李真

（凌源市農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心，遼寧凌源 122500）

大壟深耕整稈深還田對耐密玉米根系生長及產(chǎn)量的影響

李真

（凌源市農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心，遼寧凌源 122500）

[目的]探討整稈深還對耐密玉米植株根系生長性狀影響規(guī)律，揭示產(chǎn)量提高原因，篩選最佳整稈深還用量。[方法]采取隨機(jī)區(qū)組設(shè)計，整稈深還用量5個處理分別測量根系生長情況和產(chǎn)量。[結(jié)果]整稈深還處理耐密玉米促根系干物積累和根系性狀值增加，根系生長環(huán)境得到改善，耐密玉米的產(chǎn)量增加。[結(jié)論]整稈深還處理可快速提高耐密玉米產(chǎn)量，增加農(nóng)民收益。

整稈；深還；耐密玉米；大壟雙行；秸稈深還田

玉米是單株生產(chǎn)力較高的作物，其高大的植株依賴于強(qiáng)大根系的有力支撐，并為地上部提供大量的水分、養(yǎng)分，合成氨基酸和生理活性物質(zhì)等[1]，玉米根系形態(tài)和分布對土壤中養(yǎng)分和水分的吸收有重要影響[2]。在玉米生長中，氮素高效吸收常需要較大、較深的根系[3－5]、淺層根系的數(shù)量則與磷、鉀高效吸收密切相關(guān)[6－7]。我國近年來的高產(chǎn)栽培表明，種植耐密型品種、采用高密度栽培是進(jìn)一步提高玉米產(chǎn)量的主要途徑[8－9]。早期戴俊英等[10]研究表明，根重、根長、根數(shù)均隨土壤體積的減小而明顯降低；管建慧等研究表明，根系達(dá)到干重最大值后的下降過程中，高密處理的下降速度最快；并且密度影響了根系干重在土壤中的垂直分布[11]。以滿足玉米較高單株生產(chǎn)力的發(fā)揮，創(chuàng)建與地上部協(xié)調(diào)的根系生長的環(huán)境，目前研究較少，特別是用整稈深還處理對耐密玉米根系的生長性狀影響的研究則很少見報道。該試驗探討篩選最佳整稈深還用量，為耐密玉米高產(chǎn)創(chuàng)建良好的根系生長環(huán)境，提供理論依據(jù)，指導(dǎo)生產(chǎn)。

1 試驗材料與方法

1.1 試驗材料

耐密型玉米鄭單958。試驗于2010—2011年在凌源市農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心旱田試驗地進(jìn)行。土壤質(zhì)地為沙壤土，前茬作物為玉米，土壤較肥沃，有灌水條件。

1.2 方法

1.2.1 試驗設(shè)計。試驗采取隨機(jī)區(qū)組設(shè)計，3次重復(fù)；每小區(qū)24 m2（4 m×6 m），共15個小區(qū)。

1.2.2 秸稈用量處理。共5個處理，分別為24、18、12、6、0 t/hm2（無秸稈還田為對照）。

1.2.3 測定指標(biāo)。分別于玉米生長發(fā)育的拔節(jié)期、抽穗期、成熟期田間取樣挖根經(jīng)沖洗后，室內(nèi)測定根系總長度、總表面積、總體積和根系直徑。

1.2.4 測定方法。各處理植株取3株，將根系取出后裝入高30 cm塑料筒內(nèi)，再對根系進(jìn)行沖洗后，裝在密封德塑料袋中運(yùn)回室內(nèi)，利用WinRHIZO植物根系系統(tǒng)掃描儀，經(jīng)程序自動計算，測定植株單株的根系總長度、根系總體積、根系總面積、根系直徑。

1.2.5 整稈深還操作過程。玉米收獲后隨即用4JQ-1.5開溝犁開溝，開溝機(jī)具為58.84 Kw拖拉機(jī)牽翻轉(zhuǎn)犁開溝，開溝的形狀為梯形，上底寬為60 cm，下底寬為40 cm，溝深40 cm，施入整稈后每施入尿素225 kg/hm2、磷酸二銨300 kg/hm2、硫酸鉀225 kg/hm2。然后用翻轉(zhuǎn)犁上的合壟犁具將肥料和玉米整稈埋入壟臺中間；在整形覆膜蓋后以備播種。

1.2.6 耐密玉米栽培。采用大壟雙行種植方式，玉米行距150 cm，小行距40 cm；株距20 cm；保苗67 500株/hm2。5月7日播種，5月16日出苗，9月18日收獲。耐密玉米管理同常規(guī)。

