秸稈隔層對土壤溫度及向日葵產量的調控效應研究

關鍵詞秸稈隔層；土壤溫度；產量;向日葵;調控效應中圖分類號S565.5文獻標識碼A文章編號 0517-6611（2025）13-0178-03doi ： 10.3969/j . issn. 0517-6611.2025.13. 034

開放科學（資源服務）標識碼（OSID）：

Study on the Regulatory Effects of Straw Interlayers on Soil Temperature and Sunflower Yield

CUI Chao，WANG Hai-yan，MA Xin-yue et al（Hetao Colege，Bayannur，Inner Mongolia 015000）

AbstractA field experiment was carried out with four treatments： wheat （D1）， corn（D2） and sunflower（D3），the straw-free interlayer was usedscontrK）eectofstrawiteraeronsoltempeatureandsunfloerieldwassudiedTesultssoedtatteieldof1 was the highest，reaching 5 056.28kg/hm² ，which was 14.56% higher than that of CK. The yield components of every straw interlayer treatmentweresignificantlyigherthantatofthontrintesoffullgainweight，-grainweigtandeelate，ndtegtasD1 treatment （ 372.68g，21.75g and 71.13% ，respectively），the seed setting rate of CK was the best （ （77.85% ）. Correlation analysis showed that，teyieldasgatielyoeadwieveeonlyilmpeaueringneOcterndositivelyoadwieoil temperature at depths of 5，15，and 25cm .There was a significant or extremely significant positive correlation between soil temperatures in June andJulyandteepteobeaslytosiiatwlmpesasf， and 25cm

KeywordsStraw interlayer;Soil temperature; Yield;Sunflower;Regulation effects

向日葵是我國北方地區重要的油料作物1，也是人民群眾生活中的主要食物油來源，向日葵相較于其他作物其具有較強的耐干旱、鹽堿等特性[2]。河套灌區存在土地鹽漬化的問題，影響了鹽堿地先鋒作物向日葵的產量情況和農業經濟狀況[3-6]。土壤溫度反映土壤的熱狀況，影響作物生長發育和產量的形成，研究表明，秸稈隔層技術可以通過有效調控土壤溫度來改善鹽堿地中作物生長環境[7-8]，這是一種生態改良技術，更是常用的通過調節土壤溫度來增加作物產量的一種栽培方式[9]，其利用地膜覆蓋的溫室效應來減弱土壤與膜外的顯熱交換，同時，秸稈隔層減少了太陽對土壤的直接輻射，不僅減少了土壤對大氣的散熱，減緩了王壤溫度的變化幅度，增加了土壤的有效積溫[10-13]，促進向日葵植株生長，顯著提高作物產量[14]，實現穩產、高產的效果。但關于不同秸稈隔層處理對不同土層溫度和向日葵產量的調控效應研究較少，該試驗以向日葵為材料，玉米、小麥、向日葵的秸稈作為原料，利用上膜下秸技術，采用大田定位試驗，探究不同秸稈隔層技術對不同深度土層土壤溫度和向日葵產量的影響，以期為向日葵產量形成提供數據支持和理論依據。

1材料與方法

1.1試驗地概況 試驗于內蒙古自治區巴彥淖爾市臨河區

狼山鎮 進行。該地區屬于中溫帶半干旱大陸性氣候，云霧少、降水量少、風大、氣候干燥，晝夜溫差明顯，年平均氣溫 6.8⁶C ，年日照時數 3229.9h ，無霜期 130d 年降水量 138.8mm ，蒸發量 2236.7mm ，其蒸發量是降水量的16倍。試驗地土壤類型為灌淤土，土壤耕層（ [0～30cm） 有機質 7.38g/kg ，堿解氮、速效磷、速效鉀分別為45.11、17.28、213.85mg/kg，pI H為7.8。

1.2試驗材料與設計供試品種為SH361，種植密度為2.7萬株 ?m² 。試驗采用大區設計，每個處理 1334m² ，共設置4個處理： ①D1 ，定量小麥秸稈隔層；" ，定量玉米秸稈隔層； ③③ ，定量向日葵秸稈隔層； ④ CK（對照），無秸稈隔層，其中各處理作物秸稈使用量為上一種植季 1334m² 收獲的秸稈量。試驗于2022年秋季先將試驗地塊表面秸稈清理干凈，之后按照試驗大區進行各處理地塊的劃分，進行定量秸稈鋪設，隨后采用大型機具進行 30cm 以上深翻 ，25cm 處置秸稈隔層，于2023年4月覆蓋地膜，5月25日進行人工點播向日葵種植，9月28日收獲，其他管理同大田生產

