基于寬窄行種植模式下稻秸非均勻性覆蓋對(duì)土壤特性及小麥產(chǎn)量的影響

石 呂 薛亞光 魏亞鳳 楊美英 李 波 石曉旭 劉 建

(江蘇沿江地區(qū)農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所/南通市循環(huán)農(nóng)業(yè)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，江蘇 如皋 226541)

眾所周知，小麥寬幅精播可以塑造適宜冠層微環(huán)境，提高群體透光率、凈光合速率和水分利用效率，并能充分發(fā)揮邊行優(yōu)勢(shì)，實(shí)現(xiàn)“低群體、壯個(gè)體”，同時(shí)還能提高分蘗成穗率，增加千粒重，提高產(chǎn)量[1-3]。生產(chǎn)試驗(yàn)表明，行距對(duì)產(chǎn)量的影響效應(yīng)大于播種量對(duì)產(chǎn)量的增產(chǎn)效應(yīng)，擴(kuò)大傳統(tǒng)行距并適當(dāng)增加常規(guī)播種量可有效提高小麥單產(chǎn)與光輻射資源利用潛力[4]?？梢?jiàn)，合理的種植苗帶寬度與行距配置有利于提高小麥群體分布均勻度，緩解群體與個(gè)體矛盾，是實(shí)現(xiàn)小麥高產(chǎn)的重要技術(shù)途徑[5]。前人針對(duì)常規(guī)條播行距調(diào)控[4,6]、寬窄行種植播幅設(shè)定[5]與帶間距變化[5,7-9]對(duì)小麥光輻射截獲利用率、冠層微環(huán)境特性、群體生長(zhǎng)和產(chǎn)量影響等方面已做了大量研究，篩選出了不同情形下適宜的行距范圍以及播幅與行間距配置組合。研究發(fā)現(xiàn)，適當(dāng)擴(kuò)大播幅可以塑造高光效和抗倒伏群體[10]；擴(kuò)大行距可改善麥田冠層透光率、穩(wěn)定凈光合速率、延緩旗葉衰老、增強(qiáng)抗倒伏能力[4,11]，并能減輕多種病害[12-13]。寬窄行播種優(yōu)于等行距[14]，過(guò)寬行播雖能提高邊際效應(yīng)，但漏光嚴(yán)重，總生產(chǎn)能力不高；過(guò)窄行播通風(fēng)透光差，葉片相互蔭蔽，光合能力下降，導(dǎo)致干物質(zhì)積累減少，產(chǎn)量降低[15]，因此行距設(shè)定要合理。

秸稈覆蓋還田作為秸稈資源高效利用的一種保護(hù)性耕作技術(shù)，具有良好的抑蒸保水效應(yīng)和“低溫時(shí)增溫、高溫時(shí)降溫”的雙重效應(yīng)[16]。連續(xù)秸稈覆蓋可顯著降低土壤容重，提高土壤有機(jī)質(zhì)、堿解氮、速效磷和速效鉀含量[17-19]。但在秸稈覆蓋還田過(guò)程中，由于種植地區(qū)[20]、不同年份氣候條件(主要是降雨量)[21]、還田年限[17]、還田時(shí)期[22]和還田量[18,22]等因素的影響，小麥產(chǎn)量的變化并不穩(wěn)定。鑒于生產(chǎn)上秸稈全覆蓋還田造成的小麥減產(chǎn)實(shí)況[23-24]，有研究發(fā)現(xiàn)寬幅精播具有通過(guò)增加有效穗數(shù)來(lái)提高冬小麥產(chǎn)量的潛力，一定程度上可以彌補(bǔ)秸稈覆蓋所導(dǎo)致的產(chǎn)量損失效應(yīng)[25]。因此，為了進(jìn)一步提高補(bǔ)償效果，近年來(lái)，從小麥高產(chǎn)與秸稈進(jìn)一步合理化還田角度考慮，小麥寬窄行種植結(jié)合秸稈帶狀覆蓋技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，有效解決了旱作栽培秸稈全覆蓋因積溫不足導(dǎo)致作物出苗不全和黃苗的問(wèn)題[26]。目前對(duì)該技術(shù)的研究主要集中在土壤水熱條件、作物生長(zhǎng)生理特性和產(chǎn)量等方面[27-28]。前人針對(duì)常規(guī)條播或?qū)挿シ绞较陆斩捑鶆蚋采w還田研究較多，秸稈行間帶覆也有相關(guān)報(bào)道，而寬窄行種植模式下稻秸非均勻性覆蓋還田研究尚鮮有涉及。因此，本試驗(yàn)在前期不同行間距配置試驗(yàn)篩選的基礎(chǔ)上，探討了30 cm+15 cm條帶耕作模式下稻秸非均勻性覆蓋還田對(duì)冬小麥土壤特性及產(chǎn)量影響的調(diào)控效應(yīng)，以期為稻秸全量覆蓋還田小麥寬窄行種植技術(shù)的推廣應(yīng)用提供理論依據(jù)和技術(shù)支撐。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地點(diǎn)

