玉米秸稈還田對大麻苗期性狀及麻皮產(chǎn)量的影響

高金虎，康紅梅，趙銘森，孔佳茜，孟曉康，馮旭平，吳昌娟

（山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院經(jīng)濟作物研究所，太原030000）

玉米秸稈還田對大麻苗期性狀及麻皮產(chǎn)量的影響

高金虎，康紅梅*，趙銘森，孔佳茜，孟曉康，馮旭平，吳昌娟

（山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院經(jīng)濟作物研究所，太原030000）

為探明玉米秸稈還田對大麻生長發(fā)育及麻皮產(chǎn)量的影響，于2015～2016年通過大田試驗，設(shè)3個秸稈還田量水平，2個施氮量水平，重點對大麻田雜草藜密度和干物質(zhì)量、大麻株高、莖粗、干莖重、麻皮產(chǎn)量進行了研究。結(jié)果表明，秸稈還田可減少大麻苗期雜草藜的密度與干物質(zhì)量，顯著提高大麻株高、干莖重及麻皮產(chǎn)量。實際生產(chǎn)中，建議玉米秸稈半量還田（4500 kg／hm2）配施純氮（229.2 kg／hm2），可獲得較好效果。

大麻；秸稈還田；大麻產(chǎn)量

大麻（Cannabis Sativa L.）因環(huán)境適應(yīng)能力強、功能和用途多而被廣泛種植。大麻纖維是優(yōu)良的紡織原料，被譽為“天然纖維之王”。我國是世界三大大麻種植區(qū)之一［1］，根據(jù)國家統(tǒng)計局公布數(shù)據(jù)顯示，近幾年我國大麻種植面積不斷擴大，產(chǎn)業(yè)化進程明顯加快。

大麻生長迅速，株型高大，需肥水較多［2］。大麻常見伴生雜草藜（Chenopodium album）分布普遍，對大麻生長危害較大。在北方雨熱同季的區(qū)域，大麻苗期藜的生長十分旺盛，與麻苗互爭營養(yǎng)，影響大麻正常生長發(fā)育［3］。

農(nóng)作物秸稈含有豐富的有機碳和大量的N、P、K、Si等礦質(zhì)營養(yǎng)元素［4－5］，實施秸稈還田既能充分利用廢棄秸稈，又能培肥土壤［6］。玉米秸稈由于C／N較高，直接還田后難以分解，需配施氮肥，以加速秸稈腐解過程。秸稈還田配施氮肥可以提高土壤有機質(zhì)積累、改善土壤結(jié)構(gòu)、減緩地力衰竭［7－8］、提高作物產(chǎn)量［3－5］、改善籽粒營養(yǎng)品質(zhì)［9］。近年來，隨著國家大力倡導(dǎo)與政策扶持以及農(nóng)民對秸稈還田認識的加深，農(nóng)作物秸稈還田規(guī)模越來越大。

趙銘森［10］、宋憲友［3］等針對大麻田雜草，采用傳統(tǒng)化學(xué)防除方法取得了較好效果，但存在潛在的環(huán)境風(fēng)險，也與國家提倡的“綠色植?！崩砟畈幌噙m應(yīng)，因此，探索秸稈還田等方式實施綠色防控是發(fā)展現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的必然要求。目前，秸稈還田增產(chǎn)效應(yīng)的研究主要圍繞水稻、玉米、小麥等糧食作物，對麻類纖維作物效應(yīng)則鮮有報道。本試驗擬研究玉米秸稈還田與氮肥配施對大麻苗期性狀及麻皮產(chǎn)量的影響，以期擴展秸稈還田研究領(lǐng)域，為大麻推廣種植及產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供理論依據(jù)和技術(shù)支撐。

1 材料與方法

1.1 試驗區(qū)概況

試驗于2015～2016年在山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院經(jīng)作所試驗田（山西省汾陽市，37°15′N，111°44′E，海拔474.7 m）進行。地屬溫帶季風(fēng)氣候，年平均降水467.2 mm，降水量年際變化較大，年內(nèi)分配不均，大部分集中在6～9月份的汛期，而春秋兩季降水偏少。年平均氣溫12.6℃，多年平均日照為2601.3 h，無霜期179 d。2016年大麻生育期內(nèi)降水為495.5 mm，屬降水偏多年型。該試驗田土壤為粉沙質(zhì)壤土，呈堿性，全N含量1.33 g／kg，有效P含量54.7 mg／kg，速效K含量176 mg／kg，有機質(zhì)含量 18.9 g／kg，pH 8.23。

