川北丘區(qū)玉米改土培肥高產(chǎn)增效技術(shù)研究

稅紅霞+王秀全+盧庭啟+張華+蔣曉芳+何丹+龐啟華

摘 要：該文針對川北丘區(qū)土壤耕層“淺實少”和質(zhì)量下降等問題，采用裂區(qū)設(shè)計研究秸稈還田對川北丘區(qū)對玉米產(chǎn)量、病蟲害發(fā)生及土壤物理特性的影響，為川北丘區(qū)玉米改土、高產(chǎn)增效提供理論依據(jù)。結(jié)果表明：（1）秸稈還田特別是免耕處理能獲得較高的產(chǎn)量；采用秸稈還田，穗粗與產(chǎn)量的相關(guān)性最大，行粒數(shù)、穗粗對產(chǎn)量的直接通徑系數(shù)為正值，穗粗對產(chǎn)量直接作用最大，秸稈還田處理可能通過增加穗粗來提高產(chǎn)量；（2）采用秸稈還田處理，4個副處理的莖腐病平均發(fā)病率、螟蟲平均受害率比秸稈不還田處理要高，但紋枯病平均病情指數(shù)比秸稈不還田處理低，秸稈還田可能增加了玉米的病蟲害發(fā)生風(fēng)險；（3）在0～20cm土層，秸稈還田壟作輪耕的處理緊實度小，孔隙度最大，田間持水量最大，秸稈還田增施有機(jī)肥的容重最小。20～40cm土層，秸稈不還田增施有機(jī)肥的緊實度最小、孔隙度最大，秸稈不還田免耕處理的田間持水量最大，秸稈還田壟作輪耕處理的容重最小。秸稈還田可能對0～20cm土層的作用較明顯，土壤緊實度變小，孔隙度增大，容重降低以及田間持水量增大，而對20～40cm土層的作用不明顯。

關(guān)鍵詞：秸稈還田；玉米；產(chǎn)量；土壤物理特性

中圖分類號 S513 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A 文章編號 1007-7731（2017）02-03-0013-04

川北丘區(qū)土壤耕層瘠薄、耕地質(zhì)量下降等問題，嚴(yán)重影響了玉米的生長發(fā)育，最終導(dǎo)致玉米產(chǎn)量不高、抗逆性差。為實現(xiàn)農(nóng)業(yè)的高產(chǎn)、高效、可持續(xù)發(fā)展，需要首先解決土壤問題。為此，本文通過研究秸稈還田與不還田處理對玉米產(chǎn)量的影響及對土壤的作用，為川北丘區(qū)玉米改土、高產(chǎn)增效提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 供試材料 供試玉米品種為成單30。

1.2 試驗設(shè)計 采用裂區(qū)設(shè)計，共8個處理，主處理：A1（秸稈就地覆蓋還田）；A2（不還田）。副處理：B1（免耕）；B2（壟作輪耕）；B3（增施有機(jī)肥30 000kg/hm2）；B4（播前耕整）（CK）。種植密度48 000株/hm2，行距0.7m，株距29.7cm，小區(qū)面積100m2，重復(fù)3次。

1.3 田間實施 4月1日澆足底水后直播。底肥用量如下：有機(jī)肥600kg/hm2（N∶P∶K=5∶5∶5），硫酸鉀150kg/hm2，復(fù)合肥225kg/hm2（N∶P∶K=15∶15∶15），采用一次性施肥，混合后深施于溝內(nèi)，5月5日追施尿素150kg/hm2，作攻苞肥。播種后噴施金玉捷作芽前除草1次；苗期用氯氰菊酯連續(xù)治地下害蟲2次，后期不防蟲不防病，便于病蟲害發(fā)生發(fā)展的調(diào)查研究。

1.4 調(diào)查項目及方法

1.4.1 農(nóng)藝性狀及產(chǎn)量 （1）產(chǎn)量：小區(qū)實收計產(chǎn)，并折算成標(biāo)準(zhǔn)含水量（14%）的產(chǎn)量。（2）產(chǎn)量構(gòu)成因素：包括穗長、穗粗、禿尖、穗行數(shù)、行粒數(shù)、千粒重等，按照單穗平均法每小區(qū)取20個樣穗考種，采用區(qū)試標(biāo)準(zhǔn)與方法調(diào)查，平均值比較。