圖1 2017―2018年稻秸非均勻性覆蓋試驗(yàn)田間布局圖

試驗(yàn)于2016年12月至2018年6月在江蘇沿江地區(qū)農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所試驗(yàn)田(32°07′N(xiāo)、120°37′E)進(jìn)行。試驗(yàn)地前茬為水稻，土壤類(lèi)型為沙壤土，試驗(yàn)田0～20 cm耕層土壤主要理化特性為：有機(jī)質(zhì)18.23 g·kg-1， pH值6.31，容重1.19 g·cm-3，全氮1.18 g·kg-1，堿解氮101.03 mg·kg-1，速效磷11.35 mg·kg-1，速效鉀67.59 mg·kg-1。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)一：2016年12月至2017年6月，圍繞苗帶(15 cm)和不同空幅帶配置方式，設(shè)3個(gè)行間距不同的寬窄行組合，分別為B1(25 cm+15 cm)、B2(30 cm+15 cm)和B3(35 cm+15 cm)，以及與之相對(duì)應(yīng)的3個(gè)等行距處理，行距分別為A1(20 cm)、A2(22.5 cm)和A3(25 cm)。水稻秸稈統(tǒng)一切割成8～12 cm，還田量為0.9×104kg·hm-2。等行距各處理在播種前秸稈均勻翻耕還田，寬窄行采用非均勻性耕作，僅15 cm窄行進(jìn)行人工潔茬條播2行小麥，寬行則免耕覆蓋水稻秸稈。隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，3次重復(fù)，小區(qū)面積5 m×6 m，各小區(qū)間留有20 cm過(guò)道。小麥供試品種為揚(yáng)輻麥4號(hào)，購(gòu)自如皋市遠(yuǎn)發(fā)農(nóng)技推廣服務(wù)部，播量為225 kg·hm-2，播種日期為12月2日。按高產(chǎn)要求進(jìn)行肥水及病蟲(chóng)害防控管理。純氮施用量為240 kg·hm-2，基肥∶分蘗肥∶拔節(jié)孕穗肥=5∶2∶3；磷肥(P2O5)施用量為90 kg·hm-2，鉀肥(K2O)施用量為120 kg·hm-2，磷、鉀肥均做基肥一次性施用。

