隴東旱作區(qū)小麥草谷比及秸稈可收集系數(shù)監(jiān)測報告

賈財芳 劉力 郭滿平

摘要：為了進一步豐富農(nóng)作物草谷比、秸稈可收集系數(shù)測算樣本集，提高草谷比、可收集系數(shù)的準確性與可靠性，完善秸稈資源臺賬。通過對環(huán)縣曲子鎮(zhèn)宋家塬、環(huán)城鎮(zhèn)龔淌、環(huán)城鎮(zhèn)十五里溝、八珠鄉(xiāng)茍塬、洪德鎮(zhèn)耿塬畔等5個行政村110塊小麥田進行監(jiān)測，結(jié)果表明，環(huán)縣2022年小麥播種面積3.3萬hm2，平均產(chǎn)量為2.25 t/hm2，總產(chǎn)量7.4萬t，草谷比為1.05，秸稈可收集系數(shù)為0.86，秸稈產(chǎn)生量為7.77萬t。秸稈可收集量為6.68萬t。監(jiān)測得出的數(shù)據(jù)是真實可靠的，能夠準確反映環(huán)縣2022年小麥秸稈產(chǎn)生量和可收集量。

關(guān)鍵詞：小麥；草谷比；秸稈可收集系數(shù)；監(jiān)測報告

中圖分類號：S512.1? ? ? ? ? ? ? 文獻標志碼：A? ? ? ? ? ? ? 文章編號：2097-2172（2023）06-0528-05

doi：10.3969/j.issn.2097-2172.2023.06.009

Monitoring Report on Grass-grain Ratio and Straw Collectable

Coefficient of Dry Farming Wheat in East Gansu

JIA Caifang 1， LIU Li 2， GUO Manping 3

（1. Agricultural Service Centre of Quzi Township， Huanxian， Huanxian Gansu 745701， China; 2. Rural Energy Construction

Office of Huanxian， Huanxian Gansu 745700， China; 3. Agricultural Technology Extension Centre of Huanxian，

Huanxian Gansu 745700， China）

Abstract： In order to further enrich the calculation sample set of grass-grain ratio and straw collectable system， to improve the accuracy and reliability of grass-grain ratio and straw collectable coefficient， and to improve the straw resource ledger. 110 pieces of wheat farmlands in 5 villages of Quzi Township， Huancheng Township， Bazhu Township， and Hongde Township， Huanxian were monitored. Results showed that in 2022， Huanxian had a wheat planting area of 33 000 ha， an average yield of 2.25 t/ha， a total yield of 74 000 t， a grass-grain ratio of 1.05， a straw collectable coefficient of 0.86， a straw yield of 77 700 t， and a collectable straw yield of 66 800 t. The data obtained from this monitoring are reliable， which could accurately reflect the yield of wheat straw produced and collected in Huanxian in 2022.

Key words： Wheat; Grass-grain ratio; Straw collectable coefficient; Monitoring report

