秸稈還田條件下耕作方式與氮素水平對小麥群體及產量的影響

陳貴菊，王福玉，高國良，江 濤，尹遜利，王秋云，岳增輝

(濟寧市農業科學研究院，山東濟寧 272031)

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秸稈還田條件下耕作方式與氮素水平對小麥群體及產量的影響

陳貴菊，王福玉，高國良，江 濤，尹遜利*，王秋云，岳增輝

(濟寧市農業科學研究院，山東濟寧 272031)

[目的] 考察秸稈還田條件下不同耕作方式與氮素水平對小麥群體構建和產量的影響。[方法]秸稈還田條件下連續3年在同一高肥水地塊，實施免耕、2年旋耕+1年深耕和深耕3種耕作方式，同時進行165 、225 和300 kg(N) /hm23個氮素水平的試驗，研究了不同耕作方式和氮素水平對小麥群體構建和產量的影響。[結果]試驗表明，深耕方式最有利于小麥合理群體的構建和產量的提高，但是從經濟效益角度分析兩旋一耕是最經濟的耕作方式；225 kg(N) /hm2是值得推薦的用氮量。[結論] 研究可為秸稈還田條件下小麥的耕作方式及氮素水平的選擇提供數據參考。

秸稈還田；耕作方式；氮素； 小麥

秸稈還田可以改善土壤結構，提高土壤肥力和養分循環，提高作物的產量，維持農業生態平衡，在農業生產中得到廣泛的應用[1]。在小麥生產中，不同的耕作方式對小麥產量的影響不同，前人也做過相關的研究[2-7]，但是秸稈還田條件下哪種耕作方式對產量增產效果更好目前還沒有統一的結論。氮肥對提高作物產量具有重要作用，在高產實踐中得到了廣泛應用[8-9]。徐曉光認為，高氮素360 kg(N)/hm2較低氮素施用小麥單位面積穗數、穗粒數和千粒重都明顯提高[10]，但是實踐證明，氮肥的用量并不是越多越好。陳俊認為，在秸稈還田條件下隨著施氮量的增加籽粒產量先增加后降低，以225 kg(N)/hm2最高，270 kg(N)/hm2開始下降[11]。張榮亭等認為，深耕模式下225 kg(N)/hm2值得推薦[7],至于用氮量是多少為最佳，目前也仍沒有統一的定論。筆者對3年定位試驗進行了分析，為該領域的研究提供了數據參考。

1 材料與方法

1.1 試驗材料試驗于2011年10月～2014年6月在濟寧市農業科學研究院試驗田秸稈還田地塊進行,供試品種為濟麥22。

1.2 試驗設計試驗采用裂區設計隨機排列主區，主區設免耕、深耕和兩旋一耕3個處理(表1)。副區設3個氮素水平，分別為適氮處理225 kg(N)/hm2,減氮處理165 kg(N)/hm2、增氮處理300 kg(N)/hm2，分別標記為N15、N11 和N20。磷、鉀肥與50%的氮肥于耕前施入作為基肥，其余的50%氮肥于拔節期追施，其他田間管理同一般大田。

1.3 數據采集與統計采集并測量各處理出苗、越冬、返青、拔節時群體的莖蘗數以及成熟時最終成穗數，收獲期產量、穗數、穗粒數、千粒重等數據。數據采用Excel 2007和DPS7.05軟件處理，多重比較采用LSD法。

表1 耕作方式說明

耕作方式耕作說明免耕每年旋耕1遍深耕每年深耕1遍旋耕2遍兩旋一耕前2年每年旋耕2遍,后一年深耕1遍旋耕2遍

2 結果與分析

2.1 不同耕作方式和氮素水平對小麥群體動態的影響通過對不同耕作方式和氮素水平下小麥群體比較(圖1)可知，出苗質量深耕最好，免耕最差；小麥分蘗速度由快到慢依次是深耕>兩旋一耕>免耕，但深耕與兩旋一耕之間差距略小。深耕與兩旋一耕處理冬前分蘗量沒有明顯差距，返青期以后差距開始明顯，最大群體仍是深耕>兩旋一耕>免耕。

