深松(耕)方式对砂姜黑土耕层特性、作物产量和水分利用效率的影响

摘要

[目的]研究深松(耕)方式对砂姜黑土耕层特性、作物产量、水分利用效率和经济效益的影响,筛选砂姜黑土区适宜的土壤耕作制度,为构建砂姜黑土合理耕层提供依据.[方法]试验设置5个冬小麦-夏玉米周年耕作处理,分别为秋季旋耕+夏季免耕(ART+SNT,对照)、秋季深松+夏季免耕(ASS+SNT)、秋季深耕+夏季免耕(ADMP+SNT)、秋季深耕+夏季下位深松(ADMP+SSSS)和秋季深耕+夏季侧位深松(ADMP+SSSL).研究深松(耕)方式对冬小麦-夏玉米土壤物理特性、根系形态、作物产量和水分利用效率的影响.[结果]深松(耕)显著降低了土壤紧实度和土壤三相比R值,促进了冬小麦和夏玉米根系生长,提高了作物产量和水分利用效率,且深耕的效应大于深松,在冬小麦季深松(耕)的影响大于夏玉米季.与秋季旋耕+夏季免耕相比,秋季深松(耕)土壤紧实度降低20.9％,土壤三相比R值降低12.9％,作物根系干重密度增加29.8％,冬小麦、夏玉米及周年总产分别增加22.0％、8.8％和15.2％,冬小麦季、夏玉米季及周年水分利用效率分别增加18.2％、7.9％和14.0％,经济效益增加19.8％.秋季深耕+夏季深松对土壤耕层特性的改良效果优于单一秋季深松(耕),其作物根系生长、产量和水分利用效率均高于单一秋季深松(耕).与单一秋季深松(耕)相比,秋季深耕+夏季深松(ADMP+SSS)土壤紧实度和土壤三相比R值降低5.6％和15.0％,作物增产4.4％,水分利用效率和经济效益增加4.0％和3.3％.5个处理中,以秋季深耕+夏季侧位深松对土壤耕层特性的改良效果最好,作物根系生长量、产量和水分利用效率最高.秋季深耕+夏季侧位深松土壤紧实度和土壤三相比R值比秋季旋耕+夏季免耕分别降低28.4％和26.6％,夏玉米根长、根系表面积、根系体积和根系干重密度分别增加67.0％、45.3％、23.1％和49.5％.秋季深耕+夏季侧位深松冬小麦、夏玉米和周年作物产量比秋季深耕+夏季免耕分别增加5.5％、3.4％和4.4％,比秋季旋耕+夏季免耕分别增加27.8％、11.6％和19.4％;冬小麦季、夏玉米季及周年水分利用效率比秋季深耕+夏季免耕分别增加3.7％、3.5％和4.1％,比秋季旋耕+夏季免耕分别增加20.9％、10.7％和18.1％;经济效益比秋季旋耕+夏季免耕增加24.4％.[结论]秋季深耕+夏季深松的作物产量和水分利用效率均高于单一秋季深松(耕).在5个不同的深松(耕)方式处理中,秋季深耕+夏季侧位深松的产量和水分利用效率最高,是砂姜黑土区适宜的深松(耕)方式.