玉米秸稈還田量對小麥生理生態特征和產量的影響

譚娟 陳楠 董偉 王競紹 劉紅勝 王笑見 張羽飛

摘要研究玉米秸稈還田量對小麥基本苗數、產量，以及苗期、抽穗期和灌漿期3個不同生長時期小麥SOD酶活性和MAD含量的影響，從而獲得適宜小麥的玉米秸稈還田量。結果表明，玉米秸稈還田量小于7 000 kg/hm2對小麥基本苗數影響不明顯;秸稈還田量大于?10 500 kg/hm2時，小麥基本苗數隨秸稈還田量的增加呈顯著降低趨勢。玉米秸稈還田量為7 000 kg/hm2，小麥SOD活性與產量均提高且小麥MAD含量降低較理想。

關鍵詞秸稈還田;小麥;SOD活性;MAD含量

中圖分類號S?512.1文獻標識碼A

文章編號0517-6611（2019）18-0041-02

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2019.18.009

開放科學（資源服務）標識碼（OSID）：

Effects of Corn Stalk Returning on Physiological and Ecological Characteristics and Yield of Wheat

TAN Juan，CHEN Nan，DONG Wei et al

（Industry Stock Corporation of Fengle Seed in Hefei，Hefei， Anhui 230088）

AbstractBy studying the effects of corn stalk returning on the total seedling number， yield and seedling stage， heading stage and filling stage of wheat， the effects of wheat straw stalk enzyme activity and MAD content were summarized. The results showed that when the amount of corn stalk returned to the field was less than 7 000 kg/hm2， the effect on the basic seedling number of wheat was not obvious. When the amount of wheat straw was more than 10 500 kg/hm2， the number of basic seedlings of wheat decreased significantly with the increase of straw returning amount. The corn stalk returning amount suitable for increasing the activity and yield of wheat SOD and reducing the MAD content of wheat is ideally 7 000 kg/hm2.

Key wordsStraw returning;Wheat;The activity of SOD enzyme;MAD content

相關研究表明中國年秸稈產量達7億t，但秸稈利用率較低，大量秸稈隨意堆放與焚燒現象較普遍，造成了環境污染和資源浪費，破壞了生態平衡，阻礙了農業循環的可持續發展[1-2]。秸稈作為可再生資源及養分的載體，通過秸稈還田不僅解決因秸稈焚燒而造成的環境污染問題，而且利于提高土壤肥力、改善土壤環境及為農作物生長提供養分，從而促進生態平衡。當前，關于玉米秸稈對小麥生理生態特征及產量的影響研究較少，因此筆者以“良星99”為試驗材料，分析玉米秸稈還田量對小麥生理生態特征及產量的影響，從而獲得適宜小麥的玉米秸稈還田量，為小麥優質、高產及秸稈還田量標準建立提供基礎依據。

1材料與方法

1.1試驗地概況

試驗于2014—2015年在安徽省亳州市大楊鎮豐樂種業基地進行，土壤質地為砂土，耕作層土壤有機質含量16.1 g/kg，水解氮 91.2 mg/kg，速效磷?14.9 mg/kg，速效鉀131.0 mg/kg。

1.2試驗材料

供試材料為半冬性小麥“良星99”。

1.3試驗設計

試驗設置4個處理，分別為不覆蓋玉米秸稈對照（A1）、玉米秸稈還田量3 500 kg/hm2（A2）、還田量?7 000 kg/hm2（A3）及還田量10 500 kg/hm2（A4）。每處理重復3次，小區面積13.34 m2（2.00 m×6.67 m），隨機區組設計，正常大田管理。玉米秸稈粉碎覆蓋翻地鎮壓后播種，播種日期為10月22日，播種量為225 kg。

1.4試驗方法

①基本苗數統計方法：4個處理的小麥播種量均為225 kg/hm2，以梅花狀選擇5處代表性單元格?（1 m2/單元格），計算基本苗數。②小麥產量測定：小麥成熟期每小區按實收株數測產。③SOD酶活性：小麥苗期、抽穗期、灌漿期提取葉片酶活性，按李合生方法測定。④MDA含量：小麥苗期、抽穗期、灌漿期提取葉片酶活性，按硫代巴比妥酸比色法測定。

