丘陵區(qū)不同秸稈還田方式對小麥后期生長發(fā)育及產(chǎn)量的影響

曹可疑 曾榮耀

摘 要 為探索適合丘陵區(qū)的秸稈還田方式，研究不同土層厚度（40 cm、70 cm、100 cm）下秸稈整株還田、粉碎還田對小麥后期生長發(fā)育的影響。結(jié)果表明：秸稈還田延緩了后期干物質(zhì)的下降速度，延緩了葉綠素的衰減，且以秸稈整株還田的效果最好；秸稈還田后株高降低，千粒質(zhì)量顯著提高，增產(chǎn)顯著，增幅為1%～49%，以70 cm土層下秸稈整株還田效果最明顯；秸稈還田能彌補土層變薄導致產(chǎn)量的負效應。

關(guān)鍵詞 小麥；秸稈還田；產(chǎn)量

中圖分類號：S512 文獻標志碼：B DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2016.21.002

四川丘陵區(qū)是四川主要的小麥生產(chǎn)基地，該區(qū)屬中亞熱帶濕潤氣候區(qū)，年降水量800～1 100 mm，且由于成土母質(zhì)多為易于風化的紫色泥巖，土層淺薄，土壤蓄水能力差，麥季降水僅200 mm左右[1]。致使冬干、春旱頻率較大，限制了本地區(qū)小麥產(chǎn)量的提高。因此，如何結(jié)合丘陵區(qū)土層淺薄，肥水條件差的具體情況來提高小麥產(chǎn)量已是該區(qū)農(nóng)業(yè)發(fā)展面臨的一大難題。秸稈還田具有培肥地力、保水保墑、減少燃燒造成大氣污染保護環(huán)境等多種效果[2]。針對丘陵區(qū)旱地雨養(yǎng)農(nóng)業(yè)的實際情況，本文擬研究不同土層下不同秸稈還田方式對小麥后期葉片生長、干物質(zhì)積累、產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成的影響，以期能為該區(qū)小麥生產(chǎn)提供技術(shù)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗設計

試驗于2011年11月-2012年5月在榮縣試驗場進行。供試品種為川麥42，本試驗采用二因素裂區(qū)設計，主處理為土層厚度，分別設40 cm（A1）、70 cm（A2）、100 cm（A3）3個土層；副處理為秸稈還田方式，B0（CK）：不還田。B1：玉米秸稈就地覆蓋。B2：玉米秸稈粉碎就地覆蓋。試驗共9個處理，重復3次，小區(qū)面積10 m2。各小區(qū)行窩距均為0.2 m×0.2 m，667 m2用過磷酸鈣30 kg，尿素（46%）10 kg，人畜糞水3 400 kg，肥料均作底肥一次性施用。其他栽培措施均按大田生產(chǎn)進行。

1.2 調(diào)查測定項目與方法

1.2.1 葉綠素含量的測定

分別在孕穗期、開花期、灌漿前期（開花后10 d）、灌漿中期（開花后20 d）、成熟期（于收獲前1 d采樣）用SPAD-502型葉綠素測定儀分別測量各處理小麥旗葉相對葉綠素含量。具體測定方法為每小區(qū)隨機選取20株，葉綠素含量用SPAD值表示。

1.2.2 干物質(zhì)測定

于孕穗期、開花期、灌漿前期（開花后10 d）、灌漿中期（開花后20 d）、收獲期（于收獲前1 d）取樣。每小區(qū)采樣3窩，分葉、莖鞘、穗三部分裝入牛皮紙袋，于105 ℃殺青1 h，75 ℃烘干至恒質(zhì)量，稱干質(zhì)量。

1.2.3 農(nóng)藝性狀測定

收獲前調(diào)查有效穗，每小區(qū)取3窩室內(nèi)考種，調(diào)查株高、穗長、穗粒數(shù)、穗粒質(zhì)量、千粒質(zhì)量，計算理論產(chǎn)量。

1.3 數(shù)據(jù)處理

采用Excel對數(shù)據(jù)進行整理，采用DPS 7.01對數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同秸稈還田方式對小麥葉綠素變化的影響