冬前群體和返青群體大小和增長速度在3種氮素處理之間規律基本一致，即在免耕條件下為N20>N15>N11，深耕條件下為N15>N11>N20，兩旋一耕條件下為N15>N20>N11；最大群體的變化規律為免耕和兩旋一耕條件下N20>N15>N11，深耕條件下大小順序N11>N20>N15。

分析可知，深耕方式出苗質量最好，進入分蘗期最快，有利于快速構建大的群體，免耕不利于保證出苗質量，分蘗慢，兩旋一耕方式雖然沒有深耕效果好但是兩者差別不是很明顯。增加氮肥能夠利于增加小麥群體，但是深耕條件下，可以適當減少氮肥用量。

2.2 耕作方式和氮素水平對小麥產量和產量構成因素的影響DPS裂區試驗方差分析可知，耕作方式對小麥籽粒產量影響顯著(P=0.022 7，F=11.265)，氮素水平對穗數影響極顯著(P=0.000 2，F=19.063 0)。LSD多重比較結果(表2)顯示，深耕和兩旋一耕條件下籽粒產量較高，免耕條件下產量最低，且后者和前兩者差異顯著；深耕條件下穗數和穗粒數較高，但與其他2種耕作方式差異不顯著。表3可以看出，N15處理產量最高，N11產量最低，二者差異顯著，但是和N20差異不顯著; 3種氮素處理之間穗數差異均顯著，N20> N15>N11；N15處理條件下千粒重高于N20，且差異顯著，說明高氮條件下并不利于千粒重的提高，這可能和小麥生長后期倒伏有關。

表2 不同耕作方式下小麥產量及產量構成因素LSD多重比較結果

耕作方式籽粒產量kg/hm2穗數萬/hm2穗粒數個千粒重g免耕8051.40b604.95a37.86a42.50a深耕8534.40a648.15a38.53a42.71a兩旋一耕8449.65a641.70a37.84a42.74a

注： 小寫字母表示在0.05水平上差異顯著。

表3 不同氮素水平小麥產量及產量構成因素LSD多重比較結果

氮素水平籽粒產量kg/hm2穗數萬/hm2穗粒數個千粒重gN158464.35a634.05b38.11a42.89aN118239.50b615.30c38.19a42.70abN208331.45ab645.45a37.93a42.37b

注： 小寫字母表示在0.05水平上差異顯著。

2.3 不同耕作方式經濟效益比較從連續3年定位試驗看，玉米秸稈粉碎還田比移出地總費用低，且安全、效益高。秸稈還田條件下2年旋耕1年深耕，再整地播種的效益最高(表4)；要提高秸稈還田深耕平臺的效益，應隨地力水平的不斷提高，降低基本苗，采用適氮或減氮施肥標準，春季應根據苗量和苗質的變化，有效進行氮肥后移，才能從根本上提高深耕平臺的產量和效益。

表4 3種耕作方式經濟效益比較

耕作方式產量kg/hm2產值元/hm2費用元/hm2純收入元/hm2免耕8040.020100.0135018750.0深耕8751.021877.5292518952.5兩旋一耕8550.021375.0217519200.0

注：小麥按2.5元/kg計算。

3 結論與討論

連年還田深耕能夠提高出苗率和出苗質量，提高分蘗力，增加單位面積穗數。這是因為秸稈還田深耕土壤保肥畜墑能力改善，有利于出苗和小麥群體的構建，免耕地塊秸稈粉碎效果差或撒布不勻，影響播種質量和小麥對養分的吸收。結合產量結果，從高產方面考慮，深耕是比較理想的耕作方式，但是從經濟效益分析可知，兩旋一耕是最經濟的耕作方式。

