耕作方式對(duì)小麥播種質(zhì)量、產(chǎn)量和效益的影響

周吉紅 王俊英 孟范玉 佟國(guó)香 梅 麗劉國(guó)明 王 燕 羅 軍 解春源

（1北京市農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣站，100029，北京；2北京市房山區(qū)種植業(yè)技術(shù)推廣站，102446，北京；3北京市順義區(qū)農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所，101300，北京）

隨著農(nóng)業(yè)機(jī)械化水平的逐年提高，我國(guó)小麥生產(chǎn)基本實(shí)現(xiàn)了全程機(jī)械化[1-3]，據(jù)農(nóng)業(yè)農(nóng)村部統(tǒng)計(jì)，2020年我國(guó)小麥生產(chǎn)機(jī)械化率已超過了95%，在糧食作物中最高。由于農(nóng)機(jī)水平的提高和青壯年勞動(dòng)力投入的減少，目前小麥生產(chǎn)從原來的“三分種七分管”變?yōu)榱恕捌叻址N三分管”，也有人說“麥?zhǔn)仗ダ锔唬N好是基礎(chǔ)”[4]，小麥耕整地和播種質(zhì)量是獲得高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)的基礎(chǔ)。在冬小麥-夏玉米種植模式中，夏玉米為籽粒玉米的地塊，采取保護(hù)性耕作旋耕或深松+旋耕的方式耕整地，0～20cm耕層秸稈多且與土壤混合不均勻，小麥播種深度不好控制[5]，一般播深都較淺，種子容易落到秸稈上懸空，不易吸水發(fā)芽出苗，不利于根系下扎吸收水分和養(yǎng)分，北京地區(qū)冬季旱寒交加，造成死苗死莖的發(fā)生，缺苗斷壟嚴(yán)重。楊麗等[6]和牛萌萌等[7-8]認(rèn)為，秸稈還田后播種，種子極易落在殘茬上造成架空，影響出苗，馬根眾等[9-10]認(rèn)為，應(yīng)該減少免耕和翻耕等方式輪流作業(yè)，鞠正春等[11]和周吉紅等[12]認(rèn)為，精細(xì)整地可提高出苗質(zhì)量，解決麥田穗數(shù)不足和產(chǎn)量較低的問題。2008年對(duì)北京市實(shí)施小麥高產(chǎn)創(chuàng)建以來的182個(gè)小麥高產(chǎn)示范點(diǎn)統(tǒng)計(jì)結(jié)果顯示，75%的示范點(diǎn)采取了重耙+翻耕+旋耕（輕耙）的耕整地方式，平均產(chǎn)量為7807.5kg/hm2，較采取了其他耕整地方式的示范點(diǎn)平均增產(chǎn)682.5kg/hm2，增幅8.7%。為了進(jìn)一步明確北京小麥生產(chǎn)中耕整地方式的效果，本研究于2018-2020年連續(xù)開展不同耕整地方式對(duì)小麥播種質(zhì)量和產(chǎn)量效益的影響研究，為選擇適宜的耕整地方式、提高小麥播種出苗質(zhì)量、產(chǎn)量和效益提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)于2018-2020年在北京市房山區(qū)石樓鎮(zhèn)坨頭村房山區(qū)農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所試驗(yàn)基地進(jìn)行，耕整地前測(cè)定了0～40cm土層的土壤肥力，其中2018年9月22日測(cè)定結(jié)果為土壤有機(jī)質(zhì)20.19g/kg、全氮1.318g/kg、堿解氮117mg/kg、有效磷40.17mg/kg、速效鉀128mg/kg；2019年9月24日土壤有機(jī)質(zhì)為20.25g/kg、全氮1.317g/kg、堿解氮121mg/kg、有效磷40.33mg/kg、速效鉀118mg/kg，土壤肥力中等。小麥播種前夏玉米為籽粒玉米和青貯玉米2種類型，單因素隨機(jī)區(qū)組試驗(yàn)，處理為小麥播種前的整地耕作方式，設(shè)置重耙+翻耕+輕耙（HH+T+LH）、重耙+翻耕+旋耕（CK）、翻耕+輕耙（T+LH）、翻耕+旋耕（T+R）、旋耕2次（R）、重耙+旋耕（HH+R）、深松+旋耕（DL+R）共7個(gè)處理，每個(gè)處理面積666.7m2，采用大田機(jī)械播種，隨機(jī)設(shè)3次重復(fù)。

