玉米秸稈還田配施腐熟劑對(duì)冬小麥生長(zhǎng)和產(chǎn)量的影響

魏龍雪　裴艷婷　張書良　李文佼　張洪勇　董策　朱金英

摘要 為探究麥玉輪作區(qū)，玉米秸稈全量還田配施腐熟劑對(duì)冬小麥生長(zhǎng)的影響，在玉米秸稈全量還田條件下施用2種不同腐熟劑（蔚藍(lán)生物腐熟劑處理和自配處理）。以秸稈還田不施腐熟劑處理為對(duì)照，研究各處理對(duì)冬小麥生長(zhǎng)及產(chǎn)量的影響。結(jié)果表明，施用2種秸稈腐熟劑均能明顯促進(jìn)冬小麥葉面積、氮素利用率的提高，且對(duì)冬小麥增產(chǎn)效果明顯。蔚藍(lán)生物腐熟劑處理、自配處理的氮素利用效率分別比對(duì)照高4.71%、3.50%，且與對(duì)照間差異達(dá)顯著水平；蔚藍(lán)生物腐熟劑處理、自配處理的籽粒產(chǎn)量分別比對(duì)照高10.02%、7.35%，與對(duì)照間差異達(dá)顯著水平。因此，玉米秸稈還田配施腐熟劑可有效促進(jìn)冬小麥生長(zhǎng)發(fā)育，顯著提高籽粒產(chǎn)量。該研究為麥玉輪作區(qū)玉米秸稈全量還田后冬小麥生長(zhǎng)促進(jìn)和穩(wěn)產(chǎn)高產(chǎn)提供一定技術(shù)參考。

關(guān)鍵詞 秸稈還田；腐熟劑；冬小麥；生長(zhǎng)；氮素利用；產(chǎn)量

中圖分類號(hào) S512.1+1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A

文章編號(hào) 0517-6611（2023）06-0025-03

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2023.06.008

Effects of Straw Returning Combined with Preservative on the Growth and Yield of Winter Wheat

WEI Long－xue， PEI Yan－ting， ZHANG Shu－liang et al

（ Dezhou Academy of Agricultural Sciences， Dezhou， Shandong 253000）

Abstract In order to explore the effects of maize straw returning combined with maturity agent on the growth of winter wheat in wheat－maize rotation area， two different maturity agents of blue biological maturity agent treatment and self－made treatment were applied under the condition of maize straw returning， and the straw returning without maturity agent treatment was used as the? CK to study its effects on the growth and yield of winter wheat.The results showed that the application of two straw decomposing agents could significantly promote the leaf area and nitrogen use efficiency of winter wheat， and the yield increase of winter wheat was obvious.The nitrogen use efficiency of T1 and T2 treatments were 4.71% and 3.50% higher than CK， respectively， and the difference was significant compared with CK.The grain yields of T1 and T2 treatments were 10.02% and 7.35% higher than those of CK， respectively， and the two treatments had significant differences between CK.It could be seen that corn straw returning combined with maturity agent could effectively promote the growth and development of winter wheat and significantly improve grain yield.This research provided certain technical reference for the growth promotion and stable and high yield of winter wheat after full－scale maize straw returning in wheat－maize rotation area.

Key words Straw returning;Curing agent;Winter wheat;Growth;Nitrogen use efficiency；Yield

作物秸稈是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中主要的副產(chǎn)物，作物吸收的鉀素 80% 以上存在于秸稈中［1］。我國(guó)每年秸稈的保有量約 8.1×1011 kg，折合 K2O 1.2 ×1010 kg［2］。但由于秸稈還田后腐解較慢，養(yǎng)分釋放速率跟不上作物需求且妨礙耕作和下茬作物發(fā)苗，自然條件下秸稈還田后腐熟緩慢，秸稈殘留土壤耕層，加速地下害蟲孵化，提高耕作層土壤堿化度，嚴(yán)重影響下茬作物生長(zhǎng)，使得我國(guó)秸稈還田利用率一直較低。腐熟劑是一種能加速秸稈等有機(jī)物料分解、腐熟的生物活體制劑，因其具有促進(jìn)秸稈腐解、提高秸稈中的養(yǎng)分釋放和利用效率、使用成本低且操作簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)，應(yīng)用市場(chǎng)前景廣闊。然而，秸稈腐熟劑也存在菌種穩(wěn)定性差、定殖效率低、與土著微生物競(jìng)爭(zhēng)生態(tài)位、受溫度等環(huán)境因素影響大等問(wèn)題［3］，限制了腐熟劑推廣應(yīng)用。為了更加合理科學(xué)地運(yùn)用腐熟劑，提高秸稈還田利用率，前人圍繞秸稈配施腐熟劑還田的效果做了大量研究［4-5］。