1.2 試驗設(shè)計

1.2.1 裂區(qū)設(shè)計

主區(qū)為施氮量 N1（114.6 kg／hm2）和 N2（229.2 kg／hm2），副區(qū)為 3個玉米秸稈還田量（不還田，半量還田，全量還田），分別為 0（C0）、4500 kg／hm2（C1）、9000 kg／hm2（C2）。各處理組合為C0N1（對照）、C1N1、C2N1、C0N2、C1N2、C2N2，每小區(qū)長6m，寬4.8m，面積28.8m2，3次重復(fù)，共18個小區(qū)。試驗區(qū)面積518.4 m2。

1.2.2 施肥情況

N1：分兩次共施入 N 114.6 kg／hm2，其中：種肥施復(fù)合肥 300 kg／hm2（N 15%，P2O515%，K2O 15%），N含量 45 kg／hm2；追肥施尿素 150 kg／hm2（N 46.4%），N含量 69.6 kg／hm2。

N2：分三次共施入 N 229.2 kg／hm2，秋還田時施入 N 114.6 kg／hm2（尿素247 kg／hm2），種肥施復(fù)合肥300 kg／hm2（N 15%，P2O515%，K2O 15%），追肥施尿素150 kg／hm2（N 46.4%）。其它管理正常。

試驗于2015年10月22日秸稈深耕還田，2016年4月24日播種，8月10日收獲。種植密度為45萬株／hm2。株距：13 cm，行距：35 cm。供試品種為本課題組選育的“晉麻1號”。

1.3 測定項目與方法

1.3.1 雜草調(diào)查

小區(qū)雜草調(diào)查于大麻苗期（2016年5月20日）進行。每小區(qū)按對角線5點取樣法設(shè)5個樣方，每樣方面積0.25 m2，計數(shù)各樣方內(nèi)的雜草數(shù)量，并稱量地上部干重（烘箱內(nèi)105℃殺青30 min后，80℃烘干至恒重）。雜草密度為每平米的雜草株數(shù)。

1.3.2 株高、莖粗測定

參照《大麻種質(zhì)資源描述規(guī)范和數(shù)據(jù)標準》，分別用卷尺和數(shù)顯游標卡尺測定各小區(qū)代表性的10株，3次重復(fù)。

1.3.3 干莖重測定

工藝成熟期各小區(qū)隨機選10株，剪去枝葉曬干后稱重，3次重復(fù)。

1.3.4 麻皮產(chǎn)量

于工藝成熟期（2016年8月10日），人工收割每小區(qū)中間的6行（每小區(qū)共14行），用本課題組設(shè)計的反拉式剝麻機現(xiàn)場剝麻，曬干后稱重，折算單產(chǎn)。

1.4 數(shù)據(jù)處理與分析

用Excel編輯匯總數(shù)據(jù)，SPSS 22進行方差分析及多重比較（Duncan法，顯著水平0.05）。

2 結(jié)果與分析

2.1 各處理對苗期雜草藜的影響

苗期雜草以藜數(shù)量最多，長勢最旺盛，危害最大。圖1表明，C0N1藜的干物質(zhì)量最大，為219.2 g／m2，其次為 C0N2，為 209.73 g／m2，C2N2最小，為191.13 g／m2。在 N1和 N2水平，藜干物質(zhì)量均表現(xiàn)為C0＞C1＞C2，C1N1和C2N1分別比C0N1減少3.41%、9.18%，C1N2和C2N2分別比C0N2減少3.02%、8.87%，比C0N1減少7.21%、12.8%。在相同的還田量水平下，藜干物質(zhì)量表現(xiàn)出N1＞N2。藜密度在N1和N2水平均與干物質(zhì)量表現(xiàn)類似，為C0＞C1＞C2，在相同還田量水平，則表現(xiàn)出N1＜N2。C2N1、C1N1分別比C0N1小25%、9.37%，C2N2、C1N2分別比C0N2小24.25%、12.11%，比C0N1小21.89%、9.37%。以上分析表明秸稈還田可使大麻田藜的密度與干物質(zhì)量減小，且二者隨著還田量的增加而減小。

