麥秸還田對大豆生長和產(chǎn)量的影響

朱麗君，李布青，王光宇，周婷婷，肖文娜，張 揚

（1．安徽省農(nóng)業(yè)科學院 農(nóng)業(yè)經(jīng)濟與信息研究所，安徽 合肥230031；2．安徽省農(nóng)業(yè)科學院 農(nóng)業(yè)工程研究所，安徽 合肥230031；

3．阜陽市農(nóng)業(yè)技術推廣中心，安徽 阜陽236000）

我國農(nóng)作物秸稈產(chǎn)量巨大，據(jù)估算，每年的農(nóng)作物秸稈產(chǎn)量達6億～7億t［1］。農(nóng)民常常將其付之一炬，不僅直接向大氣排放碳，還加快了土壤有機碳的分解，使農(nóng)業(yè)碳循環(huán)偏離平衡，成為影響全球氣候問題的重要原因。其實農(nóng)作物秸稈富含多種養(yǎng)分和生理活性物質，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中實行秸稈還田，能改善土壤物理性狀，補充土壤養(yǎng)分，培肥土壤，提高土壤的生物有效性，進而增加作物產(chǎn)量［2］，而且在減少化肥施用，減少土壤翻耕，固碳減排，農(nóng)業(yè)廢棄物再生利用，發(fā)展低碳農(nóng)業(yè)等方面也有著不可低估的作用。武際等［3］研究表明，秸稈連續(xù)覆蓋還田5季后，0～5 cm 土層土壤有機質含量提高6．08%～7．53%，堿解氮含量提高7．30%～8．74%，速效磷含量提高7．52%～10．03%，速效鉀含量提高7．64%～15．33%。多年來，學者們對秸稈還田及其影響進行多角度研究，探索農(nóng)作物秸稈資源循環(huán)利用的途徑。為促進小麥秸稈還田低碳農(nóng)業(yè)措施的推廣，筆者研究了小麥秸稈直接還田對大豆生長發(fā)育及產(chǎn)量的影響，旨在揭示秸稈還田后大豆農(nóng)田生態(tài)和低碳健康機制，實現(xiàn)大豆農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)的低碳良性循環(huán)。

1 材料與方法

1．1 試驗地概況

試驗區(qū)位于安徽省蒙城縣，屬暖溫帶半濕潤季風氣候、熱帶海洋氣團和極地大陸氣團交替控制接觸地帶。氣候溫和、濕潤，四季分明。年平均氣溫14．5℃，最冷月1月平均氣溫－0．1℃，最熱月7月平均氣溫27．5℃。季風交替明顯，夏季多偏南風，冬季多偏北風。年平均降水811．2 mm，雨水集中于6—8 月，無霜期209d，全年日照時數(shù)1 400～2 200h，年總熱量為419×104～502×104KJ／m2［4］。

試驗于2010年在安徽省農(nóng)業(yè)科學院土壤肥料研究所蒙城實驗站進行。供試土壤為砂姜黑土，質地為 粘 壤 土，土 壤 有 機 質22．231 g／kg，全 氮1．232g／kg，有效磷17．6 mg／kg，速效鉀87 mg／kg，土壤pH 6．56［5］。

1．2 供試作物

供試作物為大豆品種中黃25，是中國農(nóng)業(yè)科學院作物科學研究所利用中黃4號為母本，誘變30為父本，通過有性雜交，采用改良系譜法選育而成，由山東省濟寧市欣豐種業(yè)有限公司提供。前茬作物為小麥品種煙農(nóng)19，產(chǎn)量水平在5 250kg／hm2左右。

1．3 試驗設計

根據(jù)生產(chǎn)實際，按施肥、澆水及小麥秸稈還田3個方面進行試驗設計。設8 個處理：處理1（CK），不施肥＋無小麥秸稈還田；處理2，不施肥＋小麥秸稈全量還田（350kg／667m2）；處理3，不施肥＋澆2次透水（播種時、播種后15d澆透水）＋小麥秸稈全量還田；處理4，正常施肥＋無小麥秸稈還田；處理5，正常施肥＋澆2次透水＋無小麥秸稈還田；處理6，正常施肥＋小麥秸稈全量還田；處理7，正常施肥＋澆2次透水＋小麥秸稈全量還田；處理8，正常施肥＋澆2次透水＋小麥2倍全量秸稈還田（700kg／667m2）。

試驗小區(qū)隨機排列，3 次重復。小區(qū)面積19．8m2，小區(qū)間設隔離帶，四周設保護行。2010年6月22日整地（小麥秸稈粉碎長度為3～5cm，在耕層土壤15～20cm 充分翻勻，鎮(zhèn)壓），施基肥（正常施肥量：氮2．5kg／667m2，磷3kg／667m2）。6 月23日播種大豆，行距40～50cm，株距15～20cm，每小區(qū)9行，每行30穴，每穴3粒。

1．4 性狀考察與數(shù)據(jù)統(tǒng)計

大豆苗期（出苗后第12天和第16天）進行田間幼苗取樣，考察苗期生長情況，成熟期取樣考察農(nóng)藝性狀及產(chǎn)量指標。試驗數(shù)據(jù)用Excel和DPS 統(tǒng)計軟件進行分析。

