大垄双行高密种植与秸秆还田对鹏诚216土壤及产量的影响

王光达 黄初女 丁洪玲

摘 要：吉林省东部玉米生产上存在低温、多湿、氮肥施用过量、土壤板结、耕层有机质含量不断下降等问题。本研究针对性地检测土壤温度、肥力、有机质含量变化和秸秆腐熟还田技术的应用，筛选构建吉林省东部玉米密植增温散墒丰产增效技术集成模式。结果表明，大垄双行高密加苗期深松施肥加秸秆腐熟加秸秆全量还田模式为玉米生长提供了营养丰富的土壤环境，土壤的有机质升高，有利于疏松土壤和培肥地力;同时，提高了单位面积内的玉米籽粒产量，增加了地温，该模式可以在吉林省东部或其他冷凉地区进一步推广。

关键词：大垄双行;玉米秸秆;腐熟还田;鹏诚216

中图分类号：S-3       文献标识码：A

DOI：10.19754/j.nyyjs.20201030001

近年来，尽管玉米品种更新较快，且出现大量的高效复合肥料，然而玉米种植的附加值仍然较低。为有效提高农民收入，改善农民经济条件，保障我国粮食安全，改良种植模式以提高单位面积的经济效益成为研究热点[1-3]。大垄密植技术，其原理是在保证通风和采光的前提下，减小植株间的距离，同时辅以一定的施肥与田间管理技术，有效地提升玉米单产。目前我国农作物秸秆还田较少，耕地长年连续种植不得休闲，农田土壤肥力下降严重。大量秸秆焚烧对环境危害较大，长期化肥施用过量导致中低产田偏多，土壤有机质缺乏，重金属残留严重等问题，农田生态环境日益恶化。因此，创新改良种植模式;大力推广秸秆腐熟还田技术，两者协同作用，改良土壤状况，提高耕地综合生产能力是农业可持续健康发展的必然要求。本研究采用大垄双行高密种植，辅助秸秆还田，探讨其对延边地区“鹏程216”土壤及产量的影响。

1 材料与方法

1.1 试验材料与处理

供试玉米品种为中早熟品种“鹏诚216”。试验地点為吉林省龙井市智新镇龙池村。试验处理：处理1大垄双行高密加苗期深松施肥加秸秆腐熟加秸秆全量还田;处理2大垄双行高密加苗期深松施肥加秸秆全量还田;处理3大垄双行高密加苗期深松施肥加秸秆离田加根茬还田;处理4常规垄作加秸秆腐熟加秸秆全量还田;处理5CK常规垄作加秸秆离田加根茬还田。试验播种日期为5月10日，大垄双行种植密度7.0～8.0万株·hm-2，正常垄作5.5～6.0万株·hm-2。收获日期为10月12日，每处理随机选取20m2，全区收获测产。

1.2 试验项目与方法

1.2.1 玉米籽粒产量

采取随机取小区取样，按实收记录玉米籽粒产量，产量/ （kg·667m-2）=（每667m2株数×平均单株穗数×平均穗粒数×千粒重）/1000000。

1.2.2 土壤肥力测定

收获后去除表土，采集5～15cm耕层土壤过筛，测定土壤有机质、全氮、全磷、全钾、水解性氮、有效磷和速效钾含量[4]。

1.2.3 土壤温度监测

不同的秸秆处理方式的玉米，分别在耕层0cm、10cm、20cm、40cm4个土壤深度监测地温。

1.2.4 玉米植株干物重测定

不同技术集成模式下在苗期、拔节期、吐丝期、灌浆期、成熟期取植株，烘干测量干重。

1.2.5 生育期调查

分别调查不同技术集成模式下的出苗、抽雄、吐丝和生理成熟的日期并比较。

2 结果与分析

2.1 不同技术集成模式对玉米籽粒产量的影响

采取随机取小区取样测产，小区收获20m2，全区收获，具体取样测产数据数见表1。从小区测产结果看出，处理1、2、3、4的产量分别比处理5CK增加18.7%、17.5%、16.2%、13.6%，处理1增产效果较为突出，处理1>处理2>处理3>处理4>CK，试验研究表明处理1为最佳处理。

