供稿:温鑫雨 编译: 赵蕾
校对:赵蕾 终审:刘学智
编者注:本篇论文总结仅供研究参考所用,不用与商业用途。若上述理解有误,请以论文原文为主。文章标题:粉垄耕作深度对玉米生长动态及水分利用效率的定量分析与模型验证
标题译文:Effects of Fenlong tillage depth on the growth dynamics and water use efficiency of maize: Quantitative analysis and model validation通讯作者:何进宇(hejinyu2017@163.com)原文链接:https://doi.org/10.11841/j.issn.1007-4333.2026.02.02为探究西北干旱地区玉米增产提质的最佳粉垄耕作深度,2021年于宁夏暖泉农场开展大田试验,以玉米品种“天赐19号”为试验材料,设置粉垄耕作深度为30(FL30)、40(FL40)、50(FL50)、60cm(FL60)4个处理,以传统旋耕15cm为对照(CK),观测玉米株高、茎粗、根系活力、产量构成和干物质积累等生物量的变化趋势,分析不同粉垄深度对玉米生长动态及最终产量的影响,基于实际耗水量和产量,结合AquaCrop模型模拟冠层覆盖度与干物质分配,测算粉垄耕作条件下玉米水分利用效率(WUE)。结果表明:抽雄期,FL60的玉米株高为285.6±12.3cm较CK增加9.4%,FL40的茎粗较CK增幅最大,为6.76%;FL60的苗期根系活力较CK升高65.86%(P<0.05),FL40的抽雄-成熟期根系活力较CK高24.31%~47.28%。FL60的穗长为19.83±2.05cm、百粒重为32.07±2.26g、籽粒产量达15.73±0.80t/hm2,均为各处理最优,较CK增产57.14%;FL60的WUE最高为59.62kg/(hm2·mm),较CK升高101.42%。AquaCrop模拟显示,FL60的冠层覆盖度(88%)与干物质积累(224.80±15.78g/株)也均为最优,模型精度R2≥0.89,NRMSE≤8.52%。综上,西北干旱地区实现玉米增产提质的最佳粉垄深度为50~60cm。
该研究针对宁夏北部干旱地区土壤板结、耕层变浅导致玉米产量下降的问题,在宁夏暖泉农场开展大田试验,以玉米品种“天赐 19 号”为材料,设置30、40、50、60 cm四个粉垄耕作深度处理,以传统旋耕15cm为对照,系统观测了玉米株高、茎粗、根系活力、产量构成、干物质积累等指标,并结合AquaCrop模型模拟冠层覆盖度与干物质分配,测算不同处理下的水分利用效率。结果表明,粉垄耕作可显著改善玉米生长性状,其中60cm深度处理效果最佳:抽雄期株高较对照增加9.4%,苗期根系活力升高65.86%,籽粒产量达15.73t/hm²(较对照增产57.14%),水分利用效率达59.62kg/(hm²·mm)(较对照提高101.42%);AquaCrop模型模拟精度较高(R²≥0.89,NRMSE≤8.52%),验证了深粉垄对冠层覆盖度(88%)和干物质积累的促进作用。研究最终推荐西北干旱地区玉米生产的适宜粉垄耕作深度为50~60cm,为旱区玉米高产高效耕作技术优化提供了理论依据。
图12021年试验地月降水量和气温
表1 试验地土壤初始理化性质
表2 AquaCrop 模型作物模块参数
图2 不同粉垄耕作深度处理的玉米株高变化。FL30,FL40,FL50和FL60分别为粉垄深度30、40、50和60cm。不同小写字母代表各处理间差异达到P<0.05显著水平。下同。
表4 不同粉垄耕作深度处理的玉米产量及产量构成因素
图6 不同粉垄耕作深度处理的玉米冠层覆盖度变化
表6不同粉垄耕作深度处理的玉米水分利用效率(WUE)变化本研究探讨了与传统旋耕(CK)相比,粉垄耕作可显著改善宁夏干旱地区玉米生长性状与生理指标,其中粉垄深度60cm(FL60)效果最佳。籽粒产量较CK升高20.33%,FL60产量达1.05t/667m2,增幅57.14%;干物质积累在苗期与CK差异最显著,且于喇叭口期至抽雄期积累最快。在水分利用方面,粉垄耕作能提升蓄水能力与水分利用效率,FL60处理耗水量较CK减少22.51%,水分利用效率提高了101.42%。综上,在宁夏干旱地区玉米生产中,推荐粉垄耕作深度以50-60cm为宜。