閆百瑩，孫躍春，謝秀芳，張德偉，王廣成，王 鵬

（1. 黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)，黑龍江 大慶 163391；2. 大慶市肇州縣農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心， 黑龍江 肇州 166400）

玉米是世界上重要的糧食兼飼料作物，由于其適應(yīng)性較強(qiáng)、產(chǎn)量高，已成為我國很多地區(qū)主要栽培的農(nóng)作物之一[1]，加上玉米籽粒用途廣泛，商品價值較高，因此也成為了很多地區(qū)農(nóng)民經(jīng)營土地經(jīng)濟(jì)效益的主要來源[2]。隨著國家對農(nóng)業(yè)支持力度的加大，黑龍江省玉米栽培面積也逐年加大，截至2018 年，省內(nèi)有1/4 的耕地面積用于栽培玉米，產(chǎn)量也居于國內(nèi)前列[3]。由于黑龍江省玉米栽培中部分地區(qū)存在著多年小型機(jī)械耕作、耕作深度較淺等問題，使得玉米栽培地塊出現(xiàn)了非常堅實的“犁底層”，這嚴(yán)重影響了玉米根系的伸展和玉米對深層土壤養(yǎng)分的吸收利用，一定程度上也成為了玉米產(chǎn)量提高的限制因子之一[4]。為解決這一問題，采取機(jī)械深松的辦法打破“犁底層”以促進(jìn)玉米生長和產(chǎn)量提高成為了重要研究方向。顧鑫等[4]研究認(rèn)為，機(jī)械深松可以使土壤耕層20～40 cm 土壤容重降低10%；候偉峰等[5]研究認(rèn)為，深松可以降低土壤容重，提高土壤通透性，有利于土壤肥力的提高；王萬寧等[6]研究認(rèn)為，麥前深松試玉米田土壤容重降低了0.63%～3.85%，產(chǎn)量可提高9.50%。玉米生產(chǎn)中施用有機(jī)肥可以改善土壤物理性狀，降低土壤容重，提高通透性和土壤內(nèi)速效氮含量，有利于作物生長和產(chǎn)量提高[7]；曲成闖等[8]研究認(rèn)為，施用有機(jī)肥可以降低土壤容重10.37%～19.26%，田間持水量提高13.12%～32.25%。從前人的相關(guān)研究來看，關(guān)于深松配施有機(jī)肥對黑鈣土物理性狀、玉米生長和產(chǎn)量影響的相關(guān)報道較少。筆者通過比較深松和深松配施有機(jī)肥對土壤含水量、容重、玉米生長發(fā)育的影響，判斷深松配施有機(jī)肥對土壤和玉米生長的影響效果，以期為黑龍江玉米栽培中科學(xué)合理選用耕作和施肥方式提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

試驗于2018 年5—10 月在黑龍江省肇州縣雙發(fā)鄉(xiāng)雙發(fā)村肇州縣農(nóng)業(yè)推廣技術(shù)中心試驗基地進(jìn)行，地理位置為45°42'N，125°14'E，氣象情況如表1 所示。土壤類型為黑鈣土，玉米品種為吉農(nóng)大688，前茬作物為玉米。試驗田土壤養(yǎng)分狀況：有機(jī)質(zhì)含量27.68 g/kg，堿解氮為102.8 mg/kg，有效磷為14.3 mg/kg，速效鉀為148.5 mg/kg，pH 值為7.8，土壤容重為1.29 g/cm3。4 月22 日使用“寧波400”拖拉機(jī)懸掛施肥箱引溝施肥，滅茬、起壟、鎮(zhèn)壓，達(dá)待播狀態(tài)。玉米4月28 日播種，密度為52 500 株/hm2。

表1 2018 年試驗地氣象資料

1.2 試驗設(shè)計

試驗共設(shè)3 個處理，其中T1 為當(dāng)?shù)爻Ｒ?guī)耕作處理（CK），耕作深度20～25 cm；T2 為深松處理，深松深度為35 cm；T3 為深松+有機(jī)肥處理，深松深度為35 cm，有機(jī)肥施用量為750 kg/hm2，有機(jī)肥料結(jié)合深松施入到25～30 cm 之間。各處理施入肥料600 kg/hm2作為底肥，其中摻混肥配比方式為：按照尿素112.5 kg/hm2、磷 酸 二 銨240 kg/hm2、氯 化 鉀247 kg/hm2的比例混合均勻即可。小區(qū)試驗設(shè)計，3 次重復(fù)。

