张永亮

摘  要：为研究耕作模式对玉米生长及资源利用率的影响，设置4种不同耕作模式，研究玉米干物质积累、产量及产量构成因素、光温水利用率的变化特征，结果表明，不同耕作模式间玉米干物质积累存在显著差异，其中干物质积累量、千粒重、产量均是深松处理最高，不同耕作模式間光能生产效率、温度生产效率、光能利用效率和水分生产效率存在显著差异，其中深松处理的光温水利用率最高，因此，在玉米生产中可采用深耕的耕作模式，体提高玉米玉米产量。

关键词：玉米;耕作;生长;资源利用率

玉米是我国重要的粮食和饲料作物[1]，玉米还是重要的工业原料，因此，玉米产量的稳定是保障粮食安全的重要意义。增加玉米产量一直是农业领域发展的重要方向，长期以来，为了盲目的追求产量，采取掠夺式耕作经营，不仅影响土壤生态资源，导致土壤退化、生态恶化等问题，还造成玉米产量品质下降，严重影响玉米产业的可持续发展[1]。

耕作措施是农业生产的重要部分，合理的耕作措施能够改善土壤理化性质，提高土壤生物活性[2]，农业生产中常用的耕作措施有翻、松、旋、耙、磨等，合理的耕作措施能够改善土壤理化特性，活化土壤养分，减少土壤病原菌数量，从而促进作物生长。大量研究表明，深松耕作能够打破犁底层，提高耕层土壤质量，改善土壤通透性，有效提高耕作层土壤含水率，提高土壤蓄水能力和水分利用效率进而实现粮食增产[3]。深松也能够对土壤理化性质起到一定的改善作用，但是深松不改变土层位置。旋耕具有灭茬、浅松的作用，能够改善浅耕层土壤理化性质。孟战赢等[4]研究表明，深松+秸秆还田处理改善土壤物理状况，有利于玉米根系下扎，提高玉米中后期灌浆速率，增加千粒重。张玉娥等[5]研究表明，深耕能显著降低土壤容重，提高，土壤20～40 cm土层土壤总孔隙度以及田间持水量。然而目前有关耕作模式对玉米资源利用率的研究较少，因此，本试验设置4种耕作模式，研究玉米干物质积累、产量和光温水资源利用率，为玉米高产栽培和合理耕作提供参考。

1 材料与方法

1.1 试验地点及材料

试验地于2020年在毕节市七星关区亮岩镇进行，属北亚热带季风湿润气候，平均温度在10℃～15℃之间，年日照数在1096～1769小时之间，无霜期258天，年均降水量1044 mm，土壤类型为潮土，土壤质地为中壤土，有机质含量16.27 g/kg，碱解氮含量44.73 mg/kg，速效磷含量38.56 mg/kg，速效钾76.15 mg/kg。

实验玉米品种选用裕单99，属中熟杂交玉米平均生育期123 d;株型半紧凑，株高279 cm，穗位高109 cm，叶色绿色，成株叶片数18-19片，穗长19.5 cm，穗行数17.1行，行粒数34.4粒，百粒重33.6 g。籽粒容重738 g/L。试验用尿素含N 46%，过磷酸钙含P2O5 18%，硫酸钾含K2O 50%。

1.2 试验设计

试验采用完全随机设计，试验设置4个耕作模式，分别为旋耕（T1），深松（T2），浅翻（T3）和深翻（T4）。旋耕处理为灭茬起垄，旋耕深度15 cm;深松处理深松深度为30～35 cm;浅翻采用铧式犁翻地，翻耕深度 15 ～ 20 cm;深翻处理翻耕深度25～30 cm。在玉米播种前施入N 65 kg/hm2， P5O2 80 kg/hm2， K2O 80 kg/hm2作基肥，玉米生长至拔节期进行追肥，追施N 60 kg/hm2。每个处理设置1个大区，面积为400 m2，玉米种植面积为8.5 万株/hm2，玉米播种时间为4月16日。期间管理均相同。

1.3 测定指标与方法

1.3.1 玉米植株干物质积累量的测定

分别在开花抽雄期、灌浆初期、乳熟期和完熟期取样，将植株按茎、叶、穗分开，于105℃下杀青30 min，80℃下烘干至恒重，进行称重。

1.3.2 产量及产量构成因素的测定

在玉米成熟期，选择中间两行进行测产，收获后自然风干，测定含水量，计算各处理实际产量，最终产量按照含水率14%计算。各处理选择10个玉米穗，分别测定穗行数、行粒数和百粒重。

1.3.4 光温水利用率的计算

光能生产效率= 籽粒产量/单位面积的太阳辐射

温度生产效率= 单位面积籽粒产量/生育期间积温

太阳总辐射Q = Q0 （a+bS/S0）

式中，Q0为天文辐射，S为太阳实测日照时数，S0为太阳可照时数，S/S0为日照百分率，a、b为待定系数。

光能利用效率（RUE）（%） =W×H/∑Q×100%，式中，H为每克干物质燃烧时释放出的热量，玉米干重热值为1.807×104J·g–1;W是干物质的积累量;∑Q是生育期间的总光照辐射量。

