少免耕與秸稈機(jī)械全量原位還田對(duì)稻茬小麥出苗及產(chǎn)量的影響

張斯梅　楊四軍　顧克軍　于建光　張恒敢　許博

摘要：為給秸稈機(jī)械還田利用和稻茬小麥高產(chǎn)高效栽培提供依據(jù)，研究了少免耕與秸稈機(jī)械全量原位還田對(duì)稻茬小麥出苗及產(chǎn)量的影響。結(jié)果表明，免耕秸稈機(jī)械全量原位覆蓋還田處理小麥籽粒產(chǎn)量最高，達(dá)6480.0kg/hm²，其次是淺耕秸稈不還田處理，淺耕秸稈機(jī)械全量原位混埋還田處理產(chǎn)量最低，為5524.5kg/hm²。方差分析結(jié)果說明，少免耕與秸稈機(jī)械全量原位還田對(duì)稻茬小麥產(chǎn)量的影響不大，且兩者之間不存在交互作用。免耕秸稈機(jī)械全量原位覆蓋還田處理省工節(jié)本，效益較其他處理明顯提高。綜合來看，稻茬小麥高產(chǎn)高效栽培的適宜方式為免耕秸稈機(jī)械全量原位覆蓋還田。

關(guān)鍵詞：產(chǎn)量；免耕；淺耕；秸稈還田；效益

中圖分類號(hào)：S-3

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

論文編號(hào)：2014-0953

0引言

中國稻茬小麥面積約為480萬hm²，主要分布在長江流域。稻茬麥區(qū)光熱資源豐富，降雨較多，小麥生長受水資源限制作用小，是中國小麥增產(chǎn)潛力最大的區(qū)域。江蘇稻茬小麥占全省小麥總面積的70%以上，淮南地區(qū)稻茬小麥比例高達(dá)80%以上，稻茬小麥生產(chǎn)水平的高低直接關(guān)系到全省小麥的生產(chǎn)與發(fā)展。少免耕是促進(jìn)糧食增產(chǎn)、農(nóng)業(yè)增效、農(nóng)民增收的重大技術(shù)措施之一，其推廣應(yīng)用面積占江蘇省稻茬小麥面積的90%以上。

目前，針對(duì)少免耕對(duì)作物產(chǎn)量性狀影響的研究報(bào)道較多，研究結(jié)果不盡相同，有報(bào)道顯示，少耕稻茬小麥產(chǎn)量與常規(guī)耕作基本持平，免耕可提高稻茬小麥產(chǎn)量水平，也有研究認(rèn)為免耕導(dǎo)致稻田套種小麥產(chǎn)量明顯降低。秸稈還田是其資源化利用的最有效途徑，秸稈還田對(duì)作物產(chǎn)量影響的研究結(jié)果表明，長期秸稈還田對(duì)當(dāng)季乃至還田后的前幾季作物產(chǎn)量可能產(chǎn)生負(fù)面效應(yīng)，但隨后其優(yōu)勢會(huì)逐漸顯現(xiàn)，可以起到較好的增產(chǎn)效果。以往研究大多采用盆栽或小區(qū)試驗(yàn)，秸稈往往經(jīng)人工切碎后歸還土壤，而田間大區(qū)秸稈機(jī)械全量原位還田的報(bào)道較少。為此，筆者在稻麥兩熟地區(qū)，研究了少免耕與秸稈機(jī)械全量原位還田對(duì)稻茬小麥田間出苗、產(chǎn)量及其效益的影響，以期為稻茬小麥高產(chǎn)高效栽培提供依據(jù)。

1材料與方法

1.1試區(qū)概況

試驗(yàn)于2011-2012年在江蘇省農(nóng)業(yè)農(nóng)業(yè)科學(xué)院宿遷農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所試驗(yàn)田進(jìn)行。試區(qū)屬暖溫帶季風(fēng)氣候區(qū)，年平均日照2315h，年平均氣溫14.1℃，活動(dòng)積溫5189℃，年均降水量為892.3mm，一年兩熟制。

1.2試驗(yàn)材料

供試小麥品種為‘遷麥1號(hào)，采用機(jī)條播，行距20cm，播量為300kg/hm²，2011年10月10日播種，2012年6月7日收獲。

1.3試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)設(shè)置4種處理，分別為淺耕秸稈不還田（ST）、免耕秸稈不還田（NT）、淺耕秸稈機(jī)械全量原位混埋還田（STS）和免耕秸稈機(jī)械全量原位覆蓋還田（NTS）。為了便于耕作，試驗(yàn)采用大區(qū)對(duì)比法，每處理面積為360m²，不設(shè)重復(fù)。除秸稈還田與耕作方式不同外，其他田間管理措施保持一致。

