呂巨智，范繼征，謝小東，石達金，鐘昌松，程偉東

（廣西農業(yè)科學院玉米研究所，廣西 南寧 530007）

玉米既是我國重要的糧食和飼料作物，也是工業(yè)發(fā)展的重要原料。玉米生產最主要的目標是在提高產量的同時改善籽粒品質［1］。在廣西，由于連年免耕種植玉米及一次性施肥方式，造成農田土壤環(huán)境急劇惡化，土壤蓄水及供肥能力下降，耕層變淺，生產能力嚴重降低，進而影響到玉米的單產水平。研究表明，不同耕作方式中土壤深松能打破犁底層，提高土壤通透性，形成良好的土壤環(huán)境，有利于玉米的生長發(fā)育，同時可有效增加葉片光合速率，促進植株干物質積累，進而提高玉米產量［2，3］。因此，研究不同耕作方式下的玉米生長發(fā)育、產量和品質變化特征，有助于提高玉米栽培技術水平、促進玉米產業(yè)發(fā)展。

劉洋等［4］研究表明，一次全方位深松的增產效果最顯著，比對照增產13.7%；連年秋翻和連年溝壟交替深松同樣具有較好的增產效果，比對照分別增產10%和3%。王俊河等［5］研究發(fā)現，春季深松對土壤緊實度、苗期土壤容重降低和土壤含水量增加有明顯作用，其中深松40cm效果最好，增產達20.5%。于吉琳等［6］認為，土壤深松可適當延長玉米生育進程，對玉米葉面積指數、干物質積累及產量的影響均表現為深松＞旋耕（CK）。李華等［7］認為，深松＋旋耕可有效打破犁底層，降低土壤容重，顯著改善土壤物理性狀，可以提高春玉米產量。楊雪等［8］認為，與旋耕以及深松相比，深旋＋松耕能夠很好地改善土壤水熱條件，增加作物的葉面積指數、灌漿速率，進而增產。李傳友等［9］研究表明，深松加耙處理產量為10 872 kg／hm2，深松＋旋耕產量為11 155.5 kg／hm2，兩處理較對照（傳統旋耕）顯著增產。張德健等［10］研究認為，深松免耕播種的出苗率、土壤含水量、產量構成因素、產量及總收益均高于傳統翻耕。孫貴臣等［11］研究認為，深松免耕種植模式可以改善土壤結構，提高土壤蓄水能力，促進玉米生長發(fā)育與產量提高。侯海鵬等［12］研究表明，條帶深松耕作方式分別增加干物質積累量、收獲穗數、穗粒數、千粒重等。范繼征等［13］研究表明，以常規(guī)旋耕為對照，深松＋免耕和免耕處理增產幅度分別達到15.68%和12.20%，深松＋旋耕處理較對照減產3.45%。

由上看出，國內關于不同耕作方式對土壤物理性狀和玉米產量影響的研究相對較多，但關于其對玉米生長發(fā)育、產量和品質等影響的系統研究較少。鑒于此，以玉米品種桂單162為材料，研究常規(guī)旋耕25 cm、深松35 cm＋免耕、深松35 cm＋旋耕25 cm和免耕4種耕作方式下的玉米生長發(fā)育、產量及品質的變化特征，以期為找出廣西玉米生產中的最佳耕作方式提供依據。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗于2019年2—7月在廣西農業(yè)科學院明陽科研基地（南寧市吳圩鎮(zhèn)：22°36′34″N，108°14′33″E）進行。該地年均降雨量1 065～1 389 mm，玉米生育期間降雨量476.3 mm。試驗地為黏土，播前0～20 cm土層土壤基本理化性質：有機質17.36 g／kg、全氮0.081%、堿解氮60 mg／kg、全磷0.14%、速效磷56 mg／kg、全鉀0.751%、速效鉀175.3 mg／kg，pH值6.53。前茬作物為玉米。