從圖1看出，抽穗期3種土層厚度下的葉綠素含量差異較小，隨著灌漿的進行葉綠素含量呈下降趨勢，隨土層變薄，葉綠素含量衰減加快，如A1處理下灌漿中期的葉綠素含量僅為抽穗期的20.3%，而A2、A3處理下的葉綠素含量分別為抽穗時的36.0%和60.5%。3種土層厚度下，秸稈還田均延緩了葉綠素含量的下降，如在灌漿中期B0的相對葉綠素含量下降幅度為孕穗期的66.1%，而B1、B2的相對葉綠素含量下降幅度分別為孕穗期的56.5%和61.9%。最終B1較B0高出30.1%，B2比B0高出17.3%。

2.2 不同秸稈還田方式對小麥株高的影響

從表1可以看出，隨著土層厚度的增加植株高度也逐漸增加，其中A3與A1之間的差異達顯著水平，以A3處理下小麥植株最高，說明土層厚度能顯著影響小麥的植株高度。在3種土層厚度下，秸稈還田抑制了小麥的株高增加。其中處理與對照B0的差異都達到了顯著水平，B2與B0之間的差異達到了極顯著水平，以秸稈粉碎還田的小麥植株高度最低。

2.3 不同秸稈還田方式對干物質(zhì)變化的影響

2.3.1 不同秸稈還田方式下小麥葉片干物質(zhì)動態(tài)

由圖2可以看出，在3種土層下小麥葉片干物質(zhì)下降的時間有差異，其中A3遲于A1和A2，A1、A2、A3土層下成熟時葉片干物重分別占其最大干物重的67.3%、65%、42%，隨著土層厚度的增加比例逐漸降低，說明土層越厚越有利于干物質(zhì)的轉(zhuǎn)移。

3個土層下B0、B1、B2在抽穗期的葉片干物質(zhì)重量差異較大，除A1、B2外，其他各處理均是先上升后緩慢下降的過程。從開花期到成熟期B0、B1、B2葉片干物質(zhì)下降量占開花期的比例分別是50.2%、36.7%和37.2%。在3個土層厚度條件下小麥葉片干物質(zhì)的變化都表明B1與B2和B0相比能有效延遲小麥葉片干物重的下降，延長葉片的功能期，其中B1比B2更能有效緩解葉片的衰老。

2.3.2 對莖稈干物質(zhì)的影響

由圖3可以看出，隨著時間的推移莖鞘干物重均先增加后減少。土層越厚最大干物重越大。A1、A2、A3的最大干物重為15.47g 、16.78 g、20.96g說明隨著土層厚度的增加越有利于干物質(zhì)的積累。

在3個土層條件下，B1、B2與B0相比均延遲了小麥莖稈干物質(zhì)的下降，而B1干物質(zhì)開始減少是在灌漿前期，最終干物質(zhì)量占最大干物質(zhì)量的44%；B2是在開花期，最終干物質(zhì)量占最大干物質(zhì)量的60%。說明B1與B2相比B0條件下更能促進小麥后期的穩(wěn)健生長，植株各器官的功能期得到延長積累干物質(zhì)時間和總量得到增加，且B1比B2更有利于物質(zhì)的轉(zhuǎn)移。

2.3.3 對穗干物質(zhì)的影響

由圖4可以看出各土層間最終干物質(zhì)質(zhì)量是A1小于A2小于A3。隨著土層厚度的增加小麥灌漿速率也逐漸加大，到灌漿后期A1、A2、A3的干物質(zhì)積累速率量為0.471 g/d、0.52 g/d、0.67 g/d。在較薄的A1土層下灌漿前期小麥灌漿速率僅0.26 g/d。在A1在花后小麥穗部干物質(zhì)質(zhì)量增長緩慢，其干物質(zhì)日均積累量僅A2 的71.7% A3的65.3%。

綜合3個土層來看，在各個土層內(nèi)B1和B2的小麥穗最大，最終干物質(zhì)量高于對照。成熟期的穗部干物重與抽穗期相比，B1、B2分別是B0的9.47和11倍。說明秸稈還田與對照相比能促進穗部干物重的增加。

