麥秸還田量和還田方式對砂姜黑土地玉米播種出苗質量及光合的影響

郭 靜，周可金

(1.宿州職業技術學院 農藝系，安徽 宿州 234101； 2.安徽農業大學 農學院，安徽 合肥 230036)

麥秸還田量和還田方式對砂姜黑土地玉米播種出苗質量及光合的影響

郭 靜1，周可金2，*

(1.宿州職業技術學院 農藝系，安徽 宿州 234101； 2.安徽農業大學 農學院，安徽 合肥 230036)

為確定適宜的麥秸還田量和還田方式，提高砂姜黑土地小麥秸稈還田效果，以鄭單958為試驗材料，采用裂區設計，設置2/3秸稈量免耕覆蓋(處理1)、2/3秸稈量旋耕(處理2)、2/3秸稈量深耕(處理3)、全量秸稈免耕覆蓋(處理4)、全量秸稈旋耕(處理5)和全量秸稈深耕(處理6)處理，研究不同處理對玉米播種出苗質量及光合的影響。結果顯示，處理3的出苗數、播種深度及其整齊度、幼苗株高及其整齊度最高，玉米中后期葉面積系數、棒三葉葉面積、葉片葉綠素含量等均極顯著(P<0.01)高于其他處理。統計分析表明，在砂姜黑土地，2/3秸稈量下播種玉米的出苗質量和光合指標優于全量還田，同等秸稈量還田條件下，深耕的高于旋耕和免耕覆蓋?？傮w來看，以2/3秸稈量深耕處理還田效果最好，值得在生產上推廣。

小麥秸稈；砂姜黑土；玉米；出苗質量；光合指標

作物秸稈一般占生物量50%以上，富含氮、磷、鉀、鈣、鎂等無機質和有機質，是一種營養豐富的可再生資源。秸稈還田是促進秸稈綜合利用，改善農田生態環境，促進農業可持續發展的有效手段。秸稈還田的相關研究較多，大多數主要集中在秸稈還田對土壤物理性狀、土壤養分和土壤酶活性、產量等的影響上[1-5]。研究表明，秸稈還田能增加土壤有機質含量，促進土壤碳固定，增加土壤有效磷、有效鉀含量；能激發土壤微生物及各種酶的活性；能增強土壤蓄水保墑能力，提高作物產量。亦有研究表明，秸稈還田條件下植物的光合性能高于不還田的處理[6]。目前，關于砂姜黑土地上秸稈還田量和還田方式對玉米播種出苗質量及光合性能的影響尚未見報道。為此，特開展試驗，以期為確定淮北砂姜黑土地上適宜的還田量和還田方式提供理論依據，以提高砂姜黑土地上小麥秸稈的還田效果。

1 材料與方法

1.1 試驗設計

試驗于宿州市紫蘆湖砂姜黑土地進行。供試玉米品種為鄭單958。采用兩因素裂區試驗，主區為秸稈還田方式，副區為秸稈還田量，各處理重復3次。參考農業生產實際，試驗設2/3秸稈量免耕覆蓋還田(處理1)、2/3秸稈量旋耕還田(處理2)、2/3秸稈量深耕還田(處理3)、全量免耕覆蓋還田(處理4)、全量旋耕還田(處理5)和全量深耕還田(處理6)等6個處理。小區長25 m，寬8 m。玉米于2015年6月18日播種，按6.75萬株·hm-2密度精量點播，行距50 cm，穴距30 cm。種肥同播，施用氮磷鉀三元復合肥(15-15-15)375 kg·hm-2，秸稈還田量的8‰比例的尿素作種肥，在孕穗期追施525 kg·hm-2復合肥，其他管理同大田。

