玉米秸秆还田量对小麦生理生态特征和产量的影响

谭娟 陈楠 董伟 王竞绍 刘红胜 王笑见 张羽飞

摘要研究玉米秸秆还田量对小麦基本苗数、产量，以及苗期、抽穗期和灌浆期3个不同生长时期小麦SOD酶活性和MAD含量的影响，从而获得适宜小麦的玉米秸秆还田量。结果表明，玉米秸秆还田量小于7 000 kg/hm2对小麦基本苗数影响不明显;秸秆还田量大于 10 500 kg/hm2时，小麦基本苗数随秸秆还田量的增加呈显著降低趋势。玉米秸秆还田量为7 000 kg/hm2，小麦SOD活性与产量均提高且小麦MAD含量降低较理想。

关键词秸秆还田;小麦;SOD活性;MAD含量

中图分类号S 512.1文献标识码A

文章编号0517-6611（2019）18-0041-02

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2019.18.009

开放科学（资源服务）标识码（OSID）：

Effects of Corn Stalk Returning on Physiological and Ecological Characteristics and Yield of Wheat

TAN Juan，CHEN Nan，DONG Wei et al

（Industry Stock Corporation of Fengle Seed in Hefei，Hefei， Anhui 230088）

AbstractBy studying the effects of corn stalk returning on the total seedling number， yield and seedling stage， heading stage and filling stage of wheat， the effects of wheat straw stalk enzyme activity and MAD content were summarized. The results showed that when the amount of corn stalk returned to the field was less than 7 000 kg/hm2， the effect on the basic seedling number of wheat was not obvious. When the amount of wheat straw was more than 10 500 kg/hm2， the number of basic seedlings of wheat decreased significantly with the increase of straw returning amount. The corn stalk returning amount suitable for increasing the activity and yield of wheat SOD and reducing the MAD content of wheat is ideally 7 000 kg/hm2.

Key wordsStraw returning;Wheat;The activity of SOD enzyme;MAD content

相关研究表明中国年秸秆产量达7亿t，但秸秆利用率较低，大量秸秆随意堆放与焚烧现象较普遍，造成了环境污染和资源浪费，破坏了生态平衡，阻碍了农业循环的可持续发展[1-2]。秸秆作为可再生资源及养分的载体，通过秸秆还田不仅解决因秸秆焚烧而造成的环境污染问题，而且利于提高土壤肥力、改善土壤环境及为农作物生长提供养分，从而促进生态平衡。当前，关于玉米秸秆对小麦生理生态特征及产量的影响研究较少，因此笔者以“良星99”为试验材料，分析玉米秸秆还田量对小麦生理生态特征及产量的影响，从而获得适宜小麦的玉米秸秆还田量，为小麦优质、高产及秸秆还田量标准建立提供基础依据。

1材料与方法

1.1试验地概况

试验于2014—2015年在安徽省亳州市大杨镇丰乐种业基地进行，土壤质地为砂土，耕作层土壤有机质含量16.1 g/kg，水解氮 91.2 mg/kg，速效磷 14.9 mg/kg，速效钾131.0 mg/kg。

1.2试验材料

供试材料为半冬性小麦“良星99”。

1.3试验设计

试验设置4个处理，分别为不覆盖玉米秸秆对照（A1）、玉米秸秆还田量3 500 kg/hm2（A2）、还田量 7 000 kg/hm2（A3）及还田量10 500 kg/hm2（A4）。每处理重复3次，小区面积13.34 m2（2.00 m×6.67 m），随机区组设计，正常大田管理。玉米秸秆粉碎覆盖翻地镇压后播种，播种日期为10月22日，播种量为225 kg。

1.4试验方法

①基本苗数统计方法：4个处理的小麦播种量均为225 kg/hm2，以梅花状选择5处代表性单元格 （1 m2/单元格），计算基本苗数。②小麦产量测定：小麦成熟期每小区按实收株数测产。③SOD酶活性：小麦苗期、抽穗期、灌浆期提取叶片酶活性，按李合生方法测定。④MDA含量：小麦苗期、抽穗期、灌浆期提取葉片酶活性，按硫代巴比妥酸比色法测定。

