玉米收割机机械化作业对后茬小麦生长的影响

王瑛，郭梅燕，郭书磊，肖林云，刘海礁*

(1.河南省农业科学院 农业经济与信息研究所，河南 郑州 450000；2.项城市农业科学研究所，河南 项城 466200；3.河南省农业科学院 粮食作物研究所，河南 郑州 450000；4.博爱县植物保护植物检疫工作站，河南 博爱 454450)

农作物全程机械化生产是农业现代化的必然发展趋势，农作物全程机械化不仅可以提高农业生产效率，而且可以提升农业产业的市场竞争力、提高农产品的技术含量、增加农民收入[1]。2017年河南省推进主要农作物生产全程机械化进程，各地(市)大力开展深松整地、保护性耕作、精量播种、秸秆还田等关键环节机械化示范推广工作。玉米收割机可一次性完成玉米收割、剥皮、摘穗、脱粒、秸秆还田等作业流程，不仅减少人力，还可以规范化生产，同时解决了秸秆焚烧污染环境的问题。玉米收割机是示范推广的重要的农作物机械之一，2014年已经在焦作市部分示范区进行了应用，推广过程中有农民反映玉米收割机机械化作业后小麦产量降低、病虫害加重，质疑玉米收割机机械化作业对后茬作物小麦的生长发育和产量会产生不良影响。关于这个问题前人虽有研究报道[2-5]，但随着作业机械的不断改进，不断全程化，对这一问题研究还需要进一步深化。带着农民的质疑，我们在焦作市博爱县生产示范区通过大田3年对比试验，分析了玉米收割机机械化作业对后茬作物小麦的生长发育和产量以及小麦病虫害发生情况的影响，旨在为玉米全程机械化推广应用提供数据参考和理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料

试验在博爱县孝敬镇原庄进行，为常年小麦玉米轮作田，2014年前采用的是人工收割玉米，玉米秸秆运出田外，机械旋耕后播种小麦。2015年开始进行玉米全程机械化作业。2015年试验前检测该示范田土壤为砂壤土，pH 6.8，有机质9.96 g·kg-1，全氮1.34 g·kg-1，有效磷9.1 mg·kg-1，速效钾61.8 mg·kg-1。该试验田灌溉方便，管理精细，玉米和小麦病虫害发生轻，玉米产量在9 000 kg·hm-2左右，小麦产量在8 250 kg·hm-2左右。

1.2 处理设计

试验面积约为1 hm2，其中0.75 hm2示范田采用玉米联合收割机与拖拉机配套一体化作业；0.25 hm2采用常规作业，作为对照(CK)，玉米收获后，玉米秸秆移出田块，用拖拉机旋耕后播种小麦。参试小麦品种为郑麦336，用16行小麦播种机播种，小麦播种量为150 kg·hm-2。小麦生长期肥水和田间管理，示范区和对照区保持一致。

1.3 调查项目与方法

1.3.1 小麦生长情况调查

小麦播种14 d后调查出苗数，五点取样，每块田固定5点，每点单行1 m。小麦分蘖后期调查单株分蘖数，五点取样，每点单行1 m。小麦抽穗后，调查小麦单株成穗数，五点取样，每点单行1 m。小麦成熟后调查小麦的株高和千粒重，五点取样，每点20株，从茎基部测量株高，并带回室内考种，测千粒重，计算小麦理论产量；随后机械收割统计小麦实际产量。

1.3.2 小麦病虫害调查

冬小麦越冬前和返青后各调查1次地下害虫，采用棋盘式10点取样，每点0.5 m2，挖土深度30 cm，记载蛴螬、蝼蛄、金针虫等地下害虫数量。小麦抽穗期调查蚜虫和红蜘蛛等害虫为害情况，采用棋盘式10点取样，每点20株。小麦乳熟期调查纹枯病、赤霉病、根腐病等发病情况，采用棋盘式10点取样，每点20株。

1.4 数据统计分析

数据用EXCEL 2007和DPS 9.50统计软件进行统计分析。

2 结果与分析

2.1 对后茬小麦生长的影响

2016年调查结果显示，玉米收割机机械化作业后，小麦出苗数为262.40万·hm-2，单株分蘖数6.3个，单株成穗数2.8个，株高77.3 cm，千粒重为32.3 g，理论产量为7 253.3 kg·hm-2，实际产量为7 047.2 kg·hm-2(表1)。与对照区相比，示范区小麦出苗率低，单株分蘖数高，单株成穗数高，株高低，千粒重低，理论产量和实际产量低。经差异显著性分析，示范区小麦出苗率、理论产量和实际产量显著(P<0.05)低于对照区，而单株分蘖数、单株成穗数、株高、千粒重等小麦农艺学性状和对照区没有显著差异。

表1 玉米收割机机械化作业对后茬小麦生长的影响

2017年调查结果显示，玉米收割机机械化作业后，小麦出苗数为274.14万·hm-2，单株分蘖数为5.7个，单株成穗数为3.0个，株高78.0 cm，千粒重34.8 g，理论产量为8 476.4 kg·hm-2，实际产量为7 098.4 kg·hm-2。与对照区相比，示范区小麦出苗率低，单株分蘖数高，单株成穗数低，株高低，千粒重高，理论产量和实际产量低。经差异显著性分析，示范区小麦出苗率、分蘖数、株高、千粒重等小麦农艺学性状和对照区没有显著差异，实际产量与对照区也无显著差异；但单株成穗数、理论产量显著低于对照区。

