大垄深耕整秆深还田对耐密玉米根系生长及产量的影响

李真

（凌源市农业技术推广中心，辽宁凌源 122500）

大垄深耕整秆深还田对耐密玉米根系生长及产量的影响

李真

（凌源市农业技术推广中心，辽宁凌源 122500）

[目的]探讨整秆深还对耐密玉米植株根系生长性状影响规律，揭示产量提高原因，筛选最佳整秆深还用量。[方法]采取随机区组设计，整秆深还用量5个处理分别测量根系生长情况和产量。[结果]整秆深还处理耐密玉米促根系干物积累和根系性状值增加，根系生长环境得到改善，耐密玉米的产量增加。[结论]整秆深还处理可快速提高耐密玉米产量，增加农民收益。

整秆；深还；耐密玉米；大垄双行；秸秆深还田

玉米是单株生产力较高的作物，其高大的植株依赖于强大根系的有力支撑，并为地上部提供大量的水分、养分，合成氨基酸和生理活性物质等[1]，玉米根系形态和分布对土壤中养分和水分的吸收有重要影响[2]。在玉米生长中，氮素高效吸收常需要较大、较深的根系[3－5]、浅层根系的数量则与磷、钾高效吸收密切相关[6－7]。我国近年来的高产栽培表明，种植耐密型品种、采用高密度栽培是进一步提高玉米产量的主要途径[8－9]。早期戴俊英等[10]研究表明，根重、根长、根数均随土壤体积的减小而明显降低；管建慧等研究表明，根系达到干重最大值后的下降过程中，高密处理的下降速度最快；并且密度影响了根系干重在土壤中的垂直分布[11]。以满足玉米较高单株生产力的发挥，创建与地上部协调的根系生长的环境，目前研究较少，特别是用整秆深还处理对耐密玉米根系的生长性状影响的研究则很少见报道。该试验探讨筛选最佳整秆深还用量，为耐密玉米高产创建良好的根系生长环境，提供理论依据，指导生产。

1 试验材料与方法

1.1 试验材料

耐密型玉米郑单958。试验于2010—2011年在凌源市农业技术推广中心旱田试验地进行。土壤质地为沙壤土，前茬作物为玉米，土壤较肥沃，有灌水条件。

1.2 方法

1.2.1 试验设计。试验采取随机区组设计，3次重复；每小区24 m2（4 m×6 m），共15个小区。

1.2.2 秸秆用量处理。共5个处理，分别为24、18、12、6、0 t/hm2（无秸秆还田为对照）。

1.2.3 测定指标。分别于玉米生长发育的拔节期、抽穗期、成熟期田间取样挖根经冲洗后，室内测定根系总长度、总表面积、总体积和根系直径。

1.2.4 测定方法。各处理植株取3株，将根系取出后装入高30 cm塑料筒内，再对根系进行冲洗后，装在密封德塑料袋中运回室内，利用WinRHIZO植物根系系统扫描仪，经程序自动计算，测定植株单株的根系总长度、根系总体积、根系总面积、根系直径。

1.2.5 整秆深还操作过程。玉米收获后随即用4JQ-1.5开沟犁开沟，开沟机具为58.84 Kw拖拉机牵翻转犁开沟，开沟的形状为梯形，上底宽为60 cm，下底宽为40 cm，沟深40 cm，施入整秆后每施入尿素225 kg/hm2、磷酸二铵300 kg/hm2、硫酸钾225 kg/hm2。然后用翻转犁上的合垄犁具将肥料和玉米整秆埋入垄台中间；在整形覆膜盖后以备播种。

1.2.6 耐密玉米栽培。采用大垄双行种植方式，玉米行距150 cm，小行距40 cm；株距20 cm；保苗67 500株/hm2。5月7日播种，5月16日出苗，9月18日收获。耐密玉米管理同常规。

