垄作与覆膜对春玉米根系特征和地上部生长的调控研究

The growth of spring maize was vulnerable because of the frequent seasonal drought and the barren soil in the hilly region of the Sichuan Basin. The field positioning experiments was conducted with ridge-cultivation and plastic film mulching. The research was focus on the effect of ridge-cultivation and plastic film mulching on root characteristics (morphology, physiology, spatial distribution) and its mechanism, and the key factors was identified. The effects of root characteristic on the spring maize growth and developments was analyzed from the relation of aboveground and underground portion, and the regulatory mechanism of root characteristics on the spring maize growth and yield was revealed. Finally this research could provide a theoretical basis and technical support for the high-yield cultivation and regulatory pathways of spring maize in the purple hilly region of Sichuan Basin.

以川中丘陵区为研究对象，针对该区季节性干旱频发、土壤瘠薄所引起的春玉米生长易遭受土壤干旱胁迫影响的问题，通过开展垄作覆膜田间定位试验，重点研究垄作覆膜措施对春玉米根系特征（形态、生理）和空间分布的影响及其作用机制，明确关键影响因素；并从作物地下部与地上部关系的角度分析春玉米根系特征对地上部生长发育的影响，揭示根系特征对玉米生长发育和产量的调控机制，为川中丘陵雨养区春玉米高产的耕作栽培调控途径提供理论依据和技术支撑。

本项目通过设置垄作覆膜（LM）、平作覆膜（PM）、沟作覆膜（GM）、垄作不覆膜（LC）、平作不覆膜（PC）、沟作不覆膜（GC）6个处理，研究垄作与覆膜对川中丘区土壤理化性状、玉米地下根系特征和玉米产量的影响，探讨垄作覆膜技术对春玉米产量形成的影响机制，为川中丘陵雨养区春玉米高产栽培技术提供理论依据。结果表明：（1）覆膜措施显著提高了玉米生育前期土壤含水量、土壤温度和土壤速效养分含量，进而促进了玉米根系的生长，扩大了根系在土壤垂直方向和水平方向上的分布范围，显著提高了各土层根量，最终显著提高了玉米地上部干物质积累和产量。拔节期、大口期、吐丝期、成熟期覆膜较不覆膜处理根系干物质量平均分别提高了64.3%，48.5%，29.8%和30.8%；地上干物质量平均分别提高128.0%，69.4%，27.8%和15.6%。覆膜显著降低了玉米秃尖长，提高了穗粒数、千粒重和产量。与不覆膜相比，覆膜处理穗粒数平均增加16.3%，千粒重平均增加4.17%，最终产量提高18.2%。（2）垄作显著降低了土壤容重，提高了土壤温度、土壤毛管孔隙度和各土层速效养分含量；而沟作则明显降低了土壤温度和土壤速效养分含量。垄作方式对玉米根系特征和地上部生长的影响因覆膜与否而异。覆膜下玉米根量和地上部干物质均表现为：垄作＞平作＞沟作；而不覆膜下玉米根量和地上部干物质则表现为：沟作>平作>垄作。覆膜下垄作改善了土壤理化特征，促进了玉米地上和地下部的生长，最终显著提高了玉米产量。不覆膜下，沟作处理有利于提高土壤水分含量，缓解干旱对玉米生长的影响，提高玉米产量。在川中丘陵旱地春玉米生产中，覆膜下垄作能够改善土壤理化特性，促进地下部根系和地上部植株生长，提高玉米产量；而不覆膜下采用沟作方式可提高玉米产量。