土壤物理性质对玉米的生态生理效应及其调控

采用大田、池栽和盆栽试验相结合方法，在河南农业大学、河南省农业学校、河南省劳改局农科所等地开展了土壤物理性质对玉米的生理生态效应及其调控技术研究。其主要研究结果如下： 1 土壤物理性质、玉米的生长发育、玉米的根际生物活性之间存在着必然的内在联系。当土壤物理性状如质地或容重等发生变化时，表征土壤生物活性指标的微生物数量和酶活性也表现不同，一般来讲，质地和容重适宜玉米生长的土壤，微生物数量和酶活性表现较高。土壤物理性质严重影响玉米的生长发育，这种生长发育的差异使得玉米根际的生物活性发生了显著变化，这种变化不仅表现在质地或容重不同的土壤之间，而且表现在同一种土壤的玉米不同生长阶段。比较来看，土壤物理性质对玉米生长发育的直接效应远大于对生物活性的直接效应，而根际土壤生物活性直接受玉米生长发育的影响又远大于土壤物理性质本身的影响。因此，根际生物活性可作为评价土壤物理性状和作物生长发育优劣的重要指标。 2 土壤物理性质极大地影响着玉米根系生长、分布和生理功能。不同质地土壤比较，粘质土壤玉米根系分布浅，支根多，根径较大；砂壤土玉米根系分布广，支根少，根径小；中壤土最有利于玉米根系的生长发育，表现为整个生育期生长发育比较协调。砂壤土玉米根系在吐丝后开始衰老，而中壤和粘壤玉米根系在灌浆期后才表现衰老，表现为玉米根系在砂壤土上早发早衰，粘壤土上晚发晚衰，中壤较为适宜。 不同容重土壤比较，随土壤容重增大玉米的根系分布变浅，根量减少，吸收活力下降，衰老速度加快，这种现象在所研究土壤的各个层次表现一致，只是程度上有所不同，表现为上层容重影响较大，下层容重影响较小。研究发现，根系生长对土壤物理性质具有补偿效应，如下层土壤容重不利 于根系生长时，会在上层容重小的土层有一定的增长，但这种补偿效应作 用有限，不足以弥补土壤不良物理性质对根系造成的负面影响。 3土壤的物理腿影响玉米养分的吸收、分配和转移。表现为：l） 吸收量不同。不同质地土壤上玉米对N、P、K的吸收量大小依次为中壤＞ 轻壤＞粘壤＞砂壤，不同容重土壤上表现为高容重土壤玉米的养分吸收量大 于低容重土壤；2）施肥效应不同。施肥效应大小表现为砂壤＞轻壤＞中壤＞ 粘壤。3）营养器官的养分转移率不同。在不同质地土壤上转移率大小表现 为砂壤＞轻壤＞中壤＞粘壤。施肥降低了转移率，但不改变质地之间转移率大 小顺序。在不同容重抓下表现为随容重增大营养器官向籽粒转移率提高。 4土瞩物理倾不同的土瞩玉朱叶片光合效率舵较大差异。在不同 土壤质地条件下，玉米叶片 FV／Fm、p PSll、qP、Pn表现为中壤＞轻壤＞ 粘壤＞砂壤，mQ表现为砂壤＞粘壤＞轻壤＞中壤，后期随着生育进程， 有利于提高光合效率的参数逐渐下降，且不同质地土壤玉米之间的差异明 显增大。施肥使 FV／Fm、QPSll和 Pn提高，NPQ降低，这种效应在砂壤 ：h米上表现更为突出。 不同土壤容重条件下，FV／Fm、diPSll皆随着土壤容重的增大而降低， 且不同处理间最大差异出现在正午，实际光化学效率表现更显著。正午强 光下，容重越大，叶片的光合碳同化能力越差，光利用率降低，表现为吵 降低，NPQ升高，说明容重越大，光能用于热耗散的越多。与低容重土壤 相比，从整个生育期看，高容重上壤玉米生育后期光合速率下降幅度更大， 从日变化看，高容重玉米下午光合速率下降更多。 5土壤物理颐对玉米叶片功能期、SOD酶活性、MDA含量等砚 大影响。研究结果表明：1）不同质地土壤玉米叶片后期SOD酶活性淑 为中壤＞轻壤＞粘壤＞砂壤，MDA含量顺序则与之相反。土壤容重与SOD 酶活性呈负相关，与MDA含量呈正相关。2）不同质地土壤上，砂壤玉米 2 拔节期叶面积最大，其他生育时期中壤的叶面积最大，吐丝期各处理玉米 叶面积均达到最大值，之后开始下降，下降的速率大小为砂壤＞中壤＞粘 壤；不同土壤容重条件下，吐丝后玉米叶面积变化总趋势为随着土壤容重 的增大，叶面积下降速度加快，不同处理间差异显著。 6土娜理性质对玉米产量影响显著。研究表明：l）不同质地土壤的 玉米产量存在显著差异，本试验条件下，中壤玉米产量最高，比砂壤、粘 壤和轻壤玉米产量分别提高19．引％、m尸3％和5．89％；2）施B删不同质 地土壤玉米产量提高的幅度不同，对砂壤的提高幅度最大，其次是轻壤和 中壤，对粘壤的提高幅度最小；3）当耕层容重由 1．15ghm’增大到1．6gbf 时，玉米产量下降 46．3o，20－40cm和 40－－60 cm土层容重分别由 l．2 gb肿 和 1．4 iCm3提高到 1．6 hm3时，即处理T224和 h66比，后者产量下降 30厂％，差异均达极显著水平。 7土埂物理性状的调控技术1）不同质地土壤应采用不同的施肥技 术，特别是N肥的施用。研究结果表