1.5数据处理

采用DPS 7.05数据处理软件;采用Excel 2003进行数据处理、方差分析和显著性检验。

2结果与分析

2.1玉米秸秆还田量对小麦基本苗的影响

小麦基本苗数（即每公顷小麦出苗数）随秸秆还田量的增加呈递减的趋势。其中，A1处理基本苗数最高，为235.1万苗/hm2，A3、A2处理的小麦基本苗数与无秸秆还田处理（A1）的小麦基本苗数之间差异不显著，A4与A1处理的基本苗数之间的差异达极显著水平，A4与A3处理的基本苗数之间的差异不显著（表1）。因此，在玉米秸秆还田量小于 10 500 kg/hm2的情况下，小麦出苗率随秸秆还田量的增加呈递减的趋势，这与前人研究结果一致[3-5]，玉米秸秆还田量小于7 000 kg/hm2时，小麦基本苗数变化不明显，大于 10 500 kg/hm2时，小麦的出苗率明显降低。

2.2玉米秸秆还田量对小麦SOD酶活性的影响

超氧化物歧化酶（SOD）是一种源于生命体的活性物质，能消除生物体在新陈代谢中产生的有害物质，其活性大小是植株衰老和抗性的指标之一[6-7]。苗期、抽穗期和灌浆期3个生长时期小麦叶片SOD酶的活性受玉米秸秆还田量影响的变化趋势相同，均以A3处理的SOD酶活性最高，且与A1、A2及A4处理的小麦SOD活性差异显著（表2）。玉米秸秆还田量小于 7 000 kg/hm2有利于提高小麦叶片SOD活性，但差异不显著;还田量大于7 000 kg/hm2降低了小麦叶片SOD酶的活性，说明玉米秸秆还田量对不同生长时期小麦SOD活性具有一定的影响，利于提高苗期、抽穗期及灌浆期的小麦SOD活性的最佳秸秆还田量为7 000 kg/hm2，秸秆还田量过高或过低都会抑制SOD酶的活性，与武晓森等[8]研究结果一致。

2.3玉米秸秆还田量对小麦MDA含量的影响

小麦叶片膜脂过氧化产物MDA含量与叶片衰老速度关系密切。由表3可知，MDA含量由苗期到抽穗期呈降低趋势，抽穗期到灌浆期的MAD含量呈增加趋势，这与前人研究结论一致[9-14]。

4种不同处理条件下，苗期、抽穗期和灌浆期小麦叶片MDA含量受玉米秸秆还田量的影响趋势一致（表3），其中A3处理的MDA含量最低，叶片膜脂过氧化程度最低。A3与A1、A2处理的MDA含量差异不明显，与A4处理的MDA含量差异显著。玉米秸秆还田量小于 7 000 kg/hm2时，秸秆还田量的增加有利于降低小麦叶片MDA含量;秸秆还田量大于7 000 kg/hm2时，秸秆还田量的增加提高了小麦叶片MDA含量，这与张池等[15]研究结果总体一致。综上所述， 7 000 kg/hm2的玉米秸秆还田量最利于降低苗期、抽穗期和灌浆期的小麦MDA含量，为最佳秸秆还田量。

2.4玉米秸秆还田量对小麦产量的影响

由表4可知，4种不同处理中，A3处理的小麦产量最高（9 190.5 kg/hm2），分别高出A1、A2、A4处理19.57%、4.98%、23.75%，且A3处理的小麦产量与A1、A2、A4处理的产量差异显著。在一定范围内（小于7 000 kg/hm2），玉米秸秆还田量有利于提高小麦产量;大于7 000 kg/hm2时，秸秆还田量增加反而降低了小麦产量，与前人研究结果一致[16-18]。因此，最利于小麦高产的玉米秸秆还田量为7 000 kg/hm2。

3结论

（1）小麦基本苗数随玉米秸秆还田量的增加呈减少趋势;玉米秸秆还田量小于7 000 kg/hm2时，对小麦基本苗数影响不明显;大于10 500 kg/hm2时，小麦基本苗数随秸秆还田量的增加呈显著降低趋势。

