秸稈還田與氮肥配施對小麥產(chǎn)量和收獲指數(shù)的影響

姜自紅+劉中良+江生泉

摘 ? ?要：以‘濟(jì)麥22為材料，研究玉米秸稈還田與不同用量氮肥配施對小麥群體動態(tài)、產(chǎn)量及收獲指數(shù)等的影響。結(jié)果表明：與單施氮肥或單純秸稈還田處理相比，秸稈還田配施氮肥能夠顯著促進(jìn)小麥增產(chǎn)，且秸稈還田M+N肥（施氮量225 kg·hm-2）處理增產(chǎn)效果最佳，比對照（CK）、秸稈還田和單施氮肥處理分別增產(chǎn)16.1%，7.7%和6.1%。秸稈還田配施氮肥增加了單位面積穗數(shù)和穗粒數(shù)，增大冬前分蘗和春季最大分蘗，提高成穗率，促進(jìn)收獲指數(shù)的提高。本試驗以M+N處理效果最佳。

關(guān)鍵詞：小麥;秸稈還田;氮肥;產(chǎn)量;收獲指數(shù)

中圖分類號：S147.35 ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A ? ? ? ? DOI 編碼：10.3969/j.issn.1006-6500.2016.01.003

Effects of Straw Mulching and Nitrogen Fertilizer on Grain Yield and Harvest Index of Winter Wheat

JIANG Zihong1，LIU Zhongliang2，JIANG Shengquan1

（1. Chuzhou Vocational and Technical College，Chuzhou，Anhui 239000， China; 2.Tai'an Academy of Agricultural Sciences， Tai'an，Shandong 271000， China）

Abstract： Using "Jimai NO.22" as material， effects of straw mulching and nitrogen fertilizer on population dynamic， grain yield and harvest index of winter wheat were studied. The result showed that compared with no straw mulching and no nitrogen fertilizer treatments，straw mulching plus nitrogen fertilizer improved grain yield，and the result of M+N（N 225 kg·hm-2） was the best，the yield of which increased 16.1%， 7.7% and 6.1% than that of CK， M and N treatment. Straw mulching plus nitrogen fertilizer increased panicle per unit area and grain number per spike. Straw mulching plus nitrogen fertilizer also increased tiller number before winter and the most tiller number，and increased spike rate and harvest index. The result of treatment M+N was the best in this experiment.

Key words： wheat; straw mulching; nitrogen fertilizer; yield; harvest index

我國是農(nóng)業(yè)大國，秸稈資源十分豐富，農(nóng)作物秸稈含有作物必需的碳、氮、磷、鉀等營養(yǎng)元素，秸稈直接還田已成為冬麥區(qū)玉米秸稈處理的主要方式，不僅杜絕了秸稈焚燒所造成的大氣污染， 同時還可以提升農(nóng)田土壤基礎(chǔ)肥力，起到增肥增產(chǎn)作用[1]。玉米秸稈C/N比較高，其腐解快慢和程度對下茬作物前期生長有較大影響，通過施氮來協(xié)調(diào)碳、氮源比例是促進(jìn)秸稈腐解的重要途徑之一。一方面施氮調(diào)節(jié)C/N比，有效增加微生物的活性和數(shù)量，促進(jìn)秸稈腐解[2-3];另一方面秸稈還田可有效減少氮的損失，也有利于改善土壤-作物間氮素轉(zhuǎn)化，提高氮肥利用率。秸稈還田與氮肥配施對小麥的影響雖已有較多研究，但對小麥群體動態(tài)及收獲指數(shù)的影響研究還較少，因此，本試驗通過研究玉米秸稈還田與不同氮肥用量的配施對小麥群體動態(tài)、產(chǎn)量和產(chǎn)量構(gòu)成要素以及收獲指數(shù)的影響，以期為小麥—玉米一年兩熟制地區(qū)的秸稈還田措施提供理論依據(jù)。

1 材料和方法

1.1 供試土壤與材料

試驗于安徽滁州實驗基地進(jìn)行，該地區(qū)的種植方式為小麥—玉米一年兩熟制。供試土壤為棕壤，基本理化性狀為有機(jī)質(zhì)10.1 g·kg-1，堿解氮73. 4 mg·kg-1，速效磷21.3 mg·kg-1，速效鉀92. 7 mg·kg-1。小麥品種：濟(jì)麥22。供試肥料包括尿素（含N 46.0%）、過磷酸鈣（含P2O5 12.0%）、氯化鉀（含K2O 60.0%）。

1.2 試驗方法

1.2.1 處理設(shè)計 本試驗設(shè)置6個處理，分別為：（1）玉米秸稈不還田+不施氮（CK）;（2）玉米秸稈不還田+施氮（N），施氮量為225 kg·hm-2;（3）玉米秸稈還田（M）;（4）玉米秸稈還田+減施氮（M+N-），施氮量為168.75 kg·hm-2;（5）玉米秸稈還田+施氮（M+N），施氮量為225 kg·hm-2;（6）玉米秸稈還田+增施氮（M+N+），施氮量為281.25 kg·hm-2，其中每公頃投入P2O5 105 kg，K2O 90 kg，N肥基追比例為4∶6，P、K肥一次性基施。

