丘陵区不同秸秆还田方式对小麦后期生长发育及产量的影响

曹可疑 曾荣耀

摘 要 为探索适合丘陵区的秸秆还田方式，研究不同土层厚度（40 cm、70 cm、100 cm）下秸秆整株还田、粉碎还田对小麦后期生长发育的影响。结果表明：秸秆还田延缓了后期干物质的下降速度，延缓了叶绿素的衰减，且以秸秆整株还田的效果最好；秸秆还田后株高降低，千粒质量显著提高，增产显著，增幅为1%～49%，以70 cm土层下秸秆整株还田效果最明显；秸秆还田能弥补土层变薄导致产量的负效应。

关键词 小麦；秸秆还田；产量

中图分类号：S512 文献标志码：B DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2016.21.002

四川丘陵区是四川主要的小麦生产基地，该区属中亚热带湿润气候区，年降水量800～1 100 mm，且由于成土母质多为易于风化的紫色泥岩，土层浅薄，土壤蓄水能力差，麦季降水仅200 mm左右[1]。致使冬干、春旱频率较大，限制了本地区小麦产量的提高。因此，如何结合丘陵区土层浅薄，肥水条件差的具体情况来提高小麦产量已是该区农业发展面临的一大难题。秸秆还田具有培肥地力、保水保墒、减少燃烧造成大气污染保护环境等多种效果[2]。针对丘陵区旱地雨养农业的实际情况，本文拟研究不同土层下不同秸秆还田方式对小麦后期叶片生长、干物质积累、产量及产量构成的影响，以期能为该区小麦生产提供技术依据。

1 材料与方法

1.1 试验设计

试验于2011年11月-2012年5月在荣县试验场进行。供试品种为川麦42，本试验采用二因素裂区设计，主处理为土层厚度，分别设40 cm（A1）、70 cm（A2）、100 cm（A3）3个土层；副处理为秸秆还田方式，B0（CK）：不还田。B1：玉米秸秆就地覆盖。B2：玉米秸秆粉碎就地覆盖。试验共9个处理，重复3次，小区面积10 m2。各小区行窝距均为0.2 m×0.2 m，667 m2用过磷酸钙30 kg，尿素（46%）10 kg，人畜粪水3 400 kg，肥料均作底肥一次性施用。其他栽培措施均按大田生产进行。

1.2 调查测定项目与方法

1.2.1 叶绿素含量的测定

分别在孕穗期、开花期、灌浆前期（开花后10 d）、灌浆中期（开花后20 d）、成熟期（于收获前1 d采样）用SPAD-502型叶绿素测定仪分别测量各处理小麦旗叶相对叶绿素含量。具体测定方法为每小区随机选取20株，叶绿素含量用SPAD值表示。

1.2.2 干物质测定

于孕穗期、开花期、灌浆前期（开花后10 d）、灌浆中期（开花后20 d）、收获期（于收获前1 d）取样。每小区采样3窝，分叶、茎鞘、穗三部分装入牛皮纸袋，于105 ℃杀青1 h，75 ℃烘干至恒质量，称干质量。

1.2.3 农艺性状测定

收获前调查有效穗，每小区取3窝室内考种，调查株高、穗长、穗粒数、穗粒质量、千粒质量，计算理论产量。

1.3 数据处理

采用Excel对数据进行整理，采用DPS 7.01对数据进行统计分析。

2 结果与分析

2.1 不同秸秆还田方式对小麦叶绿素变化的影响

从图1看出，抽穗期3种土层厚度下的叶绿素含量差异较小，随着灌浆的进行叶绿素含量呈下降趋势，随土层变薄，叶绿素含量衰减加快，如A1处理下灌浆中期的叶绿素含量仅为抽穗期的20.3%，而A2、A3处理下的叶绿素含量分别为抽穗时的36.0%和60.5%。3种土层厚度下，秸秆还田均延缓了叶绿素含量的下降，如在灌浆中期B0的相对叶绿素含量下降幅度为孕穗期的66.1%，而B1、B2的相对叶绿素含量下降幅度分别为孕穗期的56.5%和61.9%。最终B1较B0高出30.1%，B2比B0高出17.3%。

2.2 不同秸秆还田方式对小麦株高的影响

从表1可以看出，随着土层厚度的增加植株高度也逐渐增加，其中A3与A1之间的差异达显著水平，以A3处理下小麦植株最高，说明土层厚度能显著影响小麦的植株高度。在3种土层厚度下，秸秆还田抑制了小麦的株高增加。其中处理与对照B0的差异都达到了显著水平，B2与B0之间的差异达到了极显著水平，以秸秆粉碎还田的小麦植株高度最低。

2.3 不同秸秆还田方式对干物质变化的影响

2.3.1 不同秸秆还田方式下小麦叶片干物质动态

由图2可以看出，在3种土层下小麦叶片干物质下降的时间有差异，其中A3迟于A1和A2，A1、A2、A3土层下成熟时叶片干物重分别占其最大干物重的67.3%、65%、42%，随着土层厚度的增加比例逐渐降低，说明土层越厚越有利于干物质的转移。

3个土层下B0、B1、B2在抽穗期的叶片干物质重量差异较大，除A1、B2外，其他各处理均是先上升后缓慢下降的过程。从开花期到成熟期B0、B1、B2叶片干物质下降量占开花期的比例分别是50.2%、36.7%和37.2%。在3个土层厚度条件下小麦叶片干物质的变化都表明B1与B2和B0相比能有效延迟小麦叶片干物重的下降，延长叶片的功能期，其中B1比B2更能有效缓解叶片的衰老。