1.4測定項(xiàng)目

小麥出苗后，調(diào)查基本苗數(shù)，計(jì)算田間出苗率。成熟期測定有效穗數(shù)，用1m²大小的方框，每小區(qū)選取3個(gè)位置人工計(jì)數(shù)框內(nèi)的穗數(shù)，測定穗粒數(shù)和千粒重，每個(gè)處理收獲12m²計(jì)產(chǎn)，籽粒曬干后測定含水量，折算成含水量為13%的籽粒重量。

田間出苗率=（單位面積基本苗/單位面積有效種子粒數(shù)）×100%

單位面積有效種子粒數(shù)=單位面積播種量（kg）×每kg種子粒數(shù)×發(fā)芽率

每種子粒數(shù)=1000×1000/千粒重（g）

1.5數(shù)據(jù)分析

采用Microsoft Excel 2007處理數(shù)據(jù)、作圖和統(tǒng)計(jì)分析。

2結(jié)果與分析

2.1少免耕與秸稈機(jī)械全量原位還田對(duì)稻茬小麥出苗率的影響

從圖1可以看出，免耕秸稈不還田（NT）稻茬小麥出苗率最高，為79.9%，淺耕秸稈不還田（ST）出苗率最低，兩者相差5.6%。同在秸稈不還田條件下，免耕出苗率明顯高于免耕，但差異未達(dá)到顯著水平（P<0.05）；同在秸稈機(jī)械全量原位還田條件下，淺耕混埋處理出苗率略高于免耕覆蓋處理，差異也不顯著（P<0.05）；秸稈是否還田與耕作方式之間無交互作用。這說明，在試驗(yàn)條件下，秸稈是否還田、淺耕或免耕對(duì)稻茬小麥出苗率的影響不大。

2.2少免耕與秸稈機(jī)械全量原位還田對(duì)稻茬小麥產(chǎn)量的影響

從表1可以看出，不同處理籽粒產(chǎn)量高低順序?yàn)镹TS>ST>NT>STS，免耕秸稈機(jī)械全量原位覆蓋還田處理籽粒產(chǎn)量最高，達(dá)6480.0kg/hm²，其次是淺耕秸稈不還田處理。淺耕秸稈機(jī)械全量原位混埋還田處理產(chǎn)量最低，為5524.5kg/hm²，比免耕覆蓋還田處理減少了14.7%。

進(jìn)一步比較產(chǎn)量構(gòu)成因素的差異，秸稈不還田條件下，免耕處理有效穗數(shù)高于淺耕處理，而前者每穗粒數(shù)和千粒重低于后者。秸稈機(jī)械全量原位還田條件下，免耕覆蓋處理有效穗數(shù)和每穗粒數(shù)高于淺耕混埋處理，而前者千粒重低于后者。方差分析結(jié)果表明，不同處理產(chǎn)量及其構(gòu)成因素差異均未達(dá)顯著水平（P<0.05），即秸稈是否還田與不同耕作模式對(duì)稻茬小麥的產(chǎn)量及其構(gòu)成因素的影響不大，且秸稈是否還田與不同耕作方式之間不存在交互作用。

2.3不同處理稻茬小麥效益分析

小麥生產(chǎn)成本呈逐年增加的趨勢，其經(jīng)濟(jì)效益的提高依賴于省工節(jié)本、補(bǔ)貼收入的增加及收購價(jià)格的提高。與秸稈不還田相比，機(jī)械全量原位還田節(jié)省了將秸稈移出田面的過程費(fèi)用（人工費(fèi)、機(jī)械費(fèi)和運(yùn)輸費(fèi)等）；水稻秸稈還田腐解釋放的N、P、K等營養(yǎng)元素可供后茬小麥生長需要，從而減少麥田肥料施用量，降低了肥料投入成本；還田還能有效減少焚燒和遺棄，增加土壤有機(jī)質(zhì)含量，改善土壤理化性狀。與淺耕相比，免耕省工節(jié)本優(yōu)勢明顯，且有利于保護(hù)土壤結(jié)構(gòu)。免耕結(jié)合秸稈機(jī)械原位覆蓋還田處理，可起到蓄水保墑、減少地表徑流損失及雜草發(fā)生等作用。因此，從促進(jìn)農(nóng)民增收、提高稻茬小麥效益的角度考慮，以免耕秸稈機(jī)械全量原位覆蓋還田處理最好。