秸稈是小麥收獲籽實后的剩余部分，小麥光合作用的產(chǎn)物有一半以上存在于秸稈中，秸稈富含有機質(zhì)、鎂、鈣、磷、氮等物質(zhì)，是一種具有多用途的可再生的生物資源。合理利用秸稈資源涉及整個農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)中的土壤肥力、水土保持、環(huán)境安全以及可再生資源高效利用等可持續(xù)發(fā)展問題［1 ］。準確估算作物秸稈資源量和秸稈碳儲量對解決作物秸稈資源狀況和實現(xiàn)秸稈資源有效利用與低碳農(nóng)業(yè)發(fā)展具有重要意義［2 ］。環(huán)縣地處甘肅東段、慶陽市西北部，全縣共轄20個鄉(xiāng)鎮(zhèn)，251個行政村，總面積9 236 km2，境內(nèi)海拔1 200～? 2 089 m，年均降水量400 mm左右，年平均日照時間2 600 h［3 - 4 ］，是典型的雨養(yǎng)農(nóng)業(yè)大縣?，F(xiàn)有農(nóng)耕地23.9萬hm2，能夠栽培的農(nóng)作物種類很多，小麥是主要栽培糧食作物之一，常年播種面積3.3萬hm2，年總產(chǎn)量7.5萬t，近年來，隨著全縣小麥機收作業(yè)大面積推進，60%面積采用機械收獲［5 - 6 ］，秸稈綜合利用也同時展開。做好小麥草谷比及秸稈可收集系數(shù)監(jiān)測是抓好農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、保障糧食安全的重大舉措，是提升耕地質(zhì)量、落實藏糧于地戰(zhàn)略的重要抓手，是實現(xiàn)秸稈能源化利用、培育新業(yè)態(tài)新動能、提升鄉(xiāng)村產(chǎn)業(yè)振興的重要手段［7 ］，是發(fā)展低碳農(nóng)業(yè)，減少農(nóng)業(yè)溫室氣體排放的主要措施［2 ］。2022年，農(nóng)業(yè)農(nóng)村部辦公廳和科技教育司分別下發(fā)了“關(guān)于做好農(nóng)作物秸稈綜合利用工作和秸稈綜合利用重點縣農(nóng)作物草谷比”“秸稈可收集系數(shù)和秸稈還田監(jiān)測工作的通知”。為了進一步豐富農(nóng)作物草谷比、秸稈可收集系數(shù)測算樣本集，我們按照相關(guān)要求對環(huán)縣曲子宋家塬、環(huán)城龔淌、環(huán)城十五里溝、八珠茍塬、洪德耿塬畔等5個行政村110塊小麥田小麥草谷比及秸稈可收集系數(shù)進行了監(jiān)測，以期為提高草谷比、可收集系數(shù)的準確性與可靠性，以及秸稈資源化利用區(qū)域規(guī)劃提供數(shù)據(jù)支撐和參考。

1? ?材料與方法

1.1? ?樣品來源

1.1.1? ? 抽樣地塊選取? ? 小麥收獲前1～2 d，在縣域范圍內(nèi)，采用隨機抽樣法選取 5 個行政村（5 個行政村宜分布在 3 個及以上鄉(xiāng)鎮(zhèn)）。選定行政村后，首先調(diào)查確定當?shù)夭シN面積最大、推廣普遍的小麥品種，然后選取具有代表性的2個典型地塊。5個調(diào)查村共選取10個典型地塊。根據(jù)要求選取了環(huán)縣曲子鎮(zhèn)宋家塬、環(huán)城鎮(zhèn)龔淌、環(huán)城鎮(zhèn)十五里溝、八珠鄉(xiāng)茍塬、洪德鎮(zhèn)耿塬畔5 個行政村的110塊小麥田。

1.1.2? ? 取樣點布設(shè)? ? 根據(jù)選取抽樣地塊的形狀，宜采取5點法確定取樣點位，即首先在四方形的地塊內(nèi)找到2條對角線，非四方形地塊近似按四方形對待，兩條對角線的交點作為1個取樣點位，然后，在兩條對角線上，距4個定點（A、B、C、D）距離約為對角線長的1/4處取另外4個點作為取樣點位進行取樣或測量，每個取樣點位面積為1 m2。

1.2? ?測量工具

米尺、測框、標簽、秤、樣品袋、計算器、GPS定位儀、剪刀、鍘刀、手鋸等，并保證這些工具材料的清潔、干燥。

1.3? ?小麥草谷比監(jiān)測

1.3.1? ? 樣品制備及保存? ? 首先將5個調(diào)查村10個典型地塊采集的風(fēng)干秸稈樣本全部切成3 cm以下的碎段，然后各地塊采用四分法分別抽取1 kg的秸稈樣本稱重并記錄。同時，將收獲的籽粒抽取1 kg樣本，經(jīng)晾曬、脫粒后稱重并記錄。所有稱重后的秸稈與籽粒樣本均保存于樣品袋中。若使用透明的包裝，樣品應(yīng)避免陽光直射。抽取的代表性樣本運送至實驗室，避光保存，或在5 ℃保存并盡快測試，保存時間不得超過7 d。

