深松分層施肥技術對冬小麥產量及其構成因子的影響

王錫久等

摘要：

利用改進的深松旋耕整地機械，研究深松分層施肥技術對冬小麥分蘗、次生根、凍害、產量以及產量構成因子的影響。試驗結果表明：在施肥量相同的條件下，越冬期和起身期深松處理的冬小麥單株分蘗和單株次生根數均顯著高于旋耕處理。深松分層施肥技術可以促使冬小麥個體健壯，抗凍害能力增強；群體質量有所提高，單位面積穗數增加顯著，增幅為8.91%，而穗粒數和千粒重變化不明顯；增產效果達到顯著水平，增幅為10.37%，其中深松對冬小麥增產作用顯著，其貢獻率為62.53%，而肥料分層深施的貢獻率為37.47%。同時，深松分層施肥技術促進了肥料施用方式從撒施向機械化深施的轉變，提高了肥料利用率，肥料偏生產力提高10.34%。

關鍵詞：深松；分層施肥；冬小麥；產量因子；耕作方式

中圖分類號：S512.1+10.5文獻標識號：A文章編號：1001-4942（2015）03-0076-04

Effects of Subsoiling and Layered Fertilization

Technology on Winter Wheat Yield and Its Components

Wang Xijiu， Sun Maozhen*， Xu Weixia， Liu Zhonglan， Guo Chunrong

（Agricultural Bureau of Huantai County， Huantai 256400， China）

AbstractThe effects of subsoiling and layered fertilization technology on tillering， secondary root， freezing injury， yield and its components of winter wheat were studied using improved subsoiling rotary soil preparation machine. The results showed that under the same fertilizer amount， the tillering number and secondary root number per plant of subsoiling treatment in the wintering and standing periods were both significantly greater than those of rotary tillage treatment. With the subsoiling and layered fertilization technology， the winter wheat plants became stronger and the freezing resistance was enhanced；the winter wheat population quality was improved and the spikes per unit area were significantly increased by 8.91%； but the gain number per spike and 1 000-grain weight had no significant change. The yield per unit area increased by 10.37%， which reached significant level. And to which， the contribution rate of subsoiling was 62.53% while that of layered fertilization was 37.47%. Meanwhile， the subsoiling and layered fertilization technology promoted the transformation of fertilization mode from broadcasting to mechanized deep fertilizing， improved the fertilizer use efficiency， and increased the partial factor productivity by 10.34%.

Key wordsSubsoiling； Layered fertilization； Winter wheat； Yield components； Tillage method

小麥連年采用旋耕整地會導致土壤耕層變淺，只有12～15 cm，使耕層和心土層之間形成一定厚度的犁底層，堅硬的犁底層成為耕作層和非耕作層之間水、肥、氣、熱等交流的屏障，保肥保墑能力下降，對小麥的生長發育及產量造成嚴重不良影響[1～3]。深松耕作通過深松鏟疏松土壤，加深耕層而不翻轉土壤，可降低土壤容重，提高土壤的通透性，促進根系向深層土壤生長，利于作物生長發育，提高作物產量[4，5] 。深松分層施肥技術不僅能促進土壤物理改良，有利于土壤肥力的自然恢復，改善長期以來由于使用大量化肥造成的增肥不增產現象[6]，大幅度提高肥料利用率，而且可以明顯提高某些作物的產量及質量[7]。相關研究表明，深松可有效提高作物產量，平均增產8%～15%[2]。Sharma等[8] 指出， 在土壤上干下濕條件下， 深施氮肥有利于小麥根系生長發育和提高作物產量。Westerman等[9] 研究發現， 在水分條件較好的土壤深層施肥可以提高冬小麥產量和氮肥利用率。石巖等[10～12] 在山東萊陽的研究結果表明， 20～ 40 cm 施肥處理的土壤中、下層根量和小麥產量分別顯著高于0～20 cm 和60～80 cm 施肥處理。endprint