3結(jié)論與討論

少免耕是集保護(hù)性耕作、輕型栽培、保護(hù)生態(tài)于一體的綜合技術(shù)體系，是順應(yīng)農(nóng)業(yè)發(fā)展新階段、新形勢的農(nóng)業(yè)應(yīng)用技術(shù)之一。該技術(shù)通過簡化農(nóng)藝流程，能夠有效緩解農(nóng)忙季節(jié)用工緊張的矛盾，大幅降低勞動(dòng)強(qiáng)度。同時(shí)，少免耕還可以減少機(jī)械耕作作業(yè)能耗和費(fèi)用，有效降低生產(chǎn)成本。由于不需要耕翻整地，可以保證下茬作物適時(shí)播栽，有利于充分利用光溫資源，提高抗災(zāi)應(yīng)變能力，增產(chǎn)增效優(yōu)勢明顯。此外，耕層土壤不受破壞，有利于作物生長發(fā)育。因此，國際上目前提倡以少免耕為主的保護(hù)性耕作模式。針對(duì)保護(hù)性耕作對(duì)作物產(chǎn)量影響的研究報(bào)道較多，結(jié)果也不相一致，多數(shù)研究都從正面評(píng)價(jià)其效益，或者認(rèn)為少免耕與常規(guī)耕作的差異不大，但保護(hù)性耕作導(dǎo)致作物減產(chǎn)也是客觀事實(shí)。

禁止農(nóng)作物秸稈露天焚燒或隨意遺棄，是當(dāng)下全社會(huì)關(guān)注的熱點(diǎn)問題之一，也是農(nóng)民及各級(jí)政府面臨的難點(diǎn)問題。秸稈還田是解決秸稈出路及實(shí)現(xiàn)其資源化利用的最重要途徑，目前也是秸稈綜合利用的最主要途徑。秸稈還田對(duì)作物產(chǎn)量影響的研究表明，長期秸稈還田對(duì)當(dāng)季乃至還田后的前幾季作物產(chǎn)量可能產(chǎn)生負(fù)面效應(yīng)，但隨后其優(yōu)勢會(huì)逐漸顯現(xiàn)，可以起到較好的增產(chǎn)效果。以往研究大多采用盆栽或小區(qū)試驗(yàn)，通常的做法是先收集秸稈，經(jīng)人工切碎，與土壤混埋，再播栽下茬作物。蘇南部分地區(qū)，農(nóng)民亦有小麥播種后覆蓋整草的栽培習(xí)慣。迄今為止，關(guān)于田間大區(qū)秸稈機(jī)械全量原位還田的報(bào)道較少，未見秸稈機(jī)械全量原位還田和少免耕對(duì)作物影響的研究報(bào)道。少免耕的同時(shí)覆蓋農(nóng)作物秸稈，可以減少水土流失，具有保土保肥的效果。此外，還可避免秸稈焚燒和遺棄對(duì)大氣、水體和土壤帶來的污染，有效培肥地理，改善土壤性狀，促進(jìn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的可持續(xù)發(fā)展。與人工秸稈還田相比，機(jī)械化作業(yè)不僅將勞動(dòng)力解放出來，而且可以大大提高作業(yè)效率。為此，筆者在稻麥兩熟地區(qū)，研究了少免耕與秸稈機(jī)械全量原位還田對(duì)稻茬小麥田間出苗、產(chǎn)量及其效益的影響，以期為稻茬小麥高產(chǎn)高效栽培提供依據(jù)。

本研究結(jié)果表明，免耕秸稈機(jī)械全量原位覆蓋還田處理小麥籽粒產(chǎn)量最高，達(dá)6480.0kg/hm²，淺耕秸稈機(jī)械全量原位混埋還田處理小麥產(chǎn)量最低，比前者減少了14.7%。從稻茬小麥高產(chǎn)高效、秸稈資源利用和保護(hù)環(huán)境的角度綜合考慮，以免耕秸稈機(jī)械全量原位覆蓋還田處理最好。免耕秸稈機(jī)械全量原位覆蓋種植小麥，不僅沒有導(dǎo)致小麥減產(chǎn)，而且節(jié)本省工增效，秸稈資源得到充分利用，土壤肥力得到穩(wěn)定提高，大大減輕環(huán)境污染，保護(hù)農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境，促進(jìn)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展。事實(shí)上，任何耕作方式都有正負(fù)兩方面的效應(yīng)，長期采用相同措施可能導(dǎo)致負(fù)效應(yīng)的累加。因此，以后有必要開展年度間不同耕作方式組合的研究，探索適于新形勢下秸稈機(jī)械還田的稻茬小麥高產(chǎn)高效耕作與栽培技術(shù)。