●任改娟 (甘肅省定西市臨洮縣衙下集鎮(zhèn)農(nóng)業(yè)農(nóng)村綜合服務(wù)中心 甘肅 定西 730503)
小麥?zhǔn)俏覈?guó)重要的糧食作物,對(duì)保障我國(guó)糧食安全具有重要意義。小麥產(chǎn)量的提高除了依靠?jī)?yōu)良品種的選育,還要依賴于栽培措施的優(yōu)化和耕作模式的改進(jìn)[1]。研究表明,秸稈還田能夠改善土壤理化結(jié)構(gòu),增強(qiáng)土壤保墑能力,減少地面蒸發(fā),協(xié)調(diào)水、肥、氣、熱關(guān)系,提高土壤水分利用率,進(jìn)而促進(jìn)作物生長(zhǎng),加快作物的生育進(jìn)程,顯著提高作物產(chǎn)量和種植效益[2]。耕作可通過改善耕層土壤結(jié)構(gòu)和表面狀態(tài)進(jìn)而調(diào)節(jié)土壤的水熱狀況,能夠?yàn)樽魑锷L(zhǎng)提供優(yōu)良的土壤環(huán)境[3],不同耕作方式對(duì)不同土壤類型和不同種植作物土層物理性狀有不同影響,因此,試驗(yàn)設(shè)置不同秸稈還田和耕作模式,研究小麥干物質(zhì)積累和產(chǎn)量的變化特征,為小麥高產(chǎn)栽培提供參考。
試驗(yàn)于2020年在甘肅省定西市臨洮縣上營(yíng)鄉(xiāng)進(jìn)行,地處103°29'~104°19'E,35°03'42''~35°56'46''N,隴西盆地西緣,青藏高原東側(cè)。屬溫帶大陸性氣候,年平均氣溫7℃,年降雨量317~760 mm,主要集中在7~9月,無(wú)霜期80~190 d。上茬作物為玉米,小麥供試品種為“隴中5號(hào)”。土壤類型為黃綿土,pH值7.8,含有機(jī)質(zhì)13.55 g/kg、全氮0.75 g/kg、速效氮116.34 mg/kg、速效磷16.27 mg/kg、速效鉀163.47 mg/kg。
試驗(yàn)采用裂區(qū)設(shè)計(jì),主區(qū)為秸稈還田方式,設(shè)置秸稈覆蓋還田(S1)和翻壓還田(S2),副區(qū)為耕作方式,分為旋耕(W1)、深松(W2)和深翻(W3)。秸稈覆蓋還田:在玉米收獲后,將秸稈轉(zhuǎn)移到田外,耕作完成后進(jìn)行粉碎帶狀覆蓋。翻壓還田:將玉米秸稈粉碎后翻入土壤。耕作同時(shí)施入氮肥(N) 90 kg/hm2、磷肥(P2O5)80 kg/hm2、鉀肥(K2O)80 kg/hm2作為基肥,基本苗數(shù)為360萬(wàn)株/hm2,在拔節(jié)期追施氮肥(N)60 kg/hm2。每個(gè)處理3次重復(fù),每個(gè)小區(qū)面積45 m2,其他措施參考當(dāng)?shù)馗弋a(chǎn)栽培麥田管理要求。
1.3.1 小麥干物質(zhì)積累量的測(cè)定分別在拔節(jié)期、開花期和成熟期,在各小區(qū)選擇長(zhǎng)勢(shì)一致、生長(zhǎng)健壯的植株30株,將莖稈、葉片、穗、籽粒和穎殼分開處理,105℃條件下殺青30 min,80℃烘干至恒重,用電子天平進(jìn)行稱重,測(cè)定干物質(zhì)。計(jì)算花后干物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)量和貢獻(xiàn)率。
花后干物質(zhì)運(yùn)轉(zhuǎn)量(t/hm2)=成熟期籽粒干重-營(yíng)養(yǎng)器官花前貯藏物質(zhì)運(yùn)轉(zhuǎn)量;
花后干物質(zhì)對(duì)籽粒的貢獻(xiàn)率=花后干物質(zhì)積累量/成熟期籽粒干重×100%。
1.3.2 小麥產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成因素的測(cè)定小麥成熟時(shí)實(shí)收測(cè)定每個(gè)測(cè)產(chǎn)區(qū)小麥產(chǎn)量,每個(gè)小區(qū)連續(xù)取20株小麥穗進(jìn)行室內(nèi)考種,調(diào)查穗粒數(shù)、千粒重。
試驗(yàn)數(shù)據(jù)使用Excel進(jìn)行數(shù)據(jù)整理,使用SPSS進(jìn)行方差分析和多重比較。
不同秸稈還田和耕作方式下小麥干物質(zhì)積累量,見表1。