1.2 測定項目及方法

1.2.1 玉米播種出苗質量及幼苗質量

播種出苗質量：播種后15 d，每試驗小區隨機選擇5 m雙行，調查出苗數。沿行長隨機選取30株玉米苗，量取種子播種深度，計算播種深度均勻度(變異系數的倒數)。

幼苗質量：每處理隨機選取15株進行測定。調查3葉期株高和6葉期株高，并計算株高均勻度(變異系數的倒數)。

1.2.2 玉米光合指標

葉面積系數：分別于大喇叭口期、吐絲期、吐絲后30 d測定，用冠層分析儀(TOP-1000)測定。每試驗處理測定時重復6次。

玉米棒三葉葉面積：在灌漿初期測定，每處理隨機選取10株，分別測量其穗上葉、穗葉和穗下葉的長、寬(cm)，按照玉米葉面積=葉長×葉寬×0.8339、棒三葉葉面積=穗上葉葉面積+穗葉葉面積+穗下葉葉面積進行折算。

不同葉層葉綠素含量：在玉米的吐絲期和灌漿中期測定，分別測定穗上葉、穗葉和穗下葉葉綠素含量(以葉片鮮質量計)。取新鮮玉米葉片，擦凈表面污物，將葉片剪碎(去掉中脈，寬度1～2 mm)，混勻，準確稱取剪好的葉片0.100 g，重復3次，分別放到試管中，準確加入95%乙醇25 mL，塞緊試管塞，置暗處一晝夜(中間搖1次)，然后在652 nm下測定光密度，再折算出葉綠素含量。

1.3 數據處理

所有試驗數據在Excel 2013平臺整理，然后利用SPSS 13.0進行方差分析，對有顯著差異的處理采用最小顯著極差法進行多重比較。

2 結果與分析

2.1 對玉米播種出苗質量及幼苗質量的影響

2.1.1 對玉米播種出苗質量的影響

從表1可以看出，不同處理間出苗數差異較小，但播種深度差異達極顯著水平。處理3的出苗數最多，播種深度及其均勻度亦最大，播種出苗質量最好。處理4出苗數最少、播種深度最小，說明較多量的秸稈免耕覆蓋還田會降低播種出苗質量。方差分析結果顯示，還田方式和還田量對播種出苗質量均具有極顯著(P<0.01)影響：深耕的出苗數、播種深度比旋耕和免耕覆蓋分別高0.75、1.75棵，0.44、0.87 cm，深耕的播種出苗質量最好，免耕覆蓋的最差；2/3秸稈量的出苗數、播種深度比全量秸稈高1棵、0.53 cm。

表1 不同處理對玉米播種出苗質量和幼苗質量的影響

Table 1 Effect of different treatments on planting quality and seedling quality of maize

處理Treatment10m出苗數SeedlingNo．per10m播種深度Sowingdepth/cm播種深度均勻度Uniformityofsowingdepth3葉期株高Plantheightof3leavesstage/cm3葉期株高均勻度Uniformityofplantheightof3leavesstage6葉期株高Plantheightof6leavesstage/cm6葉期株高均勻度Uniformityofplantheightof6leavesstage333 5Aa5 25Aa17 1921 38Aa67 8473 72Aa217 78233 0Aab4 81Bb10 3621 21Aa66 3871 03Bb174 01632 5Aab4 69Bb8 3219 88Bb30 2568 35Cc120 33131 5Ab4 33Cc7 9219 21Cc33 5567 13De113 82531 5Ab4 25Cc5 8019 16Cc19 3967 85Dd85 59431 0Ab3 87Dd7 5119 39Cc20 9267 99Dd100 43

同列數據后無相同大、小寫字母的分別表示差異極顯著(P<0.01)與顯著(P<0.05)。下同。

Data followed by no same uppercase or lowercase letters within the same column indicated significant difference atP<0.01 orP<0.05， respectively.The same as below.

2.1.2 對玉米幼苗株高的影響

各處理對玉米幼苗株高的影響與播種出苗質量表現出相似的趨勢(表1)。處理3的幼苗株高及株高均勻度最高。經統計分析，深耕的3葉期株高和6葉期株高分別比旋耕、免耕覆蓋的高0.44、1.33 cm和1.10、2.98 cm，說明秸稈深耕還田的幼苗株高、均勻度最高，利于幼苗的生長和發育，免耕覆蓋最不利于幼苗的生長。2/3秸稈量還田的3葉期株高、6葉期株高比全量秸稈高0.42和5.23 cm，說明2/3秸稈量還田條件下幼苗質量最好。

