李俊紅，姚宇卿，呂軍杰，張 潔，丁志強，吳劍峰

(1. 河南省洛陽農(nóng)林科學(xué)院，河南洛陽471023;2. 中國農(nóng)科院洛陽旱農(nóng)試驗基地，河南洛陽471023)

豫西地區(qū)屬于半濕潤偏干旱季風(fēng)氣候類型區(qū)，該區(qū)大部分糧食作物均為一年兩熟，該地區(qū)年蒸發(fā)量1 872.1 mm，常年降雨量為600 mm 左右，≥80%保證年降水量為450 mm～520 mm，但由于降水在各季分布極為不均，大多情況下降雨常集中在7、8、9 三個月，而冬春季節(jié)降雨量偏少，易發(fā)生干旱，干旱發(fā)生的平均頻率在40%以上，因此很難保證旱作農(nóng)田一年兩熟［1］。傳統(tǒng)的耕作技術(shù)由于連年翻耕加劇了水土流失，土壤肥力下降，耗能過多，效益降低，進而導(dǎo)致農(nóng)作物產(chǎn)量低而不穩(wěn)，加劇了生態(tài)環(huán)境的惡化，嚴(yán)重制約該地區(qū)農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展［2］。

自1999 年以來，洛陽農(nóng)林科學(xué)院與比利時根特大學(xué)合作開展了“強化旱區(qū)坡耕地水土流失保持耕作技術(shù)體系研究”項目［1］，篩選出免耕和深松兩種適宜該地區(qū)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的保護性耕作技術(shù)。試驗以夏深松+秋深松保護性耕作模式為核心，研究其適應(yīng)性和增產(chǎn)機理，旨在為解決該地區(qū)一年兩熟下農(nóng)作物高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)提供科學(xué)合理的耕作模式和理論依據(jù)，為實現(xiàn)河南糧食豐產(chǎn)和農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展提供可靠的技術(shù)支撐。

1 試驗基本概況

1.1 材料與方法

本試驗為2008 年－2009 年，設(shè)在洛陽農(nóng)林科學(xué)院旱農(nóng)基地4 m ×4 m 防滲精確試驗池(2004 年開始)，供試土壤為潮褐土，質(zhì)地重壤，土壤耕層密度1.53 g·cm－3，耕層有機質(zhì)15.8 g·kg－1，堿解氮(N)62.7 m·kg－1，速效磷(P2O5)10.39 m·kg－1，速效鉀(K2O)166.0 m·kg－1，田間持水量為27%，設(shè)2個處理，3 次重復(fù)，隨機排列，小區(qū)面積為16 m2。①雙深松覆蓋(Double－subsoiling cover:DSC);②對照為傳統(tǒng)耕作(Conventional tillage:CT):深翻耕25 cm～30 cm 秸稈不還田種小麥+秸稈不還田種玉米。小麥為人工開溝播種，控制基本苗在270 萬·hm－2，肥料全部底施。鐵茬播種玉米，密度45 000 株·hm－2，追施尿素600 kg·hm－2。

1.2 降雨量分布

實驗?zāi)甓冉涤炅?610 mm)較常年相當(dāng)，降雨分布較為合理，利于旱地農(nóng)作物生長。在小麥播前有較大的降雨，有利于小麥一播全苗，為小麥生長奠定了良好的底墑基礎(chǔ)，小麥返青至灌漿共降雨193.7 mm，這也是該年度小麥穗數(shù)和千粒質(zhì)量較高的原因。5 月份降雨量較多(117.6 mm)，利于玉米苗期生長，進入7 月份以后降雨量明顯增加，為玉米豐產(chǎn)豐收提供了可靠的保證。

圖1 小麥、玉米生育期內(nèi)降雨量Fig.1 Rainfall in wheat and corn growth period

1.3 測定項目與方法

1.3.1 生物量調(diào)查在主要生育時期內(nèi)每小區(qū)小麥取樣10 株(拔節(jié)期之前為20 株)，玉米取樣每小區(qū)為2株，按葉片、根系、莖鞘、穗草、籽粒等器官取樣，分割洗凈，前4 部分置烘箱105 ℃殺青半個小時，然后在80 ℃下烘至恒質(zhì)量，稱質(zhì)量［2－5］。

1.3.2 葉面積測定。采用稱質(zhì)量法。

1.3.3 考種和測產(chǎn)。于成熟期，小麥每處理3 次重復(fù)各區(qū)取20 株樣本進行常規(guī)室內(nèi)考種，整區(qū)收獲計產(chǎn)，玉米為每處理3 次重復(fù)各區(qū)取20 穗樣本進行常規(guī)室內(nèi)考種，收獲中間3 行折算產(chǎn)量［2－4］。

2 結(jié)果與分析

2.1 雙深松覆蓋對一年兩熟作物農(nóng)藝性狀及產(chǎn)量的影響

雙深松覆蓋處理下小麥成產(chǎn)三因素合理，產(chǎn)量為5 561.5 kg·hm－2，較傳統(tǒng)高15.9%，增產(chǎn)達極顯著水平。株高明顯比傳統(tǒng)高，穗長和小穗數(shù)均有所增加，可見不孕小花有所減少，見表1。

表1 雙深松覆蓋對小麥農(nóng)藝性狀及產(chǎn)量的影響Tab.1 Effect of agronomic traits and yield of wheat under double subsoiling coverage

