吐丝期达到最大且与对照的差异达到显著水平。各生育时期0~20 cm土层根重所占比例明显低于对照,40 cm以下各土层根重所占比例均高于对照。冠根比生育前期与对照接近,生育后期低于对照。根系活力变化随生育进程呈单峰型变化曲线,在吐丝期达到最大。超高产栽培下各生育时期根系活力随土层深度增加均呈单峰型变化曲线,而对照在不同生育时期有较大的差异。SOD和POD活性在吐丝期和乳熟期各土层超高产栽培均高于对照,而MDA含量低于对照。深松土和优化施肥改善了根系环境条件和养分供应水平,在高密度种植下促进了下层根系的发生,并保持较高的生理活性,为超高产的实现奠定了基础。     

不同生物质炭对玉米种子萌发及幼苗根系形态特征的影响

为探讨生物质炭对玉米种子萌发及幼苗生长的影响,以美玉(加甜糯)8号为试验材料,在光照培养条件下利用对照、500°C制取的竹叶生物质炭、烟秆生物质炭和小麦秸秆生物质炭进行萌发培养试验,分别对玉米种子发芽势、发芽率、发芽指数,以及幼苗根系形态等指标进行测定。结果表明：生物质炭对玉米种子萌发无显著影响,而不同生物质炭对玉米幼苗根系发育具有显著抑制作用;竹叶、烟秆和小麦秸秆生物质炭对玉米根长抑制率分别为14.4%、59.7%和37.3%。本试验可初步得出结论：在生物质炭条件下,玉米种子萌发的敏感性比幼苗根系伸长小;而根系抑制率可作为生物质炭对植物毒性评估的一种良好的测试方法。     

不同耕作措施对玉米产量和土壤理化性质的影响

为了研究不同耕作方式对土壤理化性状和玉米产量及经济效益的影响,通过传统翻耕、浅旋根茬还田常规播种和机械灭茬免耕播种3种耕作方式对玉米田土壤水分、土壤速效养分、玉米产量性状及产量和经济效益影响的比较,明确了不同耕作措施对玉米田土壤理化性状和玉米产量的影响。结果表明：机械灭茬免耕播种和浅旋根茬还田常规播种的出苗率、不同土层含水量、玉米产量性状、单位产量及总收益均高于传统翻耕,且浅旋根茬还田常规播种和机械灭茬免耕播种的出苗率比传统翻耕高3.3%和7.8%,不同层次土壤含水量、土壤养分的大小顺序均为机械灭茬免耕播种＞浅旋根茬还田常规播种＞传统翻耕,机械灭茬免耕播种和浅旋根茬还田常规播种处理的玉米产量比分别高9.01%和3.23%,纯收入比CK增加4305元/hm²和1965元/hm²,即分别比CK高出36.98%和17.65%。说明机械灭茬免耕播种措施最好,而浅旋根茬还田常规播种耕作方法又优于传统翻耕。