不同秸稈還田處理對旱地冬小麥土壤水分的影響

王燕培, 柴守璽, 陳玉章, 楊長剛, 常 磊, 譚凱敏, 程宏波, 黃彩霞, 逄 蕾

(1.甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué) 農(nóng)學(xué)院 干旱生境作物學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室, 蘭州 730070; 2.貴州省畢節(jié)農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所, 貴州 畢節(jié) 551700 3.甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué) 生命科學(xué)與技術(shù)學(xué)院, 蘭州 730070; 4.甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué) 工程學(xué)院, 蘭州 730070)

不同秸稈還田處理對旱地冬小麥土壤水分的影響

王燕培1, 柴守璽1, 陳玉章2, 楊長剛1, 常 磊1, 譚凱敏1, 程宏波3, 黃彩霞4, 逄 蕾1

(1.甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué) 農(nóng)學(xué)院 干旱生境作物學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室, 蘭州 730070; 2.貴州省畢節(jié)農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所, 貴州 畢節(jié) 551700 3.甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué) 生命科學(xué)與技術(shù)學(xué)院, 蘭州 730070; 4.甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué) 工程學(xué)院, 蘭州 730070)

為了更全面地了解秸稈還田對土壤水分的影響，通過田間試驗(yàn)，分時(shí)期分土層研究了小麥和玉米兩種秸稈在不同處理下還田對西北雨養(yǎng)農(nóng)區(qū)冬小麥土壤水分的影響。結(jié)果表明：秸稈還田各處理土壤含水量的差異在時(shí)期上表現(xiàn)為前期大于后期，以越冬期的土壤墑情差異最大；在土層上表現(xiàn)為下層大于下層，以120—150 cm土層處理間差異最大?？傮w表現(xiàn)為：土壤含水量的差異隨著生育時(shí)期的推進(jìn)和土層加深而減小。同時(shí)，除小麥秸稈還田后不覆膜不鎮(zhèn)壓(T6)外其余秸稈還田處理的小麥產(chǎn)量和土壤水分利用效率均高于CK。其中，玉米秸稈還田后小麥產(chǎn)量和土壤水分利用效率均高于小麥秸稈還田；秸稈還田不覆膜，鎮(zhèn)壓(T2，T5)高于不鎮(zhèn)壓(T3，T6)。全生育期200 cm土體墑情秸稈還田好于露地(CK)，秸稈還田覆膜(T1，T4)好于不覆膜(T2，T3，T5，T6)。無論是增產(chǎn)還是保墑，秸稈還田和地膜覆蓋組合模式是最好的。

秸稈還田; 地膜覆蓋; 土壤水分; 西北雨養(yǎng)農(nóng)區(qū)

西北黃土高原的農(nóng)田土壤是由黃土母質(zhì)形成的，它具有較大的土壤水分貯存能力，為作物的生長發(fā)育提供了良好的環(huán)境，自然和人為活動(dòng)的共同作用加劇了該區(qū)的水土流失。降雨的分布不均及有限的土壤水資源不合理的利用惡化了西部旱區(qū)的旱情。據(jù)相關(guān)資料表明，我國年均降雨增量自東南向西北遞減，水分月蒸發(fā)率隨氣溫而變化且越干旱地區(qū)影響越大，西北地區(qū)干旱形勢被嚴(yán)重惡化，但現(xiàn)有產(chǎn)量水平還不到當(dāng)?shù)厮稚a(chǎn)潛力的1/2。大量研究表明，地膜覆蓋和秸稈還田可提高作物水分利用效率和產(chǎn)量[1-3]，仍有潛力。地膜覆蓋雖能抑蒸保墑、使作物大幅增產(chǎn)[4-6]，但它的增產(chǎn)效應(yīng)嚴(yán)重?fù)p耗了土壤肥力，特別是有機(jī)質(zhì)[7]，如長期使用將惡化土壤的理化性狀，加劇水土流失、減產(chǎn)[8]。秸稈還田既充分利用資源，增強(qiáng)土壤抑蒸保墑和蓄水培肥性能，提高水分利用率，又不污染環(huán)境。