1.3 測定項目與方法

1.3.1產量的測定。各處理選取代表性樣點3個，進行理論測產，首先測量樣點面積，數出樣點內所有株數、盤數，然后選取10盤樣品帶回實驗室，進行室內考種，測定單盤粒數、單盤粒重、百粒重，并計算產量。

1.3.2土壤溫度測定。采用3層土壤溫度傳感器進行測定，土壤深度 5、15、25cm 分別埋設1個傳感器探頭（量程-40～70^°C ，測量精度為誤差 lt;±0.4^qC ，響應時間 ?2s ），自動記錄相應土層溫度，記錄時間間隔 ¹h 。土壤溫度為傳感器每天測定值的平均值。

1.4數據處理與分析采用Excel2010、SPSS20.0軟件對試驗數據進行處理和統計分析。

2 結果與分析

2.1秸稈隔層對向日葵產量及其構成的影響從表1可以看出，不同秸稈隔層處理產量及其構成因素差異較大。產量表現為 D1gt;D2gt;D3gt;CK ，其中D1處理產量最高，達到5 056.28kg/hm² ，較對照增產 14.56% ，各秸稈隔層處理均顯著高于對照；單盤飽粒重和百粒重變化規律一致，均表現為D1gt;D2gt;D3gt;CK ，D1最高，分別為372.68和 21.75g ，且 D1、D2、D3與CK差異顯著;籽仁率表現為 D2gt;D1gt;D3gt;CK ，結實率表現為 CKgt;D3gt;D1gt;D2 ；各處理籽粒長度和寬度均無顯著差異。

2.2秸稈隔層對不同土層深度土壤溫度的影響從圖1可以看出，土壤溫度在不同土層深度和不同處理間差異較大。隨著向日葵生育進程的推進各土層溫度表現為波動下降趨勢，其中，各處理在播種后 20～60d 土壤溫度波動較大， 60～ 80d 土壤溫度波動較小，在 110d 后土壤溫度下降較快。5、15，25cm 土層深度各處理土壤溫度平均波動幅度規律基本一致，表現為 5cmgt;15cmgt;25cm ，土壤溫度平均值分別為18.14、17.96和 17.87^°C ；各處理土壤溫度平均值表現為D1mathrm { D 3 } （ 1 7 . 8 2" .秸稈隔層處理土壤溫度分別較對照處理提高了0.98、0.74和 0.35^qC 。

2.3土壤溫度與向日葵產量相關性 對向日葵生長季（6—10月）土壤溫度， 5、15、25cm 土層土壤溫度及向日葵產量進行相關性分析，結果發現（表2），產量與6—10月的月平均土壤溫度呈負相關，與 5，15，25cm 土層土壤溫度呈正相關，但均未達到顯著水平；各月土壤溫度間，6月與7月、9月與10月之間呈顯著或極顯著正相關，相關系數分別為0.634和0.926；各土層溫度間呈極顯著正相關， 5cm 與 15cm，5cm 與 25cm 、15cm 與 25cm 的相關系數分別為 0.996.0.989 和 0.996 0

3討論與結論

內蒙古河套灌區位于我國干旱、半干旱地區，農業生產潛力大，是我國西部地區重要的優質農產品生產基地[15]，河套灌區土壤蒸發強烈，年降水量 138.8mm ，蒸發量2 236.7mm ，其蒸發量是降水量的16倍，為保證農業生產，需要進行黃河水灌溉，在水分入滲農田過程中，作為鹽分運移的載體，水分人滲過快，鹽分得不到充分溶解，洗鹽效果不理想[1]，蒸發量過大過快鹽分隨水分快速向上運移，水走鹽留，最終導致大量鹽分在土壤表層集聚，影響作物生長。土壤溫度作為重要的因素影響著作物的生長發育，同時土壤中的水鹽運移[17]、各種生物化學過程都受其影響。土壤水分的變化會改變土壤熱特性，進而影響土壤溫度[18]。深埋秸稈處理可以有效地提高地溫，秸稈還田后，改變了土壤原有的物理特性，使得土壤溫度受到影響。該研究表明，不同秸稈處理對于土壤溫度的調控效應不盡相同，且均較對照處理提高土壤溫度 0.35～0.98^°C ，但不同土層深度的增溫作用具有差異性。

