秸稈還田方式對(duì)全膜雙壟溝播玉米產(chǎn)量及土壤水分的影響

王 婷，丁寧平，周海燕

（1.甘肅省農(nóng)業(yè)科學(xué)院土壤肥料與節(jié)水農(nóng)業(yè)研究所，甘肅 蘭州 730070；2.甘肅省平?jīng)鍪修r(nóng)業(yè)科學(xué)研究所，甘肅 平?jīng)?744000）

在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中，秸稈是一種重要的生物質(zhì)資源，和其它有機(jī)肥料一樣，能培肥土壤，促進(jìn)作物增產(chǎn)，維持土壤有機(jī)質(zhì)平衡，促進(jìn)土壤養(yǎng)分循環(huán)[1～6]。中國(guó)是秸稈大國(guó)，目前每年產(chǎn)生農(nóng)作物秸稈約7億t[7]。近年來(lái)，秸稈還田在全國(guó)各地引起廣泛關(guān)注，將廢棄的秸接還田進(jìn)行農(nóng)業(yè)循環(huán)生產(chǎn)，一方面可以提高水熱資源、養(yǎng)分資源的利用效率，有利于有機(jī)碳的累積；另一方面能減少秸稈燃燒引起的大氣污染和二氧化碳排放。甘肅隴東地區(qū)有著豐富的農(nóng)作物秸稈，但大部分做為生活燃料或被隨意棄置在田間地頭，或被直接焚燒，不僅造成了資源的極大浪費(fèi)，還引起一系列環(huán)境問(wèn)題。我們于2012年進(jìn)行了隴東地區(qū)旱地土壤全膜覆蓋條件下秸稈還田試驗(yàn)，以探討最佳的秸稈還田模式，為提高農(nóng)業(yè)綜合效益和持續(xù)生產(chǎn)能力提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 供試材料

指示玉米品種為先玉335，秸稈為上季玉米收獲后產(chǎn)生。

1.2 試驗(yàn)方法

試驗(yàn)于2012年4—11月在甘肅省平?jīng)鍪修r(nóng)業(yè)科學(xué)研究所高平試驗(yàn)場(chǎng)進(jìn)行，當(dāng)?shù)啬昃邓?40 mm，年平均氣溫8℃。試驗(yàn)共設(shè)5個(gè)處理，處理A（CK）為無(wú)秸稈還田。處理B為壟溝內(nèi)秸稈翻耕還田。起壟后在壟溝內(nèi)將玉米秸稈翻耕20 cm，然后覆膜。處理C為壟溝內(nèi)秸稈翻耕還田后覆土10 cm。起壟后在壟溝內(nèi)將玉米秸稈翻耕20 cm后覆土，然后覆膜。處理D為壟上秸稈翻耕還田。起壟后在壟上將玉米秸稈翻耕20 cm，然后覆膜。處理E為壟上秸稈翻耕后覆土10 cm。起壟后在壟上將玉米秸稈翻耕20 cm后覆土，然后覆膜。隨機(jī)區(qū)組排列，3次重復(fù)，小區(qū)面積35.2m2（4.4m×8.0m）。試驗(yàn)采用全膜雙壟溝播栽培，播前結(jié)合整地施N 150 kg/hm2、P2O5120 kg/hm2。3月中旬起壟覆膜，大壟底寬70 cm，小壟底寬40 cm。玉米秸稈鍘成3 cm左右的短節(jié)，用量3 750 kg/hm2。玉米于4月上旬播種，株距30 cm，每小區(qū)種4行，保苗84 000株/hm2，其他管理同當(dāng)?shù)卮筇铩Ｉ谟^察記載主要物候期，成熟后每小區(qū)取樣10株，風(fēng)干15～20 d后考種，測(cè)定株高、穗粗、穗長(zhǎng)、穗粒數(shù)、百粒重等。各小區(qū)單收計(jì)產(chǎn)。玉米收獲后用土鉆在各小區(qū)取0～20、20～40、40～60、60～80、80～100、100～120、120～140、140～160、160～180、180～200 cm土層土樣，用烘干法測(cè)定土壤含水量。

1.3 計(jì)算方法

2 結(jié)果與分析

2.1 經(jīng)濟(jì)性狀

圖1 不同處理對(duì)土壤含水量的影響

從表1可以看出，供試秸稈還田方式均能改善玉米主要經(jīng)濟(jì)性狀，其中株高以處理B最高，為246 cm，較CK增加8 cm；其次為處理C，較CK增加5 cm。穗粗以處理D最粗，為5.7 cm，較CK增加0.5 cm；其次為處理C，較CK增加0.3 cm。穗長(zhǎng)以處理E最長(zhǎng)，為21.3 cm，較CK增加2.2 cm；其次為處理C，較CK增加2.0 cm。穗粒數(shù)以處理E最多，為697粒，較CK增加68粒；其次為處理D，較CK增加43粒。百粒重以處理B、處理E最高，均為38.6 g，較CK增加3.1 g。