由表1可知,隨著生育進(jìn)程的推進(jìn),小麥干物質(zhì)積累量呈逐漸增加的趨勢(shì),在拔節(jié)期,各處理間無(wú)顯著差異(P>0.05)。在開花期S2W3處理的干物質(zhì)積累量最多,且在同一秸稈還田下表現(xiàn)為W3>W(wǎng)2>W(wǎng)1。成熟期的干物質(zhì)積累量S2W3處理最多,顯著高于其他處理(P<0.05),S1W2、S1W3、S2W1、S2W2處理間無(wú)顯著差異(P>0.05)?;ê蟾晌镔|(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)量在S1處理下表現(xiàn)為S1W2>S1W3>S1W1,S1W3和S1W1無(wú)顯著差異(P>0.05)。S2處理下各處理無(wú)顯著差異(P>0.05)?;ê蟾晌镔|(zhì)貢獻(xiàn)率表現(xiàn)為S2W3>S2W1>S2W2>S1W2>S1W1>S1W3,S2W3和S2W1無(wú)顯著差異(P>0.05)。說明不同秸稈還田和耕作方式對(duì)小麥生長(zhǎng)具有顯著的影響。
不同秸稈還田和耕作方式下小麥產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成因素,見表2。
表2 秸稈還田和耕作方式下小麥產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成因素處理穗數(shù)
由表2可知,不同秸稈還田和耕作方式下小麥產(chǎn)量存在差異,其中各處理間的穗數(shù)無(wú)明顯差異,穗粒數(shù)在同一秸稈還田方式下表現(xiàn)為W3>W(wǎng)2>W(wǎng)1,在同一耕作方式下表現(xiàn)為S2>S1,在S2W3處理下的穗粒數(shù)最多。千粒重在S1處理下,S1W1和S1W3處理間無(wú)顯著差異(P>0.05),顯著高于S1W2(P<0.05),在S2處理下表現(xiàn)為W3>W(wǎng)2>W(wǎng)1,S2W1和S2W2處理間沒有顯著差異(P>0.05)。產(chǎn)量表現(xiàn)為S2W3>S2W2>S2W1>S1W3>S1W2>S1W1,S2W3處理顯著高于其他處理,S1W1和S1W2、S2W1和S2W2處理間無(wú)顯著差異(P<0.05)。說明秸稈翻壓還田和深耕對(duì)提高小麥產(chǎn)量具有較好的效果。
秸稈還田能夠有效改善作物的生長(zhǎng)環(huán)境,從而促進(jìn)作物的生長(zhǎng)發(fā)育和產(chǎn)量形成。耕作是改善土壤理化性質(zhì)的重要措施[4],生產(chǎn)中二者常聯(lián)合使用。作物生長(zhǎng)過程中干物質(zhì)積累是籽粒產(chǎn)量形成的物質(zhì)基礎(chǔ),研究表明,秸稈還田能夠增加作物干物質(zhì)積累量[5],其在一定范圍內(nèi)與產(chǎn)量呈正相關(guān)。本研究結(jié)果表明,在不同秸稈還田和耕作方式下小麥干物質(zhì)積累量、花后干物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)量和花后干物質(zhì)貢獻(xiàn)率在各生育期均是秸稈翻壓還田+深翻處理最高,這可能是由于秸稈深翻還田使秸稈在土壤中分解更快,有機(jī)碳氮能夠被土壤微生物充分利用,從而增加土壤生物多樣性,增大土壤孔隙度、提高水穩(wěn)性團(tuán)聚體比例和總持水量。同時(shí),深翻有利于打破犁底層,為作物根系生長(zhǎng)提供良好的條件[6]。
本研究表明,小麥穗粒數(shù)、千粒重和產(chǎn)量均是秸稈翻壓還田+深翻處理最高,說明秸稈還田配合深翻具有較好的增產(chǎn)效果,主要是由于深翻將秸稈埋入土壤深層,促進(jìn)根系下扎,從而使根系吸收深層土壤養(yǎng)分,為地上部分生長(zhǎng)提供條件,促進(jìn)干物質(zhì)向籽粒運(yùn)輸。另一方面,深翻能夠?qū)⒈韺油寥赖牟≡拖x卵深埋地下,從而減少了玉米病蟲害的發(fā)生。
綜上,不同秸稈還田和耕作方式組合處理下小麥干物質(zhì)積累量和產(chǎn)量存在明顯差異,其中秸稈翻壓還田+深翻處理的小麥在各生育期的干物質(zhì)積累量最多,穗粒數(shù)、百粒重和產(chǎn)量最高,是較好的栽培管理方式,可在生產(chǎn)中推廣應(yīng)用。