小麦秸秆还田方式对四川主推水稻品种产量的影响

马鹏+陶诗顺+黄晶+余康宁+吴霞+钟昀

摘要：通过大田试验研究了小麦秸秆不同的还田方式对四川主推水稻产量的影响，结果表明，在不同的小麦秸秆还田方式下水稻的穗部经济形状及产量表现从大到小的依次为：水翻埋>旱翻埋>田面覆盖>对照组。对供试的F优498、德香4103、D优17、花香7号这4种水稻在水翻埋、对照、田面覆盖和旱翻埋4种处理下进行分析得知，F优498在水翻埋处理下的产量高于其他3种处理，德香4103在旱翻埋处理下的产量高于其他3种处理，试验旨在为水稻直播技术、节水灌溉及作物秸秆的有效利用提供技术指导和理论依据。

关键词：杂交水稻；秸秆还田；产量；四川盆地

中图分类号：S511.04

文献标志码： A

文章编号：1002-1302（2016）04-0115-03

随着我国农业的提高，我国粮食产量也在不断地发展，秸秆的数量也随着增加。在过去农民通常会将农作物的秸秆当做烧火做饭的燃料或者是当圈肥的垫圈材料，现在人民的生活水平提高了，多数都利用煤电资源或者是燃气资源，不再利用秸秆做燃料，因此就有大量的秸秆堆积，大多数农民将田间堆积的秸秆进行焚烧或者是扔在水沟里，秸秆焚烧给环境造成了很大的污染，水沟里的秸秆随水流进入江河对水体也造成了污染，秸秆不仅是农作物的副产品，也是一种可再生的有机资源，含有丰富的碳、氮、磷及中微量元素等养分[1]。秸秆还田具有改善土壤环境、增加土壤养分及调节田间小气候等作用，因此成为现在农业生产上的有效利用秸秆的方式之一。农作物秸秆还田方式对作物产量和品质的影响已有相关的报道[2-3]。还田的农作物秸秆在微生物的作用下进行腐烂降解最终释放出氮、磷和钾等养分供给植物吸收。本研究在前人研究的基础上拓展了小麦秸秆多种还田方式对四川盆地主推水稻产量影响的研究，以期为农田养分的合理利用、减少环境污染及秸秆资源的合理利用提供技术支撑和理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

以近3年四川主推杂交水稻为材料，包括：F优498、德香4103、D优17、花香7号。

1.1.1 试验器材 PME型自动数粒仪（浙江拓扑仪器有限公司，型号：SLY-A）、脱粒机（四川红驰农机制造有限公司，型号：5T-40），种子风选仪（浙江拓扑仪器有限公司，型号：CFY-11）、电子天平（北京赛多利斯仪器系统有限公司，型号：BS2202S）、SPAD-502叶绿素快速测定仪、尼龙网袋。

1.2 试验方法

1.2.1 秸秆覆盖处理 试验设置4种小麦秸秆还田处理，主要包括：（1）小麦秸秆覆盖田面；（2）水耕翻埋小麦秸秆；（3）旱耕翻埋小麦秸秆；（4）不还田作对照（CK）。随机区组设计，每处理3次重复。秸秆用量为每小区4.0 kg（根据秸秆全量还田计算）。所用秸秆为机收后的粉碎小麦秸秆。

1.2.2 水稻种植 试验采用直播方式，播种时间在2013年5月20日。播种前将种子浸泡3 d，不催芽。试验小区面积为4 m×4 m，播种行距36 cm，水稻植株在4叶时定苗，保持每行22株，株距16 cm，并保证植株分布均匀一致，折算密度11 900株/667 m2。施用大粮仓牌水稻优化配方复混肥，其养分含量为N（19%）+P2O5（10%）+K2O（6%）。按 10.0 kg/667 m2 纯氮计算施肥量。每小区面积共施复混肥 473 g，其中4叶期施用95 g（20%），6叶期施用142 g（30%），8叶期施用236 g（50%）。SPAD值的测定采用日本产的SPAD-502叶绿素快速测定仪，从分蘖期至成熟期每10天选有代表性的植株最上且完全抽出的叶片，测定叶片的中部及其上下1/3处3点的SPAD值，取平均值，每个小区测10点，取平均值。