試驗(yàn)二：2017年11月至2018年6月，試驗(yàn)采用30 cm+15 cm寬窄行種植模式，窄行(苗帶)人工潔茬免耕條播2行小麥，寬行(空幅帶)留茬免耕。并結(jié)合前茬水稻秸稈截?cái)?8～12 cm)還田作試驗(yàn)處理，秸稈還田量為1.2×104kg·hm-2。稻秸覆蓋設(shè)5個(gè)處理，分別為T(mén)1(0)：窄行內(nèi)無(wú)秸稈覆蓋(苗帶為0)，全量覆蓋在寬行內(nèi)；T2(25%)：窄行秸稈覆蓋量為均勻覆蓋時(shí)窄行秸稈量的1/4；T3(50%)：窄行秸稈覆蓋量為均勻覆蓋時(shí)窄行秸稈量的1/2；T4(75%)：窄行秸稈覆蓋量為均勻覆蓋時(shí)窄行秸稈量的3/4；T5(100%)：寬窄行秸稈呈均勻覆蓋。隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，3次重復(fù)，小區(qū)面積2.6 m×7.2 m，各小區(qū)間留有20 cm過(guò)道。小麥供試品種為揚(yáng)麥25，購(gòu)自如皋市遠(yuǎn)發(fā)農(nóng)技推廣服務(wù)部，播量為225 kg·hm-2，播種日期為11月27日。按高產(chǎn)要求進(jìn)行肥水及病蟲(chóng)害防控管理。純氮施用量為240 kg·hm-2，基肥∶分蘗肥∶拔節(jié)孕穗肥=4∶2∶4；磷肥(P2O5)施用量為90 kg·hm-2，鉀肥(K2O)施用量為120 kg·hm-2，磷、鉀肥均做基肥一次性施用。

1.3 測(cè)定項(xiàng)目與方法

1.3.1 土壤溫度 使用直角地溫計(jì)測(cè)定苗期至成熟期各小區(qū)5、10、15和20 cm共4個(gè)土層地溫。于播種后將地溫計(jì)埋入各小區(qū)窄行的2行小麥中間，各生育時(shí)期測(cè)定均選在干燥晴天早上6：00、中午13：00和傍晚17：00分3次測(cè)定，日均溫取3次平均值。

1.3.2 土壤含水率 采用土鉆取土烘干法測(cè)定苗期至成熟期0～5、5～10、10～15和15～20 cm共4個(gè)土層含水率，取樣點(diǎn)位于各小區(qū)窄行的2行小麥中間，不同土層含水率數(shù)據(jù)取3個(gè)土樣平均值。

1.3.3 土壤理化性狀及養(yǎng)分含量 于小麥開(kāi)花期和成熟期，按5點(diǎn)法用土鉆采集各小區(qū)窄行0～20 cm耕層土樣。環(huán)刀法測(cè)定土壤容重和孔隙度；土壤全氮含量采用凱氏定氮法測(cè)定；堿解氮含量采用1.0 mol·L-1NaOH堿解擴(kuò)散法測(cè)定；速效磷含量采用0.5 mol·L-1NaHCO3浸提—鉬銻抗比色法測(cè)定；速效鉀含量采用1.0 mol·L-1NH4OAc浸提—火焰光度法測(cè)定；土壤有機(jī)質(zhì)含量采用重鉻酸鉀容量法—外加熱法測(cè)定[29]。

1.3.4 產(chǎn)量及其三要素 成熟期每小區(qū)調(diào)查3個(gè)0.25 m2的穗數(shù)，計(jì)算單位面積有效穗數(shù)；取樣20株，考察每穗粒數(shù)和千粒重，并測(cè)量含水率，換算成13.0%水分時(shí)的千粒重。每小區(qū)收割計(jì)實(shí)產(chǎn)。

1.4 數(shù)據(jù)處理

采用Microsoft Excel 2003進(jìn)行數(shù)據(jù)整理，Sigmaplot 10.0繪圖，SPSS 19.0進(jìn)行相關(guān)統(tǒng)計(jì)分析，并采用最小顯著差異法(least significant difference，LSD)在P<0.05水平上檢驗(yàn)處理間的差異顯著性。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同行(間)距配置對(duì)小麥產(chǎn)量及其構(gòu)成因素的影響