增氮利于小麥大群體的構建，增加單位面積穗數，但是結合產量數據發現，適氮條件下產量最高，這說明在深耕條件和兩旋一耕條件下增加施氮量對營養體影響大于產量的影響，容易加重后期倒伏，反而不一定達到應有的增產效果。因此，深耕和兩旋一耕條件下N15是比較理想的氮素用量。

通過對不同耕作方式和氮素水平對小麥群體和產量及相關因素的影響以及不同經濟效益結果分析可知，秸稈還田條件下深耕和兩旋一耕配施225 kg/hm2的氮肥量是值得推薦的栽培模式。根據試驗結果進行分析推測，隔年深耕應該會有更理想的產量和經濟效益，但是仍需要進一步研究獲得數據支持。

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

[2] 劉世平，陳后慶，陳文林，等. 稻麥兩熟制不同耕作方式與秸稈還田對小麥產量和品質的影響[J]. 麥類作物學報，2007, 27(5): 859-863.

[3] 陳四龍，陳素英，孫宏勇，等. 耕作方式對冬小麥棵間蒸發及水分利用效率的影響[J]. 土壤通報，2006, 37(4): 817-820.

[4] 王紅光，石玉，王東，等.耕作方式對麥田土壤水分消耗和硝態氮淋溶的影響[J].水土保持學報，2011,25(5):44-52.

[5] 呂美蓉，李增嘉，張濤，等. 少免耕與秸稈還田對極端土壤水分及冬小麥產量的影響[J]. 農業工程學報，2010,26(1):41-46.

[6] 孫銘澤，王法宏，馮波,等.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[J].山東農業科學，2013,45(3)：47-51.

[7] 張榮亭，黃翊鵬，朱長華，等. 秸稈還田條件下小麥耕作模式與施肥技術研究[J].山東農業科學，2013, 45(3):80-82.

[8] MOHAMMAD S,JEHAN B, MOAMMAD T J. Soilc and N dynamics and Maize vield as affected by cropping system and residue management in North-western Palcistan[J]. Soil and Tillage Research,2007, 94: 520-529.

[9] HELUF G, ASFAW B, YOHANNES U. Yield response of maize to crop residue management on two major soil types of Alemaya Estern Ethiopia [J]. Nutrient Cycling in Agro Ecosystems 1999, 54: 65-71.

[10] 徐曉光.氮肥與不同耕播方式對小麥群體質量和產量影響的研究[D].合肥：安徽農業大學，2012：14-23.

[11] 陳俊.秸稈還田、氮肥和密度對小麥產量和品質的影響[D].南京：南京農業大學，2012：34-42.

Effects of Different Tillage Mode and Nitrogen Levels on Wheat Group and Yield under the Condition of Straw Returning

CHEN Gui-ju, WANG Fu-yu, GAO Guo-liang, YIN Xun-li*et al

(Jining Academy of Agricultural Sciences, Jining, Shandong 272031)

[Objective] To investigate the effects of different tillage mode and nitrogen levels on wheat group construction and yield. [Method] The field experiment was conducted for 3 years on the same high fertilizer and water block, the effects of three tillage modes(no tillage, two-year rotary tillage + one-year deep tillage, deep tillage) combined with three nitrogen levels(165, 225, 300 kg(N)/hm2) on wheat group and yield were studied under the condition of straw returning. [Result] The results showed that with straw returning deep tillage was the best mode to enhance the wheat group and yield, while the two-year rotary tillage + one-year deep tillage was more economic; 225 kg(N)/hm2was recommended. [Conclusion] The study can provide data reference for selection of wheat tillage mode and nitrogen levels under the condition of straw returning.

Straw returning; Tillage mode; Nitrogen level; Wheat

山東省小麥產業技術體系創新團隊項目；2011年濟寧市科技發展計劃項目。

陳貴菊(1980-)，女，山東臨沂人，農藝師，碩士，從事小麥遺傳育種和栽培研究。*通訊作者，研究員，從事小麥遺傳育種和栽培研究。

2015-02-12

S 512

A

0517-6611(2015)09-047-02