秸秆还田与氮肥配施对小麦产量和收获指数的影响

姜自红+刘中良+江生泉

摘    要：以‘济麦22为材料，研究玉米秸秆还田与不同用量氮肥配施对小麦群体动态、产量及收获指数等的影响。结果表明：与单施氮肥或单纯秸秆还田处理相比，秸秆还田配施氮肥能够显著促进小麦增产，且秸秆还田M+N肥（施氮量225 kg·hm-2）处理增产效果最佳，比对照（CK）、秸秆还田和单施氮肥处理分别增产16.1%，7.7%和6.1%。秸秆还田配施氮肥增加了单位面积穗数和穗粒数，增大冬前分蘖和春季最大分蘖，提高成穗率，促进收获指数的提高。本试验以M+N处理效果最佳。

关键词：小麦;秸秆还田;氮肥;产量;收获指数

中图分类号：S147.35         文献标识码：A         DOI 编码：10.3969/j.issn.1006-6500.2016.01.003

Effects of Straw Mulching and Nitrogen Fertilizer on Grain Yield and Harvest Index of Winter Wheat

JIANG Zihong1，LIU Zhongliang2，JIANG Shengquan1

（1. Chuzhou Vocational and Technical College，Chuzhou，Anhui 239000， China; 2.Tai'an Academy of Agricultural Sciences， Tai'an，Shandong 271000， China）

Abstract： Using "Jimai NO.22" as material， effects of straw mulching and nitrogen fertilizer on population dynamic， grain yield and harvest index of winter wheat were studied. The result showed that compared with no straw mulching and no nitrogen fertilizer treatments，straw mulching plus nitrogen fertilizer improved grain yield，and the result of M+N（N 225 kg·hm-2） was the best，the yield of which increased 16.1%， 7.7% and 6.1% than that of CK， M and N treatment. Straw mulching plus nitrogen fertilizer increased panicle per unit area and grain number per spike. Straw mulching plus nitrogen fertilizer also increased tiller number before winter and the most tiller number，and increased spike rate and harvest index. The result of treatment M+N was the best in this experiment.

Key words： wheat; straw mulching; nitrogen fertilizer; yield; harvest index

我国是农业大国，秸秆资源十分丰富，农作物秸秆含有作物必需的碳、氮、磷、钾等营养元素，秸秆直接还田已成为冬麦区玉米秸秆处理的主要方式，不仅杜绝了秸秆焚烧所造成的大气污染， 同时还可以提升农田土壤基础肥力，起到增肥增产作用[1]。玉米秸秆C/N比较高，其腐解快慢和程度对下茬作物前期生长有较大影响，通过施氮来协调碳、氮源比例是促进秸秆腐解的重要途径之一。一方面施氮调节C/N比，有效增加微生物的活性和数量，促进秸秆腐解[2-3];另一方面秸秆还田可有效减少氮的损失，也有利于改善土壤-作物间氮素转化，提高氮肥利用率。秸秆还田与氮肥配施对小麦的影响虽已有较多研究，但对小麦群体动态及收获指数的影响研究还较少，因此，本试验通过研究玉米秸秆还田与不同氮肥用量的配施对小麦群体动态、产量和产量构成要素以及收获指数的影响，以期为小麦—玉米一年两熟制地区的秸秆还田措施提供理论依据。

1 材料和方法

1.1 供试土壤与材料

试验于安徽滁州实验基地进行，该地区的种植方式为小麦—玉米一年两熟制。供试土壤为棕壤，基本理化性状为有机质10.1 g·kg-1，碱解氮73. 4 mg·kg-1，速效磷21.3 mg·kg-1，速效钾92. 7 mg·kg-1。小麦品种：济麦22。供试肥料包括尿素（含N 46.0%）、过磷酸钙（含P2O5 12.0%）、氯化钾（含K2O 60.0%）。

1.2 试验方法

1.2.1 处理设计 本试验设置6个处理，分别为：（1）玉米秸秆不还田+不施氮（CK）;（2）玉米秸秆不还田+施氮（N），施氮量为225 kg·hm-2;（3）玉米秸秆还田（M）;（4）玉米秸秆还田+减施氮（M+N-），施氮量为168.75 kg·hm-2;（5）玉米秸秆还田+施氮（M+N），施氮量为225 kg·hm-2;（6）玉米秸秆还田+增施氮（M+N+），施氮量为281.25 kg·hm-2，其中每公顷投入P2O5 105 kg，K2O 90 kg，N肥基追比例为4∶6，P、K肥一次性基施。

1.2.2  田间设计 试验地块前茬作物为玉米，玉米收获后按照试验处理要求，将1、2处理秸秆清理干净，耕地筑畦后，按定点位置和处理要求划出试验小区。试验小区长9.0 m，宽4.5 m，面积40.5 m2。每处理重复3次，随机排列。

