玉豆轮作下不同玉米秸秆还田方式对玉米生长特性、产量及其构成的影响

摘 要：将玉米秸秆还田与玉米-大豆轮作相结合，研究玉豆轮作下不同玉米秸秆还田方式对玉米生长特性、产量及其构成的影响。结果表明，玉-豆轮作下，秸秆还田可有效地促进玉米的生长发育，提高玉米产量。其中玉米秸秆秋季翻埋还田效果最佳，玉米植株的株高、茎粗、叶面积及产量均得以有效提高。不同玉米秸秆应用方式处理的玉米产量较玉米连作（CK1）增加11.4%，较玉米大豆轮作（CK2）增加9.2%。

关键词：秸秆还田方式;玉米-大豆轮作;玉米产量

中图分类号 S513 文献标识码 A 文章编号 1007-7731（2022）11-0035-03

Effects of Different Ways of Returning Corn Stalks to the Field on Corn Growth Characteristics， Yield and Its Composition under Maize Bean Rotation

XU Ting

（Qiqihar Branch of Heilongjiang Academy of Agricultural Sciences， Qiqihar 161006， China）

Abstract： In this paper， the corn stalk returning to the field is combined with the corn-soybean rotation to study the effects of different ways of returning corn stalks to the field on the growth， yield and composition of corn under the maize bean rotation. The research results show that under the maize-bean rotation， returning straw to the field can effectively promote the growth and development of maize and increase the yield of maize. Among them， the effect of burying corn stalks in the field in autumn is the best， the plant height， stem thickness， leaf area and corn yield of corn plants. can be effectively improved. Compared with corn continuous cropping （CK1）， the corn yield of different corn straw returning methods increased by 11.4%， and increased by 9.2% compared with corn soybean rotation （CK2）.

Key words： Straw returning method; Corn-soybean; Maize yield

黑龍江是农业大省，玉米秸秆资源丰富，但玉米秸秆还田量较低，多数玉米秸秆被农民直接焚烧或作其他处理，造成资源浪费和环境污染。秸秆中含有丰富的N、P、K等营养元素，还田后既能实现资源的循环利用，又具有改良土壤结构、培肥地力、促进作物发育的作用[1]。

玉米连作会导致土壤板结、养分降低，而大豆的固氮作用可有效增加土壤的氮素水平，因而玉米-大豆轮作可有效增加土壤养分。研究表明，大豆后茬的禾本科作物地上部吸收的氮素超过30%来源于大豆根际沉积氮[2]。目前，对于玉米-大豆轮作已经有了非常多的研究，但对玉米-大豆轮作与玉米秸秆还田相结合的研究仍较少。为此，本研究将玉米秸秆还田与玉米-大豆轮作相结合，研究玉米-大豆轮作条件下秸秆还田关键技术，以期为实现玉米秸秆资源的高效利用，持续提升耕地质量，保护资源环境，实现农业循环发展提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料 供试大豆品种为嫩丰16，玉米品种为齐禾401。

1.2 试验方法 试验于2019—2021年黑龙江省农业科学院齐齐哈尔分院科研试验地（N47°16′26″、E123°41′46″）进行。试验采用大区对比试验不设重复，设玉米秸秆翻埋还田（T1）、玉米秸秆碎混还田（T2）、玉米秸秆覆盖还田（T3）3种方式，以玉米秸秆不还田（CK1）及玉米秸秆不还田连坐（CK2）传统耕作模式作为对照，详见表1。每处理面积1hm2。玉米秸秆翻埋全量还田是在玉米机械收获时，将秸秆粉碎均匀还田于地表，秋季深翻、耙平耙细并镇压。玉米秸秆碎混全量还田是在玉米机械收获时将秸秆粉碎均匀还田于地表，秋季重耙2次，并浅旋耕、镇压。玉米秸秆覆盖全量还田是在玉米机械收获时将秸秆粉碎均匀还田于地表，秋季垄沟深松，玉米秸秆应用大豆栽培模式选择平作垄播，免耕播种。玉米直播种植，机械深施长效肥，播后喷灌。玉米苗3～4叶期喷施化学除草剂，完熟期收获测产。

1.3 测定指标 分别于玉米苗期、拔节期、抽雄初期、灌浆后期、完熟期测定各处理玉米植株的株高、茎粗、叶面积（采用叶面积仪）;拔节期开始每隔15d，连续5次，测定玉米根、茎、叶、穗的干物质含量;成熟期，测定玉米产量及其构成（穗长、穗粗、穗行数、行粒数、百粒重、穗粒数）。

2 结果与分析

2.1 不同秸秆还田方式对玉米生长的影响

2.1.1 玉米的株高、茎粗、叶面积 由表2可知，在玉米株高上，苗期T1处理最高，与T2处理差异显著，比T2处理高2.4cm，与其他处理差异未达到显著水平;拔节期、抽雄初期、灌浆后期、完熟期各处理株高差异不显著。在玉米茎粗上，苗期T1处理茎粗最大，与CK1、T2、T3处理差异显著，较对照CK1增加0.88mm;拔节期、抽雄初期、灌浆后期、完熟期各处理茎粗差异不显著。在玉米叶面积上，苗期、拔节期、抽雄初期、灌浆后期、完熟期T1处理玉米的叶面积均为最大，抽雄初期、灌浆后期、完熟期T1处理的叶面积与CK1、CK2差异均达到显著水平。抽雄初期，T1的叶面积较CK1增加4.22%，较CK2增加4.41%;灌浆后期，T1的叶面积较CK1增加1.26%，较CK2增加1.2%;完熟期，T1的叶面积较CK1增加2.64%，较CK2增加1.71%。

