秸稈覆蓋量對旱地微壟溝播春小麥播生長發(fā)育特性及產量的影響

劉宏勝 高玉紅 吳兵 李映 牛俊義 剡斌

摘要：為了解秸稈不同覆蓋量對旱地微壟溝播春小麥產量形成的調控效應，以常規(guī)小麥秸稈覆蓋量10 500 kg/hm2為對照，在會寧縣旱川地研究了不同秸稈覆蓋量對旱地微壟溝播春小麥的生長發(fā)育特性及其產量變化。結果表明，微壟上覆蓋粉碎小麥秸稈量為3 000 kg/hm2時有利于提高小麥苗期0～20 cm土層土壤溫度。小麥生育進程隨秸稈覆蓋量的增加而逐漸縮短，微壟上覆蓋粉碎小麥秸稈量為3 000 kg/hm2時，處理小麥生育期較對照延遲5 d;保苗數和成穗數分別較其他處理顯著增加30.90%～35.47%和13.49%～18.18%;籽粒折合產量最高，為3 900.0 kg/hm2，較對照顯著增產，增產率為9.22%。是會寧縣旱川地微壟溝播春小麥比較適宜的秸稈覆蓋量。

關鍵詞：春小麥;秸稈覆蓋量;微壟溝播;生長發(fā)育;產量

中圖分類號：S512.1? ? ? ? ?文獻標志碼：A? ? ? ? ?文章編號：1001-1463（2020）11-0067-06

doi：10.3969/j.issn.1001-1463.2020.11.017

Abstract：In order to explore the regulatory effect of different straw mulches amount on the yield of spring wheat planted in micro ridge furrow in dry land， the field experiments were carried out. We studied the growth and development characteristics and grain yield change of spring wheat planted in micro ridge furrow in dry land by using conventional straw mulches as the control. The results showed that the wheat straw mulched with 3 000 kg/hm2 was beneficial to increase the soil temperature in the soil layer between 0 and 20 cm in the wheat seedling stage. The growth process of wheat was gradually shortened with the increase of straw mulch amount. The growth period of wheat under the treatment of straw covered with 3 000 kg/hm2 was 5 d later than that under the control. The seedling number per unit area and panicle number were 30.90%～35.47% and 13.49%～18.18% higher than other treatments. The highest grain yield was highest（3 900.0 kg/hm2）， 9.22% higher than that of the control. It was suitable straw mulch for spring wheat sowing in micro furrows in Huining County.

Key words：Spring wheat;Straw mulch;Micro-ridge and furrow sowing;Growth and development;Yield

小麥是世界上重要的糧食作物之一，全世界約有35%～40%的人口以小麥為主要糧食[1 ]。小麥也是我國主要糧食作物之一，從南方到北方均有種植，在國民經濟中占有重要地位。甘肅省春小麥常年播種面積67萬hm2左右，提高單產潛力是小麥栽培和育種的重要目標，對促進甘肅省糧食安全和農村經濟發(fā)展有著重要作用[2 - 5 ]。干旱缺水是限制我國北方小麥增產的重要因素之一。我國旱地小麥年平均種植面積約占到總種植面積的30%以上，旱地春小麥的單產水平對提高我國小麥整體產量發(fā)揮著重要作用[6 ]。近年來具有蓄水穩(wěn)溫保墑效應的秸稈覆蓋和地膜覆蓋在農業(yè)生產中被廣泛應用[7 ]。秸稈覆蓋能調節(jié)農田土壤的水、肥、氣、熱狀況，提高降水的入滲和土壤的持水能力，培肥地力，抑制土壤蒸發(fā)、減少水分虧缺，進一步提高作物的水分利用效率和籽粒產量[8 ]。一定的秸稈覆蓋量范圍內，小麥凈光合速率增強，可溶性糖、脯氨酸和可溶性蛋白質含量均隨覆蓋量的增加而升高，小麥產量增加，但覆蓋量超過一定水平后，各指標變化不明顯[9 ]。因此，探討不同小麥秸稈覆蓋量對微壟溝播春小麥生長發(fā)育特性及籽粒產量的調控效應，對旱地春小麥栽培技術的改進具有重要意義。