由此可見，關于土壤深松和肥料深施對作物產量的影響已有較多研究，但是對上述兩者相結合對冬小麥產量及產量構成要素影響的研究尚少見，而農業生產實踐中具有較大的需求。針對農業生產中面臨的實際需求問題，2013年山東省桓臺縣農業部門對已有的深松旋耕聯合整地機械進行了技術改進，創造性地加裝了電動分層施肥裝置，研制出“深松旋耕分層施肥聯合整地機械”，實現了深松和肥料分層深施的有機結合。該機械前面為旋耕機，后面為深松鏟和施肥裝置，單幅作業寬2 m，設4個深松鏟，深松鏟寬度為20 cm。 本試驗通過分析深松分層深施肥料（以下簡稱深松分層施肥）和傳統整地、肥料施用方式對小麥分蘗、次生根及產量的影響，探討深松分層施肥的增產原理及實際效果，可為大面積推廣深松分層施肥技術提供科學依據。

1材料與方法

1.1供試材料

試驗于2013～2014年在山東省桓臺縣唐山鎮西莫王村進行。試驗地土壤類型為褐土，質地為中壤土，播前0～20 cm土層土壤養分含量為有機質15.6 g/kg、全氮0.85 g/kg、堿解氮60 mg/kg、速效磷21.8 mg/kg、速效鉀147.0 mg/kg。播種前，上茬玉米的秸稈全部粉碎翻壓還田。

供試小麥品種為優質中筋冬小麥魯原502；供試肥料為硫酸鉀型復合肥（N-P2O5-K2O =16-20-6）及尿素46%。

1.2試驗方法

試驗共設4個處理，采用隨機區組設計，重復3次，小區面積90 m×8.8 m=792 m2。處理1：肥料（硫酸鉀型復合肥，下同）地表撒施525 kg/hm2+旋耕+播種串施肥料225 kg/hm2，旋耕深度15～18 cm（原種植習慣）；處理2：旋耕+播種串施肥料750 kg/hm2，旋耕深度15～18 cm（現種植習慣，CK）；處理3：深松分層施肥525 kg/hm2+播種串施肥料225 kg/hm2，深松深度25 cm，肥料分層深施于8～25 cm；處理4：肥料地表撒施525 kg/hm2+深松整地+播種串施肥料225 kg/hm2，深松深度25 cm；4個處理肥料串施深度均為3～5 cm。

2013年10月12日播種，基本苗為210株/m2。春季冬小麥拔節期追施尿素225 kg/hm2。追肥方式：畦帶內均勻撒施，澆水溶化滲入地下。

1.3測定項目與方法

1.3.1分蘗及次生根數調查冬小麥越冬期、起身期每處理取50株，調查分蘗數和次生根數。

1.3.2凍害情況調查起身期每處理取50株，調查冬小麥凍害情況。

1.3.3產量及產量構成要素成熟期實收測產，考查公頃穗數、穗粒數、千粒重。

1.4數據處理

運用DPSv7.05版數據處理系統進行統計分析和差異顯著性檢驗。

2結果與分析

2.1不同耕作方式對冬小麥分蘗及次生根的影響

不同耕作方式對冬小麥分蘗和次生根數量有一定的影響。由表1可以看出，起身期深松處理比旋耕處理平均增加2.35個分蘗和3.25條次生根，越冬期平均增加1.05個分蘗和0.60條次生根。越冬期和起身期深松處理冬小麥單株分蘗和單株次生根數均高于旋耕處理，差異達到顯著水平。與李濤等[13]試驗結果一致。

已有研究結果證實， 增加土壤深層根系生物量和根長密度， 將有利于作物吸收利用土壤深層儲水[15， 16] 進而影響到地上部生理特性和產量[9，12]。由表1看出，越冬期和起身期肥料串施處理（處理2）比表施處理（處理1）的單株次生根分別減少0.10、0.40條，分析原因可能是肥料串施深度較淺且相對集中，對根系造成損傷，俗稱“燒根”。而肥料分層深施（處理3）比肥料表面撒施后深松（處理4）能提高單株分蘗數和單株次生根數，但差異不顯著。

