稻草還田對(duì)土壤與小麥產(chǎn)量及其構(gòu)成因素的影響

劉惠婷， 陳一定

(1.桐鄉(xiāng)市濮院鎮(zhèn)油車橋糧油農(nóng)機(jī)專業(yè)合作社，浙江 桐鄉(xiāng) 314500； 2.浙江省耕地質(zhì)量與肥料管理總站，浙江 杭州 310020；3.浙江農(nóng)藝師學(xué)院，浙江 杭州 310021)

土壤是萬(wàn)物之本、生命之源，其質(zhì)量的好壞直接影響作物產(chǎn)量的高低[1]。研究證實(shí)，稻草還田是提高土壤養(yǎng)分含量、改善土壤質(zhì)地結(jié)構(gòu)、提高土壤綜合生產(chǎn)能力的重要舉措[2-4]。但關(guān)于稻草長(zhǎng)期還田對(duì)耕地質(zhì)量的影響，以及稻草還田時(shí)機(jī)和還田量對(duì)后茬作物產(chǎn)量的影響報(bào)道較少。小麥?zhǔn)俏覈?guó)最主要的糧食作物之一，其產(chǎn)量的高低事關(guān)國(guó)家糧食安全大事。為此本試驗(yàn)以小麥為材料，在研究稻草長(zhǎng)期還田對(duì)耕地質(zhì)量影響的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步探索了稻草還田時(shí)機(jī)和還田量對(duì)小麥產(chǎn)量及其構(gòu)成因素的影響，以期探明小麥高產(chǎn)條件下最佳稻草還田模式。

1 材料與方法

1.1 材料

參試小麥品種為石麥26。

1.2 方法

長(zhǎng)期稻草還田對(duì)土壤養(yǎng)分含量的影響試驗(yàn)。于2009—2017年采用田間定位試驗(yàn)，設(shè)置常規(guī)施肥、稻草還田2個(gè)處理。稻草還田處理，在水稻收割時(shí)，收割機(jī)將稻草打碎，按照還田草量進(jìn)行耕翻還田。供試土壤基本理化性狀：有機(jī)質(zhì)26.10 g·kg-1、全氮1.29 g·kg-1、有效磷25.00 mg·kg-1、速效鉀 44.00 mg·kg-1、pH值 5.35。作物采收后采集土樣測(cè)定土壤有機(jī)質(zhì)、堿解氮、有效磷、速效鉀含量，以及pH值。

稻草還田時(shí)機(jī)和還田量對(duì)小麥產(chǎn)量的影響試驗(yàn)。于2019—2020年春在桐鄉(xiāng)市濮院鎮(zhèn)油車橋村進(jìn)行。采用大田試驗(yàn)，設(shè)置播前稻草半量還田(E50)、播后稻草半量還田(L50)、播前稻草全量還田(E100)、稻草不還田對(duì)照(CK)4個(gè)處理。其中半量還田稻草用量為3 000 kg·hm-2，全量還田稻草用量為6 000 kg·hm-2。稻草還田操作方式，在水稻收割時(shí)，收割機(jī)將稻草打碎，按照還田量進(jìn)行耕翻還田。

2個(gè)試驗(yàn)施肥按照當(dāng)?shù)爻Ｒ?guī)進(jìn)行，各處理田間管理措施按照常規(guī)進(jìn)行。收獲期采集不同處理的小麥樣品，測(cè)定植株每穗粒數(shù)、千粒重和產(chǎn)量。

1.3 數(shù)據(jù)處理

數(shù)據(jù)采用DPS2000軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，利用Origin 8.0軟件進(jìn)行制圖。

2 結(jié)果與討論

2.1 長(zhǎng)期稻草還田對(duì)土壤養(yǎng)分的影響

表1表明，長(zhǎng)達(dá)9 a的田間定位試驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示，稻草還田處理提高了土壤養(yǎng)分含量以及pH，其中土壤有機(jī)質(zhì)、全氮、有效磷、速效鉀含量較試驗(yàn)前(2009年)土壤基礎(chǔ)值分別提高8.8%、28.7%、65.6%和438.4%，土壤pH提高0.15單位；常規(guī)施肥處理土壤有酸化現(xiàn)象，表明稻草還田具有長(zhǎng)期的土壤培肥功效，生產(chǎn)中可大力推廣應(yīng)用。