2 結果與分析

2．1 小麥秸稈還田對大豆出苗率的影響

從表1看出，出苗前期，以澆2次透水＋小麥秸稈還田的處理3、處理8和處理7出苗率較高，第12天時出苗率分別為48．39%、43．75%和39．14%，明顯高于其他處理。說明，在水分充足條件下，小麥秸稈還田能提高下茬作物前期出苗率。出苗后第26天，大豆幼苗長勢良好，所有處理出苗率均在50%以上，且處理間差異不顯著。

表1 不同處理大豆的出苗率Table 1 Emergence rate of different treatments %

2．2 小麥秸稈還田對大豆苗期生長的影響

1）不施基肥。從表2看出，在不施基肥的3個處理（處理1、處理2和處理3）中，苗期性狀如株高、葉片數(shù)、幼苗鮮重及干重均表現(xiàn)為處理3＞處理1＞處理2。說明，在不施肥條件下進行小麥秸稈還田首先要保證有充足的水分，若水分不足，小麥秸稈還田對下茬作物苗期生長不利。

2）施基肥。在施用基肥的5 個處理中（處理4～處理8），苗期性狀以澆2次透水＋小麥秸稈還田的處理7和處理8明顯優(yōu)于其他處理，其中，以處理7的效果最好（表2）。說明，在保證水分和施用基肥條件下，小麥秸稈全量還田對下茬作物苗期生長具有促進作用，即小麥秸稈按全量還田就可取得較好效果，而不必施以較多量的秸稈還田（2倍全量）。

表2 不同處理大豆苗期的生物學性狀Table 2 Biological traits of different treatments at seedling stage

表3 不同處理大豆成熟期的經(jīng)濟性狀及產(chǎn)量Table 3 Economical traits and yield of different treatments

2．3 小麥秸稈還田對大豆成熟期經(jīng)濟性狀的影響

從表3看出，大豆株高以處理3最高，處理7最低；分枝數(shù)以處理6最多，處理8和處理4次之；主莖節(jié)數(shù)以處理1最多，處理7最低；夾數(shù)以處理4最多，處理7最少；粒數(shù)和粒重均以處理4最高。從經(jīng)濟性狀看，試驗涉及的小麥秸稈還田、水分及基肥施用3個因子對下茬作物大豆的經(jīng)濟性狀影響無顯著性，這可能是由于考種樣本的差異導致。

2．4 小麥秸稈還田對大豆產(chǎn)量的影響

從表3 還看出，處理7 產(chǎn)量最高，達3 922．56 kg／hm2，比對照（處理1）增產(chǎn)75．19%；處理3產(chǎn)量次之，達3 838．38kg／hm2，比對照增產(chǎn)71．43%；處理8產(chǎn)量位列第三，達3 804．71kg／hm2，比對照增產(chǎn)69．92%。LSD 法多重比較表明，處理7、處理3、處理8與處理6、處理2、處理4、處理1之間差異達極顯著水平，與處理5差異不顯著。從產(chǎn)量差異分析看出，產(chǎn)量處于前三位的處理，均為小麥秸稈還田＋澆2次透水的處理。說明，要使小麥秸稈還田后充分發(fā)揮作用，首先應有充足的水分作保障。著水平，表明，要使小麥秸稈還田后充分發(fā)揮作用，首先應有充足水分作保障。因此，在應用作物秸稈還田低碳農(nóng)業(yè)措施時，要充分考慮土壤墑情，在墑情較好情況下施以秸稈還田，對下茬作物的生長和產(chǎn)量將會發(fā)揮積極作用。

3）麥秸還田于下茬大豆，能夠改善土壤水氣熱狀況和物理性狀，調節(jié)與補充土壤養(yǎng)分供給，通過培肥土壤，改善與保護土壤墑情，提高土壤的生物有效性，促進大豆生長，改善大豆產(chǎn)量性狀，進而增加大豆產(chǎn)量［6－9］。對于過量麥秸還田，通過農(nóng)藝措施調節(jié)，能夠減輕過量秸稈的負效應，降低秸稈還田對下茬作物的不良影響，從而提高農(nóng)作物的產(chǎn)量和品質。安徽地區(qū)宜以小麥秸稈的全量還田為最佳，二倍量還田經(jīng)過一系列農(nóng)藝調節(jié)后生長與產(chǎn)量效果明顯，亦有一定的推廣意義。

3 結論與討論

1）在水分充足條件下，小麥秸稈還田對下茬作物出苗率和苗期生長具有積極作用。研究結果表明，小麥秸稈還田＋澆2次透水的處理，大豆前期出苗率及幼苗生長狀況明顯優(yōu)于無小麥秸稈還田或有秸稈還田但未澆水的處理，這可能是充足水分能加快小麥秸稈營養(yǎng)物質的釋放，而小麥秸稈能保持土壤墑情，從而促進下茬作物的苗期生長。

2）水分充足條件下即小麥秸稈還田＋澆2次透水的處理，大豆產(chǎn)量顯著高于其他處理。正常施肥＋澆2次透水＋小麥秸稈全量還田的處理大豆產(chǎn)量達3 922．56kg／hm2，比對照（不施肥＋無小麥秸稈還田）增產(chǎn)75．19%；不施肥＋澆2次透水＋小麥秸稈全量還田的處理產(chǎn)量達3 838．38kg／hm2，比對照增產(chǎn)71．43%；正常施肥＋澆2次透水＋小麥2倍全量秸稈還田的處理產(chǎn)量為3 804．71kg／hm2，比對照增產(chǎn)69．92%。這3個處理均為小麥秸稈還田＋澆2次透水的處理，相比其他處理增產(chǎn)均達顯

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