表1 不同秸稈還田模式對(duì)玉米經(jīng)濟(jì)性狀的影響

2.2 產(chǎn)量

從表2可以看出，不同秸稈還田模式對(duì)玉米產(chǎn)量均有顯著的影響，較對(duì)照增產(chǎn)12.67%～25.69%。其中以處理B折合產(chǎn)量最高，為8 034.09 kg/hm2，較CK增產(chǎn)1 642.04 kg/hm2，增產(chǎn)率25.69%。其次為處理C，為7 767.05 kg/hm2，較CK增產(chǎn)1 375.00 kg/hm2，增產(chǎn)率21.51%。對(duì)產(chǎn)量進(jìn)行方差分析的結(jié)果表明，處理B與處理C之間差異不顯著，與其余處理之間差異極顯著；處理C與處理D、處理E之間差異顯著，與CK差異極顯著；處理D、處理E之間差異不顯著，均與CK之間差異極顯著。

表2 不同秸稈還田模式對(duì)玉米產(chǎn)量的影響

2.3 土壤含水量

由圖1-a可以看出，各處理不同土層土壤含水量總體表現(xiàn)為隨土層深度的增加而增大的趨勢(shì)，由0～20 cm土層的20.8%～21.9%增加到了180～200 cm土層的21.6%～24.7%。將土壤表層（0～20 cm）、中上層（20～60 cm）、中下層（60-100 cm）、下層（100～200 cm）的含水量進(jìn)行分析（圖1-b）可以看出，除處理B外，其余處理的表層土壤含水量均高于CK，隨土層深度增加，中上層（20～60 cm）、中下層（60～100 cm)、下層（100～200 cm）各處理土壤含水量在均高于CK，說(shuō)明秸稈還田覆膜均能提高土壤蓄水能力，增加土壤含水量。

3 小結(jié)

1）試驗(yàn)結(jié)果表明，秸稈還田覆膜均能顯著增加作物產(chǎn)量，以壟溝內(nèi)翻耕方式效果最好。折合產(chǎn)量可達(dá)8 034.09 kg/hm2，較無(wú)秸稈還田處理增產(chǎn)1 642.04 kg/hm2，增產(chǎn)率25.69%。其次為壟溝內(nèi)秸稈翻耕還田后覆土10 cm，折合產(chǎn)量7 767.05 kg/hm2，較無(wú)秸稈還田處理增產(chǎn)1 375.00 kg/hm2，增產(chǎn)率21.51%。

2）秸稈還田覆膜不同土層土壤含水量總體表現(xiàn)為隨土層深度的增加而增大的趨勢(shì)，均能提高土壤蓄水能力，增加土壤含水量。除壟溝內(nèi)秸稈翻耕還田外，其余處理表層土壤含水量均高于無(wú)秸稈還田處理。隨土層深度增加，中上層（20～60 cm）、中下層（60～100 cm)、下層（100～200 cm）各處理土壤含水量在均高于無(wú)秸稈還田處理。

[1]汪金舫，劉月娟，李本銀．秸稈還田對(duì)砂姜黑土理化性質(zhì)與錳鋅銅有效性的影響[J]．中國(guó)生態(tài)農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)，2006，14（3）：49-51．

[2]吳 婕，朱鐘麟，鄭家國(guó)，等．秸稈覆蓋還田對(duì)土壤理化性質(zhì)及作物產(chǎn)量的影響[J]．西南農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)，2006，19（2）：192-195．

[3]金紹齡．作物前茬對(duì)肥料效應(yīng)的影響[J]．甘肅農(nóng)業(yè)科技，1999（11）：36-38．

[4]肖偉偉，范曉暉，楊林章，等．長(zhǎng)期施肥對(duì)黃土旱塬黑壚土有機(jī)氮和有機(jī)碳的影響[J]．農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào)，2007，26（2）：672-675．

[5]周懷平，楊治平，關(guān)春林，等．早地玉米秸稈還田秋施肥生態(tài)效應(yīng)研究[J]．中國(guó)生態(tài)農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)，2005，13（1）：125-127．

[6]逢 蕾，黃高寶．不同耕作措施對(duì)旱地土壤有機(jī)碳轉(zhuǎn)化的影響[J]．水土保持學(xué)報(bào)，2006，20（3）：110-113．

[7]常 棟，王潤(rùn)琴.農(nóng)作物秸稈的利用途徑及建議[J].甘肅農(nóng)業(yè)科技，2010（3）：52-54.