不同耕作制度对玉米产量、氮素利用效率及生长参数的影响

《International Journal of Agronomy》：Maize Yield, Nitrogen Use Efficiency, and Growth Parameters as Influenced by Different Tillage Systems

玉米产量及生长参数在不同耕作系统下的效应研究，以伊朗克尔曼沙省为例。通过两年田间试验（2015-2016），比较传统耕作（CT）、最小耕作（MT）和免耕（NT）对4个玉米品种（KSC704、Simon、AS71、BC678）产量及生长指标的影响。结果表明：NT和MT的玉米产量分别较CT降低22.2%和8.6%，且NT系统氮素利用效率（NUE）显著降低。耕作方式对叶面积指数（LAI）、株高、相对生长速率（RGR）等参数均有显著影响，其中BC678品种在所有耕作系统中表现最佳。研究指出保护性耕作短期内可能抑制产量，但MT系统负面影响较小，适合当地干旱和土壤侵蚀问题。

　　在伊朗，传统耕作方式长期以来被广泛用于粮食作物的生产，但其对土壤和环境的负面影响也日益显著。近年来，农民和研究人员开始关注保护性耕作（Conservation Tillage, CT）作为一种更加环保的替代方法。保护性耕作通常包括最少耕作（Minimum Tillage, MT）和免耕（No Tillage, NT）等实践，旨在减少土壤扰动，提高土壤肥力，降低对化石燃料的依赖，并增强土壤的水保持能力。本文通过一项为期两年的实验，评估了不同耕作系统对玉米产量及植物参数的影响，特别是在伊朗西部的克尔曼沙赫省。

实验采用的是随机区组设计，将耕作方法（传统耕作、最少耕作和免耕）作为主处理，玉米品种（KSC704、Simon、AS71和BC678）作为副处理，设置三个重复。结果显示，与传统耕作相比，最少耕作和免耕系统分别导致玉米籽粒产量下降了8.6%和22.2%。这些产量下降与较低的氮素利用效率（Nitrogen Use Efficiency, NUE）和SPAD指数密切相关，SPAD指数是衡量叶片氮素含量的重要指标。因此，保护性耕作系统中氮素的可用性受限，可能是影响玉米产量的关键因素。

此外，其他玉米植物参数，如叶面积指数（Leaf Area Index, LAI）、比叶面积（Specific Leaf Area, SLA）、作物生长速率（Crop Growth Rate, CGR）和相对生长速率（Relative Growth Rate, RGR）等，也受到耕作系统的影响。特别是在免耕条件下，这些参数的下降更为明显。这表明，保护性耕作在短期内可能会对玉米的生长和产量造成一定的限制，但其在长期应用中可能带来更多的生态和经济效益。

实验地点位于克尔曼沙赫省，该地区属于冷温带气候，年均降水量为450毫米，年均温度为22摄氏度。实验期间的天气数据表明，尽管第二年天气条件相对较好，如早春降水量增加，整体气温较低，但玉米产量仍然下降。这可能是由于土壤条件的不利变化，尤其是在保护性耕作系统下，土壤中的氮素含量较低，影响了玉米的生长。

研究还发现，不同玉米品种在保护性耕作系统下的表现存在差异。BC678品种在传统耕作和保护性耕作系统中均表现出较高的产量和生长参数，而AS71品种则表现较差。这提示在选择玉米品种时，应考虑其对不同耕作系统的适应性，以优化生产效果。

在保护性耕作系统中，虽然短期内可能会影响玉米产量，但其在长期应用中可能有助于改善土壤结构，提高土壤肥力，并减少对环境的负面影响。最少耕作相比免耕对玉米产量的影响较小，因此在水资源紧张和土壤侵蚀问题较为严重的地区，最少耕作可能是一个更可行的替代方案。

综上所述，本文的研究结果表明，保护性耕作在短期内可能会对玉米产量产生一定影响，但其在长期应用中具有改善土壤和提高可持续性的潜力。在实际应用中，需要结合当地的气候和土壤条件，选择适合的耕作方式和玉米品种，以实现最佳的产量和生态效益。