1.3 試驗取樣

分別于玉米拔節(jié)期、孕穗期、灌漿期到田間取樣，將玉米整株挖起，然后帶回實驗室后將根系沖洗干凈，地上部沖洗干凈后在105℃下殺青，70℃烘干，烘干后稱量干重，用以計算玉米干物質(zhì)積累量。玉米產(chǎn)量測定采取小區(qū)測產(chǎn)的方式，取測產(chǎn)區(qū)中間1 壟10 株玉米測產(chǎn)。在玉米植株取樣同時，采用環(huán)刀法取玉米根際土壤0～10 cm 和10～20 cm 深度的土壤樣品，測定土壤含水量和容重。

1.4 數(shù)據(jù)處理

試驗數(shù)據(jù)用Excel 2010 版軟件處理，差異顯著性檢驗采用DPS 7.05 軟件分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 深松配施有機(jī)肥對玉米田土壤含水量影響

由表2 可知，0～10 cm 土壤含水量拔節(jié)期T2 處理最高，其次為T3，兩個處理分別比對照提高了2.51和1.23 個百分點，大喇叭口期T2 和T3 分別高于T1處理1.23 和1.31 個百分點，無顯著差異，表明深松以及深松配施有機(jī)肥均可以提高拔節(jié)期和大喇叭口期0～10 cm 土壤內(nèi)的含水量，但是效果不顯著；灌漿期T3 和T2 均降低了土壤內(nèi)含水量，其中T3 比對照降低了3.69 個百分點，差異顯著，表明深松配施有機(jī)肥會顯著降低灌漿期0～10 cm 內(nèi)的土壤內(nèi)的含水量；T2 低于T1 處理1.13 個百分點，無顯著差異，表明深松與對照相比在玉米灌漿期不會對0～10 cm 土壤內(nèi)的含水量產(chǎn)生顯著影響，T2 與T3 之間無顯著差異，表明T3 與T2 對該范圍內(nèi)土壤含水量的影響不顯著。從10～20 cm 土層內(nèi)含水量變化上來看，拔節(jié)期至灌漿期，T2 含水量分別低于對照1.09、1.20 和0.25 個百分點，無顯著差異，表明深松與對照相比對10～20 cm 土壤內(nèi)含水量的影響未達(dá)到顯著水平；T3 在拔節(jié)期高于對照0.66 個百分點，無顯著差異，大喇叭口期和灌漿期分別低于對照0.32 和1.28 個百分點，無顯著差異，表明深松配施有機(jī)肥并未對10～20 cm 土層內(nèi)含水量產(chǎn)生顯著影響。T3 在拔節(jié)期和大喇叭口期分別高于T2 處理1.75 和0.88 個百分點，表明T3 與T2 相比有利于玉米這兩個生育時期該范圍土層內(nèi)土壤水分的保持；灌漿期T3低于T2處理1.03個百分點，無顯著差異，表明T2 與T3 對玉米拔節(jié)期10～20 cm 土層內(nèi)含水量的影響處于同一水平。