秸稈還田雖能保墑，但其保墑能力因還田材料和耕作措施的不同而異。現(xiàn)有覆蓋保墑研究多是作物個(gè)別時(shí)期和較淺土層，缺乏對全生育期和更深土層的水分動(dòng)態(tài)變化研究，很難全面認(rèn)識秸稈還田后土壤水分在時(shí)空上動(dòng)態(tài)變化。本研究通過不同還田材料分時(shí)期、分土層研究秸稈還田對土壤水分的影響，為提高作物水分利用率和產(chǎn)量提供理論依據(jù)，并找出適合西北旱區(qū)的秸稈還田方式。

1 試驗(yàn)材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

該試驗(yàn)于2011年8月—2012年8月在甘肅省定西市通渭縣常河鎮(zhèn)進(jìn)行。常河鎮(zhèn)處于黃土高原西部邊緣地帶和西秦嶺末端，屬中溫帶半干旱地區(qū)。土壤為黃綿土，海拔1 590 m，年日照時(shí)數(shù)2 100～2 430 h，年均氣溫7.4℃，無霜期120～170 d。年均降水量444.2 mm，年蒸發(fā)量>1 500 mm，是典型的黃土高原雨養(yǎng)農(nóng)業(yè)區(qū)。試驗(yàn)?zāi)甓刃←溕诳偨邓?41.6 mm，其中2011年10—12月，分別降水29.3，16.9，5.4 mm，2012年1—6月分別降水3.4，19.4，18.7，43.0，140.3，165.2 mm。小麥生育期≥5 mm的有效降水量309.1 mm。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

本試驗(yàn)共設(shè)了7個(gè)處理，3次重復(fù)，區(qū)組隨機(jī)排列，每個(gè)小區(qū)面積為40 m2(10 m×4 m)。其中秸稈還田處理共6個(gè)(T1—T6)，無秸稈還田的露地種植為對照(CK)。各處理具體如下：

玉米秸稈還田+覆膜+播前鎮(zhèn)壓(T1)：將長5 cm左右的玉米碎稈結(jié)合旋耕還田，鎮(zhèn)壓后，全膜覆土穴播，土厚約1 cm。

玉米秸稈還田+不覆膜+播前鎮(zhèn)壓(T2)：將長5 cm左右的玉米碎稈結(jié)合旋耕還田，鎮(zhèn)壓后，地面不覆膜。

玉米秸稈還田+不覆膜+播前不鎮(zhèn)壓(T3)：將長5 cm左右的玉米碎稈結(jié)合旋耕還田，不鎮(zhèn)壓，地面不覆膜。

小麥秸稈還田+覆膜+播前鎮(zhèn)壓(T4)：將長5 cm左右的小麥碎稈結(jié)合旋耕還田，其余處理同T1。

小麥秸稈還田+不覆膜+播前鎮(zhèn)壓(T5)：將長5 cm左右的小麥碎稈結(jié)合旋耕還田，其余處理同T2。

小麥秸稈還田+不覆膜+不鎮(zhèn)壓(T6)：將長5 cm左右的小麥碎稈結(jié)合旋耕還田，其余處理同T3。

露地對照(CK)：露地平作，穴播，此處理無秸稈還田。

進(jìn)行秸稈還田的小區(qū)秸稈還田量均為風(fēng)干重4 500 kg/hm2；覆蓋的地膜為天水天寶塑業(yè)生產(chǎn)的厚度為0.008 mm、寬幅為120 cm的高強(qiáng)度地膜；9月26日施肥：優(yōu)質(zhì)農(nóng)家肥45 t/hm2，純氮和P2O5各120 kg/hm2，所有肥料均結(jié)合整地一次性施入，各生育時(shí)期不再施肥；10月5日各處理均按187.5 kg/hm2的播量進(jìn)行穴播，每穴8粒，穴距為15 cm，行距為20 cm，每小區(qū)共種20行，供試品種為甘肅農(nóng)科院培育的高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)新品種蘭天26號。