1.4.2 病蟲害調(diào)查 （1）玉米螟：每小區(qū)調(diào)查5點(diǎn)，每點(diǎn)調(diào)查20株，共100株。在玉米大喇叭口期和乳熟期調(diào)查2次。（2）莖腐?。好啃^(qū)調(diào)查5點(diǎn)，每點(diǎn)調(diào)查20株。乳熟后期調(diào)查。（3）紋枯?。好啃^(qū)調(diào)查5點(diǎn)，每點(diǎn)調(diào)查20株。蠟熟期調(diào)查。

1.4.3 土壤物理性狀 一般在玉米收獲后，每小區(qū)選取代表性的3點(diǎn)0～20cm、20～40cm 2個土層土樣對土壤物理性狀進(jìn)行監(jiān)測。（1）土壤堅實度：選用TYD-2型土壤緊實度儀。（2）容重：采用環(huán)刀法測定，環(huán)刀體積100cm3。分別烘干用環(huán)刀取得的2個土層原狀土，稱重，重量與體積比值即為容重（單位g/cm3）。以3個樣點(diǎn)的平均數(shù)代表小區(qū)水平。（3）總孔隙度：用環(huán)刀分別取0～20cm、20～40cm原裝土，水中浸泡一晝夜，取出馬上稱重-烘干-再稱重，水的體積比總體積即為總孔隙度。以3個樣點(diǎn)的平均數(shù)代表小區(qū)水平。（4）田間持水量：采用環(huán)刀法，用環(huán)刀分別取0～20cm、20～40cm 2個土層原狀土上下加濾紙后蓋好（A樣），同時在各層采集一些散土，烘干，過1mm孔徑土壤篩，裝入另一環(huán)刀，裝滿為止（B樣）。將原狀土同環(huán)刀（A樣）一起放入水中飽和一晝夜（面水不能淹沒環(huán)刀頂）；將A樣蓋子打開，連同濾紙一起放在B樣上，并使2個環(huán)刀緊密接觸，經(jīng)過8hA、B樣之間吸水；采用烘干法測定吸水后的A樣含水量（即田間持水量）。以3個樣點(diǎn)的平均數(shù)代表小區(qū)水平。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同處理對玉米產(chǎn)量的影響

2.1.1 不同處理的玉米農(nóng)藝性狀及產(chǎn)量變化 由表1可知，行粒數(shù)最多的是A2B3，最少的是A1B4；穗長最長的是A1B1，穗長最短的是A1B3；禿尖最長的是A2B2，最短的是A1B3。各處理之間的穗行數(shù)、穗粗差異較小。穗數(shù)最高的是A1B3，最低的是A2B1；千粒重最高的是A1B3，最低的是A2B2；出籽率最高的是A2B3，最低的是A2B2；產(chǎn)量最高的是A2B3，其次是A1B1，采用秸稈還田處理的產(chǎn)量分別排在2、3、5、6位。表明秸稈不還田、增施有機(jī)肥的方式能獲得高產(chǎn)，秸稈還田、免耕的方式能獲得較高的產(chǎn)量。秸稈不還田、壟作輪耕的方式不能獲得很好的產(chǎn)量收益。

2.1.2 不同處理的農(nóng)藝性狀與產(chǎn)量的關(guān)系

2.1.2.1 秸稈還田方式下各農(nóng)藝性狀與產(chǎn)量的相關(guān)性及通徑分析 由表2可知，采用秸稈還田方式，穗粗與產(chǎn)量的相關(guān)性最大，且呈極顯著正相關(guān)，其余性狀與產(chǎn)量相關(guān)性不顯著。說明秸稈還田處理，穗粗對產(chǎn)量的影響大。由表3可知，行粒數(shù)、穗粗對產(chǎn)量的直接通徑系數(shù)為正值，穗粗對產(chǎn)量直接作用最大，通徑系數(shù)為0.844 5。從間接系數(shù)來看，行粒數(shù)通過穗粗所起的間接效應(yīng)為正值，穗粗通過行粒數(shù)所起的間接效應(yīng)為正值。