表2 深松配施有機(jī)肥對玉米田土壤含水量的影響 （%）

2.2 深松配施有機(jī)肥對玉米田土壤容重的影響

由表3可知，深松以及深松配施有機(jī)肥均會對玉米田土壤容重產(chǎn)生影響。從0～10 cm 土壤容重的變化上來看，從拔節(jié)期至灌漿期，T1 容重表現(xiàn)出升高的變化，大喇叭口期和灌漿期分別比拔節(jié)期提高了1.71%和5.13%，T2 保持不變，T3 表現(xiàn)出升高的變化，其中大喇叭口期和灌漿期分別比拔節(jié)期提高了2.73%和5.45%。不同處理比較來看，T2 在拔節(jié)期至灌漿期分別比T1 降低了2.56%、4.20%和7.32%，其中拔節(jié)期差異不顯著，大喇叭口期和灌漿期差異顯著；T3 分別比T1 降低了5.98%、5.04%和5.69%，差異顯著，表明T3 與T1 相比對降低玉米田0～10 cm 土壤容重效果達(dá)到了顯著水平；T2 與T3 相比無顯著差異，表明這兩個處理對0～10 cm土壤容重的影響處于同一水平。從10～20 cm 土層容重變化上來看，T1、T2 均表現(xiàn)出隨著生育時期延后而升高的變化，T3 表現(xiàn)出降低的變化，其中大喇叭口期和灌漿期分別比拔節(jié)期降低了1.71%和2.56%。從不同處理比較來看，T2 分別比T1降低了2.48%、4.03%和5.51%，拔節(jié)期差異不顯著，大喇叭口期和灌漿期差異顯著；T3 分別比T1 降低了3.42%、7.83%和11.40%，差異顯著，表明T3 與T1相比在玉米生長季節(jié)可以顯著降低玉米田10～20 cm土壤容重。T3 在大喇叭口期和灌漿期分別比T2 降低了3.36%和5.00%，差異顯著，表明在這兩個生育時期T3 與T2 相比可以顯著降低10～20 cm 土壤容重。

表3 深松配施有機(jī)肥對玉米田土壤容重的影響 （g/cm3）

2.3 深松配施有機(jī)肥對玉米根系干物質(zhì)積累的影響

由圖1 可知，不同處理在玉米的不同生育期對玉米根系干物質(zhì)積累的影響存在差異。拔節(jié)期，T3 分別比T1、T2 處理提高了155.38%、21.72%，差異顯著，表明T3 與T1、T2 相比在拔節(jié)期會顯著促進(jìn)玉米根系生長。大喇叭口期，T3 分別比T2 提高了9.67%，無顯著差異，表明深松結(jié)合施肥與深松處理相比在大喇叭口期不會對玉米根系干物質(zhì)積累產(chǎn)生顯著影響；T2、T3 分別比對照提高了87.26%和105.36%，差異顯著，表明T2、T3 在大喇叭口期均可以顯著促進(jìn)玉米根系干物質(zhì)積累量增加。灌漿期，T3 比T2 提高了16.66%，差異顯著，表明在灌漿期T3 與T2 相比對促進(jìn)玉米根系生長效果顯著；T2、T3 分別比對照提高了61.77%和88.72%，差異顯著，表明玉米生產(chǎn)中無論是深松還是深松結(jié)合使用有機(jī)肥均可以顯著促進(jìn)玉米根系干物質(zhì)積累量增加。

2.4 深松配施有機(jī)肥對玉米地上部干物質(zhì)積累的影響

由圖2 可知，不同處理對玉米地上部干物質(zhì)積累的影響存在差異。拔節(jié)期，T2 處于最高值，分別比T1、T3 提高了26.28%和2.40%，其中T2 與T3 之間無顯著差異，T2、T3 均顯著高于對照，表明深松和深松配施有機(jī)肥對玉米拔節(jié)期干物質(zhì)積累量的影響處于同一水平；大喇叭口期T3 處于最高值，分別高于T1、T2 處理47.41%、11.24%，其中T2 與T3 之間無顯著差異，T2、T3 均顯著高于對照；灌漿期T2、T3 分別高于對照84.28%和69.02%，其中T2、T3 之間無顯著差異，2 個處理均顯著高于對照。從玉米地上部干物質(zhì)積累量變化上來看，深松配施有機(jī)肥與深松處理對玉米地上部干物質(zhì)積累量的影響處于同一水平，但是兩個處理均顯著高于對照。

2.5 深松配施有機(jī)肥對玉米株高的影響

由圖3 可知，玉米株高隨著生育時期延后表現(xiàn)出一直增加的變化，不同處理對玉米株高的影響存在差異。從拔節(jié)期至灌漿期，T2 株高處于最高值，與對照相比分別提高了12.61%、8.68%和4.57%，差異顯著，表明T2 對促進(jìn)玉米株高增加效果比較顯著。T3 分別比對照提高了7.81%、2.73%和2.11%，其中拔節(jié)期差異顯著，大喇叭口期和灌漿期2 個處理之間無顯著差異，表明在這兩個生育時期，T3 雖然促進(jìn)了玉米株高的增加，但是效果不顯著。T3 分別低于T2 處理4.46%、5.80%和2.40%，無顯著差異，表明T2、T3對玉米株高的影響處于同一水平。

