不同秸秆还田量对安麦13 产量及产量要素的影响

贠 超 杨春玲 韩 勇 刘国涛 薛志伟

（河南省安阳市农业科学院，安阳 455000）

农作物秸秆是农业生产的副产品，我国每年各类秸秆生产量在6.5 亿t 以上[1]。作物秸秆含有大量的植物生长所需的营养元素，经过腐解后可补充土壤养分[2]，增加土壤有机质含量及养分含量[3]，改善土壤结构[4]，提高化肥利用效率[5]，从而提高作物产量，减轻环境压力，秸秆还田是一项重要的秸秆资源利用途径。

华北平原是我国小麦和玉米的重要产地，麦-玉轮作是该地区最常见的粮食种植模式。河南省安阳市位于华北平原粮食生产的核心区域，2019 年安阳市小麦播种面积30.46 万hm2，小麦总产量达206.4 万t[6]。安阳地区是较早进行秸秆还田的地区，从20 世纪80 年代中期就开始了秸秆还田的试验示范。到2000 年左右，小麦、玉米全量秸秆还田已在全市普及，成为秸秆利用的主要途径[7]。秸秆连续全量还田增加了土壤有机物投入，提高了土壤养分供应水平，进而影响了小麦的生长发育和产量[8]。随着秸秆还田的推广，秸秆还田引起的作物出苗率低、病虫草害严重等问题日趋凸显[9]，许多研究人员和种植户对秸秆还田量都有不同的见解。

安麦13 是由安阳市农业科学院选育的半冬性小麦新品种，2021 年1 月通过了河南省初审，目前在公示期。安麦13 株型半紧凑，旗叶宽长斜上冲，茎秆弹性较好，抗倒性较好。穗长、较匀，纺锤型，码密，穗层较齐，灌浆速度快，结实性好，熟相较好，中抗纹枯病、条锈病。本研究通过分析不同秸秆还田量对安麦13 产量及产量要素的影响，为新品种的进一步审定、示范、推广提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料及试验地概况小麦种植品种为安麦13，播种量为150kg/hm2；玉米种植品种为郑单958，种植密度为65000 株/hm2。试验地点位于河南省安阳市，该市主要农业种植区域为黄河冲击平原，土层深厚，地势平坦，属于暖温带大陆性半湿润气候，四季分明，气温适宜，年平均气温12.7℃，全 年≥10℃活动积温4298℃，年平均降雨量630mm，平均日照时数2368.0～2526.1h，无霜期201d。安阳农业发达，有多年的一年两熟麦-玉轮作的种植习惯和全量秸秆还田历史。

1.2 试验设计试验共设3 个处理，每个处理3 次重复，每个小区面积40m2（8m×5m），小区间距为1m。秸秆还田量的设计：50%小麦、玉米秸秆还田（CK），75%小麦、玉米秸秆还田（处理1），100%小麦、玉米秸秆还田（处理2）。由于安阳地区小麦、玉米正常机收后，小麦留茬20cm，玉米留茬30cm，地上剩余部分和根茬之和约占秸秆总重量的50%，50%秸秆还田即为正常机收后根茬还田，所以把50%秸秆还田作为对照（CK）；75%秸秆还田为将正常机收后根茬和地面游离秸秆的一半还田；100%秸秆还田为将根茬和地面秸秆全部还田。秸秆的根茬还田方式：小麦秸秆粉碎后免耕地面覆盖，玉米秸秆粉碎后旋耕入土。

1.3 田间管理按照当地种植习惯，小麦季每个小区施入2.4kg 氮∶磷∶钾为25∶15∶7 的复合肥作底肥，小麦返青期每667m2追施尿素0.6kg，麦季浇水4 次；玉米季每个小区施入3.0kg 氮∶磷∶钾为28∶6∶6 的复合肥作底肥，玉米不追肥，玉米季浇水2 次。其他日常管理措施按照本地农户种植习惯进行操作。

1.4 测定项目及数据处理小麦成熟后在小区内取2m×2m 的样方，2020 年6 月8 日取样，测定容重、千粒重、单穗重、米穗数（从麦田中选有代表性的1 行，数1m 长度内小麦的穗数）和产量。用Excel 进行数据处理，用SPSS 23 对数据进行方差分析。

