玉米秸秆还田对小麦生长和土壤水分含量的影响

李录久 吴萍萍 蒋友坤 王家嘉 吕艳秋

摘要 [目的]研究不同玉米秸秆还田量对小麦生长和砂姜黑土水分状况的影响，探讨适宜的秸秆还田量。[方法]设置0、1 500、3 000、4 500和6 000 kg/hm2玉米干秸秆粉碎还田量，小麦主要生育期采集0～10 、10～20 cm土壤样品，测定水分含量；收获期考察小麦产量结构性状。[结果]实施玉米秸秆粉碎直接还田对后季小麦生长发育具有良好的促进作用，籽粒产量增长3.49%～7.09%，平均提高4.94%，3 000 kg/hm2的中等秸秆用量处理小麦产量最高。小麦拔节期、孕穗期和开花期0～10 cm、10～20 cm以及0～20 cm土层水分含量显著提高，减轻了土壤干旱程度。[结论]

当前生产水平下，淮北平原砂姜黑土地区玉米秸秆适宜还田量为3 000 kg/hm2。

关键词 秸秆还田；小麦产量；土壤水分；砂姜黑土

Response of Wheat Growth and Soil Moisture Content to Corn Straw Returned to Field

LI Lu-jiu1，WU Ping-ping1，JIANG You-kun2 et al

（1.Soil and Fertilizer Institute， Anhui Academy of Agricultural Sciences，Hefei， Anhui 230031；2.Linquan Institute of Agricultural Science，Linquan，Anhui 236400）

Abstract [Objective] Response of wheat growth and moisture status of lime concern black soil to rate of corn straw returned to field was conducted so as to seek the suitable amount. [Method] Five rates of corn straw 0， 1 500，3 000，4 500 and 6 000 kg/hm2 returned to field were designed and soil moisture content of 0-10 cm and 10-20 cm depth was analyzed in the main period of wheat growth， yield components were reviewed in wheat mature stage. [Result] There was a better accelerated effect of corn straw directly returned to field on wheat growth late season， seed yield increased by 3.49%-7.09%，averagely 4.94%， and the treatment of 3 000 kg/hm2 corn straw rate obtained the highest yield.Soil moisture content of 0-10， 10-20 and 0-20 cm improved obviously in the stage of jointing， booting and flowering so that the drought degree was alleviated. [Conclusion] The suitable rate of corn straw directly returned to field was 3 000 kg/hm2 at present production in lime concern black soil of Huaibei Plain.

Key words Straw returned to field；Wheat yield；Soil moisture；Lime concern black soil

小麥是安徽省主要粮食作物，2014年全省播种面积达243.45万hm2，占全国的10.1%，位列全国第3[1]，发展小麦生产对安徽农业具有重要作用。安徽省小麦主要种植于淮河以北地区，特别是淮北平原，常年种植面积在150万hm2以上，占安徽省小麦播种面积的70%以上，小麦总产量约占全省小麦总产量的80%，淮北平原小麦生产在安徽省和全国都占有重要地位。

淮北平原小麦产区土壤类型主要是砂姜黑土，黏土矿物以蒙脱石为主，质地黏重，湿时泥泞，干旱时坚硬，耕作性状不良，土壤水分变化频繁，保水供水能力弱，易旱易涝[2]。小麦生育期易发生春旱，特别是开花期，遭遇干旱会严重影响小麦授粉和籽粒产量。改良砂姜黑土不良水分性状，提高土壤保水供水能力对小麦高产稳产有重要作用。有关研究表明，秸秆还田能改善土壤物理性状，提高作物产量[3-6]。为此开展该试验，以探讨不同秸秆还田量对小麦生长和砂姜黑土水分状况的影响。

1 材料与方法

1.1 供试土壤

试验在安徽省临泉县农业科学研究所试验地进行，土壤为普通砂姜黑土，肥力中等，灌溉条件良好。播前0～20 cm耕层土壤养分状况：pH 为6.23，有机质15.93 g/kg，全氮1.09 g/kg，全磷0.23 g/kg，碱解氮78.28 mg/kg，有效磷13.65 mg/kg，速效钾115.2 mg/kg。土壤养分主要限制因子是N和K。