2.6 深松配施有機(jī)肥對玉米產(chǎn)量的影響

由圖4 可知，不同處理對玉米產(chǎn)量產(chǎn)生了一定的影響。從試驗結(jié)果來看，深松結(jié)合施用有機(jī)肥對提高玉米產(chǎn)量效果最佳，與對照相比提高了28.79%，差異顯著，表明該處理對提高試驗地玉米產(chǎn)量效果比較顯著；T3 產(chǎn)量比T2 提高了6.13%，差異顯著，表明在深松基礎(chǔ)上施用有機(jī)肥對提高玉米產(chǎn)量效果顯著優(yōu)于單純深松處理。T2 比對照提高了21.36%，差異顯著，表明深松也可以顯著提高玉米產(chǎn)量。

3 結(jié)論與討論

深松土壤可以改善土壤的通透性，提高土壤保墑能力，協(xié)調(diào)土壤水肥氣熱，促進(jìn)植物生長[5,9]。從試驗結(jié)果來看，深松和深松配施有機(jī)肥處理提高了玉米田土壤拔節(jié)期和大喇叭口期0～10 cm土壤內(nèi)的含水量，這對促進(jìn)玉米早期生長比較有利。灌漿期T2、T3 處理在0～20 cm 土層內(nèi)的含水量均低于對照，表明這2個處理不利于玉米生育后期土壤保持水分，分析原因這可能與深松以及施用有機(jī)肥導(dǎo)致土壤較對照疏松，增大了水分蒸發(fā)速率，從而不利于水分的保持，李金鳳等[10]研究認(rèn)為出現(xiàn)在這種現(xiàn)象的原因與深松導(dǎo)致表層水分滲透至深層土壤有關(guān)。深松可以改善土壤物理性能，降低土壤容重，提高土壤孔隙率，促進(jìn)植物生長[11]；施用有機(jī)肥也可以改善土壤的理化性狀，降低土壤容重[12]；從深松配施有機(jī)肥的效果來看，T3降低了0～20 cm 土層的容重，而在大喇叭口期和灌漿期的10～20 cm 土層容重，T3 處理顯著低于T2，表明深松配施有機(jī)肥對降低10～20 cm 土層容重效果顯著優(yōu)于單純深松。深松可以促進(jìn)植物生長，提高干物質(zhì)積累量[13]，而施用有機(jī)肥同樣可以提高植物干物質(zhì)積累量增加[14]，從試驗結(jié)果來看，T3 對促進(jìn)玉米灌漿期根系干物質(zhì)積累量增加效果顯著優(yōu)于T1 和T2，表明在深松基礎(chǔ)上施用有機(jī)肥顯著促進(jìn)了玉米根系生長，而深松與對照相比也可以顯著促進(jìn)玉米根系干物質(zhì)積累量增加，這與陳聰聰[15]的研究結(jié)果相似，表明深松對植物根系生長具有良好的促進(jìn)作用。從地上部干物質(zhì)積累變化上來看，T2、T3 干物質(zhì)積累量無顯著差異，表明深松施用有機(jī)肥與單純深松相比不會對玉米地上部干物質(zhì)產(chǎn)生顯著影響，這也表明深松基礎(chǔ)上施用有機(jī)肥對玉米地上部干物質(zhì)積累的影響效果有限。從玉米株高變化上來看，拔節(jié)期T2、T3 均顯著高于對照，大喇叭口期和灌漿期T3 與對照之間無顯著差異，表明深松結(jié)合施用有機(jī)肥對促進(jìn)玉米早期苗高生長效果顯著，后期不明顯。T3 產(chǎn)量顯著高于對照和T2，表明深松基礎(chǔ)上施用有機(jī)肥有利于玉米產(chǎn)量提高。因此生產(chǎn)上建議采用深松配施有機(jī)肥的耕作方式。