1.3 调查与测定项目与数据分析方法

测定不同小麦秸秆还田方式在水稻最高分蘖期及齐穗期水稻叶片的SPAD值。成熟以后，每品种取22株分别将稻穗全部剪下，置于尼龙网袋内风干至水分含量达135%左右时用脱粒机进行脱粒，测1 m2有效穗数、每穗总粒数、实粒数、结实率、千粒质量等，最终计算出各个水稻品种的产量，数据分析采用Excel 2003对相关数据进行整理，DPS 7.05软件进行统计分析。

2 结果与分析

2.1 小麦秸秆不同还田方式对水稻不同生育期SPAD值的影响

水稻叶片是水稻物质积累的主要场所，也是进行光合作用最主要的器官。氮素是叶绿素主要构成元素之一，同时氮素也是水稻生长发育过程中极为重要的元素之一，对水稻的产量和品质都有很大的影响[4]。在一定范围内，水稻叶绿素含量与水稻叶片中的氮素养分和水稻产量之间存在着密切的关系[5]。本试验采用SPAD仪测定的是水稻植株中叶绿素相对含量，SPAD叶绿素测定仪携带简便，SPAD代表植物叶片中叶绿素的相对值，数值越大说明叶绿素含量越高[6]，通过田间调查测定了水稻不同生育期的SPAD值（表1）。

由表1可知，不同的水稻品种在不同秸秆还田方式下的SPAD值不尽相同，可能是因为水稻分蘖期，微生物只是将部分小麦秸秆进行腐解产生的氮素含量低，向叶片中转移的氮素量少，而到齐穗期的时候微生物将大部分秸秆进行腐解向植株叶片中转移的氮素量多，成熟期水稻叶片中的营养物质包括氮素向籽粒中转移，在后期植株叶片中的氮素含量降低导致后期叶片的SPAD值降低。总体趋势是水稻叶片中叶绿素相对含量在前期逐渐升高，后期慢慢降低，影响水稻SPAD值的含量除了品种之间本身存在的差异外还受环境因素等的影响，如某一时期气温增高，日照强度增加，水稻处于生长旺盛阶段，水稻植株叶片中的叶绿素含量达到顶峰等。通过测定SPAD值可以初步了解水稻生长中的氮素营养动态，为水稻施肥提供科学依据。

2.2 不同小麦秸秆还田方式下水稻穗部经济形状及产量表现

在农业生产中并不是秸秆还田量越大越好，如果还田量过大可能会带来一些负面影响，如秸秆不能完全腐烂等不仅不会使作物增产，严重的还可能会导致减产，因此要进行秸秆的适量还田。本试验根据秸秆全量还田最终给每个小区施用 4.0 kg 的小麦秸秆，此试验设计4种不同的还田方式，旨在探索四川盆地主推水稻品种在小麦秸秆不同还田方式下的穗部经济形状及后期产量的表现，为作物秸秆还田及水稻直播技术提供理论依据。试验测定了不同的还田方式对水稻生长动态的影响（图1至图4）。

从图1至图4可以看出，不同水稻品种在不同的还田方式处理下有效穗和总粒数变化基本没有差异，在这4种不同的还田方式处理中水翻埋对不同水稻品种产量的影响比较大，在水翻埋处理下F优498和花香7号这2种水稻品种可达到600 kg/667 m2，旱翻埋处理和田面覆盖处理对水稻的产量相对于对照组略有增加。对水翻埋来说，随着时间的推移微生物所处的环境更加适宜，因此将小麦秸秆进行充分腐解，产生更多的氮素供给水稻植株，而旱翻埋的水分含量相对于水翻埋来说要少得多，部分秸秆没有完全被腐解，田面覆盖处理中没有将秸秆完全翻埋在田里，只是在田面漂浮，微生物将小麦秸秆腐解的程度不如水翻埋和旱翻埋这2种处理，在水稻后期植株中的叶片中的氮素向籽粒转移的量也不尽相同，最终表现出不同的产量。总之，在这4种不同的秸秆还田方式下对不同品种水稻产量的影响从大到小依次是：水翻埋>旱翻埋>田面覆盖>对照组，这些处理不仅可以有效地解决农业生产中的秸秆问题，还可以提供水稻生长所需的氮素，促进水稻增产。

