趙華桐等

摘要：試驗(yàn)設(shè)在冬小麥/夏玉米輪作區(qū)的長(zhǎng)期定位大田中，在常規(guī)耕作、旋耕、耙耕和免耕4種耕作方式下分別設(shè)置秸稈還田與不還田兩種處理，研究不同耕作方式與秸稈還田與否對(duì)小麥、玉米收獲期籽粒可溶性糖含量、蔗糖含量及淀粉累積的影響。結(jié)果表明：收獲期籽粒中淀粉的合成與蔗糖的積累量、可溶性糖含量沒(méi)有明顯的關(guān)系，在淀粉積累量較低的耕作方式下，蔗糖含量與可溶性糖含量卻沒(méi)有相應(yīng)的降低，說(shuō)明籽粒的貯存容量和物質(zhì)轉(zhuǎn)化能力成為影響淀粉積累的主要因素。旋耕和免耕的籽粒貯存容量和物質(zhì)轉(zhuǎn)化能力明顯高于耙耕與常規(guī)耕作，從而使千粒重明顯增加，加之耕作對(duì)穗數(shù)的影響，最終表現(xiàn)為旋耕與免耕的產(chǎn)量較高。秸稈還田有利于小麥產(chǎn)量的增加，但對(duì)玉米產(chǎn)量的影響不大。因此，少免耕配合秸稈還田有利于籽粒的充實(shí)，從而提高作物產(chǎn)量。

關(guān)鍵詞：耕作；秸稈還田；小麥/玉米；糖類；產(chǎn)量

中圖分類號(hào)：S512.1+10.1+S513.01文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)號(hào)：A文章編號(hào)：1001-4942（2014）01-0032-05

淀粉等籽粒品質(zhì)性狀不僅受遺傳控制，而且在很大程度上受環(huán)境因素的影響[14，15，17]。已有研究表明，土壤耕作直接影響土壤水分、養(yǎng)分等理化性狀，土壤理化性狀又是影響作物生長(zhǎng)期間光合產(chǎn)物積累和向籽粒分配的重要因素[1，6，12]。秸稈還田可改良土壤性質(zhì)、加速生土熟化、提高土壤肥力，進(jìn)而影響作物的干物質(zhì)積累、淀粉含量，最終影響作物產(chǎn)量和品質(zhì)[4]。但土壤耕作與秸稈還田對(duì)土壤環(huán)境的改變是一個(gè)緩慢的過(guò)程，隨著時(shí)間的推移，會(huì)對(duì)土壤產(chǎn)生相當(dāng)大的影響。前人研究結(jié)果表明少免耕能增加土壤的容重、改變地溫、影響作物根系和地上部的生長(zhǎng)[11，20，23]。秸稈還田可能帶來(lái)病蟲(chóng)草害的發(fā)生，直接或間接影響作物的生長(zhǎng)發(fā)育，進(jìn)而影響籽粒品質(zhì)。目前關(guān)于長(zhǎng)期條件下不同耕作方式與秸稈還田對(duì)冬小麥/夏玉米籽粒糖含量及淀粉積累的研究還較少。為此，我們?cè)诖筇飾l件下安排本試驗(yàn)，以研究不同耕作方式與秸稈還田與否對(duì)冬小麥/夏玉米輪作體系中籽粒可溶性總糖含量、蔗糖含量、淀粉含量以及產(chǎn)量的影響，以期篩選出科學(xué)合理的耕作措施，提高小麥、玉米周年產(chǎn)量。

1材料與方法

1.1試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)在山東省龍口市前諸留村進(jìn)行。屬溫帶季風(fēng)氣候區(qū)，年降水量600mm左右，主要集中在6～9月，占全年降水總量的70%左右。年平均氣溫12.2℃。全年日照總時(shí)數(shù)2794.2h，無(wú)霜期190天，太陽(yáng)總輻射量127.8kJ/cm2，≥0℃生理輻射量54.6kJ/cm2。≥0℃年活動(dòng)積溫4444.7℃，≥10℃年積溫3951.3℃，年最高氣溫37℃，年最低氣溫-16℃。

供試土壤有機(jī)質(zhì)含量1.31%，堿解氮71.3mg/kg，速效磷37.4mg/kg，速效鉀91.2mg/kg，pH6.4。試驗(yàn)于2005年10月耘地后播種小麥，2006年玉米收獲后開(kāi)始設(shè)置處理進(jìn)行長(zhǎng)期定位試驗(yàn)。供試土壤為棕壤土，麥玉兩熟。本文選用2011～2012年度小麥/玉米兩季試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析。