1? ?材料與方法

1.1? ?試驗地概況

試驗于 2019年 3 — 8 月在甘肅省會寧縣會師鎮(zhèn)南嘴村的旱川地進行。試驗區(qū)地處隴中黃土高原丘陵溝壑區(qū)，海拔高度為? ? ? ?1 759 m，年均氣溫為8.3 ℃，無霜期為155 d，≥10 ℃的有效活動積溫為2 664 ℃，年均降水量為357 mm。試驗地前茬小麥，土質為黃壤土，土地類型為旱川地，地力均勻，肥力中等。前茬收后及時淺耕曬垡，結合耙耱施平整底施農家肥4 500 kg/hm2、磷酸二銨450 kg/hm2、氮磷鉀三元復合肥225 kg/hm2，播前耕翻時基施尿素15 kg/hm2，其他管理同一般大田。

1.2? ?供試材料

指示春小麥品種為甘春27號，由甘肅農業(yè)大學農學院提供。

1.3? ?試驗方法

試驗共設6個處理，分別為：T1處理，微壟上覆蓋粉碎小麥秸稈3 000 kg/hm2;T2處理，微壟上覆蓋粉碎小麥秸稈4 500 kg/hm2;T3處理，微壟上覆蓋粉碎小麥秸稈6 000 kg/hm2;T4處理，微壟上覆蓋粉碎小麥秸稈7 500 kg/hm2;T5處理，微壟上覆蓋粉碎小麥秸稈9 000 kg/hm2;T6（CK）處理，微壟上覆蓋粉碎小麥秸稈10 500 kg/hm2，試驗采用單因素隨機區(qū)組設計，3次重復，小區(qū)面積17.0 m2（5.0 m×3.4m），每小區(qū)種植小麥10行。采用微壟覆蓋溝播技術，密度為375萬株/hm2。播前種子晾曬3 d。于3月26日播種，7月14日收獲。小麥生育期間分別于6月16日和6月25日對試驗田進行人工除草。

1.4? ?觀測項目與方法

1.4.1? ? 小麥物候期觀測? ? 根據小麥的生育進程，分別觀測并記錄各處理下小麥的出苗期、分蘗期、拔節(jié)期、抽穗期和成熟期。

1.4.2? ? 土壤溫度測定? ? 在春小麥苗期，各小區(qū)分別測定5、10、15、20、25 cm土層的土壤溫度。地溫計插入各小區(qū)中間的小麥行間，連續(xù)3 d均在固定的地方讀取地溫數據。測定時間分別為8：00時、12：00時、14：00時和18：00時，日均溫取平均值。

1.4.3? ? 小麥生長發(fā)育性狀調查? ? 觀測各處理小麥幼苗習性，調查單位面積的保苗數。成熟期用鋼卷尺對各處理的小麥株高進行測定，并調查每行成穗數，計算單位面積成穗數及單株成穗數。對各處理小麥全生育期長勢、苗期長勢、葉色、葉相、抽穗整齊度、株高整齊度、抗寒性和抗旱性指標進行觀測。

1.4.4? ? 小麥籽粒產量及其構成因子的測定

小麥收獲期按小區(qū)單收， 曬干后測定實際產量，并計算單位面積產量。

1.5? ?數據處理

采用 Microsoft office Excel 2007和SPSS 22.0 軟件對相關數據進行處理和分析，用 LSD 法對數據進行多重比較。

2? ?結果與分析

2.1? ?對小麥苗期土壤日均溫的影響

由圖1可以看出，秸稈不同覆蓋量對春小麥苗期0～25 cm土層土壤日平均溫度的影響不盡相同。0～20 cm土層均表現為處理T1的土壤日均溫均高于其他處理，較其他處理提高5.03%～26.83%。從不同土層來看，5 cm土層，處理T1較處理T4高出12.08%;10 cm土層，處理T1較處理T6（CK）高出12.08%;15 cm土層和20 cm土層，處理T1分別較處理T6（CK）分別高出8.91%和23.81%。各處理在25 cm土層的土壤溫度差異不明顯。說明適當地降低秸稈覆蓋量有利于提高0～20 cm土層土壤溫度。