小麥品種為中麥175，分別于2018年9月30日和2019年10月1日播種，基本苗375萬(wàn)株/hm2，整地時(shí)施底肥復(fù)合肥（N:P:K=15:15:15）600kg/hm2，分別于2018年11月20日和2019年11月22日灌越冬水600m3/hm2；分別在春季小麥返青期2019年3月15日和2020年3月18日灌水300m3/hm2，隨灌水追施尿素112.5kg/hm2；于起身期2019年3月31日和2020年4月2日噴藥進(jìn)行化學(xué)除草；分別在拔節(jié)期2019年4月18日和2020年4月20日灌水600m3/hm2，隨灌水追施尿素187.5kg/hm2；分別在灌漿期2019年5月18日和2020年5月20日灌水450m3/hm2，于2019年5月21日和2020年5月23日噴藥防治蚜蟲；2019年6月15日和2020年6月17日取樣并收獲測(cè)產(chǎn)。

1.2 測(cè)定項(xiàng)目與方法

1.2.1 土壤秸稈含量 在耕整地作業(yè)完成后，將地表 100cm2（10cm×10cm）及 0～5、5～10、10～15 和15～20cm土層深度500cm3（10cm×10cm×5cm）土壤體積里秸稈全部收集，晾干后稱重。

1.2.2 土壤含水量 不同耕整地方式下，于小麥播種出苗后3葉期，在0～5、5～10、10～15和15～20cm土層取土樣，用烘干法測(cè)定土壤含水量，土壤含水量（%）=（濕土重-烘干土重）/烘干土重×100。

1.2.3 土壤容重 于小麥出苗后3葉期用環(huán)刀法測(cè)定不同處理0～5、5～10、10～15和15～20cm土層土壤容重。

1.2.4 缺苗斷壟 于小麥出苗后3葉期，隨機(jī)在田間選取3個(gè)行長(zhǎng)2m的樣段，調(diào)查2m樣段內(nèi)的缺苗及斷壟長(zhǎng)度，小麥播種行內(nèi)5cm≤連續(xù)缺苗長(zhǎng)＜10cm為缺苗，行內(nèi)連續(xù)缺苗長(zhǎng)≥10cm為斷壟，將2m樣段內(nèi)所有缺苗及斷壟的長(zhǎng)度相加即為樣段內(nèi)缺苗斷壟的總長(zhǎng)度，缺苗斷壟比例（%）=缺苗斷壟總長(zhǎng)度/200×100。

1.2.5 行間均勻度 于小麥3葉期，隨機(jī)在各處理內(nèi)選取3個(gè)50cm長(zhǎng)度樣段，分別調(diào)查樣段內(nèi)的小麥苗數(shù)，計(jì)算樣段內(nèi)苗數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)差、平均值、極差和變異系數(shù)，極差=3個(gè)樣段內(nèi)的苗數(shù)最大值-最小值，變異系數(shù)（%）=標(biāo)準(zhǔn)差/平均值×100。

1.2.6 播種深度 于小麥出苗后3葉期，在不同處理內(nèi)隨機(jī)選取樣點(diǎn)3個(gè)，調(diào)查不同耕整地方式下小麥的播種深度，方法為挖出調(diào)查樣點(diǎn)50cm內(nèi)的小麥幼苗，連續(xù)測(cè)定20株幼苗種子所在位置至地面的長(zhǎng)度即為播種深度。

1.2.7 死苗率和死莖率 于小麥返青期在田間隨機(jī)選取3個(gè)樣點(diǎn)，每個(gè)點(diǎn)調(diào)查1m樣段內(nèi)總苗數(shù)及死苗數(shù)，計(jì)算出平均死苗率，死苗率（%）=死苗數(shù)/總苗數(shù)×100；統(tǒng)計(jì)每個(gè)樣段內(nèi)所有莖數(shù)及死莖數(shù)，計(jì)算死莖率，死莖率（%）=死莖數(shù)/總莖數(shù)×100。

1.2.8 產(chǎn)量效益 小麥?zhǔn)斋@期在田間隨機(jī)選取3個(gè)樣點(diǎn)，收割1m2的小麥，統(tǒng)計(jì)1m2的小麥穗數(shù)，計(jì)算出各處理穗數(shù)；隨機(jī)在每個(gè)樣點(diǎn)收割的小麥內(nèi)選取10穗統(tǒng)計(jì)穗粒數(shù)，計(jì)算出穗粒數(shù)；脫粒后當(dāng)水分降至13%時(shí)測(cè)定每個(gè)樣點(diǎn)小麥籽粒質(zhì)量，計(jì)算產(chǎn)量，并測(cè)定千粒重。效益=產(chǎn)值-總成本。

1.3 數(shù)據(jù)處理

采用Excel進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，用SPSS 19.0軟件進(jìn)行方差分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 耕作方式對(duì)土壤秸稈含量的影響