圖1 不同處理藜干物質(zhì)量和密度Fig.1 Dry biomass and density of C.album under different treatments

2.2 各處理對大麻株高、莖粗的影響

由表1可知，大麻苗期株高在N1和N2水平，均表現(xiàn)為C0＜C1＜C2，在相同還田量水平下表現(xiàn)為N1＜N2。各處理以C2N2值最大，比最小的C0N1高18.43%。方差分析表明副區(qū)、主區(qū)間、C因素和N因素交互作用都達顯著水平（p＜0.05），影響次序為C因素＞N因素＞C因素×N因素。通過對各處理多重比較得出C0N1顯著低于其它5個處理。

工藝成熟期株高在C0、C1、C2水平都表現(xiàn)為N1＜N2。與苗期不同的是，工藝成熟期株高在N1和N2水平都表現(xiàn)為C0＜C2＜C1。C2N2和C1N2處理顯著大于C0N2、C2N1和C0N1處理，C1N1處理顯著大于C0N1處理。

大麻苗期莖粗總體趨勢與株高類似，以 C2N2數(shù)值最大，其次為 C1N2，分別比 C0N1大18.03%、14.75%。工藝成熟期莖粗在N1和N2水平下都呈現(xiàn)出C0＜C2＜C1，相同還田量水平下為N1＜N2。C1N2處理數(shù)值最大，其次為C1N1，分別比C0N1大10.36%和7.93%。

2.3 各處理對大麻干莖重的影響

由圖2可知，在N1和N2水平，干莖重總體呈現(xiàn)出C0＜C2＜C1的趨勢。在相同的還田量水平下，表現(xiàn)為 N1＜N2。C2N2、C1N2、C0N2、C2N1、C1N1、C0N1干莖重數(shù)值分別為 31000.00、32916.67、28916.67、30600.00、32108.33、25916.67 kg／hm2。C1N2數(shù)值最高，其次為 C1N1，再次為C2N2，分別比C0N1高27%、23.89%、19.61%。方差分析表明處理間差異達顯著水平，說明玉米秸稈還田配施氮肥能顯著提高大麻干莖重。

表1 不同處理大麻株高、莖粗變化情況Tab.1 Changes of plant height and stem diameter under different treatments

圖2 不同處理大麻干莖重Fig.2 Dry weight of hemp under different treatments

2.4 各處理對麻皮產(chǎn)量的影響

從圖3可以看出，大麻麻皮產(chǎn)量與干莖重表現(xiàn)類似，在N1和N2水平，麻皮產(chǎn)量總體呈現(xiàn)出C0＜C2＜C1的趨勢，在相同的還田量水平下，表現(xiàn)為N1＜N2。麻皮產(chǎn)量以C1N2處理最高，為2833.33 kg／hm2，其次為 C1N1處理，為2425.00 kg／hm2，再次為 C2N2處理，為2408.33 kg／hm2，分別比最低的C0N1處理（2075 kg／hm2）高36.55%、16.87%、16.06%，處理間差異達顯著水平。方差分析表明副區(qū)、主區(qū)間、C因素和N因素交互作用都達顯著水平（p＜0.05），影響次序為C因素＞N因素＞C因素×N因素。說明玉米秸稈還田配施氮肥能顯著提高大麻麻皮產(chǎn)量。

圖3 不同處理麻皮產(chǎn)量Fig.3 Bast yield of hemp under different treatments

2.5 大麻產(chǎn)量相關(guān)性狀的相關(guān)性分析

由表2可見，大麻麻皮產(chǎn)量與工藝成熟期株高和干莖重相關(guān)性均達顯著水平，與莖粗達極顯著水平；莖粗與株高和干莖重顯著相關(guān)；株高和干莖重相關(guān)性未達顯著水平。這說明麻皮產(chǎn)量的提高是因為秸稈與N肥施用提高了大麻株高、莖粗和干莖重。在秸稈與N肥配施條件下，莖粗增大對干莖重的增加起主要作用。

表2 大麻產(chǎn)量相關(guān)性狀的相關(guān)性分析Tab.2 Correlation analysis between traits of hemp yield