2.3 不同秸秆还田方式下水稻穗部经济形状和产量差异

试验测定了4种不同的处理对同一水稻品种的穗部经济形状及产量的影响，来探索每一品种在哪种小麦秸秆还田的处理下可以获得较高的产量，通过分析得到的结果如图5至图8所示。

由图5可见，F优498 在不同的小麦秸秆处理下产量表现出一定的差异性，F优498在水翻埋处理下的产量相对于对照组高13%左右，在水稻生长过程中所需要的营养物质除了通过施肥，主要还是从土壤中摄取，土壤中的微生物量对水稻产量也有一定的影响[7]。田面覆盖和旱翻埋处理相对于对照不但没有增产，甚至F优498在田面覆盖处理下表现出减产，主要是因为田面覆盖只是在地表面而没有被微生物充分腐解，旱翻埋处理中的微生物并非处在最适宜的环境因此对小麦秸秆腐解的程度不够。旱翻埋相对于水翻埋表现出低产但在节水方面具有很大的意义。

由图6可见，不同小麦秸秆还田方式对德香4103 水稻品种产量的影响也不同，德香4103在旱翻埋处理下的产量相对于对照组增加11%左右，田面覆盖和水翻埋处理相对于对照组没有明显的增产，主要原因可能是因为品种本身的差异，水稻植株叶片对农田中微生物腐解小麦秸秆产生的氮素吸收程度不同而表现出一定的差异。

D优17水稻品种在不同小麦秸秆还田方式下生长动态的变化如图7所示，在设计的4种处理下，水翻埋、田面覆盖及旱翻埋处理相对于对照组产量没有增产趋势反而有减产的趋势，减产的趋势可能原因有2个方面：一是水稻本身的基因决定对氮素等营养元素的吸收。二是同一小区或不同小区内微生物量不一致导致对小麦秸秆腐解的程度不一样，没有完全腐解，产生少量的有害物质对水稻根部产生毒害造成水稻减产。所以在对照组中的产量略高于其他处理。

花香7号水稻在水翻埋处理下的产量相对于对照组增产4%左右，同一水稻品种的产量在不同的小麦秸秆还田方式下表现也不同，从图8可以看出，花香7号在田面覆盖和旱翻埋处理下的产量与对照组相比表现出一定的减少，其原因和不同小麦秸秆还田方式对D优17水稻品种生长动态的影响的原因相类似。

3 结论与讨论

试验通过测定不同的秸秆还田方式对不同水稻生长动态的影响和同一种水稻品种在不同的秸秆还田方式下的穗部经济形状和产量的变化这2个方面来探索四川盆地主推水稻在小麦秸秆还田方式下的效益，结果表明，不同的还田方式对不同水稻品种的产量表现从大到小的依次是：水翻埋>旱翻埋>田面覆盖>对照组，对供试的F优498、德香4103、D优17、花香7号这4种水稻品种在水翻埋、对照、田面覆盖和旱翻埋4种处理下的产量表现进行分析得知，F优498在水翻埋处理下的产量高于其他3种处理，德香4103在旱翻埋处理下的产量高于其他3种处理，D优17和花香7号相对于对照组没有增产反而有减产的趋势，主要原因可能是小麦秸秆在水泡发酵后，产生了一些有毒物质。另外，植物中C/N比值较高，使秸秆在土壤中分解缓慢，微生物和秸秆争氮导致水稻植株对氮素利用率降低最终导致产量减少[8]。总体来看农作物秸秆还田有利于土壤中有机质的积累和土壤肥力的提高[9]，本试验除了解决水稻产量问题外，还解决了农业生产中的秸秆还田问题及不合理的秸秆还田对环境和农业面源带来的污染问题，为秸秆在农业生产上的有效利用提供了理论参考。

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