1.3 调查项目及方法

1.3.1 群体发育动态 在小麦三叶期，各处理小区确定观测点，分别调查冬前分蘖、最大分蘖，收获前各处理小区选取代表性样段（1.05 m2）调查有效穗数。

1.3.2 收获指数 各处理小区确定均匀地段齐地平面刈割长1 m的2个样段，分别装入网袋，完全风干，称质量后脱粒，分别测定收获样段的籽粒风干质量和秸秆风干质量。

1.3.3 株高及穗粒数 各处理小区自收获样段选取代表性植株20株测量株高并调查穗粒数。

1.3.4 籽粒产量及千粒质量 各处理小区选择长势均匀地段，收取5.25 m2的样方，测定籽粒产量，并测定各小区籽粒千粒质量。

1.4 数据统计方法

应用LSD法对试验结果进行统计分析。

2 结果与分析

2.1 不同处理对小麦产量的影响

表1的数据表明，与CK相比，其余处理分别增产5.4%，9.5%，12.1%，16.1%和12.4%，除玉米秸秆还田处理外，其余各处理产量差异均达到0.01显著水平;与玉米秸秆还田处理相比，其余施氮处理分别增产3.8%，6.3%，10.2%和6.6%，其中秸秆还田后增施氮肥处理产量差异达到0.05和0.01水平;秸秆还田后增施氮肥处理间差异不显著。

2.2 不同处理对产量构成因素的影响

由表2可以看出，与CK相比，各处理小麦亩穗数均增大，其中M+N差异达到0.01水平，M+N-和M+N+差异均达到0.05显著水平;与M相比，各施氮处理小麦亩穗数均增大，其中M+N差异达到0.01显著水平，M+N-和M+N+差异均达到0.05显著水平;与N相比，施氮配施秸秆还田处理小麦单位面积穗数均增大，其中M+N差异达到0.01显著水平，M+N-差异达到0.05显著水平。

在小麦穗粒数变化方面，各施氮处理小麦单位面积穗数均比CK和M增大，尤其秸秆还田后配施氮肥效果更佳，其中M+N增大效果达到0.05差异水平，其余处理间差异不显著。

各处理千粒质量变化趋势依次为：M+N->N>M>M+N+>M+N>CK。与CK相比，M+N-差异达到0.01显著水平，M和N差异均达到0.05显著水平;M、N与M+N间差异均达到0.05显著水平;此外M+N-与M+N、M+N+间差异达到0.05显著水平;其余处理间差异不显著。

2.3 不同处理对株高和群体结构的影响

由表3可以看出，各处理株高变化趋势为：M+N+>M+N>M+N->N>M>CK。其中，M+N+、M+N与CK间差异达到0.05显著水平;其余各处理间差异不显著。

冬前分蘖各处理变化趋势依次是：M+N+>M+N->M+N>N>M>CK。同CK相比，其余各处理差异均达到0.01显著水平;M+N+与M+N、N、M间差异均达到0.01显著水平，与M+N-差异达到0.05显著水平;其余处理间差异不显著。

最大分蘖各处理变化趋势是：M+N+>M+N>N>M+N->M>CK。M+N+与M、CK间差异达到0.01显著水平;M+N与M、CK间差异达到0.05显著水平;其余处理间差异不显著。

有效分蘖变化趋势见2.2节单位面积穗数变化趋势分析。

2.4 不同处理对生物量和收获指数的影响

表4表明，各处理生物产量变化趋势依次为M+N+>M+N>M+N->N>CK>M，各处理间差异不显著。各处理收获指数变化趋势为：M+N>M+N->M+N+>M>N>CK。其中，处理6、7与处理1间差异达到0.05显著水平;处理4与处理6间差异达到0.05显著水平;其余处理间差异不显著。

3  结论与讨论

施氮本身可增加光合产物积累，协调产量结构而增产[4-7]，秸秆还田下配施氮肥的研究也有较多报道，秸秆还田配合合理施氮量及基追比例可以显著提高小麦灌浆速率和产量[8-9]。本研究发现与单施氮肥或单纯秸秆还田处理相比，秸秆还田配施氮肥能够显著促进小麦增产，且M+N（施氮量225 kg·hm-2）处理增产效果最佳，分别比对照（CK）、秸秆还田和单施氮肥处理增产16.1%，7.7%，6.1%。过量的氮肥N+（施氮量为281.25 kg·hm-2）使小麦产量又有所降低。秸秆还田配施氮肥对小麦产量的增加效应主要是因为增加了单位面积穗数和穗粒数，而千粒质量却有所降低。秸秆还田配施氮肥增产最主要的原因应该是明显改善小麦群体结构，表现为秸秆还田配施氮肥可以增大冬前分蘖和春季最大分蘖，并提高成穗率，其中M+N（施氮量为225 kg·hm-2）和M+N-（施氮量168.75 kg·hm-2）效果比较显著。从产量和成穗率结果来看，秸秆还田并适量减施氮肥对产量影响不明显，这与江晓东等[10]的研究结果一致。

秸秆还田配施氮肥不仅能够增加小麦籽粒产量，同时还会促进小麦地上部的生长，秸秆还田配施氮肥对小麦株高有一定的促进作用，差异在1.22～3.78 cm之间变化，提高小麦的生物量，为经济产量的形成提供了物质基础。秸秆还田配施氮肥协调了籽粒产量和生物产量，最终提高收获指数。

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