1.3.2? ? 秸稈與籽粒水分測定方法? ? 先稱取潔凈的空干燥容器重量，精確到0.01 g，去皮，然后分別稱取制備好的秸稈和籽粒樣品各100 g放入干燥容器內(nèi)，置于烘箱中（105±2）℃烘干至恒重，冷卻后，測定秸稈和籽粒與容器的重量并記錄。每個試樣應(yīng)取2個平行樣進行測定，以其算術(shù)平均值為結(jié)果，標準偏差不超過10%。通過以下公式計算小麥秸稈與籽粒水分含量。

式中，Ais為小麥秸稈水分含量，m1為空干燥容器的質(zhì)量，m2為干燥前稱取樣品的質(zhì)量，m3為烘干后干燥容器和樣品的總質(zhì)量，計算結(jié)果精確到小數(shù)點后一位。

式中，AiG為小麥籽粒水分含量，m1為空干燥容器的質(zhì)量，m2為干燥前稱取樣品的質(zhì)量，m3為烘干后干燥容器和樣品的總質(zhì)量，計算結(jié)果精確到小數(shù)點后一位。

1.3.3? ? 小麥草谷比核算方法? ? 某一地塊小麥草谷比計算公式如下。

式中，λi為某一地塊小麥草谷比；mis為某一地塊小麥秸稈重量；miG為某一地塊小麥籽粒重量；Ais為小麥秸稈樣本水分含量；AiG為小麥采集籽粒樣本水分含量；M為國家標準水分含量，小麥取值為13%。

某一區(qū)域小麥草谷比計算公式如下。

式中，λdi為某一區(qū)域小麥草谷比；k為進行實采實測的調(diào)查地塊編號，k=1，2，…，m。

1.4? ?小麥秸稈可收集系數(shù)監(jiān)測

1.4.1? ? 農(nóng)作物株高實測? ? 每點位取樣面積為1 m2，隨機測10 株，測量每株株高，計算算術(shù)平均值。1.4.2? ? 割茬高度實測? ? 在每個調(diào)查村，分別選取機械收獲和人工收獲的典型地塊各10個，每個典型地塊宜用五點法確定測量點位，每點位取樣面積為1 m2，隨機測10株，測量兩種收獲方式下農(nóng)作物秸稈的割茬高度，計算算術(shù)平均值。

1.4.3? ? 枝葉損失率測定? ? 實地調(diào)查測定秸稈收集過程中的枝葉損失率，測定前將打捆機上的碎秸稈等清理干凈，在秸稈條左側(cè)地面鋪上塑料布或帆布，將牽引梁、打結(jié)器底板和放捆板上的碎秸稈收集起來，稱其重量。撿拾損失率是指撿拾器漏拾秸稈質(zhì)量占測定地段全長上秸稈質(zhì)量的百分比［5 ］。

1.4.4? ? 小麥秸稈可收集系數(shù)計算計算公式如下。

ηi =［（1-Lijc/Li）Ji+（1-Lisc/Li）（1-Ji）］（1-Zi）

式中，ηi為某一地區(qū)小麥秸稈的可收集系數(shù)，Li為小麥在該區(qū)域的平均株高，Lijc為機械收獲時，小麥在該區(qū)域的平均割茬高度，Lisc為人工收獲時，小麥在該區(qū)域的平均割茬高度，Ji為小麥機械收獲面積占總收獲面積的比例，Zi為小麥秸稈在收獲及運輸過程中的枝葉損失率。