2.2? ?對小麥生育進程的影響

由表1可以看出，秸稈不同覆蓋量處理下，微壟溝播春小麥的生育進程存在一定的差異，但均能正常成熟。處理T1和處理T2的小麥出苗比處理T3、處理T4提前1 d，較處理T5和處理T6（CK）提前2 d。處理T1的小麥分蘗期比其他處理早2～4 d;處理T2、處理T3、處理T4的小麥分蘗期均在4月26日，均較處理T5和處理T6（CK）提早2 d。處理T1和處理T2的小麥拔節(jié)期較其他處理均提前1 d。隨著生育進程的推進，各處理小麥生育進程逐漸趨于一致，且同時進入抽穗期。進入成熟期，小麥生育進程隨秸稈覆蓋量的增加而逐漸提早，處理T1、T2小麥成熟最遲。生育期處理T1、T2最長，均較處理T3和處理T4長3 d，較處理T5和處理T6（CK）長5 d。表明增加秸稈覆蓋量促進了春小麥生育進程的加快，使小麥生育期縮短。

2.3? ?對小麥植株長勢及抗逆性的影響

由表2可以看出，秸稈不同覆蓋量處理下的微壟溝播春小麥全生育期長勢均表現良好，苗期長勢強，葉片顏色均呈翠綠色，葉相均表現為半直立性。各處理基本同時抽穗，且抽穗整齊，株高各處理均基本整齊一致，各處理間無明顯差異。秸稈不同覆蓋量處理下春小麥均表現出強的抗寒性和強的抗旱性?？傮w來看，秸稈不同覆蓋量對微壟溝播春小麥植株長勢及抗逆性無明顯影響。

2.4? ?對小麥生長發(fā)育性狀的影響

由表3可見，小麥秸稈不同覆蓋量對春小麥生長發(fā)育性狀的影響不盡相同。各處理小麥幼苗生長習性總體一致，均為半匍匐。小麥保苗數各處理之間存在一定差異，處理T1和處理T2的保苗數均顯著高于其他處理，分別較其他處理高30.90%～35.47%和16.85%～20.93%。各覆蓋處理的小麥株高之間也有一定的差異，但差異不顯著。此外，秸稈覆蓋量不同，還影響到春小麥的成穗數，行穗數和成穗數均表現為處理T1和處理T2 顯著高于處理T3、處理T4，與處理T5、處理T6差異不顯著。單株成穗數表現為處理T5最多，為1.4穗，較對照增加0.1穗;處理T1最少，為1.1穗，較對照減少0.2穗，但各處理間均無顯著差異。可見，秸稈覆蓋量不宜太多，過多則不利于提高小麥成穗率。

2.5? ?對小麥籽粒產量的影響

由表4可以看出，覆蓋小麥秸稈處理的小麥籽粒產量均較對照增產，并隨著秸稈覆蓋量的增加，小麥籽粒產量呈逐漸降低趨勢。其中，以處理T1的春小麥籽粒折合產量最高，為3 900.0 kg/hm2，較對照增產9.22%;處理T5 最低，折合產量為3 582.4 kg/hm2，較對照增產0.33%，增產差異不顯著。處理T1、T2、T3、T4之間差異不顯著，均與處理T5和對照差異顯著。表明在微壟上覆蓋粉碎小麥秸稈3 000 kg/hm2有利于提高春小麥籽粒產量。