1.2試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)為裂區(qū)設(shè)計(jì)，主區(qū)為耕作方式，四個(gè)水平：常規(guī)耕作、旋耕、耙耕和免耕；副區(qū)為秸稈處理方式，兩個(gè)水平：秸稈全量還田、秸稈不還田；共8個(gè)處理，每個(gè)處理重復(fù)3次。施肥量按當(dāng)?shù)赝扑]施肥量：麥季施氮量為純N210kg/hm2，分為基施和拔節(jié)追肥兩次施用，基追比為3∶1；P2O5用量90kg/hm2，K2O用量110kg/hm2，均基施。玉米季施氮量為270kg/hm2，分為基施和大口期追肥兩次施用，基追比為1∶1；P2O5用量90kg/hm2，K2O用量180kg/hm2，均基施。小麥品種為良星99，玉米品種為登海3688。小區(qū)面積：15m×15m=225m2。

1.4數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)

數(shù)據(jù)處理采用DPS軟件，用LSD法進(jìn)行多重比較，采用origin軟件作圖。

2結(jié)果與分析

2.1土壤耕作方式對(duì)冬小麥/夏玉米籽粒糖類積累的影響

2.1.1對(duì)籽?？扇苄蕴呛康挠绊懹蓤D1可以看出，不同耕作方式對(duì)籽?？扇苄蕴堑姆e累有明顯的影響。在小麥季，四種耕作方式下籽?？扇苄蕴呛康淖兓憩F(xiàn)為常規(guī)≈免耕>旋耕≈耙耕；免耕比常規(guī)耕作沒(méi)有明顯降低冬小麥籽粒中可溶性糖的含量，而耙耕與旋耕中，秸稈是否還田對(duì)籽?？扇苄蕴呛慨a(chǎn)生了明顯影響，而且耙耕下秸稈還田比不還田提高了可溶性糖的含量，其它耕作方式秸稈還田對(duì)籽粒可溶性糖的影響表現(xiàn)出相反的作用。

玉米生長(zhǎng)季，秸稈是否還田對(duì)籽?？扇苄蕴呛坑忻黠@影響，秸稈還田條件下籽?？扇苄蕴堑淖兓憩F(xiàn)為免耕>旋耕>耙耕>常規(guī)耕作；而秸稈不還田處理表現(xiàn)出不同的規(guī)律，四種耕作方式下可溶性糖的含量為常規(guī)>旋耕>耙耕>免耕；同時(shí)，除免耕外秸稈還田明顯降低了籽粒中可溶性糖的含量。

2.2耕作方式與秸稈還田對(duì)小麥/玉米產(chǎn)量的影響

2.2.1對(duì)小麥產(chǎn)量的影響由表1可知，不同耕作方式下冬小麥產(chǎn)量存在顯著性差異。四種耕作方式對(duì)產(chǎn)量的影響表現(xiàn)為旋耕>免耕>耙耕>常規(guī)耕作，但在同一耕作方式下秸稈還田與否也對(duì)最終產(chǎn)量產(chǎn)生了明顯影響。除常規(guī)耕作外，各處理秸稈還田后，小麥公頃穗數(shù)都顯著低于不還田處理。不同處理下，冬小麥穗粒數(shù)差異不明顯。在四種耕作方式下，千粒重高低依次為旋耕>免耕>耙耕>常規(guī)耕作，這與四種耕作方式對(duì)淀粉積累的影響基本吻合；但在本試驗(yàn)條件下，不同耕作方式與秸稈還田與否明顯影響公頃有效穗數(shù)，致使耕作方式對(duì)產(chǎn)量的影響與對(duì)淀粉積累的影響不一致，而穗粒數(shù)對(duì)產(chǎn)量影響較小。

3討論與結(jié)論

劉霞等（2005）[7]認(rèn)為籽粒中蔗糖積累量高并不代表轉(zhuǎn)化成淀粉的積累量也高。本試驗(yàn)條件下，收獲期籽粒中淀粉的合成與蔗糖的積累量、可溶性糖的含量沒(méi)有明顯的關(guān)系，在淀粉積累量較低的耕作方式下，蔗糖含量與可溶性糖含量卻沒(méi)有相應(yīng)的降低，這可能是由于碳水化合物底物的供應(yīng)能力（蔗糖與可溶性糖含量）在基本滿足籽粒需求量的條件下，籽粒的貯存容量和物質(zhì)轉(zhuǎn)化能力成為影響淀粉積累的主要因素。旋耕和免耕的小麥籽粒貯存容量和物質(zhì)轉(zhuǎn)化能力明顯高于耙耕與常規(guī)耕作，從而使千粒重明顯增加，加之耕作對(duì)穗數(shù)的影響，最終表現(xiàn)為旋耕與免耕的產(chǎn)量較高。秸稈還田條件下少免耕有利于增加土壤含水率、土壤有機(jī)質(zhì)、全氮和速效鉀等在上層富集，可以改善土壤水、肥、氣、熱等作物生長(zhǎng)環(huán)境，這些因素也有利于小麥產(chǎn)量的提高，但對(duì)玉米產(chǎn)量的影響不大。