1.5數據處理

采用DPS 7.05數據處理軟件;采用Excel 2003進行數據處理、方差分析和顯著性檢驗。

2結果與分析

2.1玉米秸稈還田量對小麥基本苗的影響

小麥基本苗數（即每公頃小麥出苗數）隨秸稈還田量的增加呈遞減的趨勢。其中，A1處理基本苗數最高，為235.1萬苗/hm2，A3、A2處理的小麥基本苗數與無秸稈還田處理（A1）的小麥基本苗數之間差異不顯著，A4與A1處理的基本苗數之間的差異達極顯著水平，A4與A3處理的基本苗數之間的差異不顯著（表1）。因此，在玉米秸稈還田量小于?10 500 kg/hm2的情況下，小麥出苗率隨秸稈還田量的增加呈遞減的趨勢，這與前人研究結果一致[3-5]，玉米秸稈還田量小于7 000 kg/hm2時，小麥基本苗數變化不明顯，大于?10 500 kg/hm2時，小麥的出苗率明顯降低。

2.2玉米秸稈還田量對小麥SOD酶活性的影響

超氧化物歧化酶（SOD）是一種源于生命體的活性物質，能消除生物體在新陳代謝中產生的有害物質，其活性大小是植株衰老和抗性的指標之一[6-7]。苗期、抽穗期和灌漿期3個生長時期小麥葉片SOD酶的活性受玉米秸稈還田量影響的變化趨勢相同，均以A3處理的SOD酶活性最高，且與A1、A2及A4處理的小麥SOD活性差異顯著（表2）。玉米秸稈還田量小于?7 000 kg/hm2有利于提高小麥葉片SOD活性，但差異不顯著;還田量大于7 000 kg/hm2降低了小麥葉片SOD酶的活性，說明玉米秸稈還田量對不同生長時期小麥SOD活性具有一定的影響，利于提高苗期、抽穗期及灌漿期的小麥SOD活性的最佳秸稈還田量為7 000 kg/hm2，秸稈還田量過高或過低都會抑制SOD酶的活性，與武曉森等[8]研究結果一致。

2.3玉米秸稈還田量對小麥MDA含量的影響

小麥葉片膜脂過氧化產物MDA含量與葉片衰老速度關系密切。由表3可知，MDA含量由苗期到抽穗期呈降低趨勢，抽穗期到灌漿期的MAD含量呈增加趨勢，這與前人研究結論一致[9-14]。

4種不同處理條件下，苗期、抽穗期和灌漿期小麥葉片MDA含量受玉米秸稈還田量的影響趨勢一致（表3），其中A3處理的MDA含量最低，葉片膜脂過氧化程度最低。A3與A1、A2處理的MDA含量差異不明顯，與A4處理的MDA含量差異顯著。玉米秸稈還田量小于?7 000 kg/hm2時，秸稈還田量的增加有利于降低小麥葉片MDA含量;秸稈還田量大于7 000 kg/hm2時，秸稈還田量的增加提高了小麥葉片MDA含量，這與張池等[15]研究結果總體一致。綜上所述，?7 000 kg/hm2的玉米秸稈還田量最利于降低苗期、抽穗期和灌漿期的小麥MDA含量，為最佳秸稈還田量。

2.4玉米秸稈還田量對小麥產量的影響

由表4可知，4種不同處理中，A3處理的小麥產量最高（9 190.5 kg/hm2），分別高出A1、A2、A4處理19.57%、4.98%、23.75%，且A3處理的小麥產量與A1、A2、A4處理的產量差異顯著。在一定范圍內（小于7 000 kg/hm2），玉米秸稈還田量有利于提高小麥產量;大于7 000 kg/hm2時，秸稈還田量增加反而降低了小麥產量，與前人研究結果一致[16-18]。因此，最利于小麥高產的玉米秸稈還田量為7 000 kg/hm2。

3結論

（1）小麥基本苗數隨玉米秸稈還田量的增加呈減少趨勢;玉米秸稈還田量小于7 000 kg/hm2時，對小麥基本苗數影響不明顯;大于10 500 kg/hm2時，小麥基本苗數隨秸稈還田量的增加呈顯著降低趨勢。