1.2.7 數(shù)據(jù)處理。采用Excel進(jìn)行數(shù)據(jù)處理及作圖，

DPS軟件進(jìn)行統(tǒng)計分析

2 結(jié)果與分析

2.1 整稈深還處理對耐密品種根干物積累影響

在耐密玉米生長發(fā)育抽穗期、灌漿期、成熟期測定了整稈深還處理對植株根系干物重的影響（表1）。

表1 整稈深還處理對耐密玉米品種單株根系干物重的影響 g/株

從表1可以看出，抽穗期處理3最高；灌漿期處理較高，分別比對照增加了19%，處理1和處理4都低于對照，；成熟期處理2最高。整稈深還用量促根系干物積累增加，有利于地上部莖稈和葉片的生長發(fā)育，促進(jìn)莖稈粗壯，葉片光合能力增強(qiáng)。

2.2 整稈深還處理對根系總長度的影響

在耐密玉米生長發(fā)育抽穗期、灌漿期、成熟期測定了整稈深還處理對植株根系總根長度生長的影響（表2）。

表2 整稈深還處理對耐密玉米品種單株根系總長度的影響 cm/株

從表2看出，抽穗期處理3最高；灌漿期處理2較高；成熟期處理2較高。從抽穗期到成熟期根系總長度處理2和處理3呈增加趨勢，而處理1和處理4與對照比只有在抽穗期是增加的而后兩個時期根系總長呈減少的趨勢。整稈深還適量可促進(jìn)耐密玉米根系增多，根系加長，有利于吸收土壤中營養(yǎng)物質(zhì)和水分增多。

2.3 整稈深還處理對根系總表面積的影響

在耐密玉米生長發(fā)育抽穗期、灌漿期、成熟期測定了整稈深還處理對植株根系總表面積的影響（表3）。

表3 整稈深還處理對耐密玉米品種單株根系干總表面積的影響cm2/株

從表3看出，整稈深還用量對植株根系總表面積處理與對照比，抽穗期處理3＞處理2＞處理1；灌漿期處理3＞處理2＞處理4和處理1；成熟期處理2＞處理3，與對照比增加了29%、10.4%，而處理1和處理4低于對照。整稈深還處理后增加耐密玉米根系總表面積，促進(jìn)須根增多，根系吸收面積的擴(kuò)大，有利于地上部莖稈和葉片所需營養(yǎng)供給，滿足地上部生長要求。

2.4 整稈深還處理對耐密玉米根系總體積的影響

在耐密玉米生長發(fā)育抽穗期、灌漿期、成熟期測定了整稈深還處理對植株根系總體積的影響（表4）。

表4 整稈深還處理對耐密玉米品種單株根系總體積的影響cm2/株

從表4看出，整稈深還對耐密玉米植株根系總體積的處理與對照比，抽穗期處理2最高；灌漿期處理3最高；成熟期處理2較高。整稈深還對耐密玉米有促進(jìn)根系總體積增加的作用；處理2和處理3作用優(yōu)于其他處理。

2.5 整稈深還處理對耐密玉米植株根系平均直徑的影響

在耐密玉米生長發(fā)育抽穗期、灌漿期、成熟期測定了整稈深還處理對植株根系平均直徑的影響（表5）。

表5 整稈深還處理對耐密玉米品種單株根系平均直徑的影響mm/株

從表5看出，整稈深還耐密玉米植株根系平均直徑處理與對照比，抽穗期處理2＞處理1，而處理3和處理4與對照相等；灌漿期處理3＞處理1、處理2和處理4；成熟期處理4增加了4%，其他處理2、處理3、處理4與對照減少；根系直徑只有處理1呈增加趨勢，整稈深還對耐密玉米根系直徑的影響不大，無明顯增加根系粗度。

2.6 整稈深還處理對耐密玉米產(chǎn)量性狀的影響

在耐密玉米的成熟期，我們進(jìn)行了小區(qū)產(chǎn)量實打?qū)嵤?，并在每個小區(qū)取樣20穗進(jìn)行室內(nèi)考種，對玉米穗部性狀進(jìn)行測定，取平均值（表6）。

從表6可以看出，整稈深還處理對耐密玉米產(chǎn)量性狀的影響，穗長、穗行數(shù)、穗粗各處理都低于對照，而只有穗粒數(shù)和百粒重超過對照。

2.7 整稈深還處理對耐密玉米產(chǎn)量性狀的影響

在耐密玉米品種的成熟期，我們進(jìn)行了小區(qū)產(chǎn)量實打?qū)嵤?，取其平均值，測產(chǎn)結(jié)果如表7。

表6 整稈深還處理對耐密玉米產(chǎn)量性狀

表7 整稈深還用量處理耐密玉米產(chǎn)量結(jié)果

從表7看出，整稈深還處理的耐密玉米產(chǎn)量都高于對照，最高產(chǎn)量是處理1，隨整稈深還量的增加耐密玉米產(chǎn)量增加，處理1、處理2和處理3對產(chǎn)量提高作用較大，效果明顯。