因此，秸稈還田后如何促進(jìn)秸稈快速腐解已成為目前秸稈還田研究的熱點(diǎn)。秸稈快速腐熟劑是根據(jù)微生物的營(yíng)養(yǎng)機(jī)理而制成的復(fù)合菌劑，可產(chǎn)生大量有益微生物刺激作物生長(zhǎng)，提高土壤土壤肥力，減少化肥用量且環(huán)境友好，有助于實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展。目前秸稈腐熟劑主要應(yīng)用于秸稈腐熟堆肥和秸稈直接還田等方面［6-7］。

為探究麥玉輪作區(qū)玉米秸稈全量還田對(duì)小麥生長(zhǎng)發(fā)育的影響，筆者選用2種秸稈腐熟劑，研究不同秸稈腐熟劑對(duì)小麥生長(zhǎng)、氮素積累和產(chǎn)量的影響，以期篩選出適于麥玉輪作區(qū)秸稈還田的最佳腐熟劑，為該區(qū)秸稈全量還田后促進(jìn)小麥穩(wěn)產(chǎn)高產(chǎn)提供技術(shù)參考。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)于2020—2021年在德州市德城區(qū)黃河涯試驗(yàn)地進(jìn)行。試驗(yàn)地前茬為玉米，壤土，地勢(shì)平坦，排水方便，土壤情況如下：有機(jī)質(zhì)17.8 g/kg、全N0.95 g/kg、速效N 53.72 mg/kg、速效P 34.41 mg/kg、速效K 164.25 mg/kg。施純N 240 kg/hm2，5∶5基肥追施，P2O5 120 kg/hm2，K2O 120 kg/hm2；P、K肥全部基施，旋耕、筑畦、劃區(qū)，行距0.25 m，條播。其他管理措施同當(dāng)?shù)馗弋a(chǎn)地塊。

1.2 試驗(yàn)材料 供試小麥品種為濟(jì)麥22。供試腐熟劑包括蔚藍(lán)生物（山東蔚藍(lán)生物科技有限公司生產(chǎn)，當(dāng)?shù)赝惛靹╀N售量高）和自配微生物菌劑。供試肥料為尿素（N≥46%）、磷酸二銨（N≥18%，P2O5≥46%）和硫酸鉀（K2O≥50%），以上腐熟劑、肥料等均購(gòu)自當(dāng)?shù)剞r(nóng)資超市。

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì) 試驗(yàn)采用單因素隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，共設(shè)3個(gè)處理：蔚藍(lán)生物（T1處理）、自配（T2處理）和秸稈還田不施腐熟劑處理（CK），3次重復(fù)，共12個(gè)小區(qū)，小區(qū)面積12 m×15 m=180 m2。

2020年10月25日將前茬收獲的玉米秸稈粉碎3～5 cm并配施腐熟劑全量還田，深度0.25 m。2021年10月25日播種冬小麥，翌年6月15日收獲。

1.4 測(cè)定項(xiàng)目與方法

1.4.1 產(chǎn)量及其構(gòu)成因素。分別于小麥返青期、拔節(jié)期、開(kāi)花期和灌漿期測(cè)定小麥株高，采用卷尺以小麥植株頂部至根基部的高度為基準(zhǔn)測(cè)定株高。成熟前，每小區(qū)選具代表性樣點(diǎn)2 m雙行，統(tǒng)計(jì)有效穗數(shù)；成熟后，每小區(qū)選取代表性麥穗50個(gè)，統(tǒng)計(jì)穗粒數(shù)；每小區(qū)選具代表性樣點(diǎn)4 m2進(jìn)行單獨(dú)人工收獲、脫粒、晾曬，調(diào)整含水量至13%得到籽粒產(chǎn)量。

1.4.2 氮素利用的測(cè)定。采用凱氏定氮法測(cè)定各器官氮素含量，計(jì)算地上部氮素積累量：

氮素利用效率=籽粒產(chǎn)量/成熟期植株氮素積累量

1.5 數(shù)據(jù)處理

采用Excel 2007進(jìn)行數(shù)據(jù)、圖形處理；采用DPS 19.05數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)（LSD法）進(jìn)行差異顯著性檢驗(yàn)；采用Excel 2007繪制圖表。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同處理對(duì)小麥株高和葉面積的影響

秸稈還田配施腐熟劑可改善土壤水肥狀況，進(jìn)而促進(jìn)小麥的生長(zhǎng)發(fā)育。由圖 1可知，拔節(jié)期各處理小麥株高、葉面積均迅速增加，但在開(kāi)花期之后增長(zhǎng)緩慢。返青期各處理間株高、葉面積差異不顯著。拔節(jié)期和開(kāi)花期T1和T2處理株高和葉面積與不施腐熟劑對(duì)照間差異顯著，但T1、T2處理間差異不顯著。灌漿期各處理株高未達(dá)顯著差異水平；T1和T2處理灌漿期葉面積與對(duì)照間差異不顯著，T1、T2處理間差異不顯著。拔節(jié)期T1、T2處理株高分別比CK高7.8%、5.9%，葉面積分別比CK高21.59%、18.44%；開(kāi)花期T1、T2處理株高分別比CK高11.83%、11.06%，葉面積分別比CK高11.17%、7.50%。

