贠 超 楊春玲 韓 勇 劉國(guó)濤 薛志偉

（河南省安陽(yáng)市農(nóng)業(yè)科學(xué)院，安陽(yáng) 455000）

農(nóng)作物秸稈是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的副產(chǎn)品，我國(guó)每年各類秸稈生產(chǎn)量在6.5 億t 以上[1]。作物秸稈含有大量的植物生長(zhǎng)所需的營(yíng)養(yǎng)元素，經(jīng)過腐解后可補(bǔ)充土壤養(yǎng)分[2]，增加土壤有機(jī)質(zhì)含量及養(yǎng)分含量[3]，改善土壤結(jié)構(gòu)[4]，提高化肥利用效率[5]，從而提高作物產(chǎn)量，減輕環(huán)境壓力，秸稈還田是一項(xiàng)重要的秸稈資源利用途徑。

華北平原是我國(guó)小麥和玉米的重要產(chǎn)地，麥-玉輪作是該地區(qū)最常見的糧食種植模式。河南省安陽(yáng)市位于華北平原糧食生產(chǎn)的核心區(qū)域，2019 年安陽(yáng)市小麥播種面積30.46 萬(wàn)hm2，小麥總產(chǎn)量達(dá)206.4 萬(wàn)t[6]。安陽(yáng)地區(qū)是較早進(jìn)行秸稈還田的地區(qū)，從20 世紀(jì)80 年代中期就開始了秸稈還田的試驗(yàn)示范。到2000 年左右，小麥、玉米全量秸稈還田已在全市普及，成為秸稈利用的主要途徑[7]。秸稈連續(xù)全量還田增加了土壤有機(jī)物投入，提高了土壤養(yǎng)分供應(yīng)水平，進(jìn)而影響了小麥的生長(zhǎng)發(fā)育和產(chǎn)量[8]。隨著秸稈還田的推廣，秸稈還田引起的作物出苗率低、病蟲草害嚴(yán)重等問題日趨凸顯[9]，許多研究人員和種植戶對(duì)秸稈還田量都有不同的見解。

安麥13 是由安陽(yáng)市農(nóng)業(yè)科學(xué)院選育的半冬性小麥新品種，2021 年1 月通過了河南省初審，目前在公示期。安麥13 株型半緊湊，旗葉寬長(zhǎng)斜上沖，莖稈彈性較好，抗倒性較好。穗長(zhǎng)、較勻，紡錘型，碼密，穗層較齊，灌漿速度快，結(jié)實(shí)性好，熟相較好，中抗紋枯病、條銹病。本研究通過分析不同秸稈還田量對(duì)安麥13 產(chǎn)量及產(chǎn)量要素的影響，為新品種的進(jìn)一步審定、示范、推廣提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料及試驗(yàn)地概況小麥種植品種為安麥13，播種量為150kg/hm2；玉米種植品種為鄭單958，種植密度為65000 株/hm2。試驗(yàn)地點(diǎn)位于河南省安陽(yáng)市，該市主要農(nóng)業(yè)種植區(qū)域?yàn)辄S河沖擊平原，土層深厚，地勢(shì)平坦，屬于暖溫帶大陸性半濕潤(rùn)氣候，四季分明，氣溫適宜，年平均氣溫12.7℃，全 年≥10℃活動(dòng)積溫4298℃，年平均降雨量630mm，平均日照時(shí)數(shù)2368.0～2526.1h，無(wú)霜期201d。安陽(yáng)農(nóng)業(yè)發(fā)達(dá)，有多年的一年兩熟麥-玉輪作的種植習(xí)慣和全量秸稈還田歷史。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)試驗(yàn)共設(shè)3 個(gè)處理，每個(gè)處理3 次重復(fù)，每個(gè)小區(qū)面積40m2（8m×5m），小區(qū)間距為1m。秸稈還田量的設(shè)計(jì)：50%小麥、玉米秸稈還田（CK），75%小麥、玉米秸稈還田（處理1），100%小麥、玉米秸稈還田（處理2）。由于安陽(yáng)地區(qū)小麥、玉米正常機(jī)收后，小麥留茬20cm，玉米留茬30cm，地上剩余部分和根茬之和約占秸稈總重量的50%，50%秸稈還田即為正常機(jī)收后根茬還田，所以把50%秸稈還田作為對(duì)照（CK）；75%秸稈還田為將正常機(jī)收后根茬和地面游離秸稈的一半還田；100%秸稈還田為將根茬和地面秸稈全部還田。秸稈的根茬還田方式：小麥秸稈粉碎后免耕地面覆蓋，玉米秸稈粉碎后旋耕入土。

1.3 田間管理按照當(dāng)?shù)胤N植習(xí)慣，小麥季每個(gè)小區(qū)施入2.4kg 氮∶磷∶鉀為25∶15∶7 的復(fù)合肥作底肥，小麥返青期每667m2追施尿素0.6kg，麥季澆水4 次；玉米季每個(gè)小區(qū)施入3.0kg 氮∶磷∶鉀為28∶6∶6 的復(fù)合肥作底肥，玉米不追肥，玉米季澆水2 次。其他日常管理措施按照本地農(nóng)戶種植習(xí)慣進(jìn)行操作。

1.4 測(cè)定項(xiàng)目及數(shù)據(jù)處理小麥成熟后在小區(qū)內(nèi)取2m×2m 的樣方，2020 年6 月8 日取樣，測(cè)定容重、千粒重、單穗重、米穗數(shù)（從麥田中選有代表性的1 行，數(shù)1m 長(zhǎng)度內(nèi)小麥的穗數(shù)）和產(chǎn)量。用Excel 進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，用SPSS 23 對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行方差分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同秸稈還田量對(duì)小麥產(chǎn)量要素的影響

