深松配施有機肥對土壤性狀及玉米生長的影響

閆百瑩，孫躍春，謝秀芳，張德偉，王廣成，王 鵬

（1. 黑龍江八一農墾大學，黑龍江 大慶 163391；2. 大慶市肇州縣農業技術推廣中心， 黑龍江 肇州 166400）

玉米是世界上重要的糧食兼飼料作物，由于其適應性較強、產量高，已成為我國很多地區主要栽培的農作物之一[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農民經營土地經濟效益的主要來源[2]。隨著國家對農業支持力度的加大，黑龍江省玉米栽培面積也逐年加大，截至2018 年，省內有1/4 的耕地面積用于栽培玉米，產量也居于國內前列[3]。由于黑龍江省玉米栽培中部分地區存在著多年小型機械耕作、耕作深度較淺等問題，使得玉米栽培地塊出現了非常堅實的“犁底層”，這嚴重影響了玉米根系的伸展和玉米對深層土壤養分的吸收利用，一定程度上也成為了玉米產量提高的限制因子之一[4]。為解決這一問題，采取機械深松的辦法打破“犁底層”以促進玉米生長和產量提高成為了重要研究方向。顧鑫等[4]研究認為，機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]研究認為，麥前深松試玉米田土壤容重降低了0.63%～3.85%，產量可提高9.50%。玉米生產中施用有機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速效氮含量，有利于作物生長和產量提高[7]；曲成闖等[8]研究認為，施用有機肥可以降低土壤容重10.37%～19.26%，田間持水量提高13.12%～32.25%。從前人的相關研究來看，關于深松配施有機肥對黑鈣土物理性狀、玉米生長和產量影響的相關報道較少。筆者通過比較深松和深松配施有機肥對土壤含水量、容重、玉米生長發育的影響，判斷深松配施有機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鄉雙發村肇州縣農業推廣技術中心試驗基地進行，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，玉米品種為吉農大688，前茬作物為玉米。試驗田土壤養分狀況：有機質含量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”拖拉機懸掛施肥箱引溝施肥，滅茬、起壟、鎮壓，達待播狀態。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 試驗設計

試驗共設3 個處理，其中T1 為當地常規耕作處理（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+有機肥處理，深松深度為35 cm，有機肥施用量為750 kg/hm2，有機肥料結合深松施入到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。小區試驗設計，3 次重復。

1.3 試驗取樣

分別于玉米拔節期、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積累量。玉米產量測定采取小區測產的方式，取測產區中間1 壟10 株玉米測產。在玉米植株取樣同時，采用環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 數據處理

試驗數據用Excel 2010 版軟件處理，差異顯著性檢驗采用DPS 7.05 軟件分析。

2 結果與分析

2.1 深松配施有機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肥均可以提高拔節期和大喇叭口期0～10 cm 土壤內的含水量，但是效果不顯著；灌漿期T3 和T2 均降低了土壤內含水量，其中T3 比對照降低了3.69 個百分點，差異顯著，表明深松配施有機肥會顯著降低灌漿期0～10 cm 內的土壤內的含水量；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 土壤內的含水量產生顯著影響，T2 與T3 之間無顯著差異，表明T3 與T2 對該范圍內土壤含水量的影響不顯著。從10～20 cm 土層內含水量變化上來看，拔節期至灌漿期，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 土壤內含水量的影響未達到顯著水平；T3 在拔節期高于對照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，表明深松配施有機肥并未對10～20 cm 土層內含水量產生顯著影響。T3 在拔節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 對玉米拔節期10～20 cm 土層內含水量的影響處于同一水平。

表2 深松配施有機肥對玉米田土壤含水量的影響 （%）

2.2 深松配施有機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肥均會對玉米田土壤容重產生影響。從0～10 cm 土壤容重的變化上來看，從拔節期至灌漿期，T1 容重表現出升高的變化，大喇叭口期和灌漿期分別比拔節期提高了1.71%和5.13%，T2 保持不變，T3 表現出升高的變化，其中大喇叭口期和灌漿期分別比拔節期提高了2.73%和5.45%。不同處理比較來看，T2 在拔節期至灌漿期分別比T1 降低了2.56%、4.20%和7.32%，其中拔節期差異不顯著，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 均表現出隨著生育時期延后而升高的變化，T3 表現出降低的變化，其中大喇叭口期和灌漿期分別比拔節期降低了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 深松配施有機肥對玉米田土壤容重的影響 （g/cm3）

2.3 深松配施有機肥對玉米根系干物質積累的影響

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積累的影響存在差異。拔節期，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 相比在拔節期會顯著促進玉米根系生長。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積累產生顯著影響；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玉米根系干物質積累量增加。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，表明玉米生產中無論是深松還是深松結合使用有機肥均可以顯著促進玉米根系干物質積累量增加。

2.4 深松配施有機肥對玉米地上部干物質積累的影響

由圖2 可知，不同處理對玉米地上部干物質積累的影響存在差異。拔節期，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肥對玉米拔節期干物質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積累量變化上來看，深松配施有機肥與深松處理對玉米地上部干物質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 深松配施有機肥對玉米產量的影響

由圖4 可知，不同處理對玉米產量產生了一定的影響。從試驗結果來看，深松結合施用有機肥對提高玉米產量效果最佳，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量效果比較顯著；T3 產量比T2 提高了6.13%，差異顯著，表明在深松基礎上施用有機肥對提高玉米產量效果顯著優于單純深松處理。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量。

3 結論與討論

深松土壤可以改善土壤的通透性，提高土壤保墑能力，協調土壤水肥氣熱，促進植物生長[5,9]。從試驗結果來看，深松和深松配施有機肥處理提高了玉米田土壤拔節期和大喇叭口期0～10 cm土壤內的含水量，這對促進玉米早期生長比較有利。灌漿期T2、T3 處理在0～20 cm 土層內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肥導致土壤較對照疏松，增大了水分蒸發速率，從而不利于水分的保持，李金鳳等[10]研究認為出現在這種現象的原因與深松導致表層水分滲透至深層土壤有關。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，促進植物生長[11]；施用有機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，表明深松配施有機肥對降低10～20 cm 土層容重效果顯著優于單純深松。深松可以促進植物生長，提高干物質積累量[13]，而施用有機肥同樣可以提高植物干物質積累量增加[14]，從試驗結果來看，T3 對促進玉米灌漿期根系干物質積累量增加效果顯著優于T1 和T2，表明在深松基礎上施用有機肥顯著促進了玉米根系生長，而深松與對照相比也可以顯著促進玉米根系干物質積累量增加，這與陳聰聰[15]的研究結果相似，表明深松對植物根系生長具有良好的促進作用。從地上部干物質積累變化上來看，T2、T3 干物質積累量無顯著差異，表明深松施用有機肥與單純深松相比不會對玉米地上部干物質產生顯著影響，這也表明深松基礎上施用有機肥對玉米地上部干物質積累的影響效果有限。從玉米株高變化上來看，拔節期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，表明深松結合施用有機肥對促進玉米早期苗高生長效果顯著，后期不明顯。T3 產量顯著高于對照和T2，表明深松基礎上施用有機肥有利于玉米產量提高。因此生產上建議采用深松配施有機肥的耕作方式。