玉米秸稈還田對(duì)小麥生長(zhǎng)和土壤水分含量的影響

李錄久 吳萍萍 蔣友坤 王家嘉 呂艷秋

摘要 [目的]研究不同玉米秸稈還田量對(duì)小麥生長(zhǎng)和砂姜黑土水分狀況的影響，探討適宜的秸稈還田量。[方法]設(shè)置0、1 500、3 000、4 500和6 000 kg/hm2玉米干秸稈粉碎還田量，小麥主要生育期采集0～10 、10～20 cm土壤樣品，測(cè)定水分含量；收獲期考察小麥產(chǎn)量結(jié)構(gòu)性狀。[結(jié)果]實(shí)施玉米秸稈粉碎直接還田對(duì)后季小麥生長(zhǎng)發(fā)育具有良好的促進(jìn)作用，籽粒產(chǎn)量增長(zhǎng)3.49%～7.09%，平均提高4.94%，3 000 kg/hm2的中等秸稈用量處理小麥產(chǎn)量最高。小麥拔節(jié)期、孕穗期和開花期0～10 cm、10～20 cm以及0～20 cm土層水分含量顯著提高，減輕了土壤干旱程度。[結(jié)論]

當(dāng)前生產(chǎn)水平下，淮北平原砂姜黑土地區(qū)玉米秸稈適宜還田量為3 000 kg/hm2。

關(guān)鍵詞 秸稈還田；小麥產(chǎn)量；土壤水分；砂姜黑土

Response of Wheat Growth and Soil Moisture Content to Corn Straw Returned to Field

LI Lu-jiu1，WU Ping-ping1，JIANG You-kun2 et al

（1.Soil and Fertilizer Institute， Anhui Academy of Agricultural Sciences，Hefei， Anhui 230031；2.Linquan Institute of Agricultural Science，Linquan，Anhui 236400）

Abstract [Objective] Response of wheat growth and moisture status of lime concern black soil to rate of corn straw returned to field was conducted so as to seek the suitable amount. [Method] Five rates of corn straw 0， 1 500，3 000，4 500 and 6 000 kg/hm2 returned to field were designed and soil moisture content of 0-10 cm and 10-20 cm depth was analyzed in the main period of wheat growth， yield components were reviewed in wheat mature stage. [Result] There was a better accelerated effect of corn straw directly returned to field on wheat growth late season， seed yield increased by 3.49%-7.09%，averagely 4.94%， and the treatment of 3 000 kg/hm2 corn straw rate obtained the highest yield.Soil moisture content of 0-10， 10-20 and 0-20 cm improved obviously in the stage of jointing， booting and flowering so that the drought degree was alleviated. [Conclusion] The suitable rate of corn straw directly returned to field was 3 000 kg/hm2 at present production in lime concern black soil of Huaibei Plain.

Key words Straw returned to field；Wheat yield；Soil moisture；Lime concern black soil

小麥?zhǔn)前不帐≈饕Z食作物，2014年全省播種面積達(dá)243.45萬hm2，占全國(guó)的10.1%，位列全國(guó)第3[1]，發(fā)展小麥生產(chǎn)對(duì)安徽農(nóng)業(yè)具有重要作用。安徽省小麥主要種植于淮河以北地區(qū)，特別是淮北平原，常年種植面積在150萬hm2以上，占安徽省小麥播種面積的70%以上，小麥總產(chǎn)量約占全省小麥總產(chǎn)量的80%，淮北平原小麥生產(chǎn)在安徽省和全國(guó)都占有重要地位。

淮北平原小麥產(chǎn)區(qū)土壤類型主要是砂姜黑土，黏土礦物以蒙脫石為主，質(zhì)地黏重，濕時(shí)泥濘，干旱時(shí)堅(jiān)硬，耕作性狀不良，土壤水分變化頻繁，保水供水能力弱，易旱易澇[2]。小麥生育期易發(fā)生春旱，特別是開花期，遭遇干旱會(huì)嚴(yán)重影響小麥?zhǔn)诜酆妥蚜．a(chǎn)量。改良砂姜黑土不良水分性狀，提高土壤保水供水能力對(duì)小麥高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)有重要作用。有關(guān)研究表明，秸稈還田能改善土壤物理性狀，提高作物產(chǎn)量[3-6]。為此開展該試驗(yàn)，以探討不同秸稈還田量對(duì)小麥生長(zhǎng)和砂姜黑土水分狀況的影響。