表1 長(zhǎng)期稻草還田對(duì)土壤養(yǎng)分含量的影響

2.2 稻草還田時(shí)機(jī)和還田量對(duì)小麥產(chǎn)量的影響

由圖1可見(jiàn)，稻草還田E50、L50、E100處理小麥產(chǎn)量均高于無(wú)稻草還田的對(duì)照(CK)，分別是對(duì)照的1.40、1.31和1.12倍。稻草還田量和還田時(shí)機(jī)對(duì)小麥產(chǎn)量有一定影響，播前稻草半量還田(E50)處理小麥產(chǎn)量最高，為7 650 kg·hm-2，播后稻草半量還田(L50)處理次之。

圖1 稻草還田時(shí)機(jī)和還田量對(duì)小麥產(chǎn)量的影響

2.3 稻草還田時(shí)機(jī)和還田量對(duì)小麥產(chǎn)量構(gòu)成因素的影響

由表2可見(jiàn)，稻草還田處理提高了小麥有效穗、每穗粒數(shù)和千粒重等產(chǎn)量構(gòu)成因素。其中播前稻草半量還田(E50)小麥有效穗、每穗粒數(shù)和千粒重分別較對(duì)照高53.2%、50.7%和29.6%。對(duì)不同稻草還田模式產(chǎn)量構(gòu)成因素的比較發(fā)現(xiàn)，播前稻草半量還田的有效穗數(shù)最高，播后稻草半量還田次之，播前稻草全量還田最低；每穗粒數(shù)和千粒重的變化趨勢(shì)與有效穗一致，也是播前半量還田最高，播后半量還田次之，播前全量還田最低。

表2 稻草還田時(shí)機(jī)和還田量對(duì)小麥產(chǎn)量構(gòu)成因素的影響

3 小結(jié)與討論

稻草還田是農(nóng)業(yè)利用稻草的常見(jiàn)方式之一[5-6]，稻草還田可提高土壤全氮、全磷、全鉀和土壤有機(jī)質(zhì)含量，提高pH 值[7]，增加土壤胡敏酸和胡敏素的含量，增加富里酸含量并使之處于穩(wěn)定水平，還能夠顯著地提高CHA/CFA和PQ值，提高耕地質(zhì)量水平[8]。本試驗(yàn)結(jié)果表明，長(zhǎng)期稻草還田提高了土壤有機(jī)質(zhì)、全氮、有效磷和速效鉀含量，并改善土壤酸堿度，可長(zhǎng)期應(yīng)用于土壤的改良培肥。

稻草還田影響作物產(chǎn)量水平，趙士誠(chéng)等[9]研究發(fā)現(xiàn)，稻草還田提高小麥-玉米輪作系統(tǒng)的作物產(chǎn)量水平，稻草還田對(duì)小麥產(chǎn)量的影響可能是由于稻草還田顯著提高冬小麥全生育期干物質(zhì)積累總量，降低開(kāi)花前干物質(zhì)積累量及其占全生育期比例[10]。本試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，稻草還田提高小麥產(chǎn)量，可能是由于稻草還田提高了有效穗、每穗粒數(shù)和千粒重等產(chǎn)量構(gòu)成因素的共同作用。

試驗(yàn)還表明，稻草還田時(shí)機(jī)和還田量影響小麥產(chǎn)量。播前稻草半量還田小麥產(chǎn)量最高，播后稻草半量還田次之，播前稻草全量還田產(chǎn)量最低，稻草還田時(shí)機(jī)和還田量對(duì)產(chǎn)量的影響可能是通過(guò)影響有效穗、每穗粒數(shù)、千粒重實(shí)現(xiàn)的。稻草半量還田的小麥產(chǎn)量、有效穗、每穗粒數(shù)、千粒重高于稻草全量還田，可能是由于試驗(yàn)期間有雨雪凍害天氣，與稻草半量還田相比，全量還田土壤中稻草較多、空隙較大，小麥出苗不均，根系發(fā)育不良，易受凍害天氣影響。

綜上所述，稻草還田時(shí)機(jī)和還田量是影響小麥產(chǎn)量的重要因素。稻草還田處理小麥產(chǎn)量高于無(wú)稻草還田，稻草半量還田小麥產(chǎn)量高于全量還田，播前稻草還田小麥產(chǎn)量高于播后稻草還田，小麥高產(chǎn)條件下最佳稻草還田模式為播前稻草半量還田。