2.2 對光合作用的影響

2.2.1 對玉米葉面積系數的影響

適宜的葉面積系數是高產優質群體的重要特征。吐絲期各處理葉面積差異較小，大喇叭口期差異最大(表2)。各處理對葉面積系數的影響在吐絲期和吐絲后30 d基本一致，依次為處理3>處理2>處理6>處理5>處理1>處理4；在大喇叭口期，葉面積系數依次為處理3>處理6>處理2>處理5>處理1>處理4，即相同還田方式下2/3秸稈量還田的大于全量秸稈還田，這說明隨著玉米生育進程的推進和秸稈腐解，過多秸稈還田會在一定程度上影響玉米的生長。方差分析表明：在大喇叭口期、吐絲期和吐絲后30 d，2/3秸稈量的葉面積系數顯著高于全量秸稈還田的；深耕的葉面積系數在3個時期均最高，免耕覆蓋還田的葉面積系數最??；旋耕還田的葉面積系數在吐絲期到吐絲后30 d下降最快。

表2 不同時期玉米葉面積系數

Table 2 Leaf area index of maize at different growth stage

處理Treatment大喇叭口期Largebellstage吐絲期Silkingstage吐絲后30d30daftersilkingstage34 36Aa4 92Aa4 59Aa64 05Bb4 56Bb4 12Cc24 03Bb4 65Bb4 31Bb53 78Cc4 49BCc3 96Cc13 62Dd4 33Cd4 08Cc43 42Ee4 21Ce3 87Dd

2.2.2 對玉米棒三葉葉面積的影響

從圖1可以看出，各處理棒三葉葉面積大小依次為處理3>處理6>處理2>處理5>處理1>處理4。即同樣秸稈還田量下，深耕還田的棒三葉葉面積最大，免耕覆蓋還田的最小。說明在本試驗中，秸稈深耕還田有利于玉米的生長和發育，具有較高的棒三葉葉面積，高產潛力較大。同樣秸稈還田方式下，2/3秸稈還田量的各處理棒三葉葉面積大于全量秸稈還田。

圖1 不同處理棒三葉葉面積Fig.1 Area of three ear-leaves under different treatment

2.2.3 對玉米葉片葉綠素含量的影響

大喇叭口期不同處理葉片葉綠素含量呈極顯著差異(圖2)，處理3葉綠素含量最高，處理2其次，處理4含量最低。方差分析顯示，秸稈深耕還田處理的葉綠素含量極顯著(P<0.01)高于旋耕及免耕覆蓋，2/3秸稈量還田的葉綠素含量極顯著(P<0.01)高于全量還田。

從表3可以看出，隨著生育進程的推進，在玉米生育后期，灌漿中期的棒三葉葉綠素含量低于吐絲期，棒三葉中穗上葉的葉綠素含量高于穗葉和穗下葉，穗下葉葉綠素含量最低。統計分析顯示，吐絲期、灌漿中期2/3秸稈量還田的棒三葉葉綠素含量較全量秸稈還田的分別高出9.78%、9.91%，深耕處理的棒三葉葉綠素含量在兩個時期也均高于旋耕和免耕處理。

圖2 大喇叭口期不同處理葉綠素含量Fig.2 Chlorophyll content under different treatment at large bell stage

表3 吐絲期和灌漿中期棒三葉的葉綠素含量

Table 3 Chlorophyll content of three ear-leaves at silking stage and mid filling stage mg·g-1