2.1.1 對(duì)容重的影響由表1 可知，處理1 小麥容重較CK 高1.21%，與CK 差異顯著；處理2 小麥容重較CK 低0.29%，與CK 差異不顯著，與處理1 差異顯著。說(shuō)明加大秸稈還田量對(duì)小麥容重有明顯影響，以75%秸稈還田效果較好，顯著提高了小麥的容重。有多位研究人員做過關(guān)于秸稈還田量對(duì)小麥容重影響的試驗(yàn)，結(jié)果不盡相同，這可能與研究背景條件不同有關(guān)。

表1 不同秸稈還田量對(duì)小麥產(chǎn)量要素的影響

2.1.2 對(duì)千粒重的影響由表1 可知，千粒重以CK 最高，處理1 與處理2 分別較CK 低2.58%和1.64%，但均無(wú)顯著差異，說(shuō)明雖然不同秸稈還田量沒有對(duì)小麥千粒重產(chǎn)生顯著影響，但是過多的秸稈還田在一定程度上降低小麥千粒重，這與周延輝 等[10]的研究結(jié)果一致。小麥千粒重是一個(gè)較為穩(wěn)定的屬性，受環(huán)境影響較小，通過秸稈還田對(duì)作物產(chǎn)生影響是一個(gè)緩慢的過程，短期內(nèi)的秸稈還田對(duì)小麥千粒重的影響較小，如將試驗(yàn)周期延長(zhǎng)至5～10年，或許結(jié)果會(huì)另有不同。

2.1.3 對(duì)小麥單穗重的影響由表1 可知，小麥單穗重處理2 最高，為1.41g，處理1 較CK 低0.74%，處理2 較CK 高3.68%，三者之間差異不顯著。雖然加大秸稈還田量沒有對(duì)小麥的單穗重產(chǎn)生顯著影響，但是全量秸稈還田還是對(duì)小麥的單穗重產(chǎn)生了積極的影響。雖有多位研究者證明秸稈還田可以增加小麥的單穗重量，但其中的機(jī)理尚未完全理清，值得繼續(xù)深入研究。

2.1.4 對(duì)小麥米穗數(shù)的影響由表1 可知，小麥米穗數(shù)處理1 最多，為124.67 個(gè)，處理1 與處理2 分別較CK 多6.86%和4.85%，但與CK 均差異不顯著。75%和100%秸稈還田量在不同程度上增加了小麥的米穗數(shù)，說(shuō)明相比僅根茬還田，增加秸稈還田量有利于增加小麥的米穗數(shù)。

2.2 不同秸稈還田量對(duì)小麥產(chǎn)量的影響由表2可知，小麥產(chǎn)量處理1 最高，每hm2達(dá)9729.30kg，較CK 高10.81%，而處理2 較CK 低1.20%，二者與CK 差異均不顯著。75%秸稈還田對(duì)小麥產(chǎn)生了明顯的增產(chǎn)作用，這與多位研究者的研究結(jié)果一致。但是秸稈全量還田卻不利于作物產(chǎn)量的提高，這是因?yàn)榻斩挼母纸庑枰欢ǖ臏囟群蜐穸龋碴?yáng)地區(qū)地處北溫帶，全年≥10℃活動(dòng)積溫僅為4298℃，年平均降雨量只有630mm，過多的秸稈還田后無(wú)法及時(shí)分解利用，且在小麥播種時(shí)會(huì)架空部分土壤，小麥根系無(wú)法緊密接觸土壤，不利于保墑，使得麥田缺苗和干旱，導(dǎo)致小麥減產(chǎn)。這表明在年降雨量和積溫有限的華北平原，全量秸稈還田未必能帶來(lái)最好的產(chǎn)量，可能只是一種安置秸稈的方式。

表2 不同秸稈還田量對(duì)小麥產(chǎn)量的影響

3 結(jié)論與討論

秸稈還田作為全球農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重要環(huán)節(jié)，對(duì)于維持農(nóng)田肥力、減少化肥使用、減輕環(huán)境壓力、提高土壤碳匯能力和作物產(chǎn)量具有積極作 用[11]。土壤理化性質(zhì)的改變是一個(gè)漫長(zhǎng)的過程，耕地的理化性質(zhì)會(huì)在不同的地理、氣候、耕作條件下發(fā)生改變。不同的研究背景、技術(shù)條件、氣候條件、土壤類型和耕作制度下秸稈利用的情況不盡相同，這些默認(rèn)的背景對(duì)土壤的影響是巨大的，試驗(yàn)背景不同可能是導(dǎo)致研究結(jié)果不同的重要原因。

在不同的濕度、溫度、土壤類型、耕作制度、還田技術(shù)和管理措施下，秸稈的分解利用情況不同。安陽(yáng)地區(qū)地處北溫帶，屬暖溫帶大陸性半濕潤(rùn)氣候，在現(xiàn)有的秸稈還田措施下，土壤消納、分解秸稈的能力有限，秸稈全量還田后無(wú)法及時(shí)分解利用，可能會(huì)架空部分土壤，增加土壤水分蒸發(fā)，降低土壤溫度，不利于小麥產(chǎn)量的進(jìn)一步提升。相對(duì)于50%秸稈還田，75%秸稈還田下小麥容重顯著增大、產(chǎn)量最高，綜合考慮認(rèn)為75%秸稈還田量對(duì)安麥13 生產(chǎn)最合適。