1.3 測定項(xiàng)目與方法

1.3.1 土壤含水量測定與計(jì)算 在小麥播種期、冬前分蘗期、越冬期、返青期、拔節(jié)期、抽穗期、開花期、灌漿初期、灌漿中期、完熟期，分別以0—20，20—40，40—60，60—90，90—120，120—150，150—180，180—200 cm共8個(gè)土層取土樣，采用烘干法測定土壤含水量。其計(jì)算公式為：土壤含水量=(土壤鮮重—烘干土重)/烘干土重×100%。

1.3.2 作物耗水量與水分利用效率的計(jì)算

ET=SWD+P+I-D+Wg-R，

SWD=γ·α-γ·β

(1)

WUE=Y/ET

(2)

公式(1)、(2)分別是作物生育期耗水量和水分利用效率的計(jì)算公式；其中，ET為小麥生育期的耗水量，SWD為生育期土壤水分變化量，P為≥5 mm有效降雨量，I表示灌溉量，D表示灌溉后土壤水向下層流動(dòng)量，Wg表示深層地下水利用量，R表示地表徑流，γ表示土壤容重，本試驗(yàn)各土層γ平均為1.25 g/cm3，α，β分別為某一生育階段初始階段和結(jié)束的土壤含水量。WUE為作物生育期水分利用效率，Y為作物經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量，即收獲的籽粒產(chǎn)量。由于本試驗(yàn)沒有灌溉條件，地下水位在10 cm以下，且無地表徑流，因此，I，D，Wg和R可忽略不計(jì)。

小麥成熟前一周，在每個(gè)小區(qū)中選取3個(gè)點(diǎn)估計(jì)單位面積的穗數(shù)。小麥成熟后，在每個(gè)小區(qū)中隨機(jī)選取20株帶回室內(nèi)測定穗粒數(shù)、千粒重等農(nóng)藝指標(biāo)，其余的全部單打單收。

1.3.3 數(shù)據(jù)處理 試驗(yàn)數(shù)據(jù)處理及制圖采用Excel 2003，試驗(yàn)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析及各處理間的差異顯著性檢驗(yàn)采用SPSS統(tǒng)計(jì)分析軟件進(jìn)行分析。

2 結(jié)果分析與討論

2.1不同秸稈還田處理對冬小麥產(chǎn)量和水分利用效率的影響

小麥產(chǎn)量和水分利用效率因還田材料及還田后處理的不同而異。從表1可知，除T6外，其他秸稈還田處理均較CK增產(chǎn)、水分利用效率高。其中，玉米秸稈還田(T1，T2，T3)的小麥產(chǎn)量和水分利用效率分別較小麥秸稈還田(T4，T5，T6)高9.88%和8.95%；秸稈還田后不覆膜，鎮(zhèn)壓(T2，T5)較不鎮(zhèn)壓(T3，T6)增產(chǎn)5.14%、水分利用效率高2.75%，主要是因?yàn)殒?zhèn)壓縮水了土壤孔隙，使土壤較堅(jiān)實(shí)，減少了土壤水分的無效蒸發(fā)；秸稈還田后鎮(zhèn)壓，覆膜(T1，T4)較不覆膜(T2，T5)的產(chǎn)量和水分利用效率高25.45%和28.26%，原因?yàn)榈啬じ采w阻礙了土壤水分與外界氣體的交換，增加土壤溫度、改善了土壤微環(huán)境，為小麥的生長發(fā)育創(chuàng)造了良好的環(huán)境。在所有處理中，秸稈還田和地膜覆蓋組合模式增產(chǎn)顯著，與翟勝[9-10]的研究結(jié)果一致；玉米秸稈還田好于小麥秸稈還田與楊大晉[11]在旱地玉米上的研究結(jié)果相反，這可能是秸稈覆蓋的作物不同所致。有研究表明，秸稈經(jīng)過雨水浸淋和微生物的腐解釋放出的有毒物質(zhì)滲出會(huì)抑制作物出苗及幼苗的生長發(fā)育[12-13]，致使秸稈還田減產(chǎn)[14]，玉米秸稈還田后的增產(chǎn)幅度高于小麥秸稈還田的具體原因還有待進(jìn)一步研究。此外，秸稈還田能否增產(chǎn)還與播種質(zhì)量、土壤墑情、土壤溫度和養(yǎng)分有關(guān)[15]。水分利用效率與增產(chǎn)趨勢相同。