1.2.2 ?田間設(shè)計 試驗地塊前茬作物為玉米，玉米收獲后按照試驗處理要求，將1、2處理秸稈清理干凈，耕地筑畦后，按定點位置和處理要求劃出試驗小區(qū)。試驗小區(qū)長9.0 m，寬4.5 m，面積40.5 m2。每處理重復(fù)3次，隨機(jī)排列。

1.3 調(diào)查項目及方法

1.3.1 群體發(fā)育動態(tài) 在小麥三葉期，各處理小區(qū)確定觀測點，分別調(diào)查冬前分蘗、最大分蘗，收獲前各處理小區(qū)選取代表性樣段（1.05 m2）調(diào)查有效穗數(shù)。

1.3.2 收獲指數(shù) 各處理小區(qū)確定均勻地段齊地平面刈割長1 m的2個樣段，分別裝入網(wǎng)袋，完全風(fēng)干，稱質(zhì)量后脫粒，分別測定收獲樣段的籽粒風(fēng)干質(zhì)量和秸稈風(fēng)干質(zhì)量。

1.3.3 株高及穗粒數(shù) 各處理小區(qū)自收獲樣段選取代表性植株20株測量株高并調(diào)查穗粒數(shù)。

1.3.4 籽粒產(chǎn)量及千粒質(zhì)量 各處理小區(qū)選擇長勢均勻地段，收取5.25 m2的樣方，測定籽粒產(chǎn)量，并測定各小區(qū)籽粒千粒質(zhì)量。

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計方法

應(yīng)用LSD法對試驗結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同處理對小麥產(chǎn)量的影響

表1的數(shù)據(jù)表明，與CK相比，其余處理分別增產(chǎn)5.4%，9.5%，12.1%，16.1%和12.4%，除玉米秸稈還田處理外，其余各處理產(chǎn)量差異均達(dá)到0.01顯著水平;與玉米秸稈還田處理相比，其余施氮處理分別增產(chǎn)3.8%，6.3%，10.2%和6.6%，其中秸稈還田后增施氮肥處理產(chǎn)量差異達(dá)到0.05和0.01水平;秸稈還田后增施氮肥處理間差異不顯著。

2.2 不同處理對產(chǎn)量構(gòu)成因素的影響

由表2可以看出，與CK相比，各處理小麥畝穗數(shù)均增大，其中M+N差異達(dá)到0.01水平，M+N-和M+N+差異均達(dá)到0.05顯著水平;與M相比，各施氮處理小麥畝穗數(shù)均增大，其中M+N差異達(dá)到0.01顯著水平，M+N-和M+N+差異均達(dá)到0.05顯著水平;與N相比，施氮配施秸稈還田處理小麥單位面積穗數(shù)均增大，其中M+N差異達(dá)到0.01顯著水平，M+N-差異達(dá)到0.05顯著水平。

在小麥穗粒數(shù)變化方面，各施氮處理小麥單位面積穗數(shù)均比CK和M增大，尤其秸稈還田后配施氮肥效果更佳，其中M+N增大效果達(dá)到0.05差異水平，其余處理間差異不顯著。

各處理千粒質(zhì)量變化趨勢依次為：M+N->N>M>M+N+>M+N>CK。與CK相比，M+N-差異達(dá)到0.01顯著水平，M和N差異均達(dá)到0.05顯著水平;M、N與M+N間差異均達(dá)到0.05顯著水平;此外M+N-與M+N、M+N+間差異達(dá)到0.05顯著水平;其余處理間差異不顯著。

2.3 不同處理對株高和群體結(jié)構(gòu)的影響

由表3可以看出，各處理株高變化趨勢為：M+N+>M+N>M+N->N>M>CK。其中，M+N+、M+N與CK間差異達(dá)到0.05顯著水平;其余各處理間差異不顯著。

冬前分蘗各處理變化趨勢依次是：M+N+>M+N->M+N>N>M>CK。同CK相比，其余各處理差異均達(dá)到0.01顯著水平;M+N+與M+N、N、M間差異均達(dá)到0.01顯著水平，與M+N-差異達(dá)到0.05顯著水平;其余處理間差異不顯著。

最大分蘗各處理變化趨勢是：M+N+>M+N>N>M+N->M>CK。M+N+與M、CK間差異達(dá)到0.01顯著水平;M+N與M、CK間差異達(dá)到0.05顯著水平;其余處理間差異不顯著。