由表1可知，寬窄行(B)種植相比于對(duì)應(yīng)等行距(A)種植降低了最高莖蘗數(shù)和有效穗數(shù)，但莖蘗成穗率、每穗粒數(shù)和千粒重總體有所提高，因而最終產(chǎn)量較高。這類(lèi)效應(yīng)在B2與A2之間尤為顯著，相比于A2，B2最高莖蘗數(shù)和有效穗數(shù)降幅分別為14.9%和4.5%，莖蘗成穗率增加了5.8個(gè)百分點(diǎn)，每穗粒數(shù)、千粒重和產(chǎn)量增幅分別為5.2%、3.8%和6.2%。等行距條件下，隨著行距加寬，產(chǎn)量及其構(gòu)成因素(每穗粒數(shù)除外)呈A3>A2>A1的趨勢(shì)，且差異均不顯著；最高莖蘗數(shù)隨著行間距變寬顯著下降，莖蘗成穗率則與之相反。寬窄行條件下，產(chǎn)量表現(xiàn)為B2>B1>B3，主要得益于B2較高的每穗粒數(shù)和千粒重；同時(shí)隨著行間距變寬，最高莖蘗數(shù)和有效穗數(shù)逐漸下降，每穗粒數(shù)和千粒重先增后降，且均在B2達(dá)到最高，莖蘗成穗率則無(wú)明顯變化規(guī)律。由此可見(jiàn)，30 cm+15 cm行(間)距配置為本試驗(yàn)條件下的優(yōu)勢(shì)寬窄行組合，后續(xù)將以此行(間)距進(jìn)行不同稻秸覆蓋比例試驗(yàn)。

表1 不同行(間)距配置對(duì)小麥產(chǎn)量及其構(gòu)成因素的影響

2.2 稻秸非均勻性覆蓋還田對(duì)小麥產(chǎn)量及其構(gòu)成因素的影響

由表2可知，隨著苗帶稻秸覆蓋比例的不斷增加，有效穗數(shù)、每穗粒數(shù)、千粒重和實(shí)際產(chǎn)量均呈降低趨勢(shì)。其中各產(chǎn)量構(gòu)成因素在稻秸覆蓋比例增加至T2水平時(shí)變化均不顯著；當(dāng)苗帶稻秸覆蓋量增加至T3水平時(shí)，有效穗數(shù)、每穗粒數(shù)和實(shí)際產(chǎn)量顯著降低，千粒重降低不顯著；之后隨稻秸覆蓋量進(jìn)一步增加，有效穗數(shù)和實(shí)際產(chǎn)量依次顯著降低，而每穗粒數(shù)和千粒重降幅較小。與T1相比，T2、T3、T4和T5的實(shí)際產(chǎn)量分別降低4.0%、17.9%、26.7%和31.7%；其中產(chǎn)量構(gòu)成因素中以有效穗數(shù)降幅相對(duì)最大，千粒重降幅相對(duì)最小。綜上可知，苗帶稻秸覆蓋致使小麥減產(chǎn)主要?dú)w因于有效穗數(shù)的顯著降低，其次是每穗粒數(shù)和千粒重的降低。