1 材料與方法

1.1 供試土壤

試驗(yàn)在安徽省臨泉縣農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所試驗(yàn)地進(jìn)行，土壤為普通砂姜黑土，肥力中等，灌溉條件良好。播前0～20 cm耕層土壤養(yǎng)分狀況：pH 為6.23，有機(jī)質(zhì)15.93 g/kg，全氮1.09 g/kg，全磷0.23 g/kg，堿解氮78.28 mg/kg，有效磷13.65 mg/kg，速效鉀115.2 mg/kg。土壤養(yǎng)分主要限制因子是N和K。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)在施N 200 kg/hm2、P2O5 90 kg/hm2和K2O 90 kg/hm2的等量氮磷鉀肥的基礎(chǔ)上進(jìn)行，設(shè)置0、1 500、3 000、4 500和6 000 kg/hm2共5個(gè)玉米秸稈還田用量，以CK、S1 500、S3 000、S4 500和S6 000表示，構(gòu)成5個(gè)處理。試驗(yàn)使用的氮、磷、鉀肥料分別為尿素、磷酸二銨、氯化鉀。小區(qū)面積20.0 m2，3次重復(fù)，完全隨機(jī)區(qū)組排列。70%的氮肥和全部磷鉀肥作基肥一次性施用，剩下的30%氮肥作追肥于小麥拔節(jié)期追施。玉米秸稈先機(jī)械粉碎，再于小區(qū)人工開溝后翻埋于15 cm土壤溝內(nèi)。供試小麥品種為煙農(nóng)19號(hào)，2012年10月21日播種，第2年6月初收獲。其他栽培管理措施同當(dāng)?shù)匾话愦筇镄←湣?/p>

1.3 小麥植株樣品采集

小麥成熟期每小區(qū)采集代表性的小麥植株樣品30株，帶回室內(nèi)進(jìn)行考種，考察穗長(zhǎng)、小穗數(shù)、穗粒數(shù)和千粒重等指標(biāo)。

1.4 土壤水分測(cè)定

土壤含水量的測(cè)定采用烘干稱重法，用質(zhì)量百分?jǐn)?shù)表示土壤含水量。在小麥生長(zhǎng)發(fā)育關(guān)鍵時(shí)期，即3月中旬的拔節(jié)期、4月初的孕穗期和5月上旬的開花期，用土鉆采集各個(gè)小區(qū)0～20 cm的土壤樣品，測(cè)定相關(guān)層次土壤含水量，樣品分0～10 cm和10～20 cm共2個(gè)層次。采樣前在室內(nèi)完成鋁盒清洗、編號(hào)、烘干和稱重等工作，室外采樣完成后立刻帶回室內(nèi)，用千分之一精度的電子天平稱量，然后放入烘箱烘干至恒重，計(jì)算土壤含水量。烘干溫度設(shè)定為105 ℃、時(shí)間為24 h以上，以保證土壤中水分全部蒸發(fā)。

1.5 數(shù)據(jù)處理

數(shù)據(jù)采用Excel和SPSS軟件進(jìn)行處理和統(tǒng)計(jì)分析，用最小差異顯著LSD法進(jìn)行差異顯著性檢驗(yàn)。

2 結(jié)果與分析

2.1 玉米秸稈直接還田對(duì)小麥產(chǎn)量及其構(gòu)成的影響

從表1可看出，淮北平原砂姜黑土地區(qū)，在氮磷鉀肥配合施用的基礎(chǔ)上，實(shí)施玉米秸稈粉碎直接還田，對(duì)后季小麥生長(zhǎng)發(fā)育具有良好的促進(jìn)作用。與無秸稈還田的對(duì)照相比，施用不同數(shù)量的玉米秸稈后，小麥穗長(zhǎng)增加，結(jié)實(shí)小穗數(shù)和總小穗數(shù)有所增多，不孕小穗數(shù)減少，穗粒數(shù)和千粒重增長(zhǎng)明顯，經(jīng)濟(jì)性狀改善，為籽粒產(chǎn)量的提高打下了基礎(chǔ)。相比對(duì)照，實(shí)施1 500～6 000 kg/hm2秸稈還田后，小麥籽粒產(chǎn)量增長(zhǎng)3.49%～7.09%，平均提高4.94%，增產(chǎn)作用較為明顯。小麥產(chǎn)量隨秸稈還田量的增加先提高后降低，3 000 kg/hm2的中等秸稈還田量處理小麥產(chǎn)量最高，較對(duì)照增產(chǎn)7.09%，但增產(chǎn)效應(yīng)沒有達(dá)到0.05的顯著水平，表明適宜的秸稈還田量不會(huì)對(duì)當(dāng)季小麥生長(zhǎng)發(fā)育造成不利影響。