3 結(jié)論

整稈深還處理對耐密玉米根系性狀的影響從抽穗期到成熟期根系干物重、根系總體積保持遞增水平。整稈深還處理對耐密玉米產(chǎn)量的影響最高產(chǎn)量為秸稈還田量24 t/hm2，最低是無秸稈還田處理。整稈深還為12 t/hm2對耐密玉米根干物積累較多，根系總長度加長，根系總體積較大，根系總表面積增加，產(chǎn)量明顯提高。初步試驗說明施入整稈深還量12 t/hm2，優(yōu)于其他處理，可以快速提高玉米產(chǎn)量，增加效益。

[1]管建慧，郭新宇，劉洋，等．不同密度處理下玉米根系干重空間分布動態(tài)的研究[J].玉米科學(xué)，2007，15（4）：105.

[2]鄂玉江，戴俊英，顧慰連.玉米根系的生長規(guī)律及其與產(chǎn)量關(guān)系的研究[J].玉米根系的生長和吸收能力與地上部分的關(guān)系[J].作物學(xué)報，1988，14（2）：149-154.

[3]Wang Y，Mi GH，Zhang FS，et al.Response of root morphologyto nitrate supply and its contribution to nitrogen uptake in maize [J].J.Plant Nutr.2004，27：2189-2202.

[4]Mi G H，Chen F J，Zhang FS，et al．Ideotype root architecture forefficient nitrogen acquisition by maize in intensive cropping systems［J］.Sci.China Life Sci.，2010，53（12）：1369-1373.

[5]Wiesler F，Horst W J．Root growth and nitrate utilization of maizecultivars under field conditions[J].Plant Soil，1994（163）：267-277.

[6]Gerardo R，Liao H，Yan X，Lynch J.Topsoil foraging and its role in plant competitiveness for phosphorus in common bean[J].Crop Sci.，2003（43）：598-607.

[7]Schenk M K，Barber S A.Potassium and phosphorus uptake by corn genotype grown in the field as influenced by root characteristics[J].Plant Soil，1980（54）：65-75.

[8]趙久然，孫世賢.對超級玉米育種目標(biāo)及技術(shù)路線的再思考[J].玉米科學(xué)，2007，15（1）：21-23，28.

[9]張世煌.中美兩國玉米育種思路和技術(shù)水平比較 [J].北京農(nóng)業(yè)，2007（14）：13-16.

[10]戴俊英，鄂玉江，顧慰連.玉米根系的生長規(guī)律及其與產(chǎn)量關(guān)系的研究Ⅱ．玉米根系與葉的相互作用及其與產(chǎn)量的關(guān)系[J].作物學(xué)報，1988，14（4）：310-314.

[11]陳延玲，吳秋平，陳曉超，等.不同耐密性玉米品種的根系生長及其對種植密度的響應(yīng)－108.植物營養(yǎng)與肥料學(xué)報[J].2012，18（1）：52-59.

（責(zé)任編輯 戚佳妮）

LI Zhen(Agricultural Technology Extension Service Center of Lingyuan,Liaoning 122500)

[Objective]The influence law of root growth with stalk returning was discussed.The reason of yield increasing was revealed.The optimum dosage of stalk was selected.[Method]With random block design,five different treatments were used to measure root growth and yield. [Result]The root dry matter and root characteristics were increased under stalk returning of high density-tolerance corn.The environment of root growth was improved.and the yield was increase.[Conclusion]The Stalk returning could quickly improve the maize yield and the famer’s benefit.

Whole stalk;Deep ploughing;Returning;High density-tolerance of maize;Double-row;Starw returning

Effects on Root Growth and Yield of Big Ridge Deep Ploughing with Whole Stalk Returning in Maize

S513

A

2095-0896（2014）01-049-03

行業(yè)專項基金：農(nóng)業(yè)部公益性行業(yè)（農(nóng)業(yè)）科研專項（200903007-5）。

李真（1960-）男，凌源市，大專，高級農(nóng)藝師，從事農(nóng)技推廣。通訊作者：陳振武（1953-）男，教授，碩士生導(dǎo)師，研究方向為作物栽培生理基礎(chǔ)。

2013-10-17