秸稈還田條件下不同耕作方式和氮肥配施對冬小麥生長發育的影響

摘要：以華北地區主推的濟麥22號為試材，研究了秸稈還田條件下三種耕作方式配施三個氮肥水平對冬小麥農藝性狀和光合速率的影響。結果表明：耕作方式和氮肥施用對冬小麥農藝性狀和光合速率有顯著影響。深耕（DT）提高了葉綠素相對含量（SPAD）和歸一化植被指數（NDVI），穗數和分蘗數增加，產量最高；免耕（NT）使光合速率加快，成穗率增加，產量在三種耕作方式中居中；旋耕（RT）光合速率最小，成穗率最低，產量最低。氮肥施用可以使產量增加，增加幅度因耕作方式而異。免耕播種減少了勞動力投入，節約了成本，所以深耕或免耕配施225 kg/hm2純氮是值得推薦的模式。

關鍵詞：耕作方式；施氮量；小麥；光合特性；農藝性狀

中圖分類號：S512.1+10.6文獻標識號：A文章編號：1001-4942（2013）03-0047-05

秸稈還田可以改良土壤結構、改善肥力狀況和養分循環，還可以提高農作物產量、維持農業生態平衡，在農業生產中已經得到了廣泛應用[1]。秸稈還田配合不同耕作方式對作物生長有顯著影響，當前的研究結果不盡一致。在小麥生產中，劉世平等（2007）[2]研究認為免耕可以使小麥產量明顯降低；陳四龍等（2006）[3]從水分利用效率綜合考慮，認為旋耕是比較理想的耕作方式；王紅光等（2011）[4]的試驗結果表明深松旋耕易獲得高的產量；呂美蓉等（2010）[5]研究表明免耕和深松耕與秸稈還田的交互效應能夠增加集雨，提高冬小麥產量。在玉米生產中，雖然免耕與常規耕作相比產量無顯著差異，但因投入少，所以經濟效益顯著增加[6]。目前，秸稈還田配合耕作方式對作物產量影響的研究報道較多，而其對光合特性的影響還罕見報道。

氮肥對提高作物產量和農產品品質具有重要作用，在高產實踐中得到了廣泛應用[7，8]。現在普遍認為，一定范圍內，產量隨施氮量增加而增加，過量施用導致產量降低，氮肥的最適用量視具體作物而定。有研究表明，秸稈還田配施氮225 kg/hm2小麥產量最高[9]，施氮180 kg/hm2時水稻產量最高[10]。還有研究表明，施氮顯著促進草地植物地上生物量的積累，中氮水平地下生物量最大[11]。施氮量增加，小麥的分蘗數和葉綠素含量顯著增加[12]；燕麥旗葉凈光合速率、氣孔導度和蒸騰速率顯著提高[13]。

本試驗以華北地區主推小麥品種濟麥22號為材料，研究秸稈還田條件下耕作方式和氮肥配施對小麥不同生長時期光合速率、葉綠素相對含量（SPAD）和歸一化植被指數（NDVI）及農藝性狀的影響，為小麥秸稈還田下的耕作方式和氮肥配施優化方案提供理論依據，為建立小麥無公害安全生產體系提供實施方法。

1 材料與方法1.1 試驗材料

試驗于2011年10月～2012年6月在山東省農業科學院試驗農場進行。供試小麥品種為濟麥22號。土壤質地為壤土，pH 7.2，有機質22.1 g/kg，堿解氮42.3 mg/kg，速效磷25.9 mg/kg，速效鉀185 mg/kg。生育期內降雨152 mm。1.2 試驗設計

本試驗采用裂區設計，主區為耕作方式：①NT（免耕），行距26 cm，②RT（旋耕），深度為18 cm，行距22 cm，③DT（深耕），深度為25 cm，行距22 cm；副區為氮肥施用量，三個施氮水平分別是N165（純氮165 kg/hm2）、N225（純氮225 kg/hm2）和N300（純氮300 kg/hm2）。播期為10月15日，播種量135 kg/hm2。基肥選用氮磷鉀復合肥，各處理基施量一致，其含氮量為75 kg/hm2。NT利用免耕播種機播種、施（基）肥、鎮壓同時完成；RT和DT處理下，基肥于播種前均勻撒施，然后翻耕、耙地、播種、鎮壓。翌年起身期追施氮肥至最終量，隨后灌溉。1.3 測定項目與方法

小麥拔節前測定分蘗數和群體數，成熟期測定穗數、成穗率和產量。光合速率測定：采用英國產CIRAS-1便攜式光合作用測定系統，在晴日上午11時選取各時期內最后一片完全伸展的葉片進行測定。NDVI測定：用美國Ntech公司生產的Green Seeker手持式光譜儀對小麥葉片進行掃描。SPAD測定：用SPAD-502型葉綠素儀在小麥生育期測定SPAD值。

1.4 數據統計

數據處理采用DPS軟件，按裂區試驗的分析教程進行統計分析，用LSD法進行多重比較。

2 結果與分析

2.1 耕作方式和氮肥配施對農藝性狀的影響

不同耕作方式的產量、穗數、成穗率、群體和分蘗數均有顯著差異（表1），說明耕作方式對農藝性狀有顯著影響。不同耕作方式的產量高低為：DT>NT>RT，說明深耕有利于小麥增產。不同耕作方式下穗數多少為：DT>RT>NT，成穗率

施氮后小麥的平均產量為：N225>N300>N165，說明過量施用氮肥不利于小麥增產。施氮后穗數和分蘗數均為：N300>N225>N165，說明氮肥施用量與穗數、分蘗數的變化呈正比。氮肥對成穗率和群體無顯著影響，說明成穗率和群體可能是由遺傳決定的。

2.2 耕作方式和氮肥配施對光合速率的影響

4個生育時期中，光合速率先升高，后降低，灌漿中期達最大值（圖1）。不同耕作方式對光合速率的影響有顯著差異，在開花期、灌漿中期和灌漿后期均為NT>DT>RT，拔節期NT和RT無顯著差異，但均比深耕顯著減少。灌漿中期和灌漿后期對光合產物的積累和小麥產量有重要作用。灌漿中期免耕配施N300光合速率最高，旋耕配施N165光合速率最低。

在3種耕作方式的4個時期中，N165的光合速率，除DT配施N225外均顯著低于N225和N300，N225和N300在不同耕作方式和不同時期中的變化規律不一致，說明低濃度范圍內施用氮肥有加快光合速率的作用，過量施用氮肥不會必然增加光合速率。