（2）玉米秸秆还田量对苗期、抽穗期和灌浆期小麦SOD活性有一定的影响。提高苗期、抽穗期及灌浆期的小麦SOD活性的最佳秸秆还田量为 7 000 kg/hm2，秸秆还田量过高或过低都会抑制SOD酶的活性。7 000 kg/hm2玉米秸秆还田量最利于降低苗期、抽穗期及灌浆期的小麦MDA含量，玉米叶片膜脂过氧化程度最低。

（3）最利于小麦高产的玉米秸秆还田量为 7 000 kg/hm2，玉米秸秆还田量小于7 000 kg/hm2有利于小麦产量提高;大于7 000 kg/hm2时，小麦产量与秸秆还田量呈负相关。

参考文献

[1]SHARMA P，ABROL V，SHARMA R K.Impact of tillage and mulch management on economics，energy requirement and crop performance in maize-wheat rotation in rainfed subhumid incapitols，India[J].European journal of agronomy，2011，34（1）：46-51.

[2]张向前，钱益亮.秸秆覆盖对玉米生长、光合及产量的影响[J].华北农学报，2015，30（4）：174-180.

[3]王健波，严昌荣，刘恩科，等.长期免耕覆盖对旱地冬小麦旗叶光合特性及干物质积累与转运的影响[J].植物营养与肥料学报，2015，21（2）：296-305.

[4]宋影，郭素娟，张丽，等.板栗产区有机堆肥产物磷形态特征及其对叶片磷含量的影响[J].环境科学，2017，38（3）：1262-1271.

[5]胡诚，陈云峰，乔艳，等.秸秆还田配施腐熟剂对低产黄泥田的改良作用[J].植物营养与肥料学报，2016，22（1）：59-66.

[6]SUN F F，LU S G.Biochars improve aggregate stability，water retention and pore-space properties of clayey soil[J].Journal of plant nutrition and soil science，2014，177（1）：26-33.

[7]李鉴霖，江长胜，郝庆菊.土地利用方式对缙云山土壤团聚体稳定性及其有机碳的影响[J].环境科学，2014，35（12）：4695-4704.

[8]武晓森，周晓琳，曹凤明，等.不同施肥处理对玉米产量及土壤酶活性的影响[J].中国土壤与肥料，2015（1）：44-49.

[9]张向前，张贺飞，钱益亮.不同秸秆覆盖模式下小麦植株性状、光合及产量的差异[J].麦类作物学报，2016，36（1）：120-127.

[10]郭贵华，刘海艳，李刚华，等.ABA缓解水稻孕穗期干旱胁迫生理特性的分析[J].中国农业科学，2014，47（22）：4380-4391.

[11]SMIRNOFF N.The role of active oxygen in the response of plants to water deficit and desiccation[J].New phytologist，2010，125（1）：27-58.

[12]彭芹，郭骞欢，张西斌，等.山东小麦品种更替过程中光合特性的演變[J].中国农业科学，2012，45（18）：3883-3891.

[13]成艳红，武琳，孙慧娟，等.稻草覆盖和香根草篱对红壤水稳性团聚体组成及有机碳含量的影响[J].生态学报，2016，36（12）：3518-3524.

[14]张鹏，贾志宽，王维，等.秸秆还田对宁南半干旱地区土壤团聚体特征的影响[J].中国农业科学，2012，45（8）：1513-1520.

[15]张池，陈旭飞，周波，等.蚓粪施用对土壤微生物特征以及酶活性的影响[J].土壤，2014，46（1）：70-75.

[16]郭小强，毛宁，张希彪，等.不同施肥处理对辣椒根际土壤微生物区系和酶活性的影响[J].作物杂志，2014（6）：123-126.

[17]王文锋，李春花，黄绍文，等.不同施肥模式对设施菜田土壤微生物量碳、氮的影响[J].植物营养与肥料学报，2016，22（5）：1286-1297.

[18]周怀平，解文艳，关春林，等.长期秸秆还田对旱地玉米产量、效益及水分利用的影响[J].植物营养与肥料学报，2013，19（2）：321-330.