表1表明，7種耕作方式下，小麥前茬收獲籽粒玉米的地塊，地表100cm2及0～5、5～10、10～15和15～20cm土層深度10cm×10cm×5cm土體中秸稈含量，分別是前茬青貯玉米地的3.69、3.99、3.56、3.10和2.96倍；2種地塊類型下，7個(gè)耕作處理均以旋耕2次和深松+旋耕處理地表及0～10cm土壤中秸稈含量較多，青貯玉米地上這2個(gè)處理地表10cm×10cm及0～5cm、5～10cm土層10cm×10cm×5cm秸稈含量分別是其他處理的1.91、2.07和2.13倍，籽粒玉米地上這2個(gè)處理分別是其他處理的1.70、2.22和2.16倍。

表1 不同耕作方式下地表及土壤秸稈含量變化Table 1 Change of soil straw contents under different tillage methods g

2.2 耕作方式對(duì)土壤含水量的影響

表2表明，前茬收獲籽粒玉米的地塊0～20cm土壤絕對(duì)含水量均較前茬收獲青貯玉米的地塊低，0～5、5～10、10～15和15～20cm土壤絕對(duì)含水量分別低40.0%、21.8%、8.8%和10.2%，與青貯玉米地相比，前茬收獲籽粒玉米的地塊0～20cm耕層秸稈含量較高，土壤含水量低，旋耕2次和深松+旋耕處理0～5cm土壤含水量降低68.3%和95.0%。

表2 不同耕作方式下土壤含水量Table 2 Soil moisture contents under different tillage methods %

2.3 不同耕作方式對(duì)土壤容重的影響

表3表明，前茬收獲青貯玉米地塊0～20cm各層土壤容重值均高于收獲籽粒玉米的地塊；2種地塊類型土壤容重均隨土層深度增加而增加，表明上層土壤里秸稈含量更多；前茬收獲籽粒玉米的地塊，實(shí)施了翻耕作業(yè)的4個(gè)處理土壤容重隨土壤深度變化較小，每增加5cm，土壤容重變化在0.1～0.2g/cm3，說明采取耕翻處理的整個(gè)耕層土壤分布較均勻，但旋耕2次、深松+旋耕和重耙+旋耕的處理0～5cm較5～10cm土壤容重低0.3～0.4g/cm3，說明這3個(gè)處理表層土壤秸稈含量較多，尤其以旋耕2次的處理0～10cm秸稈含量最多。表層土壤秸稈含量多土壤水分低，不利于小麥播種吸水發(fā)芽和根系下扎。

表3 不同耕作方式下土壤容重變化Table 3 Changes of soil bulk density under different tillage methods g/cm3

2.4 不同耕作方式對(duì)小麥行間均勻度的影響

表4表明，青貯玉米地各耕作處理下小麥苗標(biāo)準(zhǔn)差和變異系數(shù)均較小，平均較籽粒玉米地各處理降低51.2%和52.7%，小麥苗數(shù)的極差較籽粒玉米地各處理平均減小51.9%，說明青貯玉米地各耕作方式下麥苗間離散程度較小，麥苗比較均勻。

表4 不同耕作方式下小麥出苗均勻度Table 4 Uniformity of wheat seedling emergence under different tillage methods 株plant

2.5 不同耕作方式對(duì)小麥播深、缺苗斷壟及死苗、死莖的影響

表5表明，籽粒玉米地上各處理播種深度平均較青貯玉米地各處理淺12.8%，主要是籽粒玉米地表層秸稈含量較多、播種機(jī)作業(yè)不好控制所致。2種類型的地塊上，以旋耕2次和深松+旋耕的處理播種深度最淺，籽粒玉米地這2個(gè)處理平均播深不足3.0cm，分別較CK淺25.6%和28.2%；青貯玉米地這2種處理的播深不足4cm，分別較CK淺17.9%和7.7%?？傮w來看，實(shí)施了翻耕作業(yè)處理的播深較適宜。

表5 不同耕作方式對(duì)小麥播深、缺苗斷壟及死苗、死莖的影響Table 5 Effects of different tillage methods on sowing depth,ridging and dead seedling and dead stem of wheat

前茬籽粒玉米地塊7個(gè)耕作處理平均缺苗斷壟較青貯玉米地塊增加13.9cm，增幅42.9%。2種地塊類型下，均以旋耕2次和深松+旋耕的處理缺苗斷壟嚴(yán)重，青貯玉米地上，這2種處理分別較其他處理缺苗斷壟增加16.1%和23.6%，較CK缺苗斷壟增加2.09倍和2.23倍；籽粒玉米地塊上，這2個(gè)處理分別較其他處理缺苗斷壟增加1.56倍和1.44倍，較CK缺苗斷壟增加1.77倍和1.63倍。

