機械化深耕深松技術在水稻上的應用效果初探

沈文忠 張緒美 李梅 夏雨微

（太倉市農業技術推廣中心，太倉 215400）

耕地是人類生存和發展的基礎[1]，由于連續多年的土壤表層旋耕作業，導致目前土壤耕層存在“淺、實、少”的問題，即土壤耕層變淺，土壤結構緊實、嚴重板結，有效耕層土壤量顯著減少。目前，我國很多地方的土壤耕層較淺，僅有15～20 cm，若進行淺耕，容易造成犁底層位置上移并加厚，使其成為堅硬深厚的阻隔層，這樣不僅會影響土壤水分、養分和空氣的有效運轉，阻礙農作物根系下扎，還會導致土壤生物多樣性減少，土壤養分轉化等生物功能退化。研究表明，合理的耕作方式能有效改良土壤物理性狀，改善農作物生長條件，更好地滿足農作物生長需求。例如，梁金鳳等[2]研究發現，深松（耕）能疏松土壤，促進玉米根系向深處生長，有利于根系吸收水分和養分，從而為玉米高產奠定物質基礎。因此，深松（耕）土壤能打破犁底層，增加土壤含水量，降低土壤容重和土壤緊實度，促進根系下扎，增加根系深層分布，有利于農作物對水肥的吸收利用，提高農作物產量，增加經濟效益[3]。機械化深耕深松技術是將深松和深耕的優點充分結合，利用農業生產機械，實現不亂土層、上翻下松的作業方式。在此背景下，為促進機械化深耕深松技術的推廣應用，筆者在江蘇省太倉市城廂鎮的水稻種植基地內，進行了該技術的應用效果研究試驗。現將相關試驗結果報道如下。

1 材料與方法

1.1 試驗設計

試驗于2020年在太倉市城廂鎮新農村水稻種植基地進行。試驗田前茬作物為小麥，土壤pH為6.93，土壤有機質含量為4.4%、全氮含量為0.27%、全磷含量為0.12%、全鉀含量為2.04%、堿解氮含量為245.8 mg/kg、有效磷含量為56.0 mg/kg、速效鉀含量為175.0 mg/kg。供試水稻品種為‘南粳46’，播種方式為直播，于2020年6月21日播種，每667 m2用種量為4 kg，播種后進行濕潤發苗、淺水分蘗；生育后期進行間隙灌溉，保持大田干濕交替；基肥施用配方肥（N∶P2O5∶K2O = 20%∶8%∶14%，質量分數）525 kg/hm2，追肥分3 次施用（分蘗肥、促花肥和穗肥），每次施用尿素（含氮量為46%）150 kg/hm2；10 月21 日收獲。

試驗依據耕作措施不同，設常規耕作和深耕深松兩個處理，每處理重復3 次，每小區面積為200 m2，小區間田埂覆膜進行隔離。兩處理均采用機械化作業，其中，深耕深松使用土壤旋松一體整地機，耕作深度為35 cm；常規耕作使用常規機械，耕作深度為20 cm。兩處理其他田間管理均保持一致。

1.2 測定項目及方法

試驗期間，記錄兩處理水稻各生育期的具體日期，并對在田苗數進行調查。在水稻成熟期，兩處理取樣調查株高、穗長、有效穗數、每穗實粒數等指標；同時，每小區選擇長勢均勻、3 個面積均為1 m2的調查點，收割、脫谷、曬干、風選后測定實際產量。

每個調查點沿水稻植株根莖結合處，取地上部分作為1個混合樣品，按照相關標準檢測植株（莖稈、谷粒）的水分含量和氮素含量。其中，植株地上部總氮量是水稻莖葉、籽粒含氮量與其相應部位干物質質量的乘積之和。計算公式為：氮肥利用率=（施氮區地上部含氮量—空白區地上部含氮量)÷施氮量×100%。

試驗數據采用EXCEL 2003 和SPSS 11.0 進行處理分析。

2 結果與分析

2.1 不同處理對水稻生育期的影響

本試驗對水稻生長的整個生育期進行了統計分析，主要分為出苗期、夠苗期、高峰苗期、破口始期、抽穗始期、灌漿期、成熟期。由表1可知，不同耕作措施對水稻生育期無明顯影響，說明耕翻深度對水稻生育期的影響不大。

表1 不同處理的水稻生育期比較

2.2 不同處理對水稻苗情的影響

由表2可知，兩處理的水稻高峰苗數出現日期相同，均為7 月24 日。在水稻生長中期（7 月10 日—8 月1 日），常規耕作處理的在田苗數較多；在水稻生長前期（6 月28 日—7 月4 日）和水稻生長后期（8 月11 日—8 月30 日），深松深耕處理的在田苗數較多。分析其原因，深耕深松處理有利于水稻植株在生長前期分蘗，且隨著水稻植株的生長，深耕深松處理可維持一定的在田苗數。

表2 不同處理的水稻苗情分析（單位：萬苗）

2.3 不同處理對水稻生長及其產量的影響

由表3可知，不同耕作措施對水稻穗長的影響不明顯，但對株高的影響略大，常規耕作處理的株高較高；在穗粒結構方面，深耕深松處理的每穗癟粒數較多，每穗實粒數較少；在產量結構方面，與常規耕作處理相比，深耕深松處理的每667 m2有效穗數增加0.6萬穗、千粒質量增加0.3 g；在實際產量方面，深耕深松處理的每667 m2實際產量為593.17 kg，常規耕作的每667 m2實際產量為569.70 kg，表明深耕深松處理可有效提高水稻產量。

表3 不同處理的水稻生長情況及其產量分析

2.4 不同處理對氮肥利用率的影響

由表4可知，兩處理的氮肥利用率均相對較高，均超過了40%，其中，常規耕作處理的氮肥利用率為43.38%，深耕深松處理的氮肥利用率為47.13%，深耕深松處理的氮肥利用率略高，說明深耕深松處理有利于提高水稻對氮肥的吸收利用。

表4 不同處理的氮肥利用率比較

3 結論與討論

本試驗結果表明，與常規耕作相比，深耕深松技術對水稻生育期的影響不大，且有利于促進水稻分蘗，增加有效穗數和千粒質量，促進水稻植株生長，進而增加水稻產量，提高氮肥利用率；與常規耕作處理相比，深耕深松處理的水稻每667 m2實際產量增加23.47 kg。

旋耕整地方式不僅耗費大量的人力和時間，在翻耕深度方面也難以滿足農作物生長的需求，從而制約了糧食增產和農戶增收。而機械化深耕深松技術通過深松與深耕充分結合，可在不亂土層的前提下，利用農業生產機械實現上翻下松的作業目標。目前，深耕主要采用鏵式犁，其可對耕翻深度進行有效控制；深松主要采用方式為雙翼式和單翼式，這兩種方式在作業中均能保證犁側板平衡，進而確保深松作業的質量[4]。經綜合分析，機械化深耕深松技術的主要優點在于：（1）能改善土壤結構，提高土壤含水量，有利于土壤通氣、透水，提高土壤蓄水保水能力。（2）可增加深層土壤微生物數量，提高深層土壤微生物多樣性，改善深層土壤微生態環境[5]。（3）可打破犁底層，促進農作物根系向深處生長，有利于根系吸收水分、養分，從而能為農作物的高產奠定良好的土壤理化基礎。