JB-2型精量点播耧播种配合培土铲中耕对旱坪地保水固土及玉米产量的影响

宋万兔，杨晓宇， 张志杰*，杨俊伟，孟龙，张国伟

(1.忻州市水利局，山西 忻州 034000； 2.忻州市水土保持科学研究所， 山西 忻州 034000；3.山西省农业科学院 玉米研究所，山西 忻州 034000； 4.原平市农业机械技术推广站，山西 原平 034100)

JB-2型精量点播耧播种配合培土铲中耕对旱坪地保水固土及玉米产量的影响

宋万兔1，杨晓宇2， 张志杰2*，杨俊伟3，孟龙4，张国伟4

(1.忻州市水利局，山西 忻州 034000； 2.忻州市水土保持科学研究所， 山西 忻州 034000；3.山西省农业科学院 玉米研究所，山西 忻州 034000； 4.原平市农业机械技术推广站，山西 原平 034100)

[目的]本文探讨了采用JB-2型精量点播耧播种配合培土铲中耕，对旱坪地保水固土及玉米产量的影响，为其它作物利用机械种植提供依据。[方法]采用与传统耕作模式田间栽培对比试验的方法，以玉米根系长度和重量、秸秆长度和重量、玉米产量、生物干重为对比分析指标，分析处理与对照之间的差异。[结果]田间试验结果表明，在黄土高原的旱坪地，与对照相比，采用这种农机组合种植玉米，可使单株平均气根长度增加342.94 cm，增加一倍；单株根系干重增加13.21 g，增幅33.50%；单株产量增加0.017 kg，增幅7.62%；每公顷产量增加462.0 kg，增幅7.62%；每公顷生物总干重增加631.7 kg，增幅4.73%。[结论]JB-2型精量点播耧与培土铲配套播种、中耕可明显增高地垅，提高土壤含水量，促进玉米根系发育，增强植株固土能力，并提高玉米单产。

精量点播耧； 培土铲； 中耕； 保水固土； 玉米产量

在黄土高原丘陵阶地区，旱坪地是基本农田的重要组成部分，以晋北原平市为例，旱坪地占耕地的比例达30%～35%，这部分农田对稳定山区粮食供给，巩固退耕还林还草成果，防止陡坡开荒反弹，保持水土，具有不可替代的作用。如果能够在这类农地中采用先进适用的保水固土耕作技术，不仅可以在梁峁坡广大区域就地消化径流，而且可以增加农田生物量，提高土地利用效益和山区农民生活水平[1～3]。

中耕培土一直是促进根系发育，提高禾本科作物抗倒伏能力的有效耕作措施，培土起垅又兼有拦蓄地表径流、就地入渗而为作物利用的作用，是山区常见的水土保持耕作措施[4,5]。然而，在传统的玉米田间作业中，用手工穴状点播，锄头中耕，生产效率低下，也难以形成连续的垅脊，一定程度上影响了农田吸纳径流的功能，不利于作物的生长发育和增产[6～8]。随着农业机械化进程的推进，传统的耕作农具逐渐被淘汰，代之以机械作业[9～11]。JB-2型精量点播耧和培土铲便是近年来出现在黄土高原山区的小型玉米种植机械。然而，这些机械对改变山区农田微地形变化，拦蓄地表，促进大田作物玉米的生长发育究竟有怎样的影响，对之的研究比较少[12]。为此，我们于2010年在原平市进行了传统作业与机械作业保水固土效率及影响玉米生长发育的对比试验。结果表明，JB-2型精量点播耧与培土铲配套播种、中耕可明显增高地垅，提高土壤含水量，促进玉米根系发育，增强植株固土能力，并提高单产。

1 材料和方法

1.1 试验地概况

试验地选在山西省原平市中阳乡南神头村的旱坪地。该地位于山西省北中部，属黄土丘陵阶地区，是水土流失较为严重的地区之一。全年平均气温5.7 ℃，≥10 ℃积温3 200～3 500 ℃，无霜期150～170 d，年平均降水量为453.7 mm，2010年降水470.9 mm，多年平均水面蒸发量1 880.5 mm。降水时空分布不均，70%以上集中在7、8、9三个月。春季常常为干旱少雨季节；试验地土壤为耕种沙壤黄土质灰褐土性土。