籽粒玉米地死苗率和死莖率平均較青貯玉米地高2.44和2.15倍，以旋耕2次、深松+旋耕和重耙+旋耕處理較嚴(yán)重，籽粒玉米地上這3個(gè)處理死苗率分別是青貯玉米地的2.00、3.25和3.71倍，死莖率分別為2.42、3.10和2.60倍。而2種地塊上實(shí)施了翻耕作業(yè)的4種處理死苗率均在3%以下，死莖率在8%以下，青貯玉米地塊各處理死苗率均未超過5%。2種地塊上各處理均以CK處理的死莖率最低。

2.6 不同耕作方式對(duì)小麥產(chǎn)量的影響

成熟期測(cè)產(chǎn)結(jié)果（表6）表明，2年的趨勢(shì)一致，7種耕作方式2年平均產(chǎn)量中，實(shí)施了翻耕處理的產(chǎn)量總體較高，籽粒玉米地以CK處理產(chǎn)量最高，為7966.5kg/hm2，效益最高，為9051.0元/hm2，均與其他處理達(dá)顯著性差異。青貯玉米地除旋耕2次和深松+旋耕處理產(chǎn)量較低外，其余4個(gè)處理產(chǎn)量較高且差異不顯著，以翻耕+旋耕處理產(chǎn)量和效益最高，分別為8133.0kg/hm2和9894.0元/hm2，效益與其他處理達(dá)顯著性差異。

表6 不同耕作方式對(duì)小麥產(chǎn)量和效益的影響Table 6 Effects of different tillage methods on wheat yield and benefit

3 討論

小麥前茬種植籽粒玉米的地塊在7種耕作方式下，地表及0～20cm耕層秸稈含量均較前茬青貯玉米地多，秸稈含量多增加了小麥播種作業(yè)難度，播種深度不好控制，導(dǎo)致播深普遍較淺，出苗質(zhì)量差，苗間均勻度降低。同時(shí)耕層秸稈含量多，土壤含水量降低、容重變小，播種后不利于小麥種子吸水發(fā)芽和根系下扎，造成出苗不齊不勻、缺苗斷壟、根系埋深淺、根系與土壤接觸不實(shí)或根系懸浮在秸稈上，越冬期旱寒脅迫導(dǎo)致死苗、死莖發(fā)生，田間缺苗斷壟嚴(yán)重，穗數(shù)不足。有研究[9-11]認(rèn)為，小麥前茬為收獲籽粒玉米的地塊采用翻耕作業(yè)能使秸稈與土壤混合均勻，利于小麥播種出苗，實(shí)施旋耕和深松等少免耕方式耕整地的區(qū)域，前茬秸稈粉碎作業(yè)一定要細(xì)碎。

小麥前茬種植籽粒玉米的地塊7種耕作方式中，以CK處理0～20cm土層秸稈含量較少，土壤與秸稈混合較均勻，含水量較高，小麥播種深度較適宜，出苗質(zhì)量好，苗間離散度較均勻，缺苗斷壟和死苗、死莖率低，穗數(shù)足、產(chǎn)量高、效益好。蔣方山等[13]、張書良等[14]和李太魁等[15]研究也認(rèn)為，翻耕使秸稈和土壤混合較均勻，小麥播種機(jī)作業(yè)質(zhì)量較一致，播種深度好控制，播種質(zhì)量較高，出苗較齊，缺苗斷壟率低，利于增加穗數(shù)，提高產(chǎn)量。小麥前茬種植青貯玉米的地塊7種耕作方式中，除旋耕2次和深松+旋耕處理產(chǎn)量較低外，其余處理間產(chǎn)量差異不顯著，但考慮到農(nóng)機(jī)作業(yè)成本，建議選用翻耕+旋耕的耕整地方式，以獲得較高產(chǎn)量和效益。

本研究結(jié)果并不否定少免耕耕作模式，北京小麥生產(chǎn)中少免耕方式的產(chǎn)量效益不高，可能與病蟲草害增多、防治不到位以及目前大部分農(nóng)戶租用農(nóng)機(jī)實(shí)施前茬玉米收獲及小麥播種前耕作整地作業(yè)，農(nóng)機(jī)手雇用隨機(jī)性大，水平參差不齊，普遍追求工作效率，不注重作業(yè)質(zhì)量等有關(guān)。張向前等[16]指出，農(nóng)戶在播種小麥前要考慮前茬收獲作物，合理選擇耕整地作業(yè)方式，以提高播種和出苗質(zhì)量，促進(jìn)小麥植株正常發(fā)育生長(zhǎng)，實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)高效。

4 結(jié)論

綜合不同耕作方式對(duì)小麥出苗質(zhì)量、產(chǎn)量和效益的影響，建議前茬收獲籽粒玉米的地塊采取重耙+翻耕+旋耕的方式耕整地；前茬為收獲青貯玉米的地塊采取翻耕+旋耕的方式耕整地。