2.3.2 对茎秆干物质的影响

由图3可以看出，随着时间的推移茎鞘干物重均先增加后减少。土层越厚最大干物重越大。A1、A2、A3的最大干物重为15.47g 、16.78 g、20.96g说明随着土层厚度的增加越有利于干物质的积累。

在3个土层条件下，B1、B2与B0相比均延迟了小麦茎秆干物质的下降，而B1干物质开始减少是在灌浆前期，最终干物质量占最大干物质量的44%；B2是在开花期，最终干物质量占最大干物质量的60%。说明B1与B2相比B0条件下更能促进小麦后期的稳健生长，植株各器官的功能期得到延长积累干物质时间和总量得到增加，且B1比B2更有利于物质的转移。

2.3.3 对穗干物质的影响

由图4可以看出各土层间最终干物质质量是A1小于A2小于A3。随着土层厚度的增加小麦灌浆速率也逐渐加大，到灌浆后期A1、A2、A3的干物质积累速率量为0.471 g/d、0.52 g/d、0.67 g/d。在较薄的A1土层下灌浆前期小麦灌浆速率仅0.26 g/d。在A1在花后小麦穗部干物质质量增长缓慢，其干物质日均积累量仅A2 的71.7% A3的65.3%。

综合3个土层来看，在各个土层内B1和B2的小麦穗最大，最终干物质量高于对照。成熟期的穗部干物重与抽穗期相比，B1、B2分别是B0的9.47和11倍。说明秸秆还田与对照相比能促进穗部干物重的增加。

2.4 不同处理方式对小麦产量及产量因子的影响

2.4.1 不同秸秆还田方式对产量的影响

由表2可以看出，随着土层厚度的增加小麦产量也显著增加。A3极显著地高于A2、A1，A2、A3较A1分别增产16.2%、50.5%。说明土层越厚越有利于小麦产量的提高。

综合3个土层因素，秸秆还田均比对照增产，且B1与B0之间的产量差异达到了显著水平，较B0增产19.2%，B2比B0增产9.9%。说明秸秆整株还田能显著提高小麦的产量，且秸秆整株还田的效果优于秸秆粉碎还田。同时，秸秆还田能有效弥补土层变薄对产量带来的负效应，如A1B1和A1B2中小麦产量都高于A1B0和A2B0，且与A2B0比其增产率分别为9% 和10%。

2.4.2 不同秸秆还田方式对有效穗的影响

从表3可以看出，各土层对有效穗的影响不显著。综合3个土层的情况，秸秆覆盖下的有效穗极显著高于对照，其中B1比B0增加有效穗28.5%，B2比B0增加有效穗25.8%。

同时，土层与秸秆覆盖对有效穗的互作效应显著，在各个土层内处理与对照的差异也达到了显著的水平。其中在A1B1、A1B2和A1B0之间达到了极显著的水平。A2B1与A2B0相比达到了极显著水平。

2.4.3 不同秸秆还田方式对穗粒数影响

穗粒数是决定小麦穗粒质量的两个因素之一。从表4中可以看出，土层厚度对穗粒数的影响不显著，但随着土层的增厚穗粒数有递增的趋势。秸秆还田的穗粒数均低于对照。在A处理下就平均值而言B1低于B0且达到了显著水平。说明秸秆还田不利于小麦穗粒数的增加。

2.4.4 不同秸秆还田方式对千粒质量的影响

从表5可以看出，各个土层间千粒质量差异极显著，A2较A1增加了13.5%，A3较A1增加了32.8%。说明土层越厚越有利于小麦千粒质量的增加。

综合3个土层考虑B1、B2千粒质量均高于B0，增加幅度达到了8.1%和7.6%。说明秸秆还田有利于千粒质量的增加，其中B1的效果要好于B2。在A1B1、A1B2的穗粒质量均高于A1B0，说明秸秆还田能有效缓解土层变薄带来的负效应。保证小麦千粒质量的提高。

3 结论与讨论

叶片是合成干物质的主要场所，秸秆还田可延缓叶绿素的衰减[3]。研究结果表明，在开花后同一天，秸秆还田后干物质积累增加，干物质输出快，且叶绿素含量增加，秸秆整株还田下衰减更缓慢，可能是因为整株还田比粉碎还田更有利于提高土壤含水率[4]，有利于小麦地上部分和地下部分的发育，延缓植株衰老，延长小麦各器官的功能期，更有利于积累更多的光合产物，利于其产量的提高。

前人研究表明，在秸秆还田条件下有利于小麦有效穗的增加，且与秸秆粉碎还田相比，秸秆整株还田条件下小麦千粒质量和穗粒数更高[5]。本实验研究结果表明，秸秆还田能显著提高小麦产量，主要在于有效穗和千粒质量的提高，这与另一前人研究结果相吻合[6]。但秸秆还田抑制了小麦的穗粒数和株高的增长。这可能与本研究仅试验一季有一定的关系，其深层次原因有待于进一步研究。

参考文献

[1]李守谦.地膜小麦栽培技术[M].北京：科学出版社，1997：22.

[2]张西群.玉米秸秆整株还田对土壤水肥及冬小麦生长发育的影响[J].河北农业科学，2001，6（5）：50-55.

[3]宋纯鹏.植物衰老生物学[M].北京：北京大学出版社，1998：2l-23.

[4]赵聚宝，梅旭荣，薛军红，等.秸秆覆盖对旱地作物水分利用效率的影响[J].中国农业科学，1996，（2）：59-66.

[5]罗义银.小麦秸秆覆盖对玉米产量及土壤理化性质的影响[J].耕作与栽培，2002，7（6）：26.

[6]范仲学.覆盖对土壤物理性状与小麦产量的影响[J].小麦研究，2003，24（3）：18-20.

（责任编辑：赵中正）