成都平原不同秸秆还田量对土壤水分及机播油菜生长的影响

陈红琳，陈尚洪，王昌桃，郑开林，蒋梁材，刘定辉*

(1．四川省农业科学院 土壤肥料研究所，四川 成都 610066;2．四川省邛崃市牟礼镇植保站，四川 邛崃 611536;3．四川省农业科学院 作物研究所，四川 成都 610066)

中国农作物秸秆总量巨大，秸秆的有效利用问题已引起世界各国的普遍关注［1-2］，秸秆还田对作物产量、蓄水保墒、增加根系分泌物中草酸含量等，还能提高作物根系活性、作物水分利用率和产量［3-10］。不同秸秆还田量对土壤肥力、微生物及作物产量的影响不同，但这些研究主要集中在玉米、小麦、水稻几种大田作物［2-3，11-13］，秸秆还田尤其是秸秆还田量对机播油菜生长及土壤含水率动态变化方面的影响研究还鲜见报道。成都平原地处长江上游岷江流域，位于四川盆地西部，是四川油菜主产区之一，传统的油菜育苗移栽正逐步被机械化播种所替代。本研究综合考察不同水稻秸秆还田量对机播油菜生长、产量及耕层土壤含水率的影响，以探索适合当地生态条件的秸秆还田量，以期为成都平原油菜机械化生产过程中秸秆还田技术提供理论依据。

1 材料与方法

1．1 试验设计

试验于2011—2012年在四川省邛崃市牟礼镇乌木村进行，前茬作物为水稻。土壤类型为水稻土，土壤肥力均匀，有机质含量 32．78 g/kg、pH 值 7．14、碱解氮 137．07 g/kg、有效磷 14．19 mg/kg、速效钾62．05 mg/kg，供试品种为四川油菜生产主推品种“川油36”，由四川省农业科学院作物研究所选育并提供。试验共设3个秸秆还田水平，CK:稻草秸秆不覆盖还田;T1:稻草覆盖量3 750 kg/hm2(前季稻草半量还田);T2:稻草覆盖量7 500 kg/hm2(前季稻草全量还田);水稻秸秆被人工粉碎成5 cm左右的小段后人工均匀覆盖还田。每处理3次重复，小区随机排列，面积40 m2。油菜于2011年10月6日采用集旋耕、播种、覆土为一体的金阳精量直播机对土壤浅旋耕后机直播，每667 m2播种量167 g。三叶期时一次性穴施肥料，其中纯 N 180．00 kg/hm2、P2O590．00 kg/hm2、K2O 75．00 kg/hm2、硼肥15．00 kg/hm2，氮、磷、钾肥分别为尿素、过磷酸钙和氯化钾，其它管理措施同大田。

1．2 测定指标与方法

1．2．1 出苗质量 播种后15 d，每处理随机选5个点，调查1 m2油菜苗数，用样点苗数的变异系数表示田间油菜苗分布均匀度，根据播种量和千粒质量计算出苗率［14］。

1．2．2 土壤水分 在油菜全生育期，每隔15 d，各小区选取5个定点采用SWR-Ⅱ型便携式水分测定仪测定0～20 cm土壤含水率。

1．2．3 成熟期性状及产量 成熟期每小区取长势均匀一致的植株5株进行室内考种，各小区适时收获，采用水分测定仪测定油菜籽粒水分含量，调查小区实收产量。

1．2．4 含油量 采用FOSS公司的5000型近红外谷物分析仪测定油菜籽含油量。

2 结果与分析

2．1 秸秆还田量对土壤含水率的影响

油菜全生育期0～20 cm耕层土壤含水率结果分析表明，半量、全量秸秆还田对提高耕层土壤含水率有一定作用，秸秆还田后水分特征曲线高于对照，不同还田数量条件下土壤含水率随土层深度加大而响应程度降低(图1)。油菜全生育期内，0～10 cm土层，半量还田后土壤含水率较对照增加0．70%～2．91%，平均增幅5．45%;全量还田后土壤含水率较对照增加0．90%～4．15%，平均增幅9．19%(图1a)。10～20 cm土层，半量还田后土壤含水率较对照增加0．20%～1．83%，平均增幅2．30%;全量还田后土壤含水率增加0．13%～3．04%，平均增幅5．81%(图1b)。说明秸秆还田可减少土壤水分蒸发，提高0～20 cm耕层含水率，提高土壤蓄水保墒能力，且随还田量的增加秸秆保水效果更为明显，有利于作物生长［15］。

图1 秸秆还田量对0～20 cm土层含水率动态变化的影响Fig．1 Effect of different straw returning amount onmoisture content changeswith time of 0－20 cm soil layer

2．2 秸秆还田量对机播油菜出苗质量的影响

与对照相比，秸秆还田后，机播油菜的出苗率及出苗均匀度均降低，且随秸秆还田量的增加而逐渐降低(表1)。秸秆不还田条件下，机播油菜出苗率为41．28%，秸秆半量还田条件下，出苗数和出苗率分别较对照降低9．36%和12．89%，但处理间差异不显著;秸秆全量还田后，出苗率分别较对照和半量还田显著降低28．51%和21．13%。结果表明秸秆还田对机播油菜出苗质量有一定抑制作用。