1.2 试验设计

试验在施N 200 kg/hm2、P2O5 90 kg/hm2和K2O 90 kg/hm2的等量氮磷钾肥的基础上进行，设置0、1 500、3 000、4 500和6 000 kg/hm2共5个玉米秸秆还田用量，以CK、S1 500、S3 000、S4 500和S6 000表示，构成5个处理。试验使用的氮、磷、钾肥料分别为尿素、磷酸二铵、氯化钾。小区面积20.0 m2，3次重复，完全随机区组排列。70%的氮肥和全部磷钾肥作基肥一次性施用，剩下的30%氮肥作追肥于小麦拔节期追施。玉米秸秆先机械粉碎，再于小区人工开沟后翻埋于15 cm土壤沟内。供试小麦品种为烟农19号，2012年10月21日播种，第2年6月初收获。其他栽培管理措施同当地一般大田小麦。

1.3 小麦植株样品采集

小麦成熟期每小区采集代表性的小麦植株样品30株，带回室内进行考种，考察穗长、小穗数、穗粒数和千粒重等指标。

1.4 土壤水分测定

土壤含水量的测定采用烘干称重法，用质量百分数表示土壤含水量。在小麦生长发育关键时期，即3月中旬的拔节期、4月初的孕穗期和5月上旬的开花期，用土钻采集各个小区0～20 cm的土壤样品，测定相关层次土壤含水量，样品分0～10 cm和10～20 cm共2个层次。采样前在室内完成铝盒清洗、编号、烘干和称重等工作，室外采样完成后立刻带回室内，用千分之一精度的电子天平称量，然后放入烘箱烘干至恒重，计算土壤含水量。烘干温度设定为105 ℃、时间为24 h以上，以保证土壤中水分全部蒸发。

1.5 数据处理

数据采用Excel和SPSS软件进行处理和统计分析，用最小差异显著LSD法进行差异显著性检验。

2 结果与分析

2.1 玉米秸秆直接还田对小麦产量及其构成的影响

从表1可看出，淮北平原砂姜黑土地区，在氮磷钾肥配合施用的基础上，实施玉米秸秆粉碎直接还田，对后季小麦生长发育具有良好的促进作用。与无秸秆还田的对照相比，施用不同数量的玉米秸秆后，小麦穗长增加，结实小穗数和总小穗数有所增多，不孕小穗数减少，穗粒数和千粒重增长明显，经济性状改善，为籽粒产量的提高打下了基础。相比对照，实施1 500～6 000 kg/hm2秸秆还田后，小麦籽粒产量增长3.49%～7.09%，平均提高4.94%，增产作用较为明显。小麦产量随秸秆还田量的增加先提高后降低，3 000 kg/hm2的中等秸秆还田量处理小麦产量最高，较对照增产7.09%，但增产效应没有达到0.05的显著水平，表明适宜的秸秆还田量不会对当季小麦生长发育造成不利影响。

2.2 玉米秸秆直接还田对砂姜黑土水分含量的影响

2.2.1

对拔节期土壤水分含量的影响。从表2可看出，淮北平原砂姜黑土地区，玉米收获后实施秸秆粉碎后深埋直接还田，对后季小麦土壤水分含量有明显影响。小麦拔节期，与无秸秆还田的对照相比，实施1 500～6 000 kg/hm2玉米秸秆粉碎深埋还田后，0～10 cm和10～20 cm 土壤含水量分别提高0.10～1.73、0.18～2.29百分点，相对提高0.62%～10.64%和1.41%～17.93%，平均增长5.66%和9.24%。秸秆还田量对2个层次土壤含水量的影响完全不同（表1），0～10 cm土壤含水量随着秸秆还田用量的增加而降低，最低秸秆用量的S1 500处理最高，与不施秸秆的对照间差异达显著水平；10～20 cm土壤含水量的变化趋势则与此完全相反，随着秸秆还田量的增加，砂姜黑土含水量显著提高，最高还田量的S6 000处理最高，其次是S4 500處理，与对照间的差异均达显著水平。0～20 cm土壤，秸秆直接还田处理土壤含水量较对照增加0.67～1.15百分点，相对提高4.62%～7.93%，平均提高6.25%，土壤含水量随着秸秆还田量的增加先增加后降低，中间还田量的S3 000处理最高，但与对照间的差异均不显著。土壤含水量的提高为小麦生长发育创造了适宜的水分条件。