秸稈還田除顯著增產(chǎn)外，也可減少作物對土壤水分的消耗、提高水分利用效率。如表1所示，除T2外，其他秸稈還田處理的耗水量均顯著低于CK，且極差為18.66 mm。其中，秸稈還田后地膜覆蓋對土壤水分的利用效率最高，減少單一地膜覆蓋對深層土壤水分的過度消耗和對農(nóng)田生態(tài)環(huán)境的污染，利于土壤的可持續(xù)利用。此外，秸稈還田不同處理下(除T6外)WUE普遍高于CK，由高到低依次為：還田后鎮(zhèn)壓覆膜(T1，T4)>還田后鎮(zhèn)壓不覆膜(T2，T5)>還田后不鎮(zhèn)壓不覆膜(T3，T6)。

注：ASR：秸稈還田均值；ASRFM：秸稈還田鎮(zhèn)壓覆膜均值；ASRPNF:秸稈還田鎮(zhèn)壓不覆膜均值；ASRNPF：秸稈還田不鎮(zhèn)壓不覆膜均值；AMSR：玉米秸稈還田均值；AWSR：小麥秸稈還田均值；ASRF：秸稈還田覆膜均值；ASRNF：秸稈還田不覆膜均值。

2.2 不同時(shí)期和不同土層土壤水分的時(shí)空差異

土壤含水量的變化是評價(jià)不同處理對土壤環(huán)境影響的重要指標(biāo)。土壤墑情總體為：秸稈還田后鎮(zhèn)壓覆膜(T1，T4)>還田后不鎮(zhèn)壓不覆膜(T3，T6)>還田后鎮(zhèn)壓不覆膜(T2，T5)。從時(shí)期上(圖1)說，各處理間土壤含水量的差異表現(xiàn)為前期大于后期，以越冬期的土壤墑情差異最大；土層上表現(xiàn)為下層大于上層(圖1)，以120—150 cm土層處理間差異最大?？傮w表現(xiàn)為：土壤含水量的差異隨著生育時(shí)期的推進(jìn)和土層的加深減小。

圖1 不同生育時(shí)期和土層的土壤含水量

與CK相比，秸稈還田明顯改善了抽穗期前0—90 cm的土壤墑情，灌漿中期以后土壤墑情普遍高于CK；而90 cm以下除在開花期—灌漿初期秸稈還田處理土壤含水量普遍低于CK外，其他生育時(shí)期變化均不一致。具體來講，冬前分蘗期秸稈還田土壤含水量隨土層加深呈“高—低—高”的變化趨勢；越冬期、返青期200 cm土體土壤含水量分別較CK高1.07%和0.61%；拔節(jié)期0—90 cm秸稈還田平均高于CK0.56%，而90—200 cm平均較CK低0.11%；在抽穗期0—60 cm土壤水分消耗較多，60 cm以下土層墑情較好，比CK平均高0.47%；進(jìn)入開花期以后，隨著生育時(shí)期的推進(jìn)和溫度升高，土壤水分消耗加劇，直至灌漿初期秸稈還田的土壤含水量明顯低于CK，開花期和灌漿初期秸稈還田0—200 cm土壤含水量分別比CK低0.56%和0.25%；灌漿中期和完熟期，秸稈還田各層土壤墑情好轉(zhuǎn)，平均比CK高0.48%和0.56%。

