秸秆还田处理模式对玉米产量影响的田间试验分析

袁翠红

摘要：为明确秸秆还田不同处理模式对玉米产量的影响，本试验于2020年山东省菏泽市东明县展开大田微区试验，以长期耕作的玉米作为试验作物，共计设置4个处理：处理1（还田深度0～1cm）、处理2（还田深度10～20cm）、处理3（还田深度20～30cm）、处理4（还田深度30～40cm），并以不采取秸秆还田的处理作为对照组。结果表明：不同秸秆还田深度下玉米产量、出籽率及百粒重均较对照组高（P<0.05），依次为处理4>处理3>处理2>处理1，且处理4产量、出籽率及百粒重显著高于其它处理组（P<0.05）;与处理1、处理2、處理3相比，处理4：玉米产量依次提高800kg/hm2、650kg/hm2、500kg/hm2，玉米出籽率依次提高了6.1%、5.6%、4.1%，玉米百粒重依次增加了2.6g、1.0g、0.6g。采取秸秆还田的各处理组中，各处理组的玉米穗粗、穗长与对照组相较并无显著性差异（P>0.05）;同时各处理组之间穗粗、穗长差异性并不显著（P>0.05）。综而认为，秸秆还田处理尤其是深翻还田处理模式能够提高玉米产量。

关键词：秸秆还田;深度;玉米;产量;田间试验

气候变暖已经成为近年来形势愈加严重的一大全球性问题，在造成全球气候变暖的多种原因中，由于农业活动而产生的温室气体则是重要的排放源。据有关农业污染源普查结果提示，我国秸秆年产量非常高，且随着农业规模化、集约化水平的提高，秸秆总量也在不断增长，但是受到秸秆资源化科技手段的滞后，却使得秸秆的综合利用率不高，甚至于超过90%的秸秆都是被焚烧、堆积与遗弃，后果是不仅会降低土壤肥力、影响到农田生态系统的失衡，而且还加剧了空气污染[1-2]。据长时间的研究显示，秸秆中含有非常丰富的磷、钾、氮以及各种微量营养元素，如实施秸秆还田处理，一方面能够解决农业废物再次资源化利用的问题，另一方面还有利于加强土壤肥力、促进农作物生长[3]。目前已经有很多关于秸秆还田的研究报道，但是我们发现，在以往的秸秆还田例如覆盖还田、留茬还田中，不仅存在着播种质量较差、影响温室气体排放和病虫害数量增加等问题，而且还会与农作物争夺氮元素[4]。从秸秆还田深度这一角度出发，本次研究通过田间试验的方法探究了秸秆不同还田深度对玉米产量的影响，以期为秸秆还田的合理采用提供一定理论依据。

1 试验材料和方法

1.1 试验区概况

本试验区位于山东省菏泽市东明县，地处鲁西南平原、黄河南岸，属温带大陆性半湿润季风气候，四季分明，降水较充沛，平均年气温为15.5℃，降水量平均674.9mm，主要土壤类型为潮土、盐土、风沙三大类。试验地土壤理化性质各项指标含量为：有机质1.69%、速效氮88.6mg/kg、有效磷62.9mg/kg、有效钾50.0mg/kg。

1.2 试验设计

试验时间自2020年5月到9月，供试农作物为玉米，供试品种为良玉99。试验共计设置4个处理：处理1（还田深度0～1cm）、处理2（还田深度10～20cm）、处理3（还田深度20～30cm）、处理4（还田深度30～40cm），并以不采取秸秆还田的处理作为对照组。

试验区10M行长，面积为43㎡，各处理均3次重复。

为确保供试土壤的均质性，划分完小区之后，各小区土壤均分成4层取出，分别是0～10cm、10～20cm、20～30cm、30～40cm，在玉米秸秆粉碎之后按照层次和土壤进行均匀混合，用量为12000kg/hm2，具体混合层次为：（1）处理1：0～10cm的土壤和秸秆相混合;（2）10～20cm土层的土壤和秸秆相混合;（3）20～30cm土层的土壤和秸秆相混合;（4）30～40cm土层的土壤与秸秆相混合;（5）不施用秸秆，原位回填，此为对照组。

各小区还田层在还入秸秆时，再加入200kg/hm2的尿素，并完成各小区土壤的层次、原位回填。氮磷钾等肥料用量依然按照常规施肥原则施用，并将其作为基肥一次性施用。次日播种玉米，各小区种植密度为6000株/hm2，每穴2粒，苗前使用药剂封闭除草，在5～6叶期一次定苗，其它同生产大田一致完成田间管理。至收获期，各小区抛去区头、区尾各1m以及小区两侧2行边行，其余收获、称重，按平均鲜穗重取10样穗带回。

1.3 分析指标

对不同秸秆还田深度下玉米产量和产量构成各因素进行测量：样穗进行风干，脱粒测得籽粒的含水量，以14%的标准含水量计算得到出籽率，通过折算得到单位面积产量，并精确到取总计500粒，称重计算百粒重，测量平均穗粗、穗长。