2.1.2.2 秸稈不還田方式下各農(nóng)藝性狀與產(chǎn)量的相關(guān)性及通徑分析 由表4可知：采用秸稈不還田的方式，行粒數(shù)、穗粗、千粒重、出籽率分別與產(chǎn)量呈極顯著正相關(guān)，且相關(guān)性大小依次為穗粗>行粒數(shù)>出籽率>千粒重。其余性狀與產(chǎn)量相關(guān)度小。表明秸稈不還田處理，穗粗、行粒數(shù)、出籽率和千粒重對產(chǎn)量的影響大。由表5可知：行粒數(shù)、千粒重對產(chǎn)量的直接通徑系數(shù)為正值，行粒數(shù)對產(chǎn)量直接作用最大，通徑系數(shù)為0.785 4。從間接系數(shù)來看，行粒數(shù)通過千粒重所起的間接效應(yīng)為正值，千粒重通過行粒數(shù)所起的間接效應(yīng)為正值。

2.2 不同處理對玉米病蟲害發(fā)生情況的影響 由表6得出，玉米螟大喇叭口期受害率最高的是A1B3，乳熟后期受害率最高的是A1B2，莖腐病發(fā)病率最高的是A1B3，紋枯病病情指數(shù)最高的是A1B4。秸稈還田處理的4個副處理的莖腐病平均發(fā)病率、螟蟲平均受害率比秸稈不還田處理要高，但紋枯病平均病情指數(shù)比秸稈不還田處理低。

2.3 不同處理對土壤物理特性的影響

2.3.1 不同處理對土壤緊實度的影響 由表7可知：0～20cm土層，A2B1的緊實度最大，A1B2緊實度最小，秸稈不還田免耕與秸稈還田處理差異顯著；20～40cm土層，A1B1的緊實度最大，A2B3的緊實度最小，各處理間差異不顯著。在0～20cm土層，秸稈還田壟作輪耕的處理緊實度小，有利于作物耕種。

2.3.2 不同處理對土壤孔隙度的影響 由表8可知：0～20cm土層，A1B2的孔隙度最大，A1B4的孔隙度最小，二者之間有顯著差異。總趨勢是秸稈還田處理的孔隙度比秸稈不還田處理的孔隙度要??；20～40cm土層，A2B3的孔隙度最大，A1B2的孔隙度最小，各處理差異不顯著。0～20cm土層，秸稈還田壟作輪耕處理的孔隙度最大，土壤的通透性更好。

2.3.3 不同處理對土壤容重的影響 由表10可知：0～20cm土層，容重最大的是A2B2，容重最小的是A1B3，各處理差異不顯著；20～40cm土層，容重最大的是A2B4，容重最小的是A1B2，各處理間有顯著差異。20～40cm土層，秸稈還田壟作輪耕處理的容重最小，說明該處理的土壤可能有機(jī)質(zhì)含量高，結(jié)構(gòu)性好。

2.3.4 不同處理對田間持水量的影響 0～20cm土層，田間持水量最大的是A1B2，田間持水量最小的是A1B4，各處理差異不顯著；20～40cm土層，田間持水量最大的是A2B1，田間持水量最小的是A1B3，各處理差異不顯著。0～20cm土層，秸稈還田壟作輪耕處理的田間持水量是最大的，說明在該處理下，土壤能保持最大的田間持水量，有利于提供給作物更多的水分。而在20～40cm土層，秸稈不還田免耕處理下的土壤持水量最大，說明沒有秸稈還田，但免耕可以讓土壤保持較多的水分；而秸稈處理、增施有機(jī)肥對田間持水量的影響較小。

3 討論

3.1 秸稈還田對產(chǎn)量的作用 本研究表明，秸稈還田特別是免耕處理能獲得較高的產(chǎn)量。這可能是因為免耕覆蓋可以促進(jìn)玉米根的生長[1]，秸稈還田后可增加作物的光合面積，促進(jìn)干物質(zhì)的積累與分配，最終影響到產(chǎn)量和經(jīng)濟(jì)效益[2]。楊志平等[3]研究表明，秸稈還田對作物的光合特性有明顯的調(diào)控作用，使作物的光合作用處于較高水平，從而為作物的正常生長發(fā)育、產(chǎn)量的提高提供了物質(zhì)保障。也有研究表明，秸稈還田可以延長玉米灌漿期，促進(jìn)干物質(zhì)積累，顯著提高產(chǎn)量[4]。采用秸稈還田處理，穗粗與產(chǎn)量的相關(guān)性最大，對產(chǎn)量的直接作用最大，表明秸稈還田處理可能通過增加穗粗來提高產(chǎn)量。這與卜玉山等[5]的研究結(jié)果不一致，他認(rèn)為秸稈還田處理提高了玉米的百粒重、穗長和穗粒數(shù)。效可能因試驗環(huán)境和材料等不同而異。