3? ?小結與討論

秸稈覆蓋是保護性耕作中關鍵技術之一，能有效利用農作物殘茬，減少傳統(tǒng)焚燒秸稈造成的環(huán)境污染和資源浪費。秸稈覆蓋會造成小麥、玉米、高粱等作物苗期生長緩慢，生育期推遲，有時明顯降低出苗率，但最終能否導致減產也因秸稈覆蓋量、地區(qū)和作物類型而存在差異[8 ]。適宜的秸稈覆蓋量能延遲葉片衰老速度，有利于小麥籽粒灌漿和產量形成。秸稈覆蓋量不宜過高或過低，在豫西旱作區(qū)秸稈覆蓋量為6 000 kg/hm2時小麥產量最高[9 ]。吳曉麗等[10 ]研究表明，秸稈覆蓋能顯著增加干旱年份小麥干物質積累量，改善根系生長狀況，延緩后期葉片衰老，從而有利于小麥產量形成。王健波等[11 ]研究認為，秸稈覆蓋可提高小麥光能截獲能力，增強凈光合效率、瞬時水分利用效率及干物質積累與轉運，協調產量構成因素之間的關系。本研究表明，適當降低秸稈覆蓋量有利于提高0～20 cm土層土壤溫度。不同秸稈覆蓋量處理下，抽穗前微壟溝播春小麥的生育進程隨秸稈覆蓋量的增加而縮短;抽穗期趨于一致，小麥生育進程隨秸稈覆蓋量的增加而逐漸縮短。微壟上覆蓋粉碎小麥秸稈3 000 kg/hm2時小麥成熟最遲，生育期較對照（微壟上覆蓋粉碎的小麥秸稈10 500 kg/hm2）延長5 d。Ram等[12 ]研究指出，小麥秸稈覆蓋總體表現為降溫效應，其中播種層的土壤溫度較未覆蓋處理平均降低了2.7～3.1 ℃，但最終仍獲得了高產，這與本研究結果基本一致。秸稈覆蓋能提高小麥保護酶活性，降低 MDA 傷害和細胞膜透性，延緩小麥上部葉片衰老，延長葉片功能期，增加成穗數、每穗粒數、千粒重，提高產量[13 - 14 ]。本研究表明，不同小麥秸稈覆蓋量下，微壟上覆蓋粉碎小麥秸稈3 000 kg/hm2和4 500 kg/hm2后，春小麥單位面積保苗數分別較其他處理顯著高出30.90%～35.47%和16.85%～20.93%。這與Sharma P等[13 ]和張向前等[14 ]的結果基本一致。試驗結果表明，秸稈不同覆蓋量處理下，小麥株高之間無顯著差異;成穗數亦為微壟上覆蓋粉碎小麥秸稈3 000 kg/hm2和4 500 kg/hm2處理顯著高于其他處理;單株成穗數各處理間無顯著差異。王賀正等[9 ]的研究表明，在一定秸稈覆蓋量范圍內隨覆蓋量的增加小麥產量增加，本研究表明不同小麥秸稈覆蓋量處理下春小麥籽粒產量變幅為3 570.6～3 900.0 kg/hm2，且表現為隨著秸稈覆蓋量的增加，小麥單位面積籽粒產量呈逐漸降低趨勢，這與前人的研究基本一致[10 ]。本研究在微壟上覆蓋粉碎小麥秸稈3 000 kg/hm2時，春小麥的折合籽粒產量最高，為3 900.0 kg/hm2，較對照（微壟上覆蓋粉碎小麥秸稈10 500 kg/hm2）顯著增產，增產率為9.22%，說明秸稈覆蓋量不宜太多，過多則不利于小麥苗期保苗率、單位面積成穗率和籽粒產量的提高。微壟上覆蓋粉碎小麥秸稈3 000 kg/hm2可顯著提高小麥苗期0～20 cm土層土壤溫度，提高小麥保苗率和成穗數，進而提高小麥籽粒產量，是會寧縣旱川地微壟溝播春小麥生產中比較適宜的秸稈覆蓋栽培措施。

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（本文責編：鄭立龍）