不同保護性耕作技術模式對土壤性質和玉米產量的影響

摘要：實施保護性耕作能夠促進作物穩產增產與地力恢復提升。通過田間試驗對比均勻行、二比空、寬窄行和旋耕整地4種技術模式對土壤性質和玉米產量的影響，結果表明，玉米秸稈集行全量覆蓋還田二比空種植模式的應用效果最佳。

關鍵詞：玉米； 保護性耕作； 技術模式； 土壤性質； 產量

中圖分類號：S513 文獻標識碼：A 文章編號：1674-1161（2024）05-0007-03

東北地區耕地面積0.03億hm²，占全國耕地總面積的22.2%，糧食商品率達60.0% 以上，是我國重要的商品糧基地。然而，受長期不合理耕作方式影響，東北黑土地水土流失加劇，耕層變薄，生態功能逐漸退化。為保障農業綠色發展和可持續發展，2020年2月25日，農業農村部、財政部聯合印發《東北黑土地保護性耕作行動計劃（2020—2025年）》[1]，在東北四省（區）適宜區域全面推行以秸稈覆蓋還田、免（少）耕播種為主要內容的保護性耕作技術。實施保護性耕作能夠對土壤結構和土壤水分及養分等產生有益影響，為作物生長創造良好的農田環境，從而促進作物生長發育，提高作物產量[2]。通過開展對比試驗，研究不同保護性耕作技術模式對土壤性質和玉米產量的影響，以期為黑土地保護性耕作技術因地制宜、提質擴面應用提供依據。

1材料與方法

1.1試驗區概況

試驗于2021—2023年在鐵嶺市鐵嶺縣蔡牛鎮張莊農機專業合作社的縣級高標準保護性耕作基地進行。該基地位于東北平原中南部，黑土層深厚，養分含量較高；屬于中溫帶亞濕潤區季風型大陸性氣候，四季分明，氣候溫和，熱量充足，年平均光照2 600 h左右；年平均氣溫7.3 ℃，1月平均氣溫-13.5 ℃，7月平均氣溫24.4 ℃ ，最低氣溫-34.3 ℃ ，最高氣溫35.8 ℃；年平均降水量675 mm，雨水充沛，雨熱同季，無霜期146 d 左右。試驗區為一年一熟制，玉米連作。土壤pH值5.8，為弱酸性土壤。2021—2023年，玉米生長季（4—9月）降雨量如圖1所示，其中2022年降雨量較大；春播前試驗地條件見表1。

1.2試驗方法

1.2.1試驗設計 試驗設置3種保護性耕作技術模式，分別為玉米秸稈全量覆蓋還田均勻行種植模式（均勻行）、玉米秸稈集行全量覆蓋還田二比空種植模式（二比空）、玉米秸稈集行全量覆蓋還田寬窄行種植模式（寬窄行）；對照為常規旋耕整地作業模式。

1.2.2技術路線 1） 均勻行：機械收獲+秸稈全量覆蓋還田→均勻行免耕播種→病蟲草害防治。2） 二比空：機械收獲+秸稈全量覆蓋還田→秸稈集行處理→二比空免耕播種→病蟲草害防治。3） 寬窄行：機械收獲+秸稈全量覆蓋還田→秸稈集行處理→寬窄行免耕播種→病蟲草害防治。4） 對照：機械收獲+秸稈全量覆蓋還田→秸稈離田→旋耕整地→播種→病蟲草害防治。

1.3測定項目

1.3.1土壤理化性質 參考NY/T 395—2012《 農田土壤環境質量監測技術規范》和NY/T 1121.1—2006 《土壤檢測 第1部分：土壤樣品的采集、處理和貯存》進行取樣。委托國土資源部東北礦產資源監督檢測中心對土壤樣品進行理化性質檢測分析。

1.3.2苗情長勢 參考GB/T 40834—2021《夏玉米苗情長勢監測規范》進行玉米苗情長勢監測。行距監測試驗地內有代表性的11行；株距和穗數監測5個監測點標記的全部玉米植株（每個監測點50 m）；其他項目監測5個監測點各20株玉米植株，記錄長勢數據并計算平均值。

1.3.3秋季產量 采用隨機5點法確定樣點，樣點面積為20 m×平均行距×2行；根據試驗地實際情況選取5～20個果穗作為標準樣本；穗粒數為穗行數×穗行粒數；理論產量為667 m2穗數×標準穗粒質量×測算的籽粒含水率系數。選取有代表性的2行、10m行長作為收獲樣點，準確測量樣點實際面積（行距×行長）；每個樣點查數實測面積內的實有株數，計算667 m2密度；收獲樣點內全部果穗，查數實有果穗數，測定果穗鮮質量；取5個果穗作為標準樣本，計算出籽率；使用谷物水分速測儀測定籽粒含水率。

2結果與分析

2.1不同技術模式對土壤理化性質的影響

2021—2023年4種模式的土壤理化性質測定結果見表2。

由表2可知，3種保護性耕作技術模式的土壤有機質含量均略高于對照，其他元素含量差異不顯著。

2.2不同技術模式對玉米苗情和長勢的影響

2021—2023年4種模式的玉米苗情和長勢監測結果見表3。

由表3可知，除2021年外，3種保護性耕作技術模式的玉米出苗率均高于對照，株高差異不顯著。

2.3不同技術模式對玉米產量的影響

2021—2023年4種模式的玉米產量測定結果見表4。

由表4可知，4種模式的玉米產量均逐年遞增，這與當年土壤墑情、降水量等因素有關。4種模式中，二比空模式的產量每年均為最高，寬窄行與均勻行模式的產量差異不明顯，對照的產量基本上均低于3種保護性耕作技術模式。

3結論與討論

通過試驗對比均勻行、二比空、寬窄行和旋耕整地4種模式對土壤理化性質和玉米產量的影響。結果表明：均勻行、二比空、寬窄行模式的出苗率高于旋耕整地模式，植株長勢差異不大；二比空模式的玉米產量最高，寬窄行與均勻行模式的產量差異不明顯，旋耕整地模式的產量低于3種保護性耕作技術模式。

保護性耕作具有提高土壤有機質含量、防風固土、蓄水保墑、培肥地力、節本增效等優勢[3]，可為糧食增產創造有利條件。應積極引導帶動廣大農民實施保護性耕作技術，有效提升保護性耕作技術的應用水平和范圍，以保障黑土區耕地資源可持續利用。