1.2.7 数据处理。采用Excel进行数据处理及作图，

DPS软件进行统计分析

2 结果与分析

2.1 整秆深还处理对耐密品种根干物积累影响

在耐密玉米生长发育抽穗期、灌浆期、成熟期测定了整秆深还处理对植株根系干物重的影响（表1）。

表1 整秆深还处理对耐密玉米品种单株根系干物重的影响 g/株

从表1可以看出，抽穗期处理3最高；灌浆期处理较高，分别比对照增加了19%，处理1和处理4都低于对照，；成熟期处理2最高。整秆深还用量促根系干物积累增加，有利于地上部茎秆和叶片的生长发育，促进茎秆粗壮，叶片光合能力增强。

2.2 整秆深还处理对根系总长度的影响

在耐密玉米生长发育抽穗期、灌浆期、成熟期测定了整秆深还处理对植株根系总根长度生长的影响（表2）。

表2 整秆深还处理对耐密玉米品种单株根系总长度的影响 cm/株

从表2看出，抽穗期处理3最高；灌浆期处理2较高；成熟期处理2较高。从抽穗期到成熟期根系总长度处理2和处理3呈增加趋势，而处理1和处理4与对照比只有在抽穗期是增加的而后两个时期根系总长呈减少的趋势。整秆深还适量可促进耐密玉米根系增多，根系加长，有利于吸收土壤中营养物质和水分增多。

2.3 整秆深还处理对根系总表面积的影响

在耐密玉米生长发育抽穗期、灌浆期、成熟期测定了整秆深还处理对植株根系总表面积的影响（表3）。

表3 整秆深还处理对耐密玉米品种单株根系干总表面积的影响cm2/株

从表3看出，整秆深还用量对植株根系总表面积处理与对照比，抽穗期处理3＞处理2＞处理1；灌浆期处理3＞处理2＞处理4和处理1；成熟期处理2＞处理3，与对照比增加了29%、10.4%，而处理1和处理4低于对照。整秆深还处理后增加耐密玉米根系总表面积，促进须根增多，根系吸收面积的扩大，有利于地上部茎秆和叶片所需营养供给，满足地上部生长要求。

2.4 整秆深还处理对耐密玉米根系总体积的影响

在耐密玉米生长发育抽穗期、灌浆期、成熟期测定了整秆深还处理对植株根系总体积的影响（表4）。

表4 整秆深还处理对耐密玉米品种单株根系总体积的影响cm2/株

从表4看出，整秆深还对耐密玉米植株根系总体积的处理与对照比，抽穗期处理2最高；灌浆期处理3最高；成熟期处理2较高。整秆深还对耐密玉米有促进根系总体积增加的作用；处理2和处理3作用优于其他处理。

2.5 整秆深还处理对耐密玉米植株根系平均直径的影响

在耐密玉米生长发育抽穗期、灌浆期、成熟期测定了整秆深还处理对植株根系平均直径的影响（表5）。

表5 整秆深还处理对耐密玉米品种单株根系平均直径的影响mm/株

从表5看出，整秆深还耐密玉米植株根系平均直径处理与对照比，抽穗期处理2＞处理1，而处理3和处理4与对照相等；灌浆期处理3＞处理1、处理2和处理4；成熟期处理4增加了4%，其他处理2、处理3、处理4与对照减少；根系直径只有处理1呈增加趋势，整秆深还对耐密玉米根系直径的影响不大，无明显增加根系粗度。

