深松镇压对冬小麦根系生长及产量的影响

李其成等

摘要：为探讨深松对小麦根系的影响，通过黄淮海地区深松试验的长期定位，以济麦22为材料，采用旋耕、旋耕镇压、2013年深松旋耕镇压、2012年深松旋耕镇压、2011年深松旋耕镇压、2010年深松旋耕镇压6种处理，研究了耕作方式对冬小麦根系生长和产量的影响。结果表明，2～3年深松一次为最佳的耕作方式，深松比未深松的耕作方式增产12.5%。镇压可提高小麦出苗率，促进小麦成穗；深松可增加小麦总根长，促进根系下扎；深松可增加根系表面积和根系体积，促进根系对水肥的充分吸收；深松可增加次生根数，增强小麦的抗倒能力；深松可增加根冠比，提高小麦地上部的生物量。

关键词：冬小麦；深松镇压；根系生长；产量

中图分类号：S512.1；S318 文献标识码：A 文章编号：0439-8114（2015）17-4122-03

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2015.17.003

小麦是世界主要的粮食作物之一，全世界约有1/3的人口以小麦为主粮。中国小麦播种面积0.24亿hm2左右，黄淮海地区的小麦产量约占全国的50%，是中国最适宜的小麦生长地区[1，2]。但是黄淮海地区常年旋耕给土壤带来不利影响，阻碍作物增产和农业可持续发展。常年旋耕在耕层以下形成坚实的犁底层，影响夏季降水渗入土壤深层，影响小麦生产潜力的发挥。旋耕后不镇压造成出苗不齐，甚至产生大量死苗。选用适宜的耕作方式和方法，对土壤和作物生长发育均具有积极作用[3，4]。

为了有效解决以上问题，本研究采用5种耕作方式，探讨了小麦根系和产量的变化，对大幅度提高小麦单产，促进黄淮海地区小麦高产稳产具有非常重要意义。

1 材料与方法

1.1 试验设计

试验设在山东省聊城市茌平县农业科技深松长期定位试验田，年均降雨量603.2 mm，全年无霜期193 d，年日照时间为2 740.7 h，试验地为潮土，土壤有机质11.60 g/kg，碱解氮73.2 mg/kg，速效钾132.99 mg/kg，pH 7.4，试验田种植制度为冬小麦-夏玉米，一年两熟制。从2010年开始每个大区逐年进行深松，其他管理条件完全一致。试验设旋耕（x）、旋耕镇压（xz）、2013年深松旋耕镇压（sxz1）、2012年深松旋耕镇压（sxz2）、2011年深松旋耕镇压（sxz3）、2010年深松旋耕镇压（sxz4）共6种处理，大区设计，不设重复，每大区面积1 000 m2。小麦品种为济麦22，播种时间为2013年10月9日，其他管理同大田。

1.2 测定项目及方法

于越冬、拔节、开花和成熟期进行群体动态调查和根系取样，分蘖初期在各小区定2点，按1 m双行的面积计算基本苗数，取各点平均数为该地块基本苗数。越冬期、起身期、拔节期和开花期，在定点处计数总茎数，成熟期计数穗数。成熟期在定点处选取代表性穗20个，手工脱粒测定穗粒数。根系采用冲洗法取样，冲洗前充分浸泡，然后用小水慢慢冲洗，水流大小以不折损细根为原则，每处理取10株，测定单株次生根数。根长、根体积、根表面积、根直径采用WinRHIZO根系分析系统。小麦成熟后，以小区为单位，单打单收，计算单位面积产量。

1.3 统计分析

采用Excel 2007和SPSS 16.0软件进行数据分析。

2 结果与分析

2.1 不同耕作方式对小麦群体生长的影响

从图1可以看出，每公顷茎数起身期达到最大值，之后逐渐降低。各处理之间在成熟期的公顷穗数为sxz2>sxz1>sxz3>sxz4>xz>x。没有镇压播种处理从开始的基本苗数到茎数以及穗数都要低于其他处理，说明镇压使出苗率增加，增加了基本苗数，从而增加了后期的穗数。深松处理在前期并没有表现出优势，而在起身期后，公顷茎数和公顷穗数明显高于未深松处理。