表2 稻秸非均勻性覆蓋還田對(duì)小麥產(chǎn)量及其構(gòu)成因素的影響

2.3 稻秸非均勻性覆蓋還田對(duì)苗帶土壤理化性狀的影響

2.3.1 土壤溫度 由表3可知，苗帶稻秸覆蓋在小麥生育前期(苗期、越冬期)均表現(xiàn)為增溫效應(yīng)，中期(返青期、拔節(jié)期、孕穗期)、后期(開(kāi)花期、成熟期)氣溫逐步回升情況下表現(xiàn)為降溫效應(yīng)，降溫效應(yīng)總體上大于增溫效應(yīng)。無(wú)論苗帶覆蓋與否，小麥生育前期土溫均隨土層加深呈增加趨勢(shì)，總體表現(xiàn)為20 cm>15 cm>10 cm>5 cm，中后期與前期趨勢(shì)相反，總體上不同土層間溫度差異主要體現(xiàn)在上層土壤。前期隨著苗帶稻秸覆蓋量的增加，增溫幅度越大，其中各處理不同土層均以5 cm土層增溫幅度最大，10 cm土層次之；同一土層不同處理間土壤溫度和增溫強(qiáng)弱特征均呈T5>T4>T3>T2>T1的趨勢(shì)，其中在苗期和越冬期，T5較T1最高增溫達(dá)1.5℃和0.9℃。中后期隨著苗帶稻秸覆蓋量的增加，降溫幅度變大，各處理不同土層同樣以5 cm土層降溫幅度最大(不同處理間土壤降溫強(qiáng)弱特征表現(xiàn)為T(mén)5>T4>T3>T2>T1)，而其余3層土溫均降低不明顯；在孕穗期降溫效應(yīng)最強(qiáng)(T5比T1在5 cm處土溫低3.3℃)，開(kāi)花期其次(T5比T1在5 cm處土溫低2.1℃)，至成熟期不同稻秸覆蓋處理間土溫變化已基本趨于穩(wěn)定，無(wú)明顯差異。從不同處理在0～20 cm土層土壤垂直傳遞的平均土溫來(lái)看，整個(gè)生育期苗帶土溫先降后升，各處理在不同生育期以及不同土層間的土溫強(qiáng)弱差異趨勢(shì)基本保持一致。

表3 小麥不同生育期苗帶各土層溫度差異

2.3.2 土壤含水率 由表4可知，各處理土壤含水率均隨土層深度的加深逐漸降低，不同土層間含水率差異主要體現(xiàn)在上層，而10～15 cm和15～20 cm之間總體無(wú)顯著差異。與土壤溫度類(lèi)似，生育前期均以0～5 cm和5～10 cm土層土壤含水率變化較明顯，中后期僅淺表層(0～5 cm)土層變化相對(duì)明顯。與T1相比，苗帶覆蓋不同量稻秸處理全生育期均顯示出較好的保墑性能，且稻秸覆蓋量越大，土壤含水率越高，其中返青拔節(jié)期差異最大，尤以拔節(jié)期最為顯著，T2、T3、T4和T5在0～5 cm土層含水率分別比T1高出1.2、1.9、2.8和3.4個(gè)百分點(diǎn)?？梢钥闯觯麄€(gè)生育期苗帶不同稻秸覆蓋量的保水效果主要作用于表層土壤，且這種能力與稻秸覆蓋量呈一定正相關(guān)。

表4 小麥不同生育期苗帶各土層含水率差異

2.3.3 土壤容重和土壤孔隙度 由圖2可知，苗帶稻秸覆蓋量的增加一定程度上可以降低土壤容重，提高土壤孔隙度，這種增減效應(yīng)與覆蓋量呈一定正比關(guān)系，且與生育時(shí)期無(wú)關(guān)。不同處理間增減效應(yīng)強(qiáng)弱總體呈T5>T4>T3>T2的趨勢(shì)。各處理以T5的土壤容重最低，土壤孔隙度最高，在開(kāi)花期和成熟期，T5的土壤容重分別比T1顯著降低0.14和0.11 g·cm-3，土壤孔隙度分別比T1顯著增加5.11和4.07個(gè)百分點(diǎn)。

注:不同小寫(xiě)字母表示處理間差異顯著(P<0.05)。下同。

2.3.4 土壤有機(jī)質(zhì)、全氮、速效磷和速效鉀 由圖3可知，兩個(gè)生育時(shí)期土壤有機(jī)質(zhì)、全氮、速效磷和速效鉀含量均隨苗帶稻秸覆蓋量增加呈先升后降趨勢(shì)，并在T3達(dá)到峰值(除成熟期T5速效鉀含量最高，但與T3無(wú)顯著差異)，總體上表現(xiàn)出適量稻秸覆蓋更有利于增加土壤養(yǎng)分含量。在開(kāi)花期和成熟期，與T1相比，T3有機(jī)質(zhì)、全氮、速效磷和速效鉀含量均顯著增加；T2養(yǎng)分含量雖總體略有增加，但差異均未達(dá)顯著水平(除開(kāi)花期土壤速效磷含量顯著增加)。