試驗結果（表1）表明，土壤深松顯著提高了冬小麥的單株分蘗能力，增加次生根條數，在一定程度上促進根系生長，實現壯苗，為冬小麥實現高產奠定了基礎。

2.2不同耕作方式對冬小麥凍害的影響

2013～2014年度試驗區冬小麥越冬期間氣溫較常年偏高，12月和1月平均氣溫較同期分別偏高2.8℃和4.8℃，尤其是1月上旬偏高6.3℃，沒有出現低于-10℃的極端低溫，冬小麥凍害普遍表現較輕。田間調查結果顯示，旋耕處理的凍害現象比深松處理要重，旋耕冬小麥凍害表現為基部葉片從葉尖處干枯1/2左右，深松處理冬小麥凍害表現為基部葉片從葉尖處干枯1/3左右，表明深松處理對提高冬小麥抗凍能力有一定作用。

2.3不同耕作方式對產量及產量構成因子的影響

耕作方式是冬小麥產量及構成因子的重要影響因素之一。由表2可以看出，不同耕作方式對冬小麥產量影響較大，其中處理3產量最高，達到8 571.90 kg/hm2，比常規耕作方式（處理2）增產805.35 kg，增幅為10.37%；比處理4增產301.80 kg，增幅為3.65%；比處理1增產1 015.50 kg，增幅為13.44%。深松和分層施肥對冬小麥均有增產效果，其中深松對冬小麥增產作用顯著，其貢獻率為62.53%，而肥料分層深施的貢獻率為37.47%。

不同耕作方式對冬小麥產量構成因素的影響表現為公頃穗數>千粒重>穗粒數。其中深松處理（處理3、處理4）能顯著提高單位面積穗數，與旋耕處理（處理1、處理2）相比公頃穗數增加39.45萬，增幅為8.91%，對產量的提高起到了關鍵性作用；深松處理冬小麥千粒重、穗粒數分別比旋耕處理增加1.57 g和0.07粒，但差異未達顯著水平。

2.4不同耕作方式對肥料偏生產力的影響

深松作業的同時將化肥深施入土壤中，可提高肥料利用率。與化肥撒施相比，化肥深施10 cm的利用率可由35%提高至50%[2]。從表3可以看出，不同處理間的肥料偏生產力差異達顯著水平，其中處理3的最高，為27.21 kg/kg，比對照（處理2）提高2.55 kg/kg，增幅為10.34%，比處理4提高0.96 kg/kg，增幅為3.66%。深松分層施肥處理一方面實現了深松，打破犁底層，加厚了活土層；另一方面將肥料分層深施于8～25 cm土層中，提高了肥料利用率，促進了冬小麥增產。以上結果表明，深松分層施肥技術能夠顯著提高肥料利用率。endprint

3結論與討論

試驗結果表明，在施肥量相同的條件下，深松分層施肥技術可以促使冬小麥個體健壯，抗凍害能力增強，群體質量提高，公頃穗數顯著增加，而穗粒數和千粒重變化不明顯；同時冬小麥根系下扎深，后期早衰差，冬小麥增產效果顯著。同時，深松分層施肥技術促進了肥料施用方式從撒施向機械化施肥和深施轉變，提高了肥料利用率，肥料偏生產力顯著提高，在促進冬小麥產量提高方面具有重要的推廣應用價值。

土壤耕作方式是對作物生產影響最為重要的因素之一[17，18]，作物產量隨著耕作方式的改變而發生明顯變化[19]。深松分層施肥技術能夠在增產的同時提高肥料利用率，其主要原因是深松可以打破犁底層，增加土壤的透氣性和儲水能力[20]，改善作物生長的土壤環境，形成一個上虛下實的土層結構。其中，耕層土壤的松散結構易于蓄水、脫鹽堿、疏通空氣、增強熱交換等，有利于土壤養分的轉化和利用，而實部土壤的小孔隙結構則有利于地下水上吸，促進作物根系發育，相當于作物的土壤水庫[6]。應用化肥深施技術，可以減少化肥的損失，提高化肥利用率，減少對環境的污染，同時可促使根系向下扎，擴大根系生長量，增強作物吸收養分和水分的能力，從而顯著提高作物產量[14，21]。深松分層施肥技術不僅可以提高冬小麥的產量，也可以應用于其他大田作物，具有很好的發展前景。

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