有效分蘗變化趨勢見2.2節(jié)單位面積穗數(shù)變化趨勢分析。

2.4 不同處理對生物量和收獲指數(shù)的影響

表4表明，各處理生物產(chǎn)量變化趨勢依次為M+N+>M+N>M+N->N>CK>M，各處理間差異不顯著。各處理收獲指數(shù)變化趨勢為：M+N>M+N->M+N+>M>N>CK。其中，處理6、7與處理1間差異達(dá)到0.05顯著水平;處理4與處理6間差異達(dá)到0.05顯著水平;其余處理間差異不顯著。

3 ?結(jié)論與討論

施氮本身可增加光合產(chǎn)物積累，協(xié)調(diào)產(chǎn)量結(jié)構(gòu)而增產(chǎn)[4-7]，秸稈還田下配施氮肥的研究也有較多報道，秸稈還田配合合理施氮量及基追比例可以顯著提高小麥灌漿速率和產(chǎn)量[8-9]。本研究發(fā)現(xiàn)與單施氮肥或單純秸稈還田處理相比，秸稈還田配施氮肥能夠顯著促進(jìn)小麥增產(chǎn)，且M+N（施氮量225 kg·hm-2）處理增產(chǎn)效果最佳，分別比對照（CK）、秸稈還田和單施氮肥處理增產(chǎn)16.1%，7.7%，6.1%。過量的氮肥N+（施氮量為281.25 kg·hm-2）使小麥產(chǎn)量又有所降低。秸稈還田配施氮肥對小麥產(chǎn)量的增加效應(yīng)主要是因為增加了單位面積穗數(shù)和穗粒數(shù)，而千粒質(zhì)量卻有所降低。秸稈還田配施氮肥增產(chǎn)最主要的原因應(yīng)該是明顯改善小麥群體結(jié)構(gòu)，表現(xiàn)為秸稈還田配施氮肥可以增大冬前分蘗和春季最大分蘗，并提高成穗率，其中M+N（施氮量為225 kg·hm-2）和M+N-（施氮量168.75 kg·hm-2）效果比較顯著。從產(chǎn)量和成穗率結(jié)果來看，秸稈還田并適量減施氮肥對產(chǎn)量影響不明顯，這與江曉東等[10]的研究結(jié)果一致。

秸稈還田配施氮肥不僅能夠增加小麥籽粒產(chǎn)量，同時還會促進(jìn)小麥地上部的生長，秸稈還田配施氮肥對小麥株高有一定的促進(jìn)作用，差異在1.22～3.78 cm之間變化，提高小麥的生物量，為經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量的形成提供了物質(zhì)基礎(chǔ)。秸稈還田配施氮肥協(xié)調(diào)了籽粒產(chǎn)量和生物產(chǎn)量，最終提高收獲指數(shù)。

參考文獻(xiàn)：

[1] 劉榮樂，金繼運.我國北方土壤-作物系統(tǒng)內(nèi)鉀素循環(huán)特征及秸稈還田與施鉀肥的影響[J].植物營養(yǎng)與肥料學(xué)報，2000，6（2）：123-132.

[2] 丁雪麗，何紅波，李小波，等.不同供氮水平對玉米秸稈降解初期碳素礦化及微生物量的影響[J].土壤通報，2008，39（4）：784-788.

[3] 趙鵬，陳阜.秸稈還田配施化學(xué)氮肥對冬小麥氮效率和產(chǎn)量的影響[J].作物學(xué)報，2008，34（6）：1014-1018.

[4] 康國章，王永華，郭天財，等.氮素施用對超高產(chǎn)小麥生育后期光合特性及產(chǎn)量的影響[J].作物學(xué)報，2003，29（1）：82-86.

[5] 張定一，黨建友，王姣愛，等.施氮量對不同品質(zhì)類型小麥產(chǎn)量、品質(zhì)和旗葉光合作用的調(diào)節(jié)效應(yīng)[J].植物營養(yǎng)與肥料學(xué)報，2007，13（4）： 535-542.

[6] 孫旭生，林琪，劉義國，等.不同施氮量對超高產(chǎn)小麥灌漿期光合日變化的影響[J].華北農(nóng)學(xué)報，2008（1）：158-162.

[7] 劉義國，林琪，王寧.秸稈還田與氮供應(yīng)對小麥灌漿期光合日變化的影響[J].華北農(nóng)學(xué)報，2013（5）：219-223.

[8] 王大用，李金秀，李金榜，等.秸稈還田與氮肥不同施用方式對小麥產(chǎn)量及灌漿速率的影響[J].農(nóng)業(yè)科技通訊，2012（9）：35-37.

[9] 張傳輝，楊四軍，顧克軍，等.秸稈還田對小麥碳氮轉(zhuǎn)運和產(chǎn)量形成的影響[J].華北農(nóng)學(xué)報，2013（6）：214-219.

[10] 江曉東，遲淑筠，寧堂原，等.秸稈還田與施氮量對小麥、玉米產(chǎn)量與品質(zhì)的影響[J].河南農(nóng)業(yè)科學(xué)，2010（12）：44-47.