3 討論

黃愛軍［11］、李貴［12］等研究結(jié)果表明，秸稈還田可控制包括雜草在內(nèi)有害生物的發(fā)生、發(fā)育，減少化學(xué)除草劑的使用。本研究表明，玉米秸稈還田可使大麻田藜的密度與干物質(zhì)量減小，且二者隨著還田量的增加而減小。在秸稈還田條件下加施N（N2），藜的密度大，干物質(zhì)量卻比常規(guī)施N（N1）小，說明秸稈還田加施N肥能在一定程度上抑制藜的長勢。這與前述二人研究結(jié)果基本一致。但也有研究［13］表明秸稈還田為雜草滋生創(chuàng)造了條件，這可能與還田作物、耕作方式、下茬作物不同有關(guān)。本試驗僅對大麻田危害最嚴重的藜的干物質(zhì)量及密度作了初步研究，對大麻田雜草總密度、多樣性指數(shù)等指標，以及秸稈還田抑制雜草生長具體原因等方面仍需做進一步研究，才能全面反映秸稈還田除草效應(yīng)。

趙亞麗［14］、陳金［15］等研究結(jié)果表明，秸稈還田能顯著促進作物的生長發(fā)育，提高產(chǎn)量。但也有無明顯效果或不利于生長導(dǎo)致減產(chǎn)的報道［16－17］。本試驗結(jié)果表明，玉米秸稈還田對大麻的生長有積極作用，能顯著提高麻皮產(chǎn)量，加施N肥，麻皮產(chǎn)量更高。相關(guān)分析表明，大麻麻皮產(chǎn)量與工藝成熟期株高、莖粗、干莖重的相關(guān)系數(shù)分別為0.89*、0.93**、0.82*，這說明麻皮產(chǎn)量的提高是因為秸稈與N肥施用提高了大麻株高、莖粗、干莖重。株高、莖粗在苗期和工藝成熟期表現(xiàn)不同，N1和N2水平，苗期均表現(xiàn)為C0＜C1＜C2，工藝成熟期表現(xiàn)為C0＜C2＜C1。這可能與不同時期雜草長勢有關(guān)，追肥后大麻進入旺長期，田間郁閉，雜草對大麻生長幾乎不構(gòu)成威脅，也可能與追肥后耕層土壤養(yǎng)分狀況有關(guān)。秸稈腐解過程較慢，追施N肥，能加快腐解進程，釋放鉀素，改善耕層土壤營養(yǎng)狀況［18－19］，為大麻生長創(chuàng)造較好的條件［20］。半量還田效果最好，全量還田秸稈腐解消耗土壤N素較多，對大麻生長造成消極影響，降低了產(chǎn)量。

4 結(jié)論

（1）玉米秸稈還田與N肥配施可減少大麻苗期雜草藜的密度與干物質(zhì)量，能在一定程度上抑制藜的長勢。

（2）玉米秸稈還田能顯著提高大麻麻皮產(chǎn)量，秋還田加施N肥產(chǎn)量更高。實際生產(chǎn)中，建議玉米秸稈半量還田（4500 kg／hm2）配施 N肥（229.2 kg／hm2），可獲得最高麻皮產(chǎn)量。

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Effects of Corn Straw Incorporation on Growth and Bast Yield of Hemp

GAO Jinhu，KANG Hongmei*，ZHAO Mingsen，KONG Jiaqian，MENG Xiaokang，F(xiàn)ENG Xuping，WU Changjuan
（Institute of Industrial Crops，Shanxi Academy of Agricultural Sciences，Taiyuan 030000，China）

A field experimentwhich was set up 3 levels of straw application rate plus 2 levels of nitrogen fertilizer was conducted to study the effects of corn straw incorporation growth and bast yield of hemp from 2015 to 2016.The results showed that straw returning resulted in the decrease of dry matter accumulation and density of goosefoot and the increase of plant height，dry stem weight and bast yield of hemp.To achieve the best effect of growth and bast yield of hemp，Corn－residue application treatment of 4500 kg／hm2plus pure nitrogen fertilizer of 229.2 kg／hm2would be appropriate.

hemp；straw incorporation；hemp yield

S563.3

A

1671－3532（2017）05－0245－06

2017－03－08

國家麻類產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系項目（CARS－19）；山西省面上青年基金項目（201701D221202）

高金虎（1982－）男，研究實習(xí)員，主要從事大麻育種及栽培研究。E－mail：gaojinhu888＠126.com

*通訊作者：康紅梅（1968－）女，副研究員，主要從事大麻新品種選育及示范研究。E－mail：kanghongmei2＠126.com