2.4 不同處理方式對小麥產(chǎn)量及產(chǎn)量因子的影響

2.4.1 不同秸稈還田方式對產(chǎn)量的影響

由表2可以看出，隨著土層厚度的增加小麥產(chǎn)量也顯著增加。A3極顯著地高于A2、A1，A2、A3較A1分別增產(chǎn)16.2%、50.5%。說明土層越厚越有利于小麥產(chǎn)量的提高。

綜合3個土層因素，秸稈還田均比對照增產(chǎn)，且B1與B0之間的產(chǎn)量差異達到了顯著水平，較B0增產(chǎn)19.2%，B2比B0增產(chǎn)9.9%。說明秸稈整株還田能顯著提高小麥的產(chǎn)量，且秸稈整株還田的效果優(yōu)于秸稈粉碎還田。同時，秸稈還田能有效彌補土層變薄對產(chǎn)量帶來的負效應，如A1B1和A1B2中小麥產(chǎn)量都高于A1B0和A2B0，且與A2B0比其增產(chǎn)率分別為9% 和10%。

2.4.2 不同秸稈還田方式對有效穗的影響

從表3可以看出，各土層對有效穗的影響不顯著。綜合3個土層的情況，秸稈覆蓋下的有效穗極顯著高于對照，其中B1比B0增加有效穗28.5%，B2比B0增加有效穗25.8%。

同時，土層與秸稈覆蓋對有效穗的互作效應顯著，在各個土層內(nèi)處理與對照的差異也達到了顯著的水平。其中在A1B1、A1B2和A1B0之間達到了極顯著的水平。A2B1與A2B0相比達到了極顯著水平。

2.4.3 不同秸稈還田方式對穗粒數(shù)影響

穗粒數(shù)是決定小麥穗粒質(zhì)量的兩個因素之一。從表4中可以看出，土層厚度對穗粒數(shù)的影響不顯著，但隨著土層的增厚穗粒數(shù)有遞增的趨勢。秸稈還田的穗粒數(shù)均低于對照。在A處理下就平均值而言B1低于B0且達到了顯著水平。說明秸稈還田不利于小麥穗粒數(shù)的增加。

2.4.4 不同秸稈還田方式對千粒質(zhì)量的影響

從表5可以看出，各個土層間千粒質(zhì)量差異極顯著，A2較A1增加了13.5%，A3較A1增加了32.8%。說明土層越厚越有利于小麥千粒質(zhì)量的增加。

綜合3個土層考慮B1、B2千粒質(zhì)量均高于B0，增加幅度達到了8.1%和7.6%。說明秸稈還田有利于千粒質(zhì)量的增加，其中B1的效果要好于B2。在A1B1、A1B2的穗粒質(zhì)量均高于A1B0，說明秸稈還田能有效緩解土層變薄帶來的負效應。保證小麥千粒質(zhì)量的提高。

3 結(jié)論與討論

葉片是合成干物質(zhì)的主要場所，秸稈還田可延緩葉綠素的衰減[3]。研究結(jié)果表明，在開花后同一天，秸稈還田后干物質(zhì)積累增加，干物質(zhì)輸出快，且葉綠素含量增加，秸稈整株還田下衰減更緩慢，可能是因為整株還田比粉碎還田更有利于提高土壤含水率[4]，有利于小麥地上部分和地下部分的發(fā)育，延緩植株衰老，延長小麥各器官的功能期，更有利于積累更多的光合產(chǎn)物，利于其產(chǎn)量的提高。

前人研究表明，在秸稈還田條件下有利于小麥有效穗的增加，且與秸稈粉碎還田相比，秸稈整株還田條件下小麥千粒質(zhì)量和穗粒數(shù)更高[5]。本實驗研究結(jié)果表明，秸稈還田能顯著提高小麥產(chǎn)量，主要在于有效穗和千粒質(zhì)量的提高，這與另一前人研究結(jié)果相吻合[6]。但秸稈還田抑制了小麥的穗粒數(shù)和株高的增長。這可能與本研究僅試驗一季有一定的關(guān)系，其深層次原因有待于進一步研究。

參考文獻

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（責任編輯：趙中正）