1.4 分析数据

使用Excle表格进行数据整理，使用SPSS25.0软件做数据的统计和分析，对测得数据表达为均数±标准差的计量值方式，数据之间的差异性用t方法进行检验，P<0.05为差异存在统计学意义。

2 结果与分析

2.1 不同处理玉米产量分析

不同秸秆还田深度下玉米产量变化如下表1所示。由表1中数据可知，采取秸秆还田的各处理组玉米产量均较对照组高（P<0.05），依次为处理4>处理3>处理2>处理1，且处理4产量显著高于其它处理组（P<0.05）。与处理1、处理2、处理3相比，处理4玉米产量依次提高800kg/hm2、650kg/hm2、500kg/hm2。

2.2 不同处理玉米出籽率分析

不同秸秆还田深度下玉米出籽率变化如下表2所示。由表2中数据可知，采取秸秆还田的各处理组中，处理3与处理4的玉米产量均较对照组高（P<0.05），依次为处理4>处理3;同时处理4产量显著高于其它处理组（P<0.05）。与处理1、处理2、处理3相比，处理4玉米出籽率依次提高了6.1%、5.6%、4.1%。

2.3 不同处理玉米百粒重分析

不同秸秆还田深度下玉米百粒重变化如下表3所示。由表3中数据可知，采取秸秆还田的各处理组中，各处理组的玉米百粒重均较对照组高（P<0.05），依次为处理4>处理3>处理2>处理1;同时处理4百粒重显著高于其它处理组（P<0.05）。与处理1、处理2、处理3相比，处理4玉米百粒重依次增加了2.6g、1.0g、0.6g。

2.4 不同处理玉米穗粗、穗长分析

不同秸秆还田深度下玉米穗粗、穗长变化如下表4所示。由表4中数据可知，采取秸秆还田的各处理组中，各处理组的玉米穗粗、穗长与对照组相较并无显著性差异（P>0.05）;同时各处理组之间穗粗、穗长差异性并不显著（P>0.05）。

3 讨论

玉米是我国第一大粮食作物，且玉米在收获之后都会产生大量秸秆，就现状来看，大部分秸秆会被就地焚烧，而这不仅会造成资源浪费，还会加剧生态环境的恶化。而很多研究皆表明，秸秆还田可疏松土壤、蓄水保墒、调节土壤温度，有利于增加土壤的孔隙度、减小土壤容量、保有并提高土壤的含水量，使土壤质量得到提高，促进农作物根系的生长，延缓其根系的衰老，继而农作物群体结构得以优化、玉米产量得到提高[5-6]。可见，合理秸秆还田措施既能有效解决秸秆处理的问题，又是提高玉米产量的重要手段。

本试验研究结果表明，秸秆还田处理模式显著提高了玉米产量，这与岳杨等人研究结果相符[7]，该试验中设计了4中秸秆还田方式：秸秆不还田（S1、CK）、秸秆混拌还田（S2）、秸秆深翻还田（S3）、秸秆覆盖还田（S4），并研究了这几种秸秆还田方式对玉米产量的影响;结果表明，与秸秆不还田对照相比较，秸秆混拌还田使玉米产量增加了2.81%，秸秆覆盖还田是玉米产量减少了3.87%，秸秆深翻还田提高了玉米成穗数、穗粒数和百粒重，使玉米产量增加了8.24%，该实验认为，秸秆深翻还田可以提高玉米产量。

这与本试验所得结果相符，本试验共计设置了4个处理：处理1（还田深度0～1cm）、处理2（还田深度10～20cm）、处理3（还田深度20～30cm）、处理4（还田深度30～40cm），并以不采取秸秆还田的处理作为对照组。结果表明：不同秸秆还田深度下玉米产量、出籽率及百粒重均较对照组高，依次为处理4>处理3>处理2>处理1，且处理4产量、出籽率及百粒重显著高于其它处理组;与处理1、处理2、处理3相比，处理4：玉米产量依次提高800kg/hm2、650kg/hm2、500kg/hm2，玉米出籽率依次提高了6.1%、5.6%、4.1%，玉米百粒重依次增加了2.6g、1.0g、0.6g。通过深耕的方式在不影响表层土的基础上进行土壤松耕，可以打破犁底层，增加水、肥、氣之间的交流，且不会造成耕层间的混乱，是以深耕一直以来都是有效的耕作方式[8]。深松的耕作方式较之于传统耕作而言，更有利于促进玉米根系生长，这主要是由于深松能够有效降低土壤容量、加大土壤孔隙度，从而为玉米在生长期间的生根身长、生长都提供充足空间，促使玉米的根系朝下生长，提高玉米根的重量、根长以及密度[9]。除此之外，土壤深翻也有利于加快深层土壤的熟化作用，促进土壤中钾、磷、氮等元素的转化，有效缓解连作耕层的酸化，增加土壤pH值，使土壤微生物环境得到改善，从而使作物产量有一定程度的提高[10]。

综而上述来看，秸秆还田处理模式相较于不采取秸秆还田的处理对玉米产量的提高有积极影响，尤其是相较于其它还田处理模式，秸秆深翻还田更有利于提高玉米玉米产量、出籽率及百粒重。

参考文献

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