2.2 不同耕作方式对小麦产量构成的影响

由表1可以看出，深松处理通过增加穗数和千粒重从而增加了产量，当季、上一季和上两季深松实际产量比旋耕处理分别增加了20.0%、17.4%、16.4%。旋耕镇压处理比未镇压处理的穗数增加5.7%，实际产量增加7.6%，深松处理中，当季深松产量最高，sxz1>sxz2>sxz3>sxz4。2010年深松比2013年深松减产8.4%，因此可以看出2～3年深松为最佳处理。

2.3 不同耕作方式对小麦次生根的影响

由图2可知，单株次生根数随生育期呈现先增加后降低的趋势，在抽穗期达到最大值，之后逐渐减少，在越冬期和拔节期各处理的单株次生根数相差不大，深松处理在抽穗期及后期表现出单株次生根数的增加要高于其他处理。

2.4 不同耕作方式对小麦根系生长的影响

由表2可以看出，各处理的根冠比随生育期逐渐降低，在拔节和抽穗期深松高于其他处理。其他时期并没有区别，根的平均直径各处理差异不大，单株的总根长、根表面积、根体积深松处理明显高于其他处理。说明深松增加了总根长、根表面积、根体积，促进了根对水肥的充分吸收。

3 讨论

小麦为须根系作物，根系下扎深，因此小麦根系具有利用深层土壤水分和养分的能力[5]，连续旋耕阻止小麦根系下扎，不利于蓄水保墒和根系对深层土壤水分的吸收利用。旋耕后不镇压土壤悬松，不仅导致播种过深影响出苗，抑制分蘖和次生根生长，而且造成耕层土壤水分散失，不利于节水，还导致种子悬空，冬季寒、旱交加会造成死苗。和本试验研究结果一致，镇压使出苗率增加，增加了基本苗数，从而增加了后期的穗数。深松处理在拔节和抽穗期总根长、根表面积、根体积明显高于其他处理。2011年深松处理和2010年深松处理相差不大，略高于旋耕和旋耕镇压处理，但低于2012年和2013年深松处理，表明2～3年深松一次有利于增加根系生长。

王同朝等[6]研究认为，表土干旱和紧实直接影响小麦次生根的形成。本试验中表现为相似的趋势。深松1～2年的处理在抽穗期和开花期的次生根数明显高于其他处理。

作物根系生长和根系吸水密切相关，根系吸收水分促进了根系生长，反过来根系生长增加了根系吸收的土层深度并缩短了水分到达根表的距离[7]。本试验结果表明深松处理的根长、表面积和根体积要高于未深松处理。深松促进根系下扎；促进根系对水肥的充分吸收；促进了小麦地上部的生物量；从而增加了小麦千粒重和穗粒数，提高了产量。

参考文献：

[1] 王红光，于振文，张永丽，等.耕作方式对旱地小麦耗水特性和干物质积累的影响[J].作物学报，2012，38（4）：675-682.

[2] 王绘艳，史雨刚，马昊翔，等.30份春小麦品系主要农艺性状的聚类分析[J].中国农学通报，2014，30（18）：60-64.

[3] SISTI C P J，SANTOS S P.Change in carbon and nitrogen stock in soil under 13 years of conventional or zero tillage in southern Brazil[J].Soil ﹠ Tillage Reserrch，2004，76（1）：39-58.

[4] 罗珠珠，黄高宝，辛 平，等.陇中旱地不同保护性耕作方式表层土壤结构和有机碳含量比较分析[J].干旱地区农业研究，2008，26（4）：53-58.

[5] 薛丽华，张英华，段俊杰，等.调亏灌溉下冬小麦根系分布与耗水的关系[J].麦类作物学报，2010，30（4）：693-697.

[6] 王同朝，卫 丽，吴克宁，等.小麦根系对水分亏缺的生物学响应[J].核农学报，2003，17（1）：56-61.

[7] 刘 浩，段爱旺，孙景生，等.间作模式下冬小麦与春玉米根系的时空分布规律[J].应用生态学报，2007，18（6）：1242-1246.