2.1.2 玉米干物质的积累 图1为不同处理各时期玉米根、茎、叶、穗各器官干物质积累情况。由图1可知，不同处理间干物质积累量存在差异，T1～T3 3个处理的干物质累计量均高于CK1，CK2，其中T1干物质积累量最高，较CK1增长16.2%，较CK2增长9.9%。8月8日之前，玉米植株茎的干物质积累属于急速增长期，8月8日之后，增长较为平缓。玉米穗从7月24日开始进行干物质积累，到9月7日前均呈现上升趋势，说明植物由营养生长进入生殖生长阶段。各处理干物质积累量的差异主要源自各处理茎、穗干物质积累量的不同。各处理茎、穗的干物质积累量均大于CK1，CK2，其中T1处理茎、穗干物质积累量最大。茎干物质积累量，T1处理较CK1增长12.1%，较CK2增长6.7%;穗干物质积累量，T1处理较CK1增长18.9%，较CK2增长9.6%。

2.2 不同秸秆还田方式对玉米产量及其构成的影响 由表3可知，不同秸秆还田方式对玉米产量及其构成的影响存在差异。T1、T2处理的穗长、穗粗、行粒数、穗粒数较大，较其他处理差异显著。百粒重方面，T1处理的百粒重最大，较其他处理差异显著，较CK1百粒重增加6.6%，较CK2增加3.1%。产量方面，较CK1相比各处理都有明显提高，其中T1处理产量最高，较CK1相比增加11.4%，较CK2相比增加9.2%，与其他处理差异达到显著水平。

3 结论与讨论

众多研究表明，秸秆还田能增加土壤养分，提高土壤有机质含量，改善土壤理化性质，促进微生物活动，有效提高作物产量[3-5]。邱琛等研究表明，适宜的秸秆还田方式可提高土壤养分含量，为作物生长提供更好的土壤环境[6]。株高、茎粗、叶面积及干物质积累量是反映作物生长发育的重要指标[7]。由本研究结果表明，秸秆还田有效地提高了玉米的株高、茎粗、叶面积及干物质积累量，其中玉米秋季秸秆翻埋还田方式效果最好，有效地促进了玉米植株的生长发育。马立婷研究表明，秸秆还田具有显著的增产效果，且秸秆深翻效果更显著[8]。本研究结果与之基本一致，玉米秋季秸秆翻埋还田方式下玉米产量最高，与其他处理差异达到显著水平。玉米产量同玉米连作（CK1）相比增加11.4%，同玉米大豆轮作（CK2）相比增加9.2%，与其他处理差异达到显著水平。

玉米大豆輪作下，秸秆还田对玉米生长发育、产量及其构成因素有着重要的影响，显著增加了玉米株高、茎粗和叶面积，显著增加了干物质积累量，促进其生长发育，同时促进了植株及籽粒中养分积累，进而提高玉米产量。不同的秸秆还田方式影响不同，本研究结果表明，玉米大豆轮作下，玉米秋季翻埋还田方式对促进玉米生长发育以及增产、增收的效果最好。

参考文献

[1]王淑娟.栽培耕作措施与长期施氮对旱地作物产量及土壤肥力质量的影响[D].杨凌：西北农林科技大学，2015.

[2]Peoples M B，Herridge D F. Nitrogen fixation by legumes in tropical and subtropical agriculture[J].Advances in Agronomy，1990，44：155-223.

[3]庄文锋韩伟，侯金星，等.秸秆还田方式与保水剂对玉米产量及土壤水分的影响[J].节水灌溉，2020（11）：1-5.

[4]胡乃娟，韩新忠，杨敏芳，等.秸秆还田对稻麦轮作农田活性有机碳组分含量、酶活性及产量的短期效应[J].植物营养与肥料学报，2015，21（2）：371-377.

[5]宋朝玉，王圣健，宫明波，等.小麦-玉米周年秸秆还田模式下氮肥利用特征的分析[J].山东农业科学，2020，52（10）：113-118.

[6]邱琛，韩晓增，陆欣春，等.东北黑土区玉米秸秆还田对土壤肥力及作物产量的影响[J].土壤与作物，2020，9（3）：277-286.

[7]张德伟，蒋雨洲，刘春梅，等.秋翻结合秸秆还田对土壤性状、玉米生长及养分吸收的影响[J].江苏农业科学，2021，49（20）：113-119.

[8]马立婷.秸秆还田对玉米产量和根系及耕层环境的影响[D].沈阳：沈阳农业大学，2017.

基金项目：国家现代农业产业技术体系资金资助（CARS-02-46）。

作者简介：徐婷（1983—），女，黑龙江齐齐哈尔人，硕士，助理研究员，从事玉米栽培育种工作。  收稿日期：2021-12-20