1.2 試驗材料

供試玉米品種桂單162，購于廣西兆和種業(yè)有限公司。

1.3 試驗設計與田間管理

試驗設4種耕作方式處理。其中，①對照（RT）：深翻后旋耕滅茬25 cm，用拖拉機開行；②深松35 cm＋旋耕25 cm（SS－RT）：用深松機（河北農哈哈公司產品）深松35 cm后旋耕滅茬25 cm，用拖拉機開行；③深松35 cm＋免耕（SSNT）：用深松機深松35 cm后免耕，用牛開行；④免耕（NT）。隨機區(qū)組試驗設計，重復3次。小區(qū)面積231 m2（7 m×33 m），株行距分別為：27 cm和65 cm，種植密度5.7萬株／hm2。

2月24日播種，隨播種一次性施入緩效肥恩泰克（N∶P2O5∶K2O＝21∶7∶11）750 kg／hm2。試驗田四周設保護行，管理方式與大田生產一致。7月14日收獲。

1.4 測定項目及方法

于玉米拔節(jié)期、大喇叭口期、灌漿期、成熟期，測定葉面積指數（展開葉面積為：長×寬×0.75，未展開葉面積為：長×寬×0.5）、株高、穗位高和不同器官的干物質積累量。收獲時每小區(qū)取10穗測其穗長、穗粗、穗行數和行粒數等指標；最終產量：折合成籽粒含水量14%的產量。籽粒蛋白質、脂肪和淀粉含量采用近紅外谷物分析儀（Perten DA7200，瑞典波通儀器公司產品）測定。

1.5 數據統計與分析

采用Microsoft Excel 2007和DPS 6.05軟件對數據進行處理、作圖和統計分析。

2 結果與分析

2.1 不同耕作方式對玉米植株生長發(fā)育的影響

2.1.1 對玉米葉面積指數的影響 由圖1可看出，大喇叭口期到灌漿期，葉面積指數增速較快，且所有處理均表現為灌漿期最大?？傮w上看，隨著生育期推進葉面積指數呈現出先升高后降低的變化趨勢，其中灌漿期表現為SS－NT＞SSRT＞RT＞NT，成熟期也是SS－NT最高，但各處理間差異較大，對照（RT）大喇叭口和灌漿期的葉面積指數顯著小于SS－NT、SS－RT。

圖1 不同耕作處理玉米葉面積指數

2.1.2 對玉米株高的影響 圖2顯示，不同耕作方式對玉米株高影響的順序為SS－NT＞SSRT＞NT＞RT。除拔節(jié)期外，其它生育期均以深松＋免耕處理（SS－NT）的株高最高，灌漿期SSRT、SS－NT處理的植株生長效果更好。

圖2 不同耕作處理玉米株高

2.1.3 對玉米干物質量的影響 玉米地上部干物質量全生育期內均表現為SS－NT處理最大，旋耕（RT）處理最?。▓D3）。由此看出，深松對地上部干物質量的積累非常有利，SS－NT和SSRT處理大喇叭口期到成熟期干物質量明顯高于旋耕，成熟期分別增加20.09%和26.41%；此期間免耕（NT）也高于旋耕，成熟期增加6.10%。

圖3 不同耕作處理玉米干物質量

2.2 不同耕作方式對玉米產量及其構成因素的影響

由表1看出，與旋耕（RT）相比，深松處理的產量構成因素改善明顯，穗位高、穗長、穗粗和禿尖長等性狀較優(yōu)。SS－NT處理玉米穗長、穗粗、穗行數、行粒數和百粒重各性狀值均在所有處理中最大，且與SS－RT處理差異不顯著，與其它處理差異大多顯著。

表1 不同耕作處理玉米主要產量性狀

由表2可以看出，不同耕作方式對玉米產量的影響達到極顯著水平，產量高低依次為：SSNT＞SS－RT＞NT＞RT。SS－NT和SS－RT處理分別比對照（RT）增產13.59%和11.17%，NT比RT增產2.61%。綜合來看，SS－NT處理效果最優(yōu)，玉米產量達到8 113.93 kg／hm2。

