深松播种条件下土壤水热变化对夏玉米根系的影响

为研究深松播种和免耕播种两种耕作方式下,土壤水热变化对夏玉米根系生长发育状况的影响,以玉米品种郑单958为试验材料,于2012年至2013年在河北省农林科学院旱作农业研究所深州实验站,以“玉米深松全层施肥精量播种机”(2BMSQFY-4)作业机械,对玉米深松播种处理进行了研究,并根据玉米根系结构特征对玉米根系的石蜡切片技术进行了优化。 主要结果如下： 1、研究了不同耕作方式对农田土壤物理性状的影响。深松耕作后土壤变的疏松,犁底层被打破,降低了10-30cm土层土壤容重和紧实度,改善了土体的通透性,为玉米根系创造了一个良好的疏松而且深厚的土壤环境。 2、研究了不同耕作方式对农田土壤水分利用的影响。由于深松后土壤的容重和紧实度减小,增加了渗水速率,显著提高了20-100cm土层土壤的含水量,降低了土壤耗水量,并有利于在玉米生长后期遇到高温干旱时根系能够充分利用土壤水分而减轻干旱的影响。 3、研究了不同耕作方式对农田10cm处土壤温度变化的影响。表明深松后的土壤温度日变化幅度增大,日平均温度降低,可能是由于深松后土壤物理性状发生变化,总孔隙度增大,从而使土壤的热容量降低。白天温度较高有助于提高根系活力,同时夜晚低温降低了根系呼吸,减少了能量的消耗,有效的促进了玉米在生长时期光合作用产物的积累。 4、确定了一种较为适合玉米根系的石蜡切片制作方法：玉米根系经F.A.A.液固定48h以后,依次在70%,85%酒精中脱水1h,95%酒精脱水2h,100%乙醇脱水2次,每次1h,然后二甲苯透明。逐渐升温浸蜡2天后于58℃每2h换纯蜡1次,更换3次后依次包埋、切片、烤片；再经二甲苯脱蜡35min后,用番红-固绿双重染色,最后脱水、透明、封片。 5、研究了水热耦合作用对玉米根系微观形态和表观形态的影响。深松后表层土壤白天温度较高,导致土壤水势较高；20～100cm土层土壤水分明显增多,两种改变都有利于根系对水分的吸收。因此深松后玉米根系皮层细胞层数增多,中柱面积增大,导管直径也明显增大。深松播种处理的玉米植株根系干物质积累、根长密度、总表面积和总根长等均显著高于免耕处理。 6、研究了耕作方式对玉米产量构成的影响。深松处理后2012年玉米产量增加了5.1%,2013年增加了8.6%；水分利用效率方面2012年提高了3.7%,2013年提高了6.0%；产量构成因素方面,深松处理后的行粒数、穗粒数也显著提高。此外,2012年的深松耕作对2013年的产量也起到了一定后效作用。