秸秆还田方式对全膜双垄沟播玉米产量及土壤水分的影响

王 婷，丁宁平，周海燕

（1.甘肃省农业科学院土壤肥料与节水农业研究所，甘肃 兰州 730070；2.甘肃省平凉市农业科学研究所，甘肃 平凉 744000）

在农业生产过程中，秸秆是一种重要的生物质资源，和其它有机肥料一样，能培肥土壤，促进作物增产，维持土壤有机质平衡，促进土壤养分循环[1～6]。中国是秸秆大国，目前每年产生农作物秸秆约7亿t[7]。近年来，秸秆还田在全国各地引起广泛关注，将废弃的秸接还田进行农业循环生产，一方面可以提高水热资源、养分资源的利用效率，有利于有机碳的累积；另一方面能减少秸秆燃烧引起的大气污染和二氧化碳排放。甘肃陇东地区有着丰富的农作物秸秆，但大部分做为生活燃料或被随意弃置在田间地头，或被直接焚烧，不仅造成了资源的极大浪费，还引起一系列环境问题。我们于2012年进行了陇东地区旱地土壤全膜覆盖条件下秸秆还田试验，以探讨最佳的秸秆还田模式，为提高农业综合效益和持续生产能力提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 供试材料

指示玉米品种为先玉335，秸秆为上季玉米收获后产生。

1.2 试验方法

试验于2012年4—11月在甘肃省平凉市农业科学研究所高平试验场进行，当地年均降水量540 mm，年平均气温8℃。试验共设5个处理，处理A（CK）为无秸秆还田。处理B为垄沟内秸秆翻耕还田。起垄后在垄沟内将玉米秸秆翻耕20 cm，然后覆膜。处理C为垄沟内秸秆翻耕还田后覆土10 cm。起垄后在垄沟内将玉米秸秆翻耕20 cm后覆土，然后覆膜。处理D为垄上秸秆翻耕还田。起垄后在垄上将玉米秸秆翻耕20 cm，然后覆膜。处理E为垄上秸秆翻耕后覆土10 cm。起垄后在垄上将玉米秸秆翻耕20 cm后覆土，然后覆膜。随机区组排列，3次重复，小区面积35.2m2（4.4m×8.0m）。试验采用全膜双垄沟播栽培，播前结合整地施N 150 kg/hm2、P2O5120 kg/hm2。3月中旬起垄覆膜，大垄底宽70 cm，小垄底宽40 cm。玉米秸秆铡成3 cm左右的短节，用量3 750 kg/hm2。玉米于4月上旬播种，株距30 cm，每小区种4行，保苗84 000株/hm2，其他管理同当地大田。生育期观察记载主要物候期，成熟后每小区取样10株，风干15～20 d后考种，测定株高、穗粗、穗长、穗粒数、百粒重等。各小区单收计产。玉米收获后用土钻在各小区取0～20、20～40、40～60、60～80、80～100、100～120、120～140、140～160、160～180、180～200 cm土层土样，用烘干法测定土壤含水量。

1.3 计算方法

2 结果与分析

2.1 经济性状

图1 不同处理对土壤含水量的影响

从表1可以看出，供试秸秆还田方式均能改善玉米主要经济性状，其中株高以处理B最高，为246 cm，较CK增加8 cm；其次为处理C，较CK增加5 cm。穗粗以处理D最粗，为5.7 cm，较CK增加0.5 cm；其次为处理C，较CK增加0.3 cm。穗长以处理E最长，为21.3 cm，较CK增加2.2 cm；其次为处理C，较CK增加2.0 cm。穗粒数以处理E最多，为697粒，较CK增加68粒；其次为处理D，较CK增加43粒。百粒重以处理B、处理E最高，均为38.6 g，较CK增加3.1 g。

表1 不同秸秆还田模式对玉米经济性状的影响

2.2 产量

从表2可以看出，不同秸秆还田模式对玉米产量均有显著的影响，较对照增产12.67%～25.69%。其中以处理B折合产量最高，为8 034.09 kg/hm2，较CK增产1 642.04 kg/hm2，增产率25.69%。其次为处理C，为7 767.05 kg/hm2，较CK增产1 375.00 kg/hm2，增产率21.51%。对产量进行方差分析的结果表明，处理B与处理C之间差异不显著，与其余处理之间差异极显著；处理C与处理D、处理E之间差异显著，与CK差异极显著；处理D、处理E之间差异不显著，均与CK之间差异极显著。

表2 不同秸秆还田模式对玉米产量的影响

2.3 土壤含水量

由图1-a可以看出，各处理不同土层土壤含水量总体表现为随土层深度的增加而增大的趋势，由0～20 cm土层的20.8%～21.9%增加到了180～200 cm土层的21.6%～24.7%。将土壤表层（0～20 cm）、中上层（20～60 cm）、中下层（60-100 cm）、下层（100～200 cm）的含水量进行分析（图1-b）可以看出，除处理B外，其余处理的表层土壤含水量均高于CK，随土层深度增加，中上层（20～60 cm）、中下层（60～100 cm)、下层（100～200 cm）各处理土壤含水量在均高于CK，说明秸秆还田覆膜均能提高土壤蓄水能力，增加土壤含水量。

3 小结

1）试验结果表明，秸秆还田覆膜均能显著增加作物产量，以垄沟内翻耕方式效果最好。折合产量可达8 034.09 kg/hm2，较无秸秆还田处理增产1 642.04 kg/hm2，增产率25.69%。其次为垄沟内秸秆翻耕还田后覆土10 cm，折合产量7 767.05 kg/hm2，较无秸秆还田处理增产1 375.00 kg/hm2，增产率21.51%。

2）秸秆还田覆膜不同土层土壤含水量总体表现为随土层深度的增加而增大的趋势，均能提高土壤蓄水能力，增加土壤含水量。除垄沟内秸秆翻耕还田外，其余处理表层土壤含水量均高于无秸秆还田处理。随土层深度增加，中上层（20～60 cm）、中下层（60～100 cm)、下层（100～200 cm）各处理土壤含水量在均高于无秸秆还田处理。

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