還田后不同處理間分時(shí)期、分土層比較墑情。冬前分蘗期—抽穗期秸稈還田后鎮(zhèn)壓覆膜(T1，T4)0—60 cm和120—200 cm各土層墑情普遍好于鎮(zhèn)壓不覆膜(T2，T5)和不鎮(zhèn)壓不覆膜(T3，T6)，且分別高出T2，T5和T3，T61.03%，0.96%和0.98%和0.75%；而60—120 cm土層還田后不鎮(zhèn)壓不覆膜(T3，T6)的墑情較好，且分別比鎮(zhèn)壓覆膜和鎮(zhèn)壓不覆膜平均高1.13%和1.54%。開花期秸稈還田后不鎮(zhèn)壓不覆膜0—200 cm的土壤含水量分別比鎮(zhèn)壓覆膜、鎮(zhèn)壓不覆膜高0.21和0.29%。灌漿中期—完熟期，0—60 cm鎮(zhèn)壓覆膜處理的土壤含水量普遍較高，60 cm以下不鎮(zhèn)壓不覆膜處理的墑情好。綜上所述，秸稈還田后鎮(zhèn)壓覆膜(T1，T4)的保墑作用主要在生育前期，上層土壤；秸稈還田后不鎮(zhèn)壓不覆膜(T3，T6)60—150 cm土層的墑情較好；秸稈還田后鎮(zhèn)壓不覆膜(T2，T5)基本全生育期各土層含水量較低。

2.3 全生育期0—200 cm土壤平均含水量

全生育期0—200 cm土體平均含水量，除玉米秸稈還田鎮(zhèn)壓后不覆膜(T2)外，其余秸稈還田處理的土壤平均含水量均高于CK。其中，秸稈還田后不同處理的平均土壤含水量表現(xiàn)為：鎮(zhèn)壓覆膜(12.48%)的土壤含水量最高，鎮(zhèn)壓不覆膜(12.00%)的最低。不鎮(zhèn)壓不覆膜的土壤含水量高于鎮(zhèn)壓覆膜可能是冬小麥播期距秸稈還田時(shí)間較近，還田初期與冬小麥生育初期重疊，秸稈腐解與冬小麥生長間發(fā)生水分爭奪[8]，造成底墑不足從而導(dǎo)致需水關(guān)鍵期水分虧缺。從不同覆蓋材料看，小麥秸稈還田(36.91%)的土壤含水量好于玉米秸稈還田(36.67%)。

2.4 不同時(shí)期0—200 cm土壤平均含水量及動(dòng)態(tài)變化

各處理間土壤含水量的差異隨著生育時(shí)期的推進(jìn)均表現(xiàn)為前期大于后期：越冬期前200 cm土體含水量緩慢升高且在13%～15.5%之間波動(dòng)；返青期后，作物耗水加劇氣溫急劇升高增加了土壤水分的蒸發(fā)，含水量逐漸下降，灌漿中期跌至低谷，平均含水量在9%左右；完熟期，秸稈腐解向土壤釋放的水分及降雨對土壤水分起到了補(bǔ)給作用。

秸稈還田后，200 cm土壤墑情在開花期以前、開花期—灌漿初期、灌漿中期—完熟期三階段呈“增—減—增”的趨勢。比較處理間200 cm土體墑情生育時(shí)期間的變異系數(shù)，各處理依次為：T1(18.21%)>T4(18.20%)>T6(17.14%)>T3(16.83%)>T2(16.82%)>CK(16.55%)>T5(15.73%)，顯然秸稈還田后鎮(zhèn)壓覆膜加劇了土壤貯水的波動(dòng)，覆膜處理的供水穩(wěn)定性不如不覆膜的，麥秸還田的不如玉米秸稈還田的供水性穩(wěn)定。

2.5 各土層全生育期平均含水量

無論秸稈還田與否，各土層全生育期含水量均隨土層的加深呈現(xiàn)出高—低—高的變化趨勢，90—120 cm土層的土壤含水量最低，說明作物對這一層次水分消耗最大。處理間的差異60—90 cm最大、150—180 cm最小，各土層變異系數(shù)依次為：60—90 cm(5.12%)>90—120 cm(4.70%)>0—20 cm(4.69%)>120—150 cm(3.16%)>180—200 cm(2.08%)>20—40 cm(1.93%)>150—180 cm(1.68%)。

