小麦玉米周年生产中耕作方式对夏玉米根系特性和产量的影响

【作者】 高飞； 李霞； 任佰朝； 董树亭； 刘鹏； 赵斌； 张吉旺；

【机构】 作物生物学国家重点实验室/山东农业大学农学院；

【摘要】 【研究背景】宋黄淮海平原是我国典型的两熟制区,冬小麦-夏玉米的种植模式应用最为广泛,其中小麦种植面积为1300万公顷,占全国的60%;玉米种植面积大约为900万公顷,占全国的36%。而该区长期冬小麦免耕或旋耕夏玉米免耕的耕作方式使耕层变浅,养分大多在表层,下层土层板结度加深,养分含量降低,进而影响夏玉米根系生长与发育。合理的耕作方式可以提高土壤孔隙度,降低土壤紧实度和容重,增强土壤蓄水能力,为玉米根系下扎提供便利,提高玉米吸水和养分吸收能力,协调地上部和地下部生长。因此,在冬小麦夏玉米周年产区如何采取适宜的耕作方式改善土壤,促进根系生长发育意义重大。【材料与方法】供试品种选用郑单958(ZD958),3个试验处理为冬小麦播前旋耕夏玉米播前免耕(RN)、冬小麦播前翻耕夏玉米播前免耕(MN)与冬小麦播前翻耕夏玉米播前旋耕(MR),探究不同耕作方式对小麦玉米周年生产中夏玉米根干重、根冠比、根长、根表面积、根体积和节根数量等根系特性及产量的影响。【结果与分析】MR与MN处理的0-30 cm的根干重、根冠比、根长、根表面积、根体积、节根层数、节根条数及节根干重等较RN处理差异显著,分别提高59.1%、37.5%、22.8%、41.1%、59.2%、5.9%、21.0%、50.8%与68.5%、50.0%、16.7%、33.7%、44.0%、3.9%、20.1%、57.6%;根系TTC还原强度、TTC还原量、活跃吸收面积、总吸收面积及根系伤流速率等也有显著提高,分别提高82.6%、91.9%、33.9%、34.5%、24.0%与109.9%、108.5%、83.8%、65.1%、14.7%;与RN相比,MR与MN处理的有效穗数、穗粒数、千粒重显著增加,分别提高8.5%、11.7%、4.9%、与3.9%、8.5%、4.2%,产量显著提高29.5%和23.7%。冬小麦播前翻耕可以显著改善夏玉米根系数量与质量特性,有利于提高产量。与MR相比,MN处理显著提高根系总吸收面积和活跃吸收面积,分别提高了22.8%、37.21%;但MN的根长、根表面积、根体积、节根层数、茎秆伤流速率、TTC还原量及TTC还原强度较MR处理没有达到显著性差异水平。MR与MN相比,其有效穗数提高4.7%,但两处理之间千粒重和穗粒数差异不大,产量没有达到显著差异水平。夏玉米播前耕作措施在冬小麦播前翻耕后对夏玉米根系特性指标及产量影响达不到显著水平。【结论】冬小麦播前翻耕夏玉米播前免耕(MN)与冬小麦播前翻耕夏玉米播前旋耕(MR)较冬小麦播前旋耕夏玉米播前免耕(RN)可显著提高根干重、根长等根系特性;同时冬小麦播前翻耕夏玉米播前免耕(MN)和冬小麦播前翻耕夏玉米播前旋耕(MR)的根系特性指标和产量不具有显著性差异,表明小麦玉米周年生产中主要是冬小麦播前翻耕对夏玉米产量及根特性指标起主要作用。更多还原