1.2 试验设计

试验采用同一地块进行平行对比试验，即施肥水平，品种和密度一致，而耕作方式不同。试验地分为处理和对照区两块，分别设三次重复，一共种植6个小区，每个小区面积为444.4 m2。处理区采用精量点播耧播种，到大喇叭口苗期用培土铲中耕一次；对照区用手工点播，同期手工锄地一次。施肥水平为农家肥0.75 kg·m-2，碳铵0.075 kg·m-2，过磷酸钙0.075 kg·m-2。株行距控制在60 cm×60 cm，经抽样检测，实际播种留苗密度为27 195株·hm-2。种植品种为永玉3号。

1.3 测定项目与方法

2010年11月上旬，采用机械抽样大样本方法，每隔5株抽取一株，每小区抽取5株植株，重复3次，处理和对照分别抽取15株，最后计算其平均值。根系测定内容有气根着生部位、长度，重量，初生根长度、重量等；秸秆测定内容有高度、重量；粮食产量按样株装袋，带回室内测量，测定内容为样株穗重，穗轴重和玉米粒重。重量测定为先在野外观测鲜重，然后及时采集样品，带回室内风干，计算其含水量，推算干重产量。样品含水量情况见表1。测定根系总重量时，确定地上茬高7 cm，以减少误差。与此同时，秋末，在两块样地挖土壤剖面，每10 cm深土层取一份土样，测定土壤含水量。

1.4 数据处理

试验数据采用Excel进行计算和绘图，用SPSS软件进行统计检验分析，各图表中的数据均为3次重复的平均值。

2 结果与分析

2.1 不同培土厚度对土壤含水量的影响

从现场观测发现，机械耕作能形成连续不断的高垅，而用手工锄地的培土高度集中在植株根部，且垅高约3 cm左右，拦蓄地表径流能力较差，经测量显示，机械耕作比手工锄培土厚度增加5.58 cm。培土厚度不同，对土壤含水量有显著性影响，图1为生长季过后土壤的含水量，为土中地面蒸发，作物生长等消耗后剩余的水分，对于次年的抗旱保苗具有较大作用。从该表可知，处理区比对照区含水量高1.7%。从图1也可以看出，除了0～10 cm外，对照各土层的土壤含水量明显低于处理，可见，用机械点播配合中耕铲作业比传统的玉米耕作更能提高雨水利用效率，减轻水土流失。

表1 样品含水量情况汇总

图1 不同深度土层土壤含水量Fig.1 The water content of different depth soil

2.2 根系生长情况对比

分别测量了根幅宽度，根系的着生高度、长度、数量以及重量，从表2可以看出，处理区与对照区玉米植株只有地表以上第二层气生根的节间距存在显著性差异。可见，与传统播种中耕作业相比，用精量点播耧和培土铲配合可提高第二节气生根的萌发间距，但对根幅垂直投影宽度并无显著影

响。植株地上部分的气生根长度存在显著差异，但初生根系的长度并无显著差异，表明用精量点播耧和培土铲配合仅可明显促进气根生长。单株平均气根长度增加342.94 cm；增幅为109.29%，增加了一倍多。

2.3 不同处理对玉米秸秆的影响

表3中秸秆干重为实测秸秆鲜重参照表1中秸秆含水量计算所得，从表3可知，不同处理间单株秸秆干重无显著差异，而秸秆高度存在显著性差异，表明用精量点播耧和培土铲配合耕作，可小幅促进玉米植株高生长发育，但不能增加秸秆重量。秸秆高度增加11.27 cm，增幅为4.7%。

2.4 不同处理对玉米生物干重的影响

表4中玉米各器官生物干重均为实测鲜重参照表1含水量计算所得。由表4可以看出，处理与对照单位面积全根生物干重差异著性，比对照高出359.2 kg·hm-2，处理的单株生物干重总量比对照增加了0.023 kg，达到显著水平，单位面积生物量增加631.7 kg·hm-2，增幅为4.73%。

表2 不同处理根系生长情况

注：同列(表4为同行同项目)有*者表示差异显著(P<0.05)。下同

Note:* Mean significant difference (P<0.05) in the some Yow. Tab 4. the some line and same item. The same as follow.

