秸稈還田對土壤理化特性和小麥生理指標(biāo)、產(chǎn)量的影響

劉海芝 宋向頗 楊化恩

（1.臨沂市河?xùn)|區(qū)梅埠街道農(nóng)業(yè)綜合服務(wù)中心 山東臨沂 276028；2.山東省郯城縣李莊鎮(zhèn)農(nóng)業(yè)綜合中心 山東郯城 276111；3.臨沂市河?xùn)|區(qū)農(nóng)業(yè)農(nóng)村發(fā)展服務(wù)中心 山東臨沂 276034）

近年來，隨著化肥過量施用、有機肥施用不足等因素，秸稈還田被作為一項有利于提高作物單產(chǎn)、改善土壤質(zhì)量的關(guān)鍵技術(shù)在各地推廣。 山東作為全國糧食生產(chǎn)大省也把秸稈還田技術(shù)列為一項糧食生產(chǎn)主推技術(shù)在全省推廣，本區(qū)2012年開展糧食高產(chǎn)創(chuàng)建活動以來， 在小麥萬畝高產(chǎn)創(chuàng)建示范田連續(xù)多年應(yīng)用秸稈還田技術(shù)， 在多點多年小麥超高產(chǎn)示范中發(fā)現(xiàn)，畝產(chǎn)量達到600 kg 后，灌漿后期早衰已成為小麥高產(chǎn)、超高產(chǎn)的限制因素。 關(guān)于深耕促根下扎提高根系活性[1]，以及速效化肥對小麥衰老的影響研究[2]已有報道， 但關(guān)于連續(xù)多年秸稈還田和秋種時深耕對超高產(chǎn)田土壤理化性狀、 小麥根系葉片衰老和超高產(chǎn)穩(wěn)定性的影響尚未見報道。 在總結(jié)已有相關(guān)研究和實踐的基礎(chǔ)上， 于2015-2019年在河?xùn)|區(qū)高產(chǎn)麥田上進行了連續(xù)5年秸稈還田與秋種深耕試驗,研究了秸稈還田對土壤孔度、有機質(zhì)、水分含量等理化特性的影響， 以及秸稈還田對小麥灌漿后期根系活力、旗葉葉綠色含量、千粒重、容重和產(chǎn)量等生物學(xué)特性和產(chǎn)量性狀的影響。

1 材料與方法

1.1 試驗時間和地點

試驗于 2015年6月至 2019年6月進行。 玉米和小麥全部采取機械秸稈還田、機械播種[3]，試驗采取多年連續(xù)在5個小麥百畝高產(chǎn)示范片區(qū)進行，分別設(shè)在鄭旺鎮(zhèn)沭河村、八湖鎮(zhèn)西石拉淵村、八湖鎮(zhèn)大十六湖村、湯頭街道北尤莊村、湯頭街道后林子村，每個試驗地塊面積為6.67 hm2。

1.2 試驗方法

試驗采取連續(xù)5 多年多點定位方式進行， 試驗作物為小麥，采取小麥玉米輪作種植方式。 試驗定位觀測點5 處，每處2個處理。 處理1 為連續(xù)5年兩季秸稈還田處理，采取秸稈機械切碎深耕還田，秸稈切碎長度＜10 cm,耕深 25~35 cm；處理 2 為對照，不進行秸稈還田，種植方式和其他田間栽培管理方法與處理1 完全相同。小麥供試品種為濟麥22，玉米供試品種為登海605。 試驗5年后小麥?zhǔn)斋@后，分別測定土壤孔隙度、土壤水分、有機質(zhì)含量[4]；在小麥生生育期和收獲時，測定小麥后期根系活力、旗葉葉綠素含量、灌漿強度和小麥籽粒千粒重、容重和單產(chǎn)。

2 結(jié)果與分析

2.1 秸稈還田對土壤理化性狀的影響

2.1.1 秸稈還田對土壤孔性的影響 連續(xù)5年兩季秸稈還田和秋種深耕后， 土壤孔性得到很大改善，25 cm 耕層內(nèi)各亞層容重均顯著降低、孔隙度顯著增加（表 1）。 其中 0~10 cm 土壤容重比對照降低 0.26 g/m3，總孔隙度增加10.6個百分點， 田間觀察地表終年呈疏松狀態(tài)，降雨后和澆水后地表不板結(jié)不裂縫，有利于水分下滲，增加蓄水量，也有利于透氣，提高根系活力；20~25 cm 土壤容重比對照降低0.2 g/m3， 總孔隙度增加9.1個百分點，有利于根系下扎和深層根的生理活動。

表1 不同處理耕作層各層土壤容重和總孔隙度

2.1.2 秸稈還田對土壤有機質(zhì)的影響 由表2 可知， 處理區(qū)0～10 cm 土壤有機質(zhì)含量比對照增加0.40個百分點，差異達到顯著水平，平均每年增加有機質(zhì)0.08個百分點。其中以20～25 cm 層次的有機質(zhì)增加幅度最大，為0.45個百分點，差異達到極顯著水平。 說明連續(xù)5年兩季秸稈還田和秋種深耕可以有效地增加耕作層特別是犁底層的有機質(zhì)含量， 有利于耕層團粒結(jié)構(gòu)形成和地力培養(yǎng)。