圖3 開(kāi)花期和成熟期不同處理間土壤養(yǎng)分含量的差異

3 討論

3.1 不同行(間)距配置下小麥產(chǎn)量及其構(gòu)成因素的變化

小麥作為我國(guó)三大主糧之一，約占口糧消費(fèi)總量的43%，提高其單產(chǎn)對(duì)于保障糧食安全具有重大意義[30]。行距對(duì)常規(guī)播種小麥產(chǎn)量的影響不僅與種植密度[31]和施氮量[32]緊密相關(guān)，還受不同生態(tài)類(lèi)型區(qū)的影響。研究表明，在中國(guó)豫北高產(chǎn)麥區(qū)，行距為23或26 cm時(shí)群體與個(gè)體發(fā)育最佳，產(chǎn)量三因素協(xié)調(diào)發(fā)展，產(chǎn)量最高[33]。Chen等[6]在美國(guó)半干旱地區(qū)研究發(fā)現(xiàn)，硬質(zhì)小麥在行距30 cm時(shí)的產(chǎn)量明顯低于15 cm時(shí)的產(chǎn)量。Lafond等[34]在加拿大進(jìn)行常規(guī)耕作田間試驗(yàn)表明，種植行距從10 cm增至30 cm，對(duì)小麥和大麥的穗數(shù)、每穗粒數(shù)、粒重及產(chǎn)量均未產(chǎn)生影響。可見(jiàn)，行距調(diào)控對(duì)小麥產(chǎn)量的影響在不同生態(tài)類(lèi)型區(qū)表現(xiàn)不一。本研究發(fā)現(xiàn)，常規(guī)條播方式下，行距由20 cm增加至25 cm雖然對(duì)產(chǎn)量構(gòu)成因素未產(chǎn)生明顯影響，卻顯著提高了莖蘗成穗率，減少了無(wú)效分蘗，從而使小麥產(chǎn)量有增加的趨勢(shì)。這與武蘭芳等[4]在黃淮海平原地區(qū)小麥生產(chǎn)區(qū)得出的研究結(jié)果類(lèi)似。已有研究發(fā)現(xiàn)，寬幅播種行距的增大會(huì)導(dǎo)致群體葉面積指數(shù)和光截獲量降低，穗數(shù)和穗粒數(shù)減少，最終產(chǎn)量降低[7-8]。而本試驗(yàn)寬窄行種植條件下，隨著行間距逐漸增加，成穗數(shù)減少，每穗粒數(shù)和千粒重增加，最終表現(xiàn)為B2(30 cm+15 cm)的產(chǎn)量最高。與殷復(fù)偉等[30]研究結(jié)果類(lèi)似。可能因?yàn)橄嗤シN量條件下，隨著行間距的擴(kuò)大，行間漏光嚴(yán)重，單行內(nèi)基本苗增加，影響了單株苗體素質(zhì)的發(fā)展，而適當(dāng)縮小行距，可改變植株在田間分布狀態(tài)，減緩個(gè)體與群體間矛盾，提高群體光能分布及利用性能[35-36]。因此，不同地區(qū)針對(duì)不同類(lèi)型小麥品種需因地制宜根據(jù)種植方式篩選合適的苗帶與行間距配置范圍[2,9]。

表4(續(xù))

同時(shí)，本研究中寬窄行小麥產(chǎn)量明顯高于等行距，與前人[37-38]研究結(jié)果一致。本試驗(yàn)條件下，等行距種植采用的是稻秸翻耕還田，而寬窄行種植采用的是非均勻性耕作，寬行免耕覆蓋稻秸亦可保持土壤有效貯水量和植株體內(nèi)含水量，有利于鄰近窄行小麥的穗分化和花器官的形成，通過(guò)提高植株蒸騰速率散失較多的水分，以獲取更多的光合產(chǎn)物[39]；其次，寬窄行種植田間通風(fēng)透光條件好，可充分利用邊行優(yōu)勢(shì)，發(fā)揮品種相關(guān)遺傳潛力，有助于后期的促大穗增粒重。