2.2.2

对小麦孕穗期土壤水分含量的影响。从表2可看出，实施玉米秸秆粉碎直接还田对后茬小麦孕穗期砂姜黑土水分含量也有明显影响。与对照相比，0～10 cm和10～20 cm土壤含水量分别增加0.78～1.91、0.24～1.10百分点，分别提高8.07%～19.77%和2.00%～9.18%，平均增长13.33%和5.30%。与拔节期相似，秸秆还田量对孕穗期2个层次砂姜黑土水分含量也有不同的影响：0～10 cm土壤含水量随秸秆还田量的增加呈先升高后降低的趋势，中低用量的S3 000和S1 500处理增加幅度较大，相应分别达15.73%和19.77%，与对照间的差异达0.05的显著水平；10～20 cm土壤含水量也是呈先升高后降低的趋势，但是中高秸秆用量的S4 500处理最高，S6 000处理次之，且与对照间的差异均不显著。0～20 cm层次，秸秆还田处理土壤含水量较对照相对提高3.23%～9.98%，平均升高7.67%，S3 000处理最高。

2.2.3

对小麦开花期土壤水分含量的影响。从表2可知，实施玉米秸秆粉碎直接还田对后茬小麦开花期砂姜黑土水分含量也有明显影响。与对照相比，0～10 cm和10～20 cm 土壤含水量分别增加0.92～1.20及0.68～1.42百分点，分别提高11.26%～14.69%和7.14%～ 14.90%，平均升高12.76%和9.65%，0～10 cm土壤含水量也随秸秆还田量的增加而增加，与对照间的差异均达0.05的显著水平，S6 000处理最高；10～20 cm土壤含水量随秸秆用量的增加呈先升后降的趋势，S4 500处理最高，与对照差异显著，其他处理

间差异不显著。0～20 cm土层，土壤含水量升高8.93%～14.35%，平均增加11.05%，中高秸秆还田量的处理S4 500和S6 000较高，与对照间呈显著差异（表2）。土壤含水量增加，干旱程度有所减轻。

3 结论

淮北平原砂姜黑土实施玉米秸秆粉碎直接还田，对后季小麦生长发育具有良好的促进作用。实施1 500～6 000 kg/hm2秸秆还田后，小麦籽粒产量增长3.49%～7.09%，平均提高4.94%，3 000 kg/hm2的中等秸秆还田量处理小麦产量最高。

实施玉米秸秆粉碎直接还田能有效提高后季小麦拔节期、孕穗期和开花期等主要生育期0～10 cm和10～20 cm 2个层次土壤含水量，显著增加0～20 cm 土层水分含量，为小麦生长发育创造适宜的土壤水分条件。总体上，3 000 kg/hm2秸秆还田处理土壤水分含量较高，有利于春季小麦生长发育。

参考文献

[1] 安徽省统计局.安徽农村统计调查资料[Z].2014.

[2] 张俊民.砂姜黑土综合治理研究[M].合肥：安徽科技出版社，1988.

[3] 刘洋，孙占祥，白伟，等.不同耕法对土壤含水量、玉米生长发育及产量的影响[J].辽宁农业科学，2011（2）：10-14.

[4] 张保民，费聿萍，王学锋，等.前茬小麦不同耕作方式对土壤含水量和夏玉米产量的影响[J].玉米科学，2012，20（4）：110-113.

[5] 邹洪涛，马迎波，徐萌，等.辽西半干旱区秸秆深还田对土壤含水量、容重及玉米产量的影响[J].沈阳农业大学学报，2012，43（4）：494-497.

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