3 討論

不同試驗條件下秸稈還田對后茬作物的影響不盡相同。王寧等[7]研究表明，在砂質碳酸鹽土壤上，半量秸稈還田處理的植株莖稈抗倒性、葉面積指數、葉綠素含量高于全量還田。季陸鷹等[8]認為，全量小麥秸稈還田提高水稻葉面積系數、穗數、千粒重和產量的效應高于半量秸稈。本研究中，2/3秸稈量還田的播種出苗質量、葉面積系數、葉綠素含量等極顯著(P<0.01)高于全量秸稈還田。水稻是水調作物且較耐還原性環境，在水稻田中秸稈更易腐解，秸稈還田能夠有效改善水稻田土壤耕層結構，提高犁底層、心土層營養環境的更新能力。砂姜黑土地屬于旱地，土質黏重，全量秸稈還田條件下，可能是因為當季過多的秸稈腐解超出了土壤的自調能力或者不能完全腐解影響土壤緊實度，因而其效果反而不及2/3秸稈量還田。洪德峰等[9]研究表明，深耕的還田效果高于常規耕作；亦有研究表明[10-11]，免耕覆蓋葉面積指數低于耕翻和旋耕處理，這與本研究結果一致。本試驗中的砂姜黑土地土壤物理性狀較差，秸稈深耕翻埋后改善了土壤耕作層物理性狀，而免耕覆蓋還田秸稈養分轉化率低，土壤表層溫度較低[12]，加之耕作層板結等影響了播種出苗質量和玉米的生長。

本試驗中，各處理對主要測定指標的影響基本一致，均以2/3秸稈量深耕的處理表現最優。在等秸稈量還田條件下，深耕還田的效果要優于旋耕和免耕覆蓋；在相同還田方式下，2/3秸稈量還田的效果要優于全量還田。

在皖北小麥產區，生產中仍以大播量種植小麥方式為主，加上肥料集中在前期施用，單位面積產生過量秸稈，在當前的生產條件下，2/3秸稈量是適當的還田量。但由于不能有效清運處理秸稈，在秸稈禁燒和還田政策背景下，秸稈全量還田現象在生產中大面積存在。在今后的生產中，應進一步促進土地流轉，推廣精量播種和“氮肥后移”，以產生適量優質無(少)病秸稈，深耕還田，以提高秸稈還田的效率和效果。

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(責任編輯 高 峻)

Effects of returning amount and way of wheat straw on maize planting and seedling quality and photosynthetic parameters in lime concretion black soil field

GUO Jing1， ZHOU Kejin2，*

(1.DepartmentofAgronomy，SuzhouVocationalandTechnicalCollege，Suzhou234101，China; 2.CollegeofAgriculture，AnhuiAgriculturalUniversity，Hefei230036，China)

In order to select the appropriate returning amount and manner of wheat straw in lime concretion black soil， split-plot experiment was conducted with maize Zhengdan958 as experimental material， and seedling quality and photosynthetic parameters were measured. The treatments were as follows: no-tillage with 2/3 straw retention (Treatment 1)， rotary tillage with 2/3 straw retention (Treatment 2)， deep tillage with 2/3 straw retention (Treatment 3)， no-tillage with whole quantity straw retention (Treatment 4)， rotary tillage with whole quantity straw retention (Treatment 5) and deep tillage with whole quantity straw retention (Treatment 6). It was shown that the seedling number， planting depth and uniformity， the seedling height and uniformity of Treatment 3 were the highest， of which the photosynthetic parameters such as leaf area index (LAI) at middle and late growth stage and the area of three ear-leaves and chlorophyll content in leaves were significantly (P<0.01) higher than other treatments. Statistical analysis indicated that the seedling quality and photosynthetic parameters of 2/3 straw retention were higher than those of whole quantity straw retention. Under the same straw retention amount， the seedling quality and photosynthetic parameters of deep tillage were higher than those of rotary tillage and no-tillage. In general， deep tillage with 2/3 straw retention showed the best returning efficiency.

wheat straw; lime concretion black soil field; maize; seedling quality; photosynthetic parameters

http://www.zjnyxb.cn

10.3969/j.issn.1004-1524.2017.05.05

2016-12-30

安徽省自然科學重點項目(KJ2014A254)

郭靜(1972—)，女，安徽宿州人，碩士，副教授，研究方向為作物高產優質栽培。E-mail:guojing580@sohu.com

*通信作者，周可金，E-mail:zhoukejin@163.com

S318

A

1004-1524(2017)05-0717-05

浙江農業學報ActaAgriculturaeZhejiangensis， 2017，29(5): 717-721

郭靜，周可金. 麥秸還田量和還田方式對砂姜黑土地玉米播種出苗質量及光合的影響[J]. 浙江農業學報，2017，29(5)： 717-721.