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采用大区对比试验,设置5个处理:分别为免耕(无深松)+单层施肥(CK)、侧位深松+单层施肥(T1)、侧位深松+三层施肥(T2)、正位深松+三层施肥(T3)、正位深松+单层施肥(T4),研究了深松与施肥方位对黄淮海砂姜黑土区夏玉米生长发育和产量形成的生理生态效应。主要研究结果如下:1、深松和分层施肥提高了夏玉米的播种质量,深松较对照出苗率和株高整齐度分别提高了 5.8%和20.9%;三层施肥出苗率和株高整齐度比对照分别提高了 7.9%和22.8%。在不同深松播种处理下,侧位深松+单层施肥、侧位深松+三层施肥、正位深松+三层施肥、正位深松+单层施肥出苗率较对照分别提高了 11.6%、18.5%、11.4%、8.5%;株高整齐度提高了28.8%、34.6%、13.7%、8.2%。侧位深松+三层施肥效果最优;不同处理间均表现为侧位深松+三层施肥>侧位深松+单层施肥>正位深松+三层施肥>正位深松+单层施肥>免耕+单层施肥。2、深松和分层施肥提高了夏玉米叶面积指数、光合速率、蒸腾速率、气孔导度、SPAD值、单株干物质积累量,降低了胞间CO2浓度。在拔节期和吐丝期,深松叶面积指数比对照分别提高了 11.9%和11.1%;三层施肥比单层施肥叶面积指数分别提高6%和1.8%,侧位深松+三层施肥叶面积指数最大,比对照高14.4%。深松和分层施肥提高了叶片光合参数,在拔节期和吐丝期,深松处理光合速率比对照分别提高11.6%和10.0%,气孔导度和蒸腾速率分别提高15%、40.9%和27.6%、33.5%,胞间CO2浓度分别降低8.4%和13.8%。三层施肥比单层施肥光合速率、蒸腾速率和气孔导度分别增加5.2%、12.5%、4.4%(拔节期)和4.0%、4.4%、0.8%(吐丝期),胞间CO2浓度分别降低9.2%和17.0%,侧位深松+三层施肥处理光合参数最高,光合速率、蒸腾速率和气孔导度分别比对照增加21.4%、46.9%和30.0%,胞间CO2浓度比对照降低12.9%。在拔节期和吐丝期,深松SPAD值较对照分别增加了 2.7%和1.8%;三层施肥比单层施肥差异不明显;侧位深松+三层施肥SPAD值最大,较对照分别增加了 4.9%和2.8%。不同生育时期干物质积累量表现为,在拔节期深松干物质积累较对照增加5.9%,吐丝期干物质积累量深松较对照增加10.5%,成熟期干物质积累量深松较对照增加12.2%,三层施肥比单层施肥干物质积累量在拔节期、吐丝期、成熟期分别增加5.8%、7.4%、3.3%;侧位深松+三层施肥在吐丝期和成熟期干物质积累量较对照分别增加16.4%和17.2%。因此,综合以上5种处理方式。侧位深松+三层施肥效果较好。3、深松和分层施肥促进了夏玉米根系生长发育。各处理根干重、根条数、根长度、根表面积、根体积、根干重密度、根长密度及根系活力显著提高。各处理间均表现为侧位深松+三层施肥>侧位深松+单层施肥>正位深松+三层施肥>正位深松+单层施肥>免耕+单层施肥。其中拔节期侧位深松+三层施肥、侧位深松+单层施、正位深松+三层施肥、正位深松+单层施肥处理比对照各指标差异显著。在吐丝期各处理根干重和根条数较对照分别提高16.9%、34.2%、5.6%、2.3%和 9.0%、14%、5.3%、4.6%;根长较对照处理分别增加13.7%、17.1%、9.0%、7.9%;根表面积较对照分别增加了 20.0%、22.0%、17.5%、13.1%;根体积较对照分别提高13.4%、20.9%、7.8%、5.4%。根系活力侧位深松+三层施肥、侧位深松+单层施、正位深松+三层施肥、正位深松+单层施肥处理在拔节期根系活力比对照分别提高8.4%、14.5%、8.9%、4.7%,综合表现仍为深松优于对照,三层施肥优于单层施肥,各处理以侧位深松+三层施肥处理根系各形态指标最优。4、深松和分层施肥改善了夏玉米土壤含水量,提高了土壤温度。在10cm 土层,侧位深松+三层施肥、侧位深松+单层施肥、正位深松+三层施肥、正位深松7+单层施肥土壤日均温度比对照分别高0.99°C、1.97°C、0.62°C、1.34℃。土壤温度日变化呈单峰曲线,最高温度均出现在下午16:00左右,处理间以侧位深松+三层施肥最高。深松显著提高了 0-20cm 土层含水量,其中侧位深松+三层施肥、侧位深松+单层施肥、正位深松+三层施肥、正位深松+单层施肥0-10cm 土层的平均土壤含水量较对照分别提高17.4%、31.6%、37.4%、19.0%;10-20cm 土层分别提高 7.8%、11.3%、6.2%、8.3%;20-30cm 土层分别提高 8.2%、8.0%、2.3%、2.3%;20-30cm 土层的平均土壤含水量提高的幅度略低于10-20cm 土层。5、深松和分层施肥提高了夏玉米产量,两年试验结果一致。显示深松较对照增产8.4%,侧位深松较正位深松产量提高5.3%;三层施肥较单层施肥产量差异不明显;不同处理间比较均表现为,侧位深松+三层施肥>侧位深松+单层施肥>正位深松+三层施肥>正位深松+单层施肥>免耕+单层施肥,其中侧位深松+三层施肥较对照增产11.5%,处理间差异显著;深松使穗粒数比对照提高10.5%,但对穗行数、行粒数、百粒重影响较小。因此穗粒数的增加使深松增产的主要原因。综上所述,侧位深松+三层施肥是黄淮海砂姜黑土区高质量播种的适宜处理方式。