表2 不同耕作處理玉米產量

2.3 不同耕作方式對玉米籽粒品質的影響

2.3.1 對玉米籽粒淀粉含量的影響 圖4顯示，玉米籽粒淀粉含量受耕作方式的影響順序為：RT＞NT＞SS－NT＞SS－RT。與對照（RT）相比，NT、SS－NT、SS－RT處理籽粒淀粉含量降低2.70%、4.19%、4.33%，差異達到極顯著水平。

圖4 不同耕作處理玉米籽粒淀粉含量

2.3.2 對玉米籽粒脂肪含量的影響 圖5顯示，與對照（RT）相比，NT、SS－NT、SS－RT處理玉米籽粒脂肪含量提高1.38%、4.14%、1.93%，以深松處理較高，但各處理間差異不顯著。

圖5 不同耕作處理玉米籽粒脂肪含量

2.3.3 對玉米籽粒蛋白質含量的影響 圖6顯示，玉米籽粒蛋白質含量受耕作方式影響的順序為SS－NT＞SS－RT＞NT＞RT。與對照（RT）相比，NT、SS－NT、SS－RT處理籽粒蛋白質含量提高2.08%、15.49%、9.46%，差異達到極顯著水平。

圖6 不同耕作處理玉米籽粒蛋白質含量

3 討論

本試驗結果表明，不同耕作方式下深松處理的株高和葉面積指數最大，SS－NT處理的單株干物質積累量較傳統耕作（RT）增加26.41%。深松處理（SS－RT和SS－NT）相對于另外兩個處理，玉米生育前期、中期的株高、單株干物質重無顯著差異，生育后期明顯提升，這與高玉紅［14］、劉洋［4］、唐小明［15］等的研究結果一致。與RT相比，深松處理的株高和葉面積指數增加，表明深松打破犁底層后能提高土壤通透性、形成良好的土壤環(huán)境，有利于玉米生長發(fā)育。

王同朝等［16］研究認為，秸稈還田能使玉米淀粉及脂肪含量有效提高。周佳佳［17］研究認為，秸稈還田處理玉米籽粒蛋白質含量減少、淀粉含量增加。本試驗結果表明，與RT和NT相比，SSRT和SS－NT處理降低籽粒淀粉含量，提高蛋白質和脂肪含量，與臧逸飛［18］、朱寶國［19］、高宏偉［20］等的研究結果不一致。其原因可能是由喀斯特地區(qū)土壤瘠薄、耕層過淺和試驗處理、局部氣候條件不同所致。

深松是農田耕作中的基本措施，不僅能使土壤耕層結構得到改善，也能優(yōu)化根系分布，利于土壤水分、養(yǎng)分吸收利用，進而提高產量。李永平等［21］對深松、翻耕30 cm、常規(guī)耕作和免耕比較研究后認為，翻耕和深松能在降低土壤容重的同時使其含水量有效增加，進而提高玉米產量。何進等［22］研究認為，近年來土壤犁底層提高、耕層逐漸變淺，很大程度上制約著作物根系的橫縱向生長，根系吸收的水肥難以滿足植株地上部生長需求，從而難獲高產。本研究表明，不同耕作方式之間產量差異達到極顯著水平，與對照（RT）相比，SS－RT和SS－NT增產分別達到11.17%和13.59%，NT增產2.61%。綜合看，深松35 cm＋免耕處理效果最優(yōu)，玉米產量最高，達8 113.93 kg／hm2。這與范繼征［13］、呂巨智［23］、宮秀杰［24］等的研究結果一致，說明土壤深松一定程度上可以提高玉米產量和品質。2019年降雨較多，有關干旱年份土壤深松對玉米產量及品質的影響有待進一步研究。

4 結論

本研究結果表明，與傳統耕作（RT）相比，深松處理能改善玉米生長發(fā)育狀況，提高玉米產量和品質，其中以深松35 cm＋免耕的效果較優(yōu)，適合在廣西玉米生產中推廣應用。