各土層全生育期含水量以90 cm和180 cm為明顯界限，90 cm以上及180 cm以下土層秸稈還田處理基本都高于CK，分別平均高出0.44%和0.45%，其中還田后鎮(zhèn)壓覆膜(T1，T4)分別比CK高0.75%和0.64%、還田后鎮(zhèn)壓不覆膜(T2，T5)分別高0.19%和0.51%、還田后不鎮(zhèn)壓不覆膜(T3，T6)分別高0.38%和0.18%；而90—180 cm土層秸稈還田雖然平均比CK低0.04%，其中只有T2，T5平均比CK低0.42%，T1，T4和T3，T6分別平均比CK高0.05%和0.24%。這說明秸稈還田能夠緩解地膜覆蓋所導(dǎo)致的深層土壤水分消耗加劇的不良負(fù)作用，并且對改善0—90 cm土壤水分狀況效果明顯。兩種作物秸稈之間的作用效果比價(jià)發(fā)現(xiàn)，麥秸還田的保墑效果更好，尤其是耗水集中層60—150 cm比玉米秸稈還田高0.25%。

2.6 全生育期0—200 cm土層土壤貯水消耗量

從表2可見，各處理對0—200 cm土壤貯水的消耗量依次為：T2(129.06 mm)>CK(127.98 mm)>T1(117.86 mm)>T6(116.66 mm)>T5(116.06 mm)>T4(111.14 mm)>T3(109.32 mm)。處理間最大相差19.74 mm。

總體來講，秸稈還田對土壤貯水的消耗小于CK，秸稈還田后不同處理及CK對土壤貯水的消耗依次為：CK(127.98 mm)>還田后鎮(zhèn)壓不覆膜(122.56 mm)>還田后鎮(zhèn)壓覆膜(114.68 mm)>還田后不鎮(zhèn)壓不覆膜(112.99 mm)。

比較各土層耗水量占200 cm土體總耗水量比例，發(fā)現(xiàn)土壤貯水消耗大部分集中在0—90 cm土層，0—90 cm耗水比例平均為：還田后不鎮(zhèn)壓不覆膜(93.85%)>還田后鎮(zhèn)壓不覆膜(87.07%)>還田后鎮(zhèn)壓覆膜(85.79%)>CK(85.09%)，90—200 cm耗水比例平均為：CK(14.91%)>還田后鎮(zhèn)壓覆膜(14.30%)>還田后鎮(zhèn)壓不覆膜(12.93%)>秸稈還田后不鎮(zhèn)壓不覆膜(6.15%)。顯然，秸稈還田減少了作物對深層土壤水分的消耗，充分利用了0—90 cm以上的土壤貯水。

進(jìn)一步比較秸稈還田后不同處理與CK在各土層的耗水量，秸稈還田后鎮(zhèn)壓覆膜與CK的差異主要集中在0—90 cm，0—90 cm和90—200 cm分別較CK少耗水10.77 mm和2.71 mm；秸稈還田后鎮(zhèn)壓不覆膜對0—200 cm各層次的耗水比較均衡，0—90 cm和90—200 cm分別平均比CK少耗水2.18 mm和3.24 mm；秸稈還田后不鎮(zhèn)壓不覆膜與CK的差異主要集中在90—200 cm，0—90 cm和90—200 cm分別較CK少耗水2.86 mm和12.13 mm。這說明秸稈還田雖然減少了對土壤貯水的消耗，但還田后的不同處理對不同層次的耗水比例和耗水量不同，還田后覆膜增加了深層耗水比例和耗水量、還田后不鎮(zhèn)壓不覆膜則使0—90 cm的耗水比例和耗水量增加、秸稈還田后鎮(zhèn)壓不覆膜整個(gè)200 cm土體的耗水比例和耗水量與CK相差不大。

表2 全生育期0-200 cm土層土壤貯水消耗量

3 結(jié) 論

(1) 不同秸稈還田處理對冬小麥產(chǎn)量和水分利用效率的影響：秸稈還田處理均可增產(chǎn)，秸稈還田和地膜覆蓋組合模式(T1，T4)在增產(chǎn)和水分利用效率上最好；玉米秸稈還田好于小麥秸稈還田。

(2) 不同時(shí)期和不同土層的土壤水分的時(shí)空差異:從時(shí)期上說，各處理間土壤含水量的差異表現(xiàn)為前期大于后期，以越冬期的土壤墑情差異最大；在土層上表現(xiàn)為下層大于上層(圖1)，以120—150 cm土層處理間差異最大?？傮w表現(xiàn)為：隨著生育時(shí)期的推進(jìn)，土壤含水量的差異越小，土層越深差異也越小。