雙深松覆蓋處理下玉米產(chǎn)量為6 428.1 kg·hm－2，較傳統(tǒng)高7.8%，增產(chǎn)達顯著水平。穗數(shù)和穗粒數(shù)明顯高于傳統(tǒng)，平均株高較傳統(tǒng)高16.3 cm，穗長和穗粗略高于傳統(tǒng)，凸尖長小于傳統(tǒng)，見表2。

表2 雙深松覆蓋對玉米農(nóng)藝性狀及產(chǎn)量的影響Tab.2 Effect of the agronomic traits and yield of corn under double subsoiling coverage

綜上所述:雙深松覆蓋處理下小麥和玉米的穗數(shù)和穗粒數(shù)均高于對照，總產(chǎn)量達11 989.6 kg·hm－2，較對照增產(chǎn)11.4%?？芍?，雙深松覆蓋有利于提高作物的穗數(shù)、穗粒數(shù)，減少不孕小穗數(shù)和凸尖長，提高結(jié)實率，實現(xiàn)高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)。

2.2 雙深松覆蓋對作物干物質(zhì)積累的影響

圖2 不同處理下小麥干物質(zhì)積累Fig.2 Different treatments under wheat dry matter accumulation

圖3 不同處理下玉米干物質(zhì)積累Fig.3 Different treatments under corn dry matter accumulation

從圖2、圖3 可以看出，小麥起身前單株干物質(zhì)積累緩慢，處理間差異不明顯，此后單株干物質(zhì)積累量快速增加，在抽穗和灌漿期雙深松覆蓋處理分別較傳統(tǒng)高1.23 g、2.43 g，成熟期干物質(zhì)積累量達到最大值。玉米生育期較小麥短且降雨量偏大，玉米生長快，在不同生育期干物質(zhì)積累較快，抽雄后干物質(zhì)積累快速增加，雙深松覆蓋處理下抽雄期和灌漿期單株干物質(zhì)積累量分別較傳統(tǒng)高24.8 g、34.9 g，直至成熟干物質(zhì)積累量達到最大，小麥、玉米在成熟期雙深松覆蓋處理的單株干物質(zhì)積累量分別較傳統(tǒng)耕作高2.95 g、54.6 g。

2.3 雙深松覆蓋對作物葉面積指數(shù)的影響

兩個處理下小麥、玉米的葉面積指數(shù)變化均為單峰曲線，見圖4，圖5。其中，小麥葉面積指數(shù)變化呈“S”型曲線，玉米葉面指數(shù)變化則呈“拋物線”狀［1－3］。在整個小麥生育期中雙深松覆蓋處理下葉面積指數(shù)始終大于傳統(tǒng)耕作。小麥在起身前差異較小，起身后逐漸增大，拔節(jié)期達到最大值(PDC 為10.1，CT為7.37)，之后逐漸降低 (抽穗期PDC 為7.13，CT 為4.75)。

玉米在拔節(jié)至吐絲葉面積指數(shù)增長緩慢，吐絲后迅速增大，抽雄期達到最大值，之后逐漸降低，抽雄后雙深松覆蓋下的玉米葉面積指數(shù)下降速度較傳統(tǒng)慢。在整個玉米生育期中雙深松覆蓋處理下葉面積指數(shù)始終大于傳統(tǒng)耕作，且雙深松覆蓋處理能延緩作物后期葉片衰老，維持較長的葉片功能期，有利于截獲更多的光能，制造更多的同化產(chǎn)物。

圖4 不同處理下小麥生育期LAIFig.4 Different treatments under wheat growth period LAI

圖5 不同處理下玉米生育期LAIFig.5 Different treatments under corn growth period LAI

3 小 結(jié)

雙深松覆蓋處理下小麥和玉米的產(chǎn)量達5 561.5 kg·hm－2、6 428.1 kg·hm－2，分別較傳統(tǒng)耕作增產(chǎn)15.9%和7.8%，達極顯著水平。小麥、玉米在成熟期單株干物質(zhì)積累量分別較傳統(tǒng)耕作高2.95 g、54.6 g。葉面積指數(shù)變化均為單峰曲線，其中，小麥LAI 變化呈“S”型曲線，玉米LAI 呈“拋物線”狀。在整個生育期中小麥、玉米LAI 始終大于傳統(tǒng)耕作?？傊谠ノ骱底鲄^(qū)干旱發(fā)生頻率高［1］，年季節(jié)降雨分布不均的情況下，采用雙深松覆蓋技術(shù)有利于農(nóng)作物干物質(zhì)積累，減緩后期葉片衰老，延長葉片功能期，進而提高作物產(chǎn)量，實現(xiàn)一年兩熟制下農(nóng)作物高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)。

［1］姚宇卿，李俊紅，丁志強，等. 溝播對冬小麥干物質(zhì)運轉(zhuǎn)規(guī)律及產(chǎn)量的影響［J］. 作物研究，2010，24 (1):19－21.

［2］李俊紅，姚宇卿，丁志強，等. 溝播對冬小麥群體干物質(zhì)、土壤水分利用效率及土壤溫度的影響［J］. 作物研究，2010，24 (1):16－18.

［3］李俊紅，丁志強，王育紅，等. 播種期對洛稻998 生長發(fā)育動態(tài)及產(chǎn)量的影響［J］. 作物研究，2008，22 (3):151－153.

［4］李俊紅，丁志強，張少瀾，等. 旱稻新品種洛稻998 產(chǎn)量形成規(guī)律研究［J］. 作物研究，2009，23 (1):13－15.

［5］曾廣偉，林 琪，姜 雯，等. 不同土壤水分條件下施磷量對小麥干物質(zhì)積累及耗水規(guī)律的影響［J］. 麥類作物學(xué)報，2009，29 (5):849－854.