表2 不同處理耕作層各層有機質(zhì)含量（單位：%）

2.1.3 秸稈還田對土壤水分的影響 5月15日澆灌漿水后，于6月5日測定土壤含水量，結(jié)果見表3。處理區(qū)0～25 cm 土壤相對含水量平均為73.93%， 在小麥灌漿要求的適宜指標(biāo)范圍內(nèi)， 而對照相對含水量平均為62.43%， 略低于小麥灌漿要求的適宜指標(biāo)下限。 處理與對照相差11.5個百分點， 差異達顯著水平。 說明連續(xù)5年兩季秸稈還田和秋種深耕可以改善耕層的蓄水和保墑性能，提高土壤水分利用率，增加土壤自身抗旱能力。

表3 不同處理耕作層土壤各層相對含水量（單位：%）

2.2 秸稈還田對小麥后期生理性狀的影響

2.2.1 對超高產(chǎn)小麥灌漿后期根系活力的影響 處理區(qū)對超高產(chǎn)小麥灌漿后期根系傷流液影響較大（表 4），突出表現(xiàn)為量大、下降速度慢。 5月31日至6月8日 5個日期測定平均傷流液為 7.02 mg/（莖·h），比對照多 2.2 mg/（莖·h）， 差異達顯著水平；6月8日比 5月31日下降 3.9 mg/（莖·h）， 而對照下降6.4 mg/（莖·h）， 二者相差 2.5 mg/（莖·h）， 差異達顯著水平。 說明秸稈還田和秋種深耕使超高產(chǎn)小麥灌漿后期根系活力仍維持在較高水平， 衰老速度明顯變慢。

表4 不同處理超高產(chǎn)小麥灌漿后期根系傷流液變化［單位：mg/（莖·h）]

2.2.2 對超高產(chǎn)小麥灌漿后期旗葉葉綠素含量的影響由表5 可知， 處理區(qū)小麥灌漿后期旗葉葉綠素含量下降速度變慢，功能期延長，至6月8日葉綠素含量仍維持在 4.3 mg/dm2，比對照高 1.8 mg/dm2，差異達顯著水平。 說明秸稈還田和深耕延緩了超高產(chǎn)小麥旗葉的衰老進程， 有利于提高小麥生育后期旗葉的光合作用和籽粒灌漿強度[5]。

表5 不同處理超高產(chǎn)小麥灌漿后期旗葉葉綠素含量變化（單位：mg/dm2）

2.2.3 對高產(chǎn)小麥灌漿后期灌漿強度的影響 由表6可知，處理區(qū)顯著提高了小麥灌漿后期的灌漿強度，延緩了灌漿下降速度。 5月31日至6月8日平均灌漿強度為 1.32 mg/（?！）， 對照為 0.88 mg/（粒·d），兩者相差 0.44 mg/（粒·d），差異達顯著水平。其中 6月4日至 6月8日平均灌漿強度為 0.93/（?！）， 比對照平均高0.56 mg/（?！），表明處理對超高產(chǎn)小麥有明顯的防早衰、促灌漿效果[6]。

表6 不同處理超高產(chǎn)小麥灌漿后期灌漿強度[單位：mg/（粒·d）]

2.3 秸稈還田對小麥產(chǎn)量性狀的影響

由于秸稈還田和秋種深耕處理對超高產(chǎn)小麥的根系和葉片防衰效果明顯[7]，使其千粒重、容重和產(chǎn)量三者得到同步提高（表7），與對照相比，千粒重增加4.8 g，容重提高25 g/L，每畝產(chǎn)量增加82.1 kg，差異均達極顯著水平。 由此可見，秸稈還田和秋種深耕處理可使超高產(chǎn)小麥防衰增產(chǎn)和品質(zhì)改善。

表7 不同處理小麥千粒重、容重和產(chǎn)量結(jié)果

3 結(jié)論

試驗結(jié)果表明， 連續(xù)5年進行兩季秸稈還田和秋種深耕處理比對照耕層通體容重降低， 孔隙度提高，有機質(zhì)含量增加，保墑能力增強，超高產(chǎn)小麥灌漿后期根系和葉片衰老速度延緩[7]，灌漿速率下降，千粒重提高4.8 g，容重增加25 g/L，每畝增產(chǎn)82.1 kg，畝產(chǎn)量達668.5 kg?？梢娺B續(xù)秸稈還田能顯著改善土壤孔隙度，提高土壤水分和有機質(zhì)含量，有利于提高小麥后期葉片功能和根系活力，防止后期早衰，提高小麥千粒重、容重，促進小麥增產(chǎn)，值得生產(chǎn)中大面積推廣應(yīng)用。