3.2 寬窄行種植模式下稻秸非均勻性覆蓋還田對(duì)小麥產(chǎn)量及其構(gòu)成因素的影響

前人研究發(fā)現(xiàn)，秸稈覆蓋會(huì)導(dǎo)致小麥穗數(shù)和千粒重同時(shí)降低，穗粒數(shù)則無(wú)一致變化規(guī)律[20]，小麥產(chǎn)量增加[40]、減少[23]和不顯著變化[24]現(xiàn)象均會(huì)出現(xiàn)。本研究發(fā)現(xiàn)，隨著窄行稻秸覆蓋量的不斷增加，產(chǎn)量及其構(gòu)成因素均呈下降趨勢(shì)，但稻秸覆蓋最少處理(T2)對(duì)產(chǎn)量及其構(gòu)成因素并未產(chǎn)生明顯影響。秸稈覆蓋一定程度上會(huì)對(duì)冬小麥群體產(chǎn)生物理性障礙，降低成熟期莖蘗數(shù)[25]；覆蓋量偏高亦會(huì)導(dǎo)致返青時(shí)的“低溫效應(yīng)”，推遲冬小麥生長(zhǎng)發(fā)育，縮短灌漿時(shí)間，影響千粒重提高；同時(shí)秸稈覆蓋過(guò)多使得微生物活力降低，有機(jī)質(zhì)礦化分解緩慢，小麥下部群體間通風(fēng)透光不良[41-42]；另外，覆蓋處理的保墑效應(yīng)增加了土壤含水量，致使后期小麥貪青徒長(zhǎng)，消耗大量的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，導(dǎo)致向籽粒分配的光合產(chǎn)物減少，同時(shí)由于本試驗(yàn)中后期的高溫逼熟天氣，最終影響了冬小麥的產(chǎn)量[20,43]。

3.3 寬窄行種植模式下稻秸非均勻性覆蓋還田對(duì)土壤理化性狀的影響

秸稈還田主要通過(guò)自身分解釋放的化學(xué)物質(zhì)和營(yíng)養(yǎng)元素等直接作用于作物生長(zhǎng)，或者通過(guò)間接調(diào)控作物生長(zhǎng)的環(huán)境因子來(lái)影響作物的生長(zhǎng)[44]。已有研究發(fā)現(xiàn)，秸稈覆蓋能夠降低地溫的日振幅，有效緩解地溫激變對(duì)作物根部產(chǎn)生的傷害[45]。本研究結(jié)果表明，秸稈覆蓋對(duì)小麥生育期0～20 cm土層土壤均表現(xiàn)為生育前期增溫和生育中后期降溫的雙重作用，土溫差異主要體現(xiàn)在5 cm土層，這與前人研究結(jié)果一致[46]，而這種“前增后降”效應(yīng)隨窄行稻秸覆蓋量的增加有所加強(qiáng)。后期由于氣溫的逐步回升，葉面積不斷擴(kuò)大封行，秸稈覆蓋效應(yīng)逐漸減弱，不同處理間差異變小。此外，本研究中，稻秸覆蓋可有效增加土壤含水率，且與覆蓋量呈正比，其變化敏感層主要位于0～10 cm表層土體，這與眾多研究結(jié)果[16,46]基本一致，秸稈覆蓋可有效減少小麥不同生育階段的耗水量。同時(shí)，因生育前期地面蒸發(fā)為土壤水分散失的主要途徑，而高覆蓋量秸稈保水效果更佳[47]，導(dǎo)致不同處理間土壤含水率差異逐漸變大；到生育后期，小麥群體葉面積逐漸變大，土壤水分損失的主要途徑依靠蒸騰作用，且覆蓋量越大，小麥長(zhǎng)勢(shì)越好，蒸騰量也相應(yīng)越大[47]，使不同覆蓋量處理間差異漸趨變小。而本試驗(yàn)條件下，并不是窄行稻秸覆蓋量越多，小麥產(chǎn)量越高。因此，需進(jìn)一步研究在維持小麥產(chǎn)量不變或增高的前提下，窄行適宜的稻秸覆蓋量。