2.2 不同技术集成模式对土壤肥力的影响

收获后采集5个处理地块土样送吉林省农科院质标所进行土壤肥力化验。通过表1，图1，图2可以看出，5个处理中秸秆全量还田的处理1、处理2和处理4土壤中有机质增加明显，各处理土壤pH值变化为CK>处理2>处理4>处理1>处理3，除处理3变化明显，其它处理变化区别不明显。处理1大垄双行高密加苗期深松施肥加秸秆腐熟加秸秆全量还田和处理4常规垄作加秸秆腐熟加秸秆全量还田，由于加入秸秆腐熟剂，土壤中水解性氮明显低于其它处理和对照，这是由于腐熟剂分解秸秆消耗部分氮所致。各处理比对照全磷增加明显。结合测产结果其综合效果：处理1>处理2>处理4>处理3>CK，实验表明处理1为最佳处理。

2.3 不同技术集成模式对土壤温度的影响

如图2所示，全生育期内不同抗逆增碳方式土壤温度变化趋势总体一致，不同秸秆方式间差异较大，顺序为：处理1>处理2>处理4>处理3>CK，不同方式间最高相差0.5℃左右。总体上看处理1大垄双行高密加苗期深松施肥加秸秆腐熟加秸秆全量还田的土壤温度处于较高水平，较理想的土壤温度有利于种子萌发。

2.4 不同技术集成模式对玉米植株干重的影响

不同技术集成模式下在苗期、拔节期、吐丝期、灌浆期、成熟期取植株，烘干测量干重。如图3可知，处理1的玉米苗期、拔节期、灌浆期、成熟期的干重明显高于其它处理，表明处理1有利于玉米干物质积累。

2.5 不同技术集成模式对玉米生长特征特性的影响

如表2所示，各个处理对玉米生育期生长特征特性的影响较小，这表明种植模式对该品种玉米生育期影响不大，其特性仅与品种本身特性有关。

3 讨论与结论

东北地区是我国最重要的粮食主产区之一，随着粮食生产的战略北移，该地区已经成为我国粮食主产区中增产潜力最大的区域。然而，吉林省东部玉米生产上存在低温、多湿、氮肥施用过量、土壤板结、耕层有机质含量不断下降等亟待解决的问题[5-7]。大垄密植技术是指在保证采光和通风的前提下，适度减小株距，期间进行合理的栽培和耕作养护，以促进玉米产量的提高[8]。与秸秆不还田相比，秸秆还田可显著增加土壤有机碳的含量，但不同区域土壤有机碳增加幅度有一定的差异[9]，选取吉林省东部地区的适宜品种“鹏诚216”，进行本地区的栽培和秸秆还田等研究。本研究针对性地检测土壤温度、肥力、有机质含量变化和秸秆腐熟还田技术的应用，筛选构建吉林省东部玉米密植增温散墒丰产增效技术集成模式。研究发现，与常规种植模式相比，技术集成模式为大垄双行高密加苗期深松施肥加秸秆腐熟加秸秆全量还田的玉米生长提供了营养丰富的土壤环境，尤其是对作物根系生长有着直接影响的有机质含量，提高了土壤的有机质，缓解土壤板结和培肥地力。增加种植密度结合秸秆还田措施提高了单位面积内的产量，增加了地温，为黑土地可持续发展提供了动力，与近年来国家着力保护黑土地的保护性耕作步调一致，该模式可以在吉林省东部地区推广。

参考文献

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[2]赵金凤.马铃薯大垄密植栽培技术[J].农民致富之友，2019（11）：32.

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[4]查同刚.土壤理化分析[M].中国林业出版社.2000.

[5]赵静，张继权，李颖，郭恩亮，冯玉，王蕊.吉林省东部气象因子与玉米延迟型冷害的时空演变规律[J].水土保持研究，2019，26（01）：266-272.

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[8]李慧梅.东北玉米大垄双行密植高产栽培技术[J].农民致富之友，2019（10）：20.

[9]王旭东，庄俊杰，刘冰洋，李帅帅，赵鑫，刘洋，张海林.秸秆还田条件下中国农田土壤有机碳含量变化及其影响因素的Meta分析[J].中国农业大学学报，2020，25（08）：12-24.

（责任编辑 李媛媛）