（2）玉米秸稈還田量對苗期、抽穗期和灌漿期小麥SOD活性有一定的影響。提高苗期、抽穗期及灌漿期的小麥SOD活性的最佳秸稈還田量為?7 000 kg/hm2，秸稈還田量過高或過低都會抑制SOD酶的活性。7 000 kg/hm2玉米秸稈還田量最利于降低苗期、抽穗期及灌漿期的小麥MDA含量，玉米葉片膜脂過氧化程度最低。

（3）最利于小麥高產的玉米秸稈還田量為?7 000 kg/hm2，玉米秸稈還田量小于7 000 kg/hm2有利于小麥產量提高;大于7 000 kg/hm2時，小麥產量與秸稈還田量呈負相關。

參考文獻

[1]SHARMA P，ABROL V，SHARMA R K.Impact of tillage and mulch management on economics，energy requirement and crop performance in maize-wheat rotation in rainfed subhumid incapitols，India[J].European journal of agronomy，2011，34（1）：46-51.

[2]張向前，錢益亮.秸稈覆蓋對玉米生長、光合及產量的影響[J].華北農學報，2015，30（4）：174-180.

[3]王健波，嚴昌榮，劉恩科，等.長期免耕覆蓋對旱地冬小麥旗葉光合特性及干物質積累與轉運的影響[J].植物營養與肥料學報，2015，21（2）：296-305.

[4]宋影，郭素娟，張麗，等.板栗產區有機堆肥產物磷形態特征及其對葉片磷含量的影響[J].環境科學，2017，38（3）：1262-1271.

[5]胡誠，陳云峰，喬艷，等.秸稈還田配施腐熟劑對低產黃泥田的改良作用[J].植物營養與肥料學報，2016，22（1）：59-66.

[6]SUN F F，LU S G.Biochars improve aggregate stability，water retention and pore-space properties of clayey soil[J].Journal of plant nutrition and soil science，2014，177（1）：26-33.

[7]李鑒霖，江長勝，郝慶菊.土地利用方式對縉云山土壤團聚體穩定性及其有機碳的影響[J].環境科學，2014，35（12）：4695-4704.

[8]武曉森，周曉琳，曹鳳明，等.不同施肥處理對玉米產量及土壤酶活性的影響[J].中國土壤與肥料，2015（1）：44-49.

[9]張向前，張賀飛，錢益亮.不同秸稈覆蓋模式下小麥植株性狀、光合及產量的差異[J].麥類作物學報，2016，36（1）：120-127.

[10]郭貴華，劉海艷，李剛華，等.ABA緩解水稻孕穗期干旱脅迫生理特性的分析[J].中國農業科學，2014，47（22）：4380-4391.

[11]SMIRNOFF N.The role of active oxygen in the response of plants to water deficit and desiccation[J].New phytologist，2010，125（1）：27-58.

[12]彭芹，郭騫歡，張西斌，等.山東小麥品種更替過程中光合特性的演變[J].中國農業科學，2012，45（18）：3883-3891.

[13]成艷紅，武琳，孫慧娟，等.稻草覆蓋和香根草籬對紅壤水穩性團聚體組成及有機碳含量的影響[J].生態學報，2016，36（12）：3518-3524.

[14]張鵬，賈志寬，王維，等.秸稈還田對寧南半干旱地區土壤團聚體特征的影響[J].中國農業科學，2012，45（8）：1513-1520.

[15]張池，陳旭飛，周波，等.蚓糞施用對土壤微生物特征以及酶活性的影響[J].土壤，2014，46（1）：70-75.

[16]郭小強，毛寧，張希彪，等.不同施肥處理對辣椒根際土壤微生物區系和酶活性的影響[J].作物雜志，2014（6）：123-126.

[17]王文鋒，李春花，黃紹文，等.不同施肥模式對設施菜田土壤微生物量碳、氮的影響[J].植物營養與肥料學報，2016，22（5）：1286-1297.

[18]周懷平，解文艷，關春林，等.長期秸稈還田對旱地玉米產量、效益及水分利用的影響[J].植物營養與肥料學報，2013，19（2）：321-330.