不同深耕方式和秸秆还田对夏玉米植株性状及籽粒产量的影响

洪德峰　陈红　唐振海等

摘要：以深耕（常规耕作）、秸秆还（不还）田为要素组合5种不同处理，研究其对夏玉米的叶面积指数、灌浆速率（百粒重）、下部茎节、穗部性状及产量的影响。结果表明：各处理玉米籽粒在灌浆前期干重快速增长，而后平缓持续增长；秸秆还田对玉米叶面积指数影响较大，对下部茎节的节长和茎粗影响也较大；隔1年深耕+秸秆还田处理在夏玉米的各个测定指标上均优于其他处理。可见，深耕和秸秆还田可增加夏玉米籽粒干物质的积累，提高叶面积指数，从而达到增产的效果。

关键词：深耕；秸秆还田；夏玉米；产量

中图分类号：S513 文献标识号：A 文章编号：1001-4942（2015）01-0026-03

Abstract The effects of tillage mode and straw returning on leaf area index （LAI）， grain filling rate， lower stem node， ear characters and yield of summer maize were analyzed under 5 different treatments. The results showed that the grain dry weight increased rapidly in the early filling stage， and then kept slow and continuous growth. Straw returning had bigger effects on maize leaf area index， and then the node length and stem diameter of lower stem node. The treatment of deep plowing alternate year and straw returning had better effects on each index of summer maize than the others. The results suggested that deep plowing and straw returning could increase grain dry matter accumulation and LAI， then achieve the aim of yield improvement.

Key words Deep plowing； Straw returning； Summer maize； Yield

国家玉米产业技术体系于2008年进行了全国土壤耕层调查，结果显示：黄淮海地区玉米田土壤耕层深度平均为17.2 cm，显著低于适合玉米生长的最低耕层深度22 cm。研究表明：连年浅耕，土壤耕层逐年变浅，容重增加，严重板结，耕层有效土壤量降低，理化性状恶化，水、肥、气、热不协调，影响了玉米增产潜力的发挥[1，2]。秸秆还田对土壤有机碳含量增加具有极其重要的作用[3]，相关研究表明：秸秆还田可以形成有良好团聚体结构的土壤，具有高度的孔隙性、持水性和通透性，还可以提高土壤有机质含量、优化土壤物理性状，在植物生长期间能很好地调节植物对水、肥、气、热诸因素的需要，为作物高产提供保证。对此，我们以深耕（常规耕作）、秸秆还（不还）田为要素设计了5种不同处理，研究其对夏玉米叶面积指数、灌浆速率、下部茎节、穗部性状及产量的影响，旨在找出科学的夏玉米耕作方式。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验在新乡市农业科学院试验基地进行，年平均气温14℃，降水量657 mm，其中夏玉米生长季节降雨占全年降水量的60%左右。试验地土壤为水稻土，0～20 cm土层有机质含量为1.4%，全氮1.08 g/kg，有效磷11.39 mg/kg，速效钾111.2 mg/kg。

1.2 试验设计

试验设5个处理，1：CK（常规耕作）+秸秆还田；2：连续深耕（30 cm）+秸秆还田；3：连续深耕+秸秆不还田；4：隔1年深耕+秸秆还田；5：隔2年深耕+秸秆还田。

试验采用大区对比试验，顺序排列，面积为6 m×60 m=360 m2。种植品种为郑单958，60 cm等行距种植，种植密度67 500株/hm2。玉米秸秆粉碎后翻耕还田，小麦收获后玉米免耕播种，小麦秸秆覆盖地表还田。至2013年连续5年进行定位试验。

1.3 指标测定方法

1.3.1 叶面积指数（LAI）测定 于玉米拔节期、大喇叭口期、吐丝期、灌浆期、乳熟期、完熟期从各处理区选取有代表性的植株5 株（苗期10株） 进行叶面积指数测定。

1.3.2 灌浆速率（百粒重）测定 在玉米吐丝期，各处理选取200株套袋进行人工授粉，于授粉10 d后开始测定，每隔7 d取样1次，每个处理取15穗，取中部子粒100粒进行烘干称量其干重。

1.3.3 玉米植株茎粗、茎节长的测定 在玉米乳熟期，每处理于地面平取5株，用游标卡尺测量茎粗，用直尺测定茎节长。

1.3.4 计产与考种 每个处理收获3个样点计产和考种，每个样点收双行5 m长计产，并取代表性10穗考种。

1.4 数据处理

采用Excel和SPSS软件进行数据处理和作图。

2 结果与分析

2.1 不同处理对夏玉米灌浆（百粒重）的影响

由表1可以看出，灌浆后10 d，各处理的百粒重间差异不显著；灌浆后24 d，连续深耕+秸秆不还田处理的百粒重显著低于其它处理；灌浆后38 d和45 d，隔1年深耕+秸秆还田处理的百粒重显著高于其他处理，连续深耕+秸秆不还田处理的百粒重全部（38 d）或部分（45 d）显著低于其它处理；灌浆后52 d和59 d，连续深耕+秸秆不还田处理的百粒重显著低于其它处理。endprint

