典型黑土区不同保护性耕作方式对玉米生长发育及产量形成的影响

S344.9; 实施保护性耕作对保护东北黑土和保障国家粮食安全具有重要意义.为明确东北典型黑土区保护性耕作对玉米产量的影响及其关键因素,开展了连续3年大田定位试验,设常规垄作秸秆不还田(CK)、免耕秸秆全量粉碎覆盖(T1)、免耕留高茬全量秸秆覆盖(T2)、少耕秸秆全量条带覆盖(T3)共4个处理,分析了不同处理对土壤理化特性及玉米生长发育、产量及其构成因素的影响.结果表明,与CK相比,保护性耕作处理(T1、T2和T3)0～20 cm耕层土壤有机质含量呈增加趋势;保护性耕作显著提高了播种至出苗期耕层土壤含水量,T1、T2和T3处理分别提高 7.8％～30.4％、9.0％～18.7％和 17.3％～20.0％,但显著降低土壤温度,分别降低 2.56～3.11 ℃、2.02～2.27 ℃、0.94～1.93℃;分别延迟玉米出苗时间5～7d、4～6 d和2d;T3处理3年平均出苗率较CK增加3.2％,T1和T2处理出苗率分别降低4.3％和4.7％;T1、T2和T3处理均降低了苗期株高整齐度和植株干物质积累,但T3处理降低幅度明显小于T1和T2处理,6叶期之后干物质积累降低幅度逐渐减小;T1和T2处理显著降低玉米产量,降幅分别为7.5％～15.6％和5.5％～12.9％,T3处理产量与CK差异不显著.结构方程模型(SEM)揭示,保护性耕作通过调节土壤含水量和温度,间接影响玉米出苗时间、出苗率、穗数和百粒重,进而影响产量,也可通过直接影响出苗质量和产量构成因素进而影响产量.在东北典型黑土区,少耕秸秆全量条带覆盖(T3)不仅有利于提高土壤有机质含量,而且还有利于平衡土壤水分和温度矛盾,缩短出苗时间、提高出苗质量、高产稳产,是该区域适宜的保护性耕作方式.