1.4.5? ? 小麥秸稈產(chǎn)量的測算公式? ? 計算公式如下。

式中，P為某一區(qū)域小麥秸稈年產(chǎn)生量的數(shù)值；i為農(nóng)作物秸稈的編號，i=1，2，…，n；λi為某一區(qū)域小麥秸稈的草谷比系數(shù)；Gi為某一區(qū)域第小麥籽粒年產(chǎn)量的數(shù)值，小麥籽粒重量按脫粒后的原糧計。

1.4.6? ? 小麥秸稈可收集量的測算公式? ? 計算公式如下。

式中，Pc為某一地區(qū)小麥秸稈資源可收集量；ηi為某一地區(qū)小麥秸稈的可收集系數(shù)；λi為某一區(qū)域小麥秸稈的草谷比系數(shù)；Gi為某一區(qū)域小麥籽粒年產(chǎn)量的數(shù)值，小麥的籽粒重量按脫粒后的原糧計。

2? ?結(jié)果與分析

2.1? ?環(huán)縣小麥水分含量監(jiān)測結(jié)果

從表1可知，烘干后2份籽粒樣品和容器總質(zhì)量均為102 g，2份秸稈樣品和容器總質(zhì)量分別為103、124 g，容器重量與烘干前沒有變化。籽粒水分含量均為8.7%，秸稈水分含量分別為7.8%、8.5%，平均水分含量為8.2%。其標準偏差未超過10%，數(shù)據(jù)真實可靠。

2.2? ?環(huán)縣小麥草谷比監(jiān)測結(jié)果

從表2可以看出，小麥草谷比以曲子鎮(zhèn)宋家塬村最高，為1.16；洪德鎮(zhèn)耿塬畔村、八珠鄉(xiāng)茍塬村、環(huán)城鎮(zhèn)十五里溝村較高，分別為1.04、1.04、1.03；環(huán)城鎮(zhèn)龔淌村最低，為1.00；平均小麥草谷比為1.05。用某一區(qū)域小麥草谷比計算公式計算得出環(huán)縣小麥草谷比為1.05。

2.3? ?環(huán)縣小麥秸稈可收集系數(shù)監(jiān)測結(jié)果

對曲子鎮(zhèn)宋家塬、環(huán)城鎮(zhèn)龔淌、環(huán)城鎮(zhèn)十五里溝、八珠鄉(xiāng)茍塬、洪德鎮(zhèn)耿塬畔5個村的小麥秸稈可收集系數(shù)調(diào)查結(jié)果（表3）可知，平均秸稈可收集系數(shù)為0.86。其中以環(huán)城鎮(zhèn)十五里溝村最高，為0.89；環(huán)城鎮(zhèn)龔淌村、八珠鄉(xiāng)茍塬村、洪德鎮(zhèn)耿塬畔村較高，分別為0.88、0.86、0.86；曲子鎮(zhèn)宋家塬村最低，為0.81。對5個村的小麥收獲方式調(diào)查結(jié)果可知，曲子鎮(zhèn)宋家塬村機械收獲面積占85%，人工收獲面積占15%；環(huán)城鎮(zhèn)龔淌村機械收獲面積占55%，人工收獲占45%；環(huán)城鎮(zhèn)十五里溝村機械收獲面積占52%，人工收獲面積占48%；八珠鄉(xiāng)茍塬村機械收獲面積占65%，人工收獲面積占35%；洪德鎮(zhèn)耿塬畔村機械收獲面積占35%，人工收獲面積占65%。全縣2022年小麥機械收獲面積平均占58.4%，人工收獲面積平均占41.6%。