大量研究表明，秸稈覆蓋可降低土壤容重，增加土壤總孔隙度，促進(jìn)土壤團(tuán)粒結(jié)構(gòu)形成；提高土壤有機(jī)質(zhì)、全氮、堿解氮、速效磷和速效鉀含量[17,45,48]。且這種效應(yīng)隨秸稈覆蓋量的增加而逐漸加強(qiáng)[49]。本研究結(jié)果與前人研究基本一致，且各養(yǎng)分含量總體均在T3(50%)達(dá)最大值，說(shuō)明適量稻秸覆蓋更有助于培肥地力，過(guò)多或過(guò)少均不利于土壤養(yǎng)分的積累。秸稈覆蓋過(guò)少造成土壤有機(jī)質(zhì)和養(yǎng)分的釋放量變少；過(guò)多則會(huì)導(dǎo)致“土壤—大氣”間環(huán)境物質(zhì)流動(dòng)交換不順暢，易造成土壤缺氧，使土壤處于持續(xù)高溫狀態(tài)，導(dǎo)致土壤微生物數(shù)量和酶活性降低，進(jìn)而抑制其對(duì)秸稈的分解，限制土壤養(yǎng)分的循環(huán)與釋放，反而不利于創(chuàng)造良好的土壤肥力狀態(tài)[49-50]。本試驗(yàn)重點(diǎn)針對(duì)窄行(苗帶)土壤特性進(jìn)行了相關(guān)分析，而寬行(空幅帶)土壤相關(guān)性狀如何變化以及其與窄行之間是否存在互作關(guān)系并作用于小麥生長(zhǎng)，仍有待從空間和時(shí)間層面上作進(jìn)一步的研究。

綜上，小麥寬窄行種植條帶耕作模式是對(duì)現(xiàn)有播種和耕作方式的重大革新，生產(chǎn)可操作性強(qiáng)，增產(chǎn)效果顯著，可作為一種新型栽培技術(shù)并結(jié)合配套機(jī)械推廣應(yīng)用。但其適宜播幅及行間距應(yīng)結(jié)合當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)條件、生產(chǎn)水平、耕作制度、品種特性及管理措施等綜合確定。并在稻秸全(大)量還田和晚播情形下，合理配比寬窄行秸稈覆蓋量，通過(guò)適當(dāng)增加小麥播種量，保證足夠基本苗，達(dá)到穩(wěn)產(chǎn)肥地的協(xié)同效應(yīng)。

4 結(jié)論

相比于等行距種植，寬窄行種植產(chǎn)量的增加主要得益于穗粒數(shù)、千粒重和莖蘗成穗率的提高，本試驗(yàn)中30 cm+15 cm表現(xiàn)為優(yōu)勢(shì)寬窄行組合。寬窄行稻秸非均勻性覆蓋試驗(yàn)表明，秸稈覆蓋對(duì)小麥全生育期土溫表現(xiàn)為前期增溫和中后期降溫的雙重效應(yīng)，隨著窄行稻秸覆蓋量的增加，土壤增溫和降溫幅度變大，土壤保墑性能逐漸變強(qiáng)，土壤容重降低，土壤孔隙度提高，土壤有機(jī)質(zhì)、全氮、速效磷和速效鉀含量先升后降；產(chǎn)量及其構(gòu)成因素均呈降低趨勢(shì)，其中尤以有效穗數(shù)和產(chǎn)量降低顯著。