2018年调查结果显示，玉米收割机机械化作业后，小麦出苗数为289.70万·hm-2，单株分蘖数为6.2个，单株成穗数为3.1个，株高78.1 cm，千粒重为35.9 g，理论产量为9 737.3 kg·hm-2，实际产量为8 398.4 kg·hm-2。与对照区相比，示范区小麦出苗率低，单株分蘖数高，单株成穗数高，株高低，千粒重高，理论产量和实际产量高。经差异显著性分析，示范区小麦出苗率、单株分蘖数、株高、千粒重等小麦农艺学性状和对照区没有显著差异，理论产量和实际产量均与对照区无显著差异。

2.2 对后茬小麦病虫害的影响

2.2.1 地下害虫

表2表明，玉米收割机机械化作业后第一年(2016年)，后茬小麦生长期间示范区地下害虫(蛴螬、蝼蛄、金针虫)虫口密度高于对照区，但无显著差异(P<0.05)。第二年(2017年)，示范区地下害虫虫口密度高于对照区，经统计分析，蝼蛄、蛴螬二者无显著差异，金针虫示范区虫口密度显著高于对照区。第三年(2018年)，后茬小麦生长期间示范区地下害虫蛴螬、蝼蛄、金针虫虫口密度高于对照区，经统计分析，金针虫、蛴螬虫口密度的差异均达显著水平。

表2 玉米收割机机械化作业对后茬小麦地下害虫的影响

2.2.2 地上害虫

表3表明，玉米收割机机械化作业后第一年(2016年)，后茬小麦生长期间示范区地上害虫蚜虫、红蜘蛛虫口密度低于对照区，但差异不显著。第二年(2017年)，后茬小麦生长期间示范区地上害虫蚜虫、红蜘蛛虫口密度高于对照区，但差异不显著。第三年(2018年)，后茬小麦生长期间示范区红蜘蛛虫口密度高于对照区，蚜虫虫口密度低于对照区，但差异也均不显著。

表3 玉米收割机机械化作业对后茬小麦地上害虫的影响

2.2.3 小麦病害

表4表明，玉米收割机机械化作业后第一年(2016年)，后茬小麦生长期间示范区根腐病和纹枯病发病率高于对照区，赤霉病发病率低于对照区，但均未达到显著水平(P<0.05)。第二年(2017年)，后茬小麦生长期间示范区3种病害发病率均高于对照区，且小麦纹枯病的差异达到显著水平。第三年(2018年)，后茬小麦生长期间示范区根腐病和纹枯病发病率高于对照区，赤霉病发病率低于对照区，且小麦纹枯病示范区发病率显著高于对照区。

表4 玉米收割机机械化作业对后茬小麦病害的影响

3 小结与讨论

通过3年的对比试验，结果表明，玉米收割机机械化作业后第一年，示范区的小麦出苗率以及产量显著低于对照区，小麦的单株分蘖数、单株成穗数、株高、千粒重均略低于对照区，但无显著差异；小麦病虫害发生情况与对照区无显著差异。分析原因，玉米收割机直接将玉米秸秆粉碎还田旋耕播种，未粉碎的玉米秸秆可以阻碍小麦出苗，另外秸秆粉碎翻压时容易破坏土壤毛细管，下层水分上升受阻，土壤水分不足，播种过浅也是影响小麦出苗的原因[6]；同时，秸秆腐烂分解时与作物争肥水，影响了小麦的生长和产量[7]。机械化作业后第二年，小麦出苗率虽低于对照区，但无显著差异；小麦单株分蘖数、单株成穗数和产量与对照区相当；示范区地下害虫金针虫数量显著高于对照区，小麦纹枯病发病率显著高于对照区。分析原因可能是秸秆还田后可以为病虫害提供有利的环境，蝼蛄、蛴螬、金针虫等地下害虫和病原菌可在未腐熟的秸秆中取食、繁殖和越冬，从而导致地下害虫虫口密度增加，一定程度上加剧了病原菌的危害[8-9]。机械作业后的第三年，示范区小麦单株分蘖数、单株成穗数、产量等高于对照区；根据前人研究可知，随着秸秆的腐烂，改善了土壤理化性状，增加土壤有机质和养分含量[10-12]，提高了土壤肥力，有利于小麦等后茬作物的生长发育，增加小麦有效穗数和千粒重，提高小麦的产量[13-15]；但地下害虫蛴螬、金针虫虫口密度以及纹枯病发病率显著高于对照区，需进行相应的病虫害防治。

总之，玉米收割机机械化作业后，短期内秸秆腐解程度小，对小麦的出苗和生长发育有一定的不良影响。建议小麦播种前可以适当镇压土壤，小麦播种时可以适当增加播种量和播种深度，小麦出苗后需要加强肥水管理，使秸秆尽快腐熟，对小麦病虫害管理要做出相应的调整，重视地下害虫和根茎类病害的防治。随着秸秆的腐熟，有机质的增加，土壤理化性状的改变，小麦产量将提高。玉米机械化作业后土壤理化性状会随时间变化而不断变化，会不断有新问题出现，因此，玉米机械化作业后对小麦的影响还需要继续观察研究，从而不断调整小麦生产管理模式。