2.4? ?環(huán)縣小麥秸稈產(chǎn)量和可收集量監(jiān)測結(jié)果

根據(jù)環(huán)縣農(nóng)業(yè)農(nóng)村局對2022年全縣農(nóng)作物統(tǒng)計結(jié)果［6 ］，環(huán)縣2022年小麥播種面積為3.3萬 hm2，平均產(chǎn)量為2.25 t/hm2，總產(chǎn)7.4萬t，小麥草谷比系數(shù)為1.05，小麥秸稈可收集系數(shù)為0.86。用小麥秸稈產(chǎn)生量測算公式計算得出環(huán)縣2022年小麥秸稈產(chǎn)生量為7.77萬t。用小麥秸稈可收集量測算公式計算得出環(huán)縣2022年小麥秸稈可收集量為6.68萬t。

3? ?討論與結(jié)論

一個地區(qū)小麥秸稈產(chǎn)生量和可收集量估算的不確定性主要在于草谷比與可收集系數(shù)的變異性，只有準確的小麥草谷比與秸稈可收集系數(shù)才能準確測定當年小麥秸稈的產(chǎn)生量和可收集量［5 ］。小麥草谷比主要與小麥品種、栽培模式、水肥管理等有很大關(guān)系，其次與當年小麥豐收、平收、歉收也有影響。草谷比的差異主要來源于作物品種。畢于運等［8 ］研究表明，作物草谷比與栽培方式、測定方法也有密切關(guān)系，顧克軍等［9 ］研究表明，機械插秧、人工插秧、直播和拋秧下水稻草谷比有顯著差異；而測定草谷比過程中籽粒和秸稈的含水量均會對草谷比的測定結(jié)果帶來直接影響［10 ］。但是，通過文獻對比發(fā)現(xiàn)，對于大田作物的草谷比，不同品種、不同地區(qū)之間有較大差異［11 - 12 ］。小麥秸稈可收集系數(shù)受小麥機械收獲與人工收獲比例影響較大［5 ］。因此，要準確監(jiān)測小麥草谷比、秸稈可收集系數(shù)必須科學(xué)選擇有代表性的小麥生產(chǎn)區(qū)、小麥品種、栽培模式，準確判定小麥機械收獲與人工收獲比例。作物秸稈可收集系數(shù)的差異則主要是由田間條件（地形、田間持水量等）、栽培方式、收獲習(xí)慣、秸稈還田需求和機械化程度差異帶來的，而影響可收集系數(shù)最大的因素是農(nóng)作物的收獲方式［13 - 14 ］。研究表明，留茬高度對作物秸稈可收集量有顯著影響，而不同機械收獲和人工收獲方式也直接影響作物秸稈的可收集性［15 - 16 ］。

通過對環(huán)縣曲子宋家塬、環(huán)城龔淌、環(huán)城十五里溝、八珠茍塬、洪德耿塬畔等5個行政村110塊小麥田進行監(jiān)測得出，環(huán)縣2022年小麥播種面積3.3萬hm2，平均產(chǎn)量為2.25 t/hm2，總產(chǎn)量7.4萬t，草谷比為1.05，秸稈可收集系數(shù)為0.86，秸稈產(chǎn)生量為7.77萬t，秸稈可收集量為6.68萬t。選擇這5個行政村能夠科學(xué)地代表環(huán)縣不同小麥生產(chǎn)區(qū)生產(chǎn)狀況，監(jiān)測得出的數(shù)據(jù)是真實可靠的，能夠準確反映環(huán)縣2022年小麥秸稈產(chǎn)生量和可收集量，為小麥秸稈綜合利用，提升耕地質(zhì)量，改善農(nóng)業(yè)農(nóng)村生態(tài)環(huán)境，加快農(nóng)業(yè)綠色低碳發(fā)展提供了科學(xué)的理論數(shù)據(jù)。

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收稿日期：2022 - 08 - 17；修訂日期：2023 - 05 - 09

作者簡介：賈財芳（1987 — ），女，甘肅環(huán)縣人，助理農(nóng)藝師，主要從事農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣工作。Email： hxnjzxgmp123456@163.com。

通信作者：郭滿平（1966 — ），男，甘肅環(huán)縣人，推廣研究員，主要從事農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣工作。Email： hxnjzxgmp123456@163.com。