旺盛的生長和良好的株型是作物高產的基礎，不同程度的鹽脅迫會對作物生長產生不同程度的抑制作用，延遲向日葵生長發育進程，降低植株性狀，影響產量。學者們研究認為鹽脅迫對向日葵生長發育的危害主要體現在3個方面： ① 降低出苗率，危害苗期植株生長； ② 影響植株生長性狀，尤其危害根的生長與發育； ③ 影響產量及其構成，導致不同程度減產[19-21]。趙永敢等[22]研究發現，在鹽堿地上利用“上膜下秸\"技術進行農業生產，可儲水抑蒸，保持土壤情，并強化灌溉的淋鹽效果，調控耕層土壤溫度，為向日葵根系創造較為適宜的生長環境，提高向日葵生長對鹽堿環境的適應性。該研究結果與上述研究一致，且各秸稈隔層處理較CK均有不同程度增產效應，D1處理最高，達 5056.28kg/hm² ，增產14.56% ，其中在單盤飽粒重、百粒重和籽仁率等產量構成方面表現較優，分別為 372.68g_?21.75g 和 71.13% 。綜合考慮土壤溫度調控、作物產量等方面，小麥秸稈作為隔層處理調控效應最優，是河套灌區適合的保溫增產措施。

參考文獻

[1]陳澤彬.鹽脅迫對向日葵產質量及相關性狀的影響研究[D].呼和浩特：內蒙古農業大學，2013.

[2]夏鎮卿，路海東.土壤溫度對作物根區環境及玉米根冠生長的調控研究進展[J].玉米科學，2020，28（3）：99-104

[3]陳恒洪.地膜覆蓋對旱地小麥土壤溫度的影響[D].蘭州：甘肅農業大學，2012.

[4]王樂，張娜，杜斌，等.“上膜下秸\"措施對溫室土壤水熱鹽調控試驗研究[J].中國農村水利水電，2020（5）：1-3，9.

[5]段義忠，亢福仁.不同覆蓋材料對旱地馬鈴薯土壤水熱狀況及其水分利用效率的影響[J].水土保持通報，2014，34（5）：55-59，66.

[6]孫思同.鹽漬化耕地改良利用的技術措施[J].農業技術與裝備，2022（3）：140-142.

[7]李尚中，王勇，樊廷錄，等.旱地玉米不同覆膜方式的水溫及增產效應[J].中國農業科學，2010，43（5）：922-931.

[8]郭彥芬，霍軼珍，韓翠蓮，等.不同覆蓋方式對玉米生長發育及土壤水分利用效率的影響[J].江蘇農業科學，2017，45（6）：72-74.

[9]趙靖丹，李瑞平，史海濱，等.滴灌條件下地膜覆蓋對玉米田間土壤水熱效應的影響[J].節水灌溉，2016（1）：6-9，15.

[10]楊陽.“上膜下秸\"技術：生態改良進行時一訪中國農業科學院農業資源與區戈研究所逢煥成研究員[J].中國農村科技，2018（11）：17-21.

[11]李輝，吳建民，柴守璽，等.玉米秸稈帶狀覆蓋對西北旱地土壤溫度及馬鈴薯產量的影響[J].中國沙漠，2018，38（3）：592-599.

[12]齊鵬春，劉志，肖繼兵，等.遼西地區冬麥越冬期秸稈覆蓋對土壤溫度和濕度的影響[J].陜西農業科學，2014，60（3）：1-5.

[13]范雅君.河套灌區玉米和向日葵膜下滴灌優化灌溉制度分析研究[D].呼和浩特：內蒙古農業大學，2014.

[14]閆雅非，劉景輝，史建國.|舊膜對土壤溫度和向日葵產量的影響[J].水土保持研究，2013，20（3）：206-210.

[15]馮保清，崔靜，吳迪，等.淺談西北灌區耕地鹽堿化成因及對策[J].中國水利，2019（9）：43-46.

[16]COOKSONWR，CORNFORTHIS，ROWARTHJ S.Winter soil tempera-ture （2-15C ）effects on nitrogen transformations in clover green manureamended or unamended soils;a laboratory and field study[J].Soil biologyandbiochemistry，2002，34（10）：1401-1415.

[17]陳乃嘉，宋培源，李嘉瑞.凍融作用下的土壤水鹽運移特征研究[J].節水灌溉，2014（5）：52-54，58.

[18]SUN X X，LI S，DU H S.The influence of corn straw mulching on soilmoisture，temperature and organic matter[J].Journal of biobased materi-als and bioenergy，2017，11（6） ：662-665.

[19]DAVIDSON E A，JANSSENS IA. Temperature sensitivity of soil carbondecomposition and feedbacks to climate change[J].Nature，2006，440（S1） ：165-173.

[20]SUGATHANN，BIJUV，RENUKAG.Influence ofsoil moisturecontentonsurface albedo and soil thermal parameters at a tropical station[J].Journal of earth system science，2014，123（5）：1115-1128.

[21]常芳弟，王國麗，張曉麗，等.河套灌區春灌結合秸稈隔層對鹽堿土壤溫度的調控效果[J].植物營養與肥料學報，2020，26（11）：1987-1997.

[22]趙永敢，逢煥成，李玉義，等.秸稈隔層對鹽堿土水鹽運移及食葵光合特性的影響[J].生態學報，2013，33（17）：5153-5161.