可溶性糖含量和蔗糖含量在常規(guī)耕作中積累量高，但淀粉含量低于其它耕作方式，說(shuō)明籽粒中可溶性總糖、蔗糖供應(yīng)充足，但其降解代謝不足，同化物利用能力不高，導(dǎo)致籽粒中淀粉的積累降低。而免耕條件下，收獲期可溶性糖含量、蔗糖含量較低，但淀粉含量較高，說(shuō)明免耕條件下可溶性糖等物質(zhì)轉(zhuǎn)化能力更高，淀粉的合成代謝旺盛，最終影響作物產(chǎn)量。

因此，在本地區(qū)小麥玉米輪作6年的長(zhǎng)期定位試驗(yàn)條件下，作物生產(chǎn)可以采用少免耕配合秸稈還田來(lái)調(diào)控作物個(gè)體、群體的生長(zhǎng)發(fā)育，以建立合理的群體結(jié)構(gòu)與個(gè)體發(fā)育模式，提高光合產(chǎn)量在籽粒中的積累和轉(zhuǎn)化，促進(jìn)籽粒的充實(shí)，從而提高本地區(qū)冬小麥產(chǎn)量。同時(shí)，長(zhǎng)期定位條件下，耕作方式與秸稈還田對(duì)作物整個(gè)灌漿期的糖類積累與影響需要繼續(xù)進(jìn)行更加深入的研究。

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可溶性糖含量和蔗糖含量在常規(guī)耕作中積累量高，但淀粉含量低于其它耕作方式，說(shuō)明籽粒中可溶性總糖、蔗糖供應(yīng)充足，但其降解代謝不足，同化物利用能力不高，導(dǎo)致籽粒中淀粉的積累降低。而免耕條件下，收獲期可溶性糖含量、蔗糖含量較低，但淀粉含量較高，說(shuō)明免耕條件下可溶性糖等物質(zhì)轉(zhuǎn)化能力更高，淀粉的合成代謝旺盛，最終影響作物產(chǎn)量。

因此，在本地區(qū)小麥玉米輪作6年的長(zhǎng)期定位試驗(yàn)條件下，作物生產(chǎn)可以采用少免耕配合秸稈還田來(lái)調(diào)控作物個(gè)體、群體的生長(zhǎng)發(fā)育，以建立合理的群體結(jié)構(gòu)與個(gè)體發(fā)育模式，提高光合產(chǎn)量在籽粒中的積累和轉(zhuǎn)化，促進(jìn)籽粒的充實(shí)，從而提高本地區(qū)冬小麥產(chǎn)量。同時(shí)，長(zhǎng)期定位條件下，耕作方式與秸稈還田對(duì)作物整個(gè)灌漿期的糖類積累與影響需要繼續(xù)進(jìn)行更加深入的研究。

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可溶性糖含量和蔗糖含量在常規(guī)耕作中積累量高，但淀粉含量低于其它耕作方式，說(shuō)明籽粒中可溶性總糖、蔗糖供應(yīng)充足，但其降解代謝不足，同化物利用能力不高，導(dǎo)致籽粒中淀粉的積累降低。而免耕條件下，收獲期可溶性糖含量、蔗糖含量較低，但淀粉含量較高，說(shuō)明免耕條件下可溶性糖等物質(zhì)轉(zhuǎn)化能力更高，淀粉的合成代謝旺盛，最終影響作物產(chǎn)量。

因此，在本地區(qū)小麥玉米輪作6年的長(zhǎng)期定位試驗(yàn)條件下，作物生產(chǎn)可以采用少免耕配合秸稈還田來(lái)調(diào)控作物個(gè)體、群體的生長(zhǎng)發(fā)育，以建立合理的群體結(jié)構(gòu)與個(gè)體發(fā)育模式，提高光合產(chǎn)量在籽粒中的積累和轉(zhuǎn)化，促進(jìn)籽粒的充實(shí)，從而提高本地區(qū)冬小麥產(chǎn)量。同時(shí)，長(zhǎng)期定位條件下，耕作方式與秸稈還田對(duì)作物整個(gè)灌漿期的糖類積累與影響需要繼續(xù)進(jìn)行更加深入的研究。

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