2 结果与分析

2.1 不同秸秆还田量对小麦产量要素的影响

2.1.1 对容重的影响由表1 可知，处理1 小麦容重较CK 高1.21%，与CK 差异显著；处理2 小麦容重较CK 低0.29%，与CK 差异不显著，与处理1 差异显著。说明加大秸秆还田量对小麦容重有明显影响，以75%秸秆还田效果较好，显著提高了小麦的容重。有多位研究人员做过关于秸秆还田量对小麦容重影响的试验，结果不尽相同，这可能与研究背景条件不同有关。

表1 不同秸秆还田量对小麦产量要素的影响

2.1.2 对千粒重的影响由表1 可知，千粒重以CK 最高，处理1 与处理2 分别较CK 低2.58%和1.64%，但均无显著差异，说明虽然不同秸秆还田量没有对小麦千粒重产生显著影响，但是过多的秸秆还田在一定程度上降低小麦千粒重，这与周延辉 等[10]的研究结果一致。小麦千粒重是一个较为稳定的属性，受环境影响较小，通过秸秆还田对作物产生影响是一个缓慢的过程，短期内的秸秆还田对小麦千粒重的影响较小，如将试验周期延长至5～10年，或许结果会另有不同。

2.1.3 对小麦单穗重的影响由表1 可知，小麦单穗重处理2 最高，为1.41g，处理1 较CK 低0.74%，处理2 较CK 高3.68%，三者之间差异不显著。虽然加大秸秆还田量没有对小麦的单穗重产生显著影响，但是全量秸秆还田还是对小麦的单穗重产生了积极的影响。虽有多位研究者证明秸秆还田可以增加小麦的单穗重量，但其中的机理尚未完全理清，值得继续深入研究。

2.1.4 对小麦米穗数的影响由表1 可知，小麦米穗数处理1 最多，为124.67 个，处理1 与处理2 分别较CK 多6.86%和4.85%，但与CK 均差异不显著。75%和100%秸秆还田量在不同程度上增加了小麦的米穗数，说明相比仅根茬还田，增加秸秆还田量有利于增加小麦的米穗数。

2.2 不同秸秆还田量对小麦产量的影响由表2可知，小麦产量处理1 最高，每hm2达9729.30kg，较CK 高10.81%，而处理2 较CK 低1.20%，二者与CK 差异均不显著。75%秸秆还田对小麦产生了明显的增产作用，这与多位研究者的研究结果一致。但是秸秆全量还田却不利于作物产量的提高，这是因为秸秆的腐化分解需要一定的温度和湿度，安阳地区地处北温带，全年≥10℃活动积温仅为4298℃，年平均降雨量只有630mm，过多的秸秆还田后无法及时分解利用，且在小麦播种时会架空部分土壤，小麦根系无法紧密接触土壤，不利于保墒，使得麦田缺苗和干旱，导致小麦减产。这表明在年降雨量和积温有限的华北平原，全量秸秆还田未必能带来最好的产量，可能只是一种安置秸秆的方式。

表2 不同秸秆还田量对小麦产量的影响

3 结论与讨论

秸秆还田作为全球农业可持续发展的重要环节，对于维持农田肥力、减少化肥使用、减轻环境压力、提高土壤碳汇能力和作物产量具有积极作 用[11]。土壤理化性质的改变是一个漫长的过程，耕地的理化性质会在不同的地理、气候、耕作条件下发生改变。不同的研究背景、技术条件、气候条件、土壤类型和耕作制度下秸秆利用的情况不尽相同，这些默认的背景对土壤的影响是巨大的，试验背景不同可能是导致研究结果不同的重要原因。

在不同的湿度、温度、土壤类型、耕作制度、还田技术和管理措施下，秸秆的分解利用情况不同。安阳地区地处北温带，属暖温带大陆性半湿润气候，在现有的秸秆还田措施下，土壤消纳、分解秸秆的能力有限，秸秆全量还田后无法及时分解利用，可能会架空部分土壤，增加土壤水分蒸发，降低土壤温度，不利于小麦产量的进一步提升。相对于50%秸秆还田，75%秸秆还田下小麦容重显著增大、产量最高，综合考虑认为75%秸秆还田量对安麦13 生产最合适。