2.2 玉米秸稈直接還田對(duì)砂姜黑土水分含量的影響

2.2.1

對(duì)拔節(jié)期土壤水分含量的影響。從表2可看出，淮北平原砂姜黑土地區(qū)，玉米收獲后實(shí)施秸稈粉碎后深埋直接還田，對(duì)后季小麥土壤水分含量有明顯影響。小麥拔節(jié)期，與無秸稈還田的對(duì)照相比，實(shí)施1 500～6 000 kg/hm2玉米秸稈粉碎深埋還田后，0～10 cm和10～20 cm 土壤含水量分別提高0.10～1.73、0.18～2.29百分點(diǎn)，相對(duì)提高0.62%～10.64%和1.41%～17.93%，平均增長(zhǎng)5.66%和9.24%。秸稈還田量對(duì)2個(gè)層次土壤含水量的影響完全不同（表1），0～10 cm土壤含水量隨著秸稈還田用量的增加而降低，最低秸稈用量的S1 500處理最高，與不施秸稈的對(duì)照間差異達(dá)顯著水平；10～20 cm土壤含水量的變化趨勢(shì)則與此完全相反，隨著秸稈還田量的增加，砂姜黑土含水量顯著提高，最高還田量的S6 000處理最高，其次是S4 500處理，與對(duì)照間的差異均達(dá)顯著水平。0～20 cm土壤，秸稈直接還田處理土壤含水量較對(duì)照增加0.67～1.15百分點(diǎn)，相對(duì)提高4.62%～7.93%，平均提高6.25%，土壤含水量隨著秸稈還田量的增加先增加后降低，中間還田量的S3 000處理最高，但與對(duì)照間的差異均不顯著。土壤含水量的提高為小麥生長(zhǎng)發(fā)育創(chuàng)造了適宜的水分條件。

2.2.2

對(duì)小麥孕穗期土壤水分含量的影響。從表2可看出，實(shí)施玉米秸稈粉碎直接還田對(duì)后茬小麥孕穗期砂姜黑土水分含量也有明顯影響。與對(duì)照相比，0～10 cm和10～20 cm土壤含水量分別增加0.78～1.91、0.24～1.10百分點(diǎn)，分別提高8.07%～19.77%和2.00%～9.18%，平均增長(zhǎng)13.33%和5.30%。與拔節(jié)期相似，秸稈還田量對(duì)孕穗期2個(gè)層次砂姜黑土水分含量也有不同的影響：0～10 cm土壤含水量隨秸稈還田量的增加呈先升高后降低的趨勢(shì)，中低用量的S3 000和S1 500處理增加幅度較大，相應(yīng)分別達(dá)15.73%和19.77%，與對(duì)照間的差異達(dá)0.05的顯著水平；10～20 cm土壤含水量也是呈先升高后降低的趨勢(shì)，但是中高秸稈用量的S4 500處理最高，S6 000處理次之，且與對(duì)照間的差異均不顯著。0～20 cm層次，秸稈還田處理土壤含水量較對(duì)照相對(duì)提高3.23%～9.98%，平均升高7.67%，S3 000處理最高。

2.2.3

對(duì)小麥開花期土壤水分含量的影響。從表2可知，實(shí)施玉米秸稈粉碎直接還田對(duì)后茬小麥開花期砂姜黑土水分含量也有明顯影響。與對(duì)照相比，0～10 cm和10～20 cm 土壤含水量分別增加0.92～1.20及0.68～1.42百分點(diǎn)，分別提高11.26%～14.69%和7.14%～ 14.90%，平均升高12.76%和9.65%，0～10 cm土壤含水量也隨秸稈還田量的增加而增加，與對(duì)照間的差異均達(dá)0.05的顯著水平，S6 000處理最高；10～20 cm土壤含水量隨秸稈用量的增加呈先升后降的趨勢(shì)，S4 500處理最高，與對(duì)照差異顯著，其他處理

間差異不顯著。0～20 cm土層，土壤含水量升高8.93%～14.35%，平均增加11.05%，中高秸稈還田量的處理S4 500和S6 000較高，與對(duì)照間呈顯著差異（表2）。土壤含水量增加，干旱程度有所減輕。

3 結(jié)論

淮北平原砂姜黑土實(shí)施玉米秸稈粉碎直接還田，對(duì)后季小麥生長(zhǎng)發(fā)育具有良好的促進(jìn)作用。實(shí)施1 500～6 000 kg/hm2秸稈還田后，小麥籽粒產(chǎn)量增長(zhǎng)3.49%～7.09%，平均提高4.94%，3 000 kg/hm2的中等秸稈還田量處理小麥產(chǎn)量最高。

實(shí)施玉米秸稈粉碎直接還田能有效提高后季小麥拔節(jié)期、孕穗期和開花期等主要生育期0～10 cm和10～20 cm 2個(gè)層次土壤含水量，顯著增加0～20 cm 土層水分含量，為小麥生長(zhǎng)發(fā)育創(chuàng)造適宜的土壤水分條件?？傮w上，3 000 kg/hm2秸稈還田處理土壤水分含量較高，有利于春季小麥生長(zhǎng)發(fā)育。

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