2.6 整秆深还处理对耐密玉米产量性状的影响

在耐密玉米的成熟期，我们进行了小区产量实打实收，并在每个小区取样20穗进行室内考种，对玉米穗部性状进行测定，取平均值（表6）。

从表6可以看出，整秆深还处理对耐密玉米产量性状的影响，穗长、穗行数、穗粗各处理都低于对照，而只有穗粒数和百粒重超过对照。

2.7 整秆深还处理对耐密玉米产量性状的影响

在耐密玉米品种的成熟期，我们进行了小区产量实打实收，取其平均值，测产结果如表7。

表6 整秆深还处理对耐密玉米产量性状

表7 整秆深还用量处理耐密玉米产量结果

从表7看出，整秆深还处理的耐密玉米产量都高于对照，最高产量是处理1，随整秆深还量的增加耐密玉米产量增加，处理1、处理2和处理3对产量提高作用较大，效果明显。

3 结论

整秆深还处理对耐密玉米根系性状的影响从抽穗期到成熟期根系干物重、根系总体积保持递增水平。整秆深还处理对耐密玉米产量的影响最高产量为秸秆还田量24 t/hm2，最低是无秸秆还田处理。整秆深还为12 t/hm2对耐密玉米根干物积累较多，根系总长度加长，根系总体积较大，根系总表面积增加，产量明显提高。初步试验说明施入整秆深还量12 t/hm2，优于其他处理，可以快速提高玉米产量，增加效益。

[1]管建慧，郭新宇，刘洋，等．不同密度处理下玉米根系干重空间分布动态的研究[J].玉米科学，2007，15（4）：105.

[2]鄂玉江，戴俊英，顾慰连.玉米根系的生长规律及其与产量关系的研究[J].玉米根系的生长和吸收能力与地上部分的关系[J].作物学报，1988，14（2）：149-154.

[3]Wang Y，Mi GH，Zhang FS，et al.Response of root morphologyto nitrate supply and its contribution to nitrogen uptake in maize [J].J.Plant Nutr.2004，27：2189-2202.

[4]Mi G H，Chen F J，Zhang FS，et al．Ideotype root architecture forefficient nitrogen acquisition by maize in intensive cropping systems［J］.Sci.China Life Sci.，2010，53（12）：1369-1373.

[5]Wiesler F，Horst W J．Root growth and nitrate utilization of maizecultivars under field conditions[J].Plant Soil，1994（163）：267-277.

[6]Gerardo R，Liao H，Yan X，Lynch J.Topsoil foraging and its role in plant competitiveness for phosphorus in common bean[J].Crop Sci.，2003（43）：598-607.

[7]Schenk M K，Barber S A.Potassium and phosphorus uptake by corn genotype grown in the field as influenced by root characteristics[J].Plant Soil，1980（54）：65-75.

[8]赵久然，孙世贤.对超级玉米育种目标及技术路线的再思考[J].玉米科学，2007，15（1）：21-23，28.

[9]张世煌.中美两国玉米育种思路和技术水平比较 [J].北京农业，2007（14）：13-16.

[10]戴俊英，鄂玉江，顾慰连.玉米根系的生长规律及其与产量关系的研究Ⅱ．玉米根系与叶的相互作用及其与产量的关系[J].作物学报，1988，14（4）：310-314.

[11]陈延玲，吴秋平，陈晓超，等.不同耐密性玉米品种的根系生长及其对种植密度的响应－108.植物营养与肥料学报[J].2012，18（1）：52-59.

（责任编辑 戚佳妮）

LI Zhen(Agricultural Technology Extension Service Center of Lingyuan,Liaoning 122500)

[Objective]The influence law of root growth with stalk returning was discussed.The reason of yield increasing was revealed.The optimum dosage of stalk was selected.[Method]With random block design,five different treatments were used to measure root growth and yield. [Result]The root dry matter and root characteristics were increased under stalk returning of high density-tolerance corn.The environment of root growth was improved.and the yield was increase.[Conclusion]The Stalk returning could quickly improve the maize yield and the famer’s benefit.

Whole stalk;Deep ploughing;Returning;High density-tolerance of maize;Double-row;Starw returning

Effects on Root Growth and Yield of Big Ridge Deep Ploughing with Whole Stalk Returning in Maize

S513

A

2095-0896（2014）01-049-03

行业专项基金：农业部公益性行业（农业）科研专项（200903007-5）。

李真（1960-）男，凌源市，大专，高级农艺师，从事农技推广。通讯作者：陈振武（1953-）男，教授，硕士生导师，研究方向为作物栽培生理基础。

2013-10-17