3.2 秸稈還田對玉米抗性的作用 采用秸稈還田處理，4個副處理的莖腐病平均發(fā)病率、螟蟲平均受害率比秸稈不還田處理要高，但紋枯病平均病情指數(shù)比秸稈不還田處理低，秸稈還田可能增加了玉米的病蟲害發(fā)生風(fēng)險，有待進(jìn)一步的試驗研究。

3.3 秸稈還田對土壤改良的作用 本研究發(fā)現(xiàn)，在0～20cm土層，秸稈還田壟作輪耕的處理緊實度小，孔隙度最大，田間持水量最大，秸稈還田增施有機(jī)肥的容重最小。這與李瑋等[6]采用秸稈還田和施肥對砂姜黑土理化性質(zhì)及小麥-玉米產(chǎn)量的影響的研究結(jié)果一致，他認(rèn)為逐年連續(xù)全量秸稈還田，能起到疏松土壤、降低土壤容重、增強(qiáng)土壤蓄水能力、增加孔隙度的作用。此外，勞秀榮等[7]研究發(fā)現(xiàn)秸稈還田可以降低耕層土壤容重，增加土壤孔隙度，改善通氣狀況；同時，秸稈還田為土壤微生物提供了豐富的能源和營養(yǎng)物質(zhì)，激活酶的活性，從而促進(jìn)了土壤中各種養(yǎng)分的有效轉(zhuǎn)化。楊志平等[8]研究表明秸稈還田可以很好地保持水土，保蓄水分。孫偉洪[9]發(fā)現(xiàn)秸稈還田與砂壤容重和中壤孔隙度的關(guān)系密切，單施秸稈對降低土壤容重，提高孔隙度明顯優(yōu)于單施化肥，改善了土壤物理性質(zhì)的改良。20～40cm土層，秸稈不還田增施有機(jī)肥的緊實度最小、孔隙度最大，秸稈不還田免耕處理的田間持水量最大，秸稈還田壟作輪耕處理的容重最小。在本試驗中，秸稈還田可能對0～20cm土層的作用較明顯，土壤緊實度變小，孔隙度增大，容重降低以及田間持水量增大，而對20～40cm土層的作用不明顯。

參考文獻(xiàn)

[1]R MONNEVEUX，QUILEROU E，SANCHEZ C，et al.Effect of zero tillage and residues conservation on continuous maize cropping in a subtropical environment（Mexico）[J].Plant and Soil，2006，279（12）：95-105.

[2]武繼承，楊永輝，鄭惠玲，等.不同水分條件對小麥-玉米兩熟制作物生長和水分利用的影響[J].華北農(nóng)學(xué)報，2010，25（1）：126-130.

[3]楊志平，周懷平，李紅梅.旱地玉米秸稈還田秋施肥的增產(chǎn)培肥效應(yīng)[J].干旱地區(qū)農(nóng)業(yè)研究，1999，7（4）：10-15.

[4]李志勇，王璞，魏亞萍.不同施肥條件下夏玉米的干物質(zhì)積累、產(chǎn)量及氮肥利用效率[J].華北農(nóng)學(xué)報，2003，18（4）：91-94.

[5]卜玉山，苗果園，紹海林，等.對地膜和秸稈覆蓋玉米生長發(fā)育與產(chǎn)量的分析[J].作物學(xué)報，2006，32（7）：1090-1093.

[6]李瑋，喬玉強(qiáng)，陳歡，等.秸稈還田和施肥對砂姜黑土理化性質(zhì)及小麥-玉米產(chǎn)量的影響[J].生態(tài)學(xué)報，2014，34（17）：5052-5061.

[7]勞秀榮，孫偉紅，王真，等.秸稈還田與化肥配合施用對土壤肥力的影響[J].土壤學(xué)報，2003，40（4）：618-623.

[8]楊志平，周懷平，李紅梅，等.早農(nóng)區(qū)秸稈還田秋施肥對春玉米產(chǎn)量及水分利用效率的影響[J].農(nóng)業(yè)工程學(xué)報，2001，17（6）：49-52.

[9]孫偉紅.長期秸稈還田改土培肥綜合效應(yīng)的研究[D].泰安：山東農(nóng)業(yè)大學(xué)，2004.

（責(zé)編：張宏民）