水分生产效率=产量/总耗水量（耗水量=降水量+灌溉量）。

1.4 数据分析

采用Excel2010统计和计算数据，采用SPSS24.0进行差异显著性分析。

2 结果与分析

2.1 耕作模式对玉米干物质积累量的影响

干物质积累量反映作物光合能力的强弱，由表1可知，不同耕作模式间玉米干物质积累量存在明显差异，随着生育进程的推进，玉米干物质呈逐渐增加的趋势。在拔节期，各处理间没有显著差异。在拔节期，各处理间没有显著差异，在抽雄期，各处理表现为T2>T4>T3>T1，T2处理干物质积累量最多，显著高其它处理，T3和T4处理间没有显著差异。在灌浆初期，各处理表现为T2>T4>T3>T1，处理间差异均显著，T2处理干物质积累量最多，分别比T1、T3和T4高出18.33%、15.57%和3.08%。在乳熟期，变化趋势和灌浆初期相似，在完熟期，各处理表现为T2>T4>T3>T1，T2处理干物质积累量最多，T3和T4处理间没有显著差异。

2.2耕作方式对玉米产量及产量构成因素的影响

由表3可知，不同耕作方式显著影响玉米产量及产量构成因素。其中各处理间穗数和穗行数没有显著差异。行粒数各处理表现为T2>T4>T3>T1，T2处理干物质积累量最多，显著高其它处理，T3和T4处理间没有显著差异。千粒重各处理表现为T2>T4>T3>T1，处理间差异均显著，T2处理千粒重。产量各处理表现为T2>T4>T3>T1，处理间差异均显著，T2处理分别比T1、T3和T4高出24.17%、15.96%和9.02%。

2.3 耕作模式对玉米光温水利用率的影响

由表3可知，不同耕作模式显著影响玉米光温水利用率，其中光能生产效率表现为T2>T4>T3>T1，T2处理光能生产效率最高，显著高其它处理，T1和T3处理间没有显著差异。光能利用率表现为T2>T4>T3>T1，处理间差异均显著，T2处理最高，显著高于其他处理，分别比T1、T3和T4处理高出14.56%、12.62%和11.84%。水分生产效率表现为T2>T4>T3>T1，处理间差异均显著，T2处理最高，显著高于其他处理，分别比T1、T3和T4处理高出10.87%、9.56%和8.33%。有效积温生产率表现为T2>T4>T3>T1，处理间差异均显著，T2处理最高，显著高于其他处理，分别比T1、T3和T4处理高出11.34%、10.02%和8.96%。

3 讨论

要想实现农业减肥增效、保墒蓄水、改善土壤结构，进而实现可持续发展，探索合理、有效、可行的耕整地及施肥方式显得尤为重要。研究表明，深耕可以改善土壤耕层结构、改良土壤理化特性、提高雨水的利用率，是保水保土实现农业可持续发展的有效措施之一。研究表明，不同耕作方式主要显著影响土壤物理结构的变化，可改善耕层土壤质量，提高土壤贮水量和水分利用率，从而促进作物生长，提高作物产量。深松耕作处理具有打破土壤犁底层，诱导根系垂直向下深扎，取得較高产量并获得较高效益的作用。干物质积累是作物产量形成的关键，直接影响玉米产量，本研究表明，不同耕作方式显著影响玉米干物质积累和产量形成，干物质积累量和产量依次是深松、深翻、浅翻和旋耕，主要是由于深松和深翻有效的打破犁底层，改善耕层土壤养分和物理性质，增加土壤孔隙度，从而有利于根系的生长和下扎，有利于根系对水分和养分的吸收，进而增加玉米干物质积累和产量。

前人研究表明，产量的提高主要是通过群体对光、温、水等资源利用效率的提升来实现的[13]。群体资源利用效率的提高取决于合理的耕作模式，本研究表明，深耕可显著提高光能生产效率、光能利用率、水分生产效率，主要是由于深耕行改善土壤空隙结构，增加植株养分的吸收，有利于断航不光合面积的增加，充分的养分供给能够为底部叶片提供充足的营养，提高中下层叶片的光合性能，扩大光合面积，充分利用不同层次的光资源，使光能在玉米群体冠层内的分布更加合理，更好地协调玉米群体和个体的关系，从而提高玉米光能利用率和生产效率，因此，深耕为根系生长提供良好发的条件，有利于吸收水分和养分，有效协调土壤水、肥、热之间的关系，为作物生长创造良好的环境。综合比较，深耕处理干物质积累量、千粒重、产量均是深松处理最高，光能生产效率、温度生产效率、光能利用效率和水分生产效率较高，是较好的耕作模式。

参考文献：

[1]崔文芳，王志刚，高聚林，等.内蒙古平原灌区不同耕作模式对土壤质量和玉米产量的影响[J].湖南农业科学，2022（02）：21-27+35.

[2]李祥，柯希恒，王树星，等.小麦秸秆还田模式对秸秆腐解及土壤性质的影响[J].贵州农业科学，2022，50（01）：23-29.

[3]乔云发，苗淑杰，陆欣春.不同耕作模式对东北风沙土区玉米产量及氮素利用率的影响[J].水土保持学报，2019，33（05）：205-210.

[4]孟战赢，李小东，郭党，等.耕作模式对夏玉米产量及灌浆特性的影响[J].作物研究，2019，33（01）：9-14.

[5]张玉娥，杨习文，王勇，等.耕作模式与氮肥运筹对土壤主要理化性状及作物产量的影响[J].干旱地区农业研究，2018，36（01）：186-193.

[6]李向东，张德奇，王汉芳，等.豫南雨养区小麦-玉米周年不同耕作模式生态价值评估[J].生态学杂志，2015，34（05）：1270-1276.

[7]李永平，史向远，周静，等.不同耕作模式对土壤理化性状及旱地玉米产量的影响[J].山西农业科学，2014，42（09）：963-967.

[8]张赛，王龙昌，周航飞，等.西南丘陵区不同耕作模式下玉米田土壤呼吸及影响因素[J].生态学报，2014，34（21）：6244-6255.