(3) 全生育期0—200 cm土壤平均含水量:除玉米秸稈還田鎮(zhèn)壓后不覆膜(T2)外，其余秸稈還田處理的土壤平均含水量均高于CK。相同耕作措施平均土壤含水量依次為：還田鎮(zhèn)壓覆膜(12.48%)>還田不鎮(zhèn)壓不覆膜(12.31%)>還田鎮(zhèn)壓不覆膜(12.00%)。不同覆蓋材料的平均土壤含水量的多少依次為，小麥秸稈還田(36.91%)>玉米秸稈還田(36.67%)?？傮w來講，全生育期200 cm土體的墑情秸稈還田好于露地(CK)，小麥秸稈還田好于玉米秸稈還田。

無論是增產(chǎn)還是水分利用效率，秸稈還田和地膜覆蓋相結(jié)合(T1，T4)的效果是最顯著的。它減輕了單一的地膜覆蓋帶來的農(nóng)田生態(tài)環(huán)境污染、緩解地膜覆蓋后期高溫阻礙作物灌漿的難題，同時(shí)也彌補(bǔ)了單一秸稈還田前期降溫抑制作物幼苗生長的缺點(diǎn)。其中在秸稈還田各處理中，玉米秸稈還田較小麥秸稈還田增產(chǎn)且水分利用效率高，而小麥秸稈還田較玉米秸稈還田的全生育期200 cm的土壤平均含水量高。

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EffectofDifferentTreatmentswithStrawReturningonSoilWaterContentinAridField

WANG Yan-pei1, CHAI Shou-xi1, CHEN Yu-zhang2, YANG Chang-gang1, CHANG Lei1, TAN Kai-min1, CHENG Hong-bo3, HUANG Cai-xia4, PANG Lei1

(1.CollegeofAgronomy,GansuAgriculturalUniversity,GansuProvincialKeyLabofAridlandCropScience,Lanzhou730070,China; 2.InstituteofAgriculturalScience,Bijie,Guizhou551700,China; 3.CollegeofLifeScienceandTechnology,GansuAgriculturalUniversity,GansuProvincialKeyLabofAridlandCropScience,Lanzhou730070,China; 4.CollegeofEngineering,GansuAgriculturalUniversity,Lanzhou730070,China)

To comprehensively understand effects of straw returning on the soil water content, the effect of straw returning with wheat and maize under the different treatments on soil moisture of winter wheat in northwest rainfed agriculture was studied at different stages and soil layers in a field experiment conducted in Tongwei county, Gansu province. The results show that the differences in soil water content with straw returning in the early were larger than those in the late at different stages, the soil water content in winter period was the highest, the differences in soil water content in upper soil were greater than those in subsoil, which were the highest in 120—150 cm soil layer. In general, the difference was decreasing with the development of growth period and the soil layer depth. At the meantime, the yield and water use efficiency (WUE) of other treatments with straw returning were higher than those of control except for the treatment of wheat straw returning with no-express and no-film , in which the yield and WUE of treatment with maize straw returning were higher than with wheat straw returning, and straw returning with compaction and no-film were higher than with no-compaction and no-film. The soil water content of straw returning was higher than CK, that of straw returning with film was higher than with no-film. The combination of straw returning and film mulching was the best practice in terms of the rate of increasing yield and the soil water conversation.

straw returning; film mulching; soil water content; northwest rain-fed agriculture

2013-12-30

：2014-03-14

公益性行業(yè)(農(nóng)業(yè))科研專項(xiàng)資助項(xiàng)目(201303104);現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系建設(shè)專項(xiàng)資助項(xiàng)目(CARS-3-2-49)

王燕培(1987—),女,河南滑縣人,碩士,主要從事作物栽培與生理生態(tài)研究。E-mail:yanpei0710@163.com

柴守璽(1962—),男,甘肅會(huì)寧人,教授,博士生導(dǎo)師,主要從事小麥栽培育種和生態(tài)生理研究。E-mail:sxchai@126.com

S512.1+1； S152.7+5

：A

：1005-3409(2014)06-0164-07