表3 不同处理玉米秸秆高度和重量

Table 3 The corn stalk height and weight of different processing

秸秆高度/cmHeight秸秆鲜重/gFreshweight秸秆干重/gDryweight处理251.2239.93183.67对照239.93*234.87181.65

2.5 不同处理对玉米产量的影响

由表5可以看出，处理与对照间玉米产量有显著差异，经计算处理区比对照的单株粮食增加0.017 kg，增加7.62%；单位面积增加462.0 kg·hm-2，增幅为7.62%。表明用精量点播耧和培土铲配合耕作可小幅提高产量。

表4 不同处理玉米生物干重

表5 不同处理玉米产量

3 结论与讨论

近年来，随着机械化种植的不断发展应用，不少研究发现[13]，利用机械种植不仅可以减轻劳动力的投入，而且可以提高作物单位面积的产量,提高种植农户的经济收入。本文研究结果表明，用JB-2型精量点播耧播种配合培土铲中耕，能提高玉米培土厚度约6 cm，改变田面微地形，提高地面拦蓄径流和就地利用效率，秋末可提高土壤含水量1.7%，减轻水土流失。并且可促进气根发育，增加其固土、抗倒伏及吸收水分养分能力，提高农田生产力，使单株平均气根长度增加342.94 cm，增幅为109.29%，单株根系干重增加13.21 g，增加33.50%。而对玉米秸秆干重无显著差异，但秸秆高度有显著性差异，比对照增加了11.27 cm。玉米茬、根系腐烂后会增加土壤有机质，秸秆作为饲料和民用烧柴具有很好的利用价值，玉米作为北方主要粮食，与居民的生活息息相关，因此，提高玉米作物总生物产量很有必要。本研究利用机械耕作配套措施可使单株粮食增加0.017 kg，增加7.62%；单位面积增加462.0 kg·hm-2，增幅为7.62%；可使玉米生物总干重单位面积增加631.7 kg·hm-2，增幅为4.73%。

可见，利用JB-2型精量点播耧播种配合培土铲中耕不仅可明显提高玉米产量及生物干重，直接提高种植农户的经济收入，而且还可以节约劳动力，提高农户种植效率，体现出相对于传统耕作工具的优越性，为其它作物采用机械种植提供参考。

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(编辑：梁文俊)

Effect of sowing seeds with precision sowing drill (JB-2) combining intertilling with a ridged sweep on water & soil conservation and corn yield of dry land

Song Wantu1， Yang Xiaoyu2, Zhang Zhijie2*, Yang Junwei3， Meng Long4, Zhang Guowei4

(1．XinzhouWaterBureau,Xinzhou034000,China; 2.XinzhouInstituteofSoilandWaterConservationSciences,Xinzhou034000,China; 3.MaizeResearchInstitutetoShanxiAcademyofAgricultureSciences,Xinzhou034000,China； 4.Yuanpingagriculturalmachinerytechnologyextendingstation,Yuanping034100,China)

[Objective]The paper explored the effect of sowing seeds with precision sowing drill (JB-2) combining interfiling with a ridged sweep on water & soil conservation and corn yield of dry land, so as to provide basis for mechanical planting of other crops.[Methods]In this research, corn seeds were sowed with precision sowing drill (JB-2) while intertillage with a ridged sweep was carried out at the same time. Then length and weight of corn root and stalk, corn yield and dry yield were determined respectively, and the results were compared with traditional tillage. [Results]Field test showed that compared with traditional tillage, the combination of precision sowing drill (JB-2) and ridged sweep resulted in increases of average length of aerial roots per plant (342.94 cm more than the CK), dry weight of roots per plant (13.21 g, i.e. 33.50% more than the CK), yield of per plant (0.244kg, i.e. 7.31% more than the CK), yield of hm2’ land (444.15kg, i.e. 13.26% more than the CK) and total biological dry weight per hm2’ land (631.5kg, i.e. 8.59%).[Conclusion]Sowing seeds with precision sowing drill (JB-2) combining intertilling with a ridged sweep could obviously raise the height of ridges, increase soil moisture, promote root development, enhance soil fixation ability of the plant and improve the yield of land per hm2.

Precision sowing drill， Ridged swee， Intertilling， Water & soil conservation， Corn yield

2017-01-19

2017-04-15

宋万兔(1963-)，男(汉)，山西原平人，高级工程师，研究方向：水土保持

*通信作者：张志杰，高级工程师，Tel: 13663507596; E-mail: swt630712@163.com

山西省现代农机科技装备引进推广项目(晋财农[2015]116号)

S223

A

1671-8151(2017)07-0482-05