玉米秸稈還田對小麥生長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小麥生長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后季小麥生長發(fā)育具有良好的促進(jìn)作用，籽粒產(chǎn)量增長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，占全國的10.1%，位列全國第3[1]，發(fā)展小麥生產(chǎn)對安徽農(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小麥生長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，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、小穗數(shù)、穗粒數(shù)和千粒重等指標(biāo)。

1.4 土壤水分測定

土壤含水量的測定采用烘干稱重法，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、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，對后季小麥生長發(fā)育具有良好的促進(jìn)作用。與無秸稈還田的對照相比，施用不同數(shù)量的玉米秸稈后，小麥穗長增加，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)。相比對照，實(shí)施1 500～6 000 kg/hm2秸稈還田后，小麥籽粒產(chǎn)量增長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對當(dāng)季小麥生長發(fā)育造成不利影響。

2.2 玉米秸稈直接還田對砂姜黑土水分含量的影響

2.2.1

對拔節(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)，相對提高0.62%～10.64%和1.41%～17.93%，平均增長5.66%和9.24%。秸稈還田量對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，與不施秸稈的對照間差異達(dá)顯著水平；10～20 cm土壤含水量的變化趨勢則與此完全相反，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照增加0.67～1.15百分點(diǎn)，相對提高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，但與對照間的差異均不顯著。土壤含水量的提高為小麥生長發(fā)育創(chuàng)造了適宜的水分條件。

2.2.2

對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后茬小麥孕穗期砂姜黑土水分含量也有明顯影響。與對照相比，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13.33%和5.30%。與拔節(jié)期相似，秸稈還田量對孕穗期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，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，但是中高秸稈用量的S4 500處理最高，S6 000處理次之，且與對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照相對提高3.23%～9.98%，平均升高7.67%，S3 000處理最高。

2.2.3

對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后茬小麥開花期砂姜黑土水分含量也有明顯影響。與對照相比，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，S4 500處理最高，與對照差異顯著，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，對后季小麥生長發(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，為小麥生長發(fā)育創(chuàng)造適宜的土壤水分條件。總體上，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發(fā)育。

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