表1 秸秆还田量对机播油菜出苗质量的影响Tab．1 Effect of different straw returning amount on seed ling emergence quality ofmechanized sow ing rapeseed

2．3 秸秆还田量对机播油菜基本性状的影响

秸秆还田后，植株各基本性状指标均有不同程度增加，有效分枝总数增幅均最大，且处理间差异显著;千粒质量增幅均最小，各处理间结角密度、千粒质量差异均不显著(表2)。半量还田条件下，与对照相比，有效分枝总数增加15．81%，千粒质量增加0．52%;当秸秆还田量继续增加时，植株株高降低2．62%，其余各性状指标均逐渐增加，有效分枝总数分别较对照和半量还田显著增加19．45%和9．12%，有效角果总数分别较对照和半量还田显著增加36．74%和18．08%。由此说明，秸秆还田能显著促进油菜基本性状表现，促进了植株有效分枝及角果的发育。

表2 秸秆还田数量对油菜基本性状的影响Tab．2 Effect of different straw returning amount on agronom ic characters of rapeseed

2．4 秸秆还田量对机播油菜产量和产油量的影响

从产量来看，秸秆还田后有利于机播油菜产量的提高(图2)。半量和全量还田条件下油菜产量分别较对照提高10．70%和6．13%。油菜籽含油率随秸秆还田量的增加而增加，但半量还田条件下，油菜籽产油量最高，分别较对照和全量还田增加13．92%和1．12%。

3 结论与讨论

3．1 秸秆还田量与土壤水分

秸秆还田可以有效地增加农田土壤水分含量，主要影响0～40 cm土层剖面水分含量，40～80 cm图层土壤水分含量基本保持稳定［5］。本试验研究了秸秆还田量对表层0～20 cm土壤含水率的影响，结果表明，油菜全生育期内，秸秆半量还田后，0～10 cm土层土壤含水率较对照增加0．70%～2．91%，10～20 cm土层土壤含水率较对照增加 0．20%～1．83%;秸秆全量还田后，0～10 cm 土层土壤含水率较对照增加 0．90%～4．15%，10～20 cm土层土壤含水率较对照增加0．13%～3．04%。本试验条件下，秸秆还田能提高耕层土壤含水率，与前人研究结果一致。

图2 不同处理间油菜产量及产油量Fig．2 Rapeseed yield and oil production of different treatments

3．2 秸秆还田量与机播油菜出苗质量

秸秆还田无论是秸秆覆盖还田或是翻压还田，都要考虑秸秆还田的数量。Garcia等［16］通过研究作物秸秆覆盖量和覆盖度对油菜出苗、产量及其结构的影响得出，秸秆覆盖量与出苗速度负相关，覆盖量小，出苗快。本试验条件下，秸秆还田对机播油菜出苗质量有一定抑制作用，秸秆还田后，机播油菜的出苗率及出苗均匀度均降低，且随秸秆还田量的增加而逐渐降低，这与苏伟等［17］及李少昆等［18］的研究结果类似。李波等［19］、李少昆等［18］研究结果表明，秸秆还田条件下影响小麦出苗的因素包括土壤水分分布不均或不足、秸秆阻碍，本研究仅研究了秸秆还田量对油菜出苗率的影响，有关不同秸秆还田量条件下影响油菜出苗质量的因素还有待进一步研究。

3．3 秸秆还田量对机播油菜基本性状的影响

秸秆还田能改善作物的长势、促进作物的生长发育［2］。本试验结果表明，秸秆还田后，油菜植株各基本性状指标均有不同程度增加，有效分枝总数和有效角果总数显著增加。油菜单株角果数是油菜产量构成的重要基础，本试验条件下，秸秆还田促进了油菜植株有效分枝及角果的发育，为机播油菜产量的提高提供了保障。

3．4 秸秆还田量对机播油菜产量及产油量的影响

陈富强等［2］通过不同剂量秸秆还田的保墒效果及对玉米产量的影响研究结果表明，800 kg/hm2秸秆还田条件下，土壤保墒效果最好、玉米产量最高;张静等［3］通过研究不同玉米秸秆还田量对接茬麦田土壤碳、氮肥力及冬小麦产量的影响结果表明，秸秆9 000 kg/hm2还田条件下，土壤固持碳、氮效果最好，冬小麦增产最多为7．47%。乔玉强等［20］研究表明，秸秆还田对小麦产量影响不显著，但小麦籽粒品质均较秸秆不还田处理高，袁玲等［21］通过长期定位试验研究得出，秸秆还田能显著提高水稻产量和稻米中铁、锌含量。秸秆还田有利于提高油菜产量［10，17］，但目前就秸秆还田量对油菜品质的影响研究还未见报道。本试验条件下，秸秆半量和全量还田条件下，油菜产量分别较秸秆不还田增产10．70%和6．13%;秸秆半量还田条件下，油菜籽产油量分别较秸秆不还田和全量还田增加13．92%和1．12%。油菜籽含油率是油菜品种的一个重要质量性状，油菜品种含油率高低的相对遗传力较强，但含油率又是一个变化相对较大的性状，同一品种在不同栽培条件下的含油率又表现出一定差异［22］。本试验仅研究得出秸秆还田能提高油菜籽含油率，而有关秸秆还田及还田量对油菜含油率的影响机制还有待进一步多年多点试验研究。

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