2.2 不同處理對(duì)小麥氮素利用的影響 由圖2A可知，隨著小麥生育期的推進(jìn)，各處理小麥植株氮素積累量均逐漸增加。拔節(jié)期各處理植株氮素積累量無(wú)顯著差異，開(kāi)花期、灌漿期和成熟期T1、T2處理間差異不顯著，但與對(duì)照間差異達(dá)顯著水平。開(kāi)花期T1、T2處理的氮素積累量分別比對(duì)照高10.39%、9.13%；灌漿期T1、T2處理的氮素積累量分別比對(duì)照高23.23%、17.42%；成熟期T1、T2處理的氮素積累量分別比對(duì)照高7.14%、6.23%。由圖2B可知，各處理氮素利用效率表現(xiàn)不一，T1、T2處理間差異不顯著，但與對(duì)照間差異達(dá)顯著水平，T1、T2處理的氮素利用效率分別比對(duì)照高4.71%、3.50%。

2.3 不同處理對(duì)小麥產(chǎn)量及其構(gòu)成因素的影響 秸稈腐熟劑促進(jìn)玉米秸稈的腐熟分解，改善土壤肥力，進(jìn)而促進(jìn)產(chǎn)量及其構(gòu)成因素的相應(yīng)提高。由表1可知，T1、T2處理的產(chǎn)量及其構(gòu)成因素（有效穗數(shù)、穗粒數(shù)、千粒重）與對(duì)照間均有顯著差異，但二者間無(wú)顯著差異；T1、T2處理的籽粒產(chǎn)量分別比對(duì)照高10.02%、7.35%。

2.4 產(chǎn)量與影響因素間的相關(guān)性分析 由表2可知，小麥籽粒產(chǎn)量與株高間呈負(fù)相關(guān)，但相關(guān)性不顯著；與氮素利用率和有效穗數(shù)間呈極顯著正相關(guān)；小麥籽粒產(chǎn)量與葉面積、穗粒數(shù)和千粒重間呈正相關(guān)，但相關(guān)性不顯著。由此可見(jiàn)，小麥籽粒產(chǎn)量的提高主要?dú)w因于有效穗數(shù)和氮素利用率。

3 結(jié)論與討論

秸稈還田配施腐熟劑能縮短秸稈腐熟時(shí)間，改善土壤水肥條件，對(duì)植株生長(zhǎng)發(fā)育具有促進(jìn)作用［8］。姜珊珊等［9］研究指出，秸稈還田撒施有機(jī)物料腐熟劑對(duì)濟(jì)麥22出苗率及葉片SPAD值無(wú)顯著影響，有機(jī)物料腐熟劑可提高秸稈降解率，可增加小麥葉面積，與該研究結(jié)果一致。

該研究選用的秸稈腐熟劑均可安全應(yīng)用于田間生產(chǎn)，利于小麥生長(zhǎng)，這與邱燕等［10-11］研究結(jié)果相似，這是由于秸稈全量還田配施腐熟劑可更好地改善土壤微生態(tài)，進(jìn)而提高微生物活性，加速秸稈腐解，為小麥生長(zhǎng)發(fā)育提供充足的養(yǎng)分，進(jìn)而提高小麥葉面積、氮素利用率和產(chǎn)量［12］。

麥玉輪作區(qū)玉米秸稈全量還田后，秸稈腐解不徹底會(huì)嚴(yán)重影響小麥生長(zhǎng)及土壤水肥狀況，該試驗(yàn)中T1、T2處理的秸稈腐熟劑均可有效促進(jìn)小麥葉面積和氮素利用率的提升，對(duì)小麥生長(zhǎng)發(fā)育和增產(chǎn)增收有顯著效果，故而該研究對(duì)麥玉輪作區(qū)玉米秸稈還田生產(chǎn)操作具有一定的參考價(jià)值。

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基金項(xiàng)目 德州市科技研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目“秸稈高量還田下德州市潮土秸稈腐熟劑的篩選研究與應(yīng)用”；德州市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院課題“黃淮海地區(qū)玉米秸稈直接全量腐熟還田技術(shù)研究示范”。

作者簡(jiǎn)介 魏龍雪（1988—），女，山東禹城人，農(nóng)藝師，碩士，從事作物高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)栽培與推廣研究。 *通信作者，正高級(jí)農(nóng)藝師，碩士，從事作物高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)栽培與推廣研究。

收稿日期 2022-04-27