从图1可以看出，玉米授粉后10～38 d，籽粒干重快速增长，而后持续增长，但增速比较平缓，呈S形曲线；授粉后38～59 d，处理4增速快于其他处理，处理3的增速最低，授粉后59 d（收获）时百粒重仅为28.97 g。

2.2 不同处理对夏玉米叶面积指数的影响

由图2可知，处理4自拔节期至收获期，LAI值均为最高；吐丝期，其它处理LAI值表现为：处理2>处理5>处理3>处理1，处理3与处理1间的差别小。由此可知，隔年深耕可以增加夏玉米的叶面积指数，延长玉米叶片的持绿时间，增加光合能力；连年深耕则破坏了犁底层，打乱了土壤的团粒结构，不利于夏玉米LAI的增长。在整个生育期间，处理3基本处于最低水平，说明秸秆不还田减少了土壤中有机质的含量，不利于培肥地力，对玉米叶片的生长影响较大。

2.3 不同处理对夏玉米下部5节节间长度、茎粗的影响

从图3可知，不同处理对夏玉米下部节间长度的影响不同，第3节间的长度为处理2>处理4>处理3>处理1>处理5，而第4、第5节间的长度则是处理5>处理4>处理2>处理1>处理3。同样，不同处理对夏玉米下部茎粗的影响也不同（图4），第2、第3节间的茎粗，处理5>处理1>处理4>处理2>处理3；而第4节间的茎粗则为处理4>处理5>处理2>处理1>处理3；第5节间的茎粗则为处理5略大于处理4，后面的顺序同第4节间。

由此可见，隔年深耕加上秸秆还田对夏玉米第4、第5节间的影响较大，促使其节间增长增粗，而连年深耕且秸秆不还田，使夏玉米的下部节间变短变细，整个植株则表现为纤细柔弱。

2.4 不同处理对夏玉米穗部性状及产量的影响

分析2012年该试验的穗部性状（省略），深耕对穗部性状的影响显著大于常规耕作，其它性状表现差异不显著。而2013年的试验结果（表2）经方差分析得知：在穗长、穗粗、穗行数、行粒数、轴粗性状上不同处理间存在极小差异；在百粒重和产量上，深耕与常规耕作相比，差异不显著；在深耕处理秸秆还田与不还田之间，产量差异达到显著水平。

3 结论与讨论

研究表明，深耕和秸秆还田能提高土壤保水能力，促进作物的根系生长，有利于作物对下层土壤养分的吸收和利用，增加作物产量[3～7]。本试验中，各处理的玉米灌浆速率（百粒重）在前期增长较快，后期增长较为平缓；秸秆还田有利于玉米粒重的增加，同时，可以延长玉米叶片的保绿时间，增强玉米的光合作用。不同深耕、秸秆还田处理，对玉米植株下部节间的影响较大，特别是对第4、第5茎节的影响，可促使其增长增粗，有利于增强夏玉米的抗倒伏能力。深耕处理对玉米穗部性状的影响较小，不同处理间差异不显著，但深耕秸秆还田较不还田处理产量差异达到显著水平。

参 考 文 献：

[1]孙仕俊，闫灜，张旭东，等. 不同耕作深度对玉米田间水分和生长状况的影响[J]. 沈阳农业大学学报，2010，41（4）：458-462.

[2]李俊杰，姚宇卿，吕军杰，等. 双深耕覆盖对丘陵旱区土壤水分和作物产量的影响[J].河南农业科学，2013，42（11）：17-20.

[3]田慎重，宁堂原，王瑜，等. 不同耕作方式和秸秆还田对麦田土壤有机碳含量的影响[J].应用生态学报，2010，21（2）：373-378.

[4]任义忠，王满富，李洪，等. 玉米灌浆特性的遗传研究[J]. 玉米科学，1993，1（4）：4-7.

[5]霍竹，王璞，邵明安. 秸秆还田配施氮肥对夏玉米灌浆过程和产量的影响[J]. 干旱地区农业研究，2004，22（4）：33-38.

[6]张权，张莉，焦念元，等. 隔年深耕对夏玉米花后叶片衰老和子粒产量的影响[J].玉米科学，2013，21（5）：62-65.

[7]卫晓轶，魏锋，洪德峰，等. 不同耕作方式对夏玉米灌浆及产量性状的影响[J]. 河南农业科学，2013，42（8）：21-23.endprint