秸稈還田條件下不同耕作方式和氮肥配施對冬小麥生長發(fā)育的影響

摘要：以華北地區(qū)主推的濟麥22號為試材，研究了秸稈還田條件下三種耕作方式配施三個氮肥水平對冬小麥農(nóng)藝性狀和光合速率的影響。結(jié)果表明：耕作方式和氮肥施用對冬小麥農(nóng)藝性狀和光合速率有顯著影響。深耕（DT）提高了葉綠素相對含量（SPAD）和歸一化植被指數(shù)（NDVI），穗數(shù)和分蘗數(shù)增加，產(chǎn)量最高；免耕（NT）使光合速率加快，成穗率增加，產(chǎn)量在三種耕作方式中居中；旋耕（RT）光合速率最小，成穗率最低，產(chǎn)量最低。氮肥施用可以使產(chǎn)量增加，增加幅度因耕作方式而異。免耕播種減少了勞動力投入，節(jié)約了成本，所以深耕或免耕配施225 kg/hm2純氮是值得推薦的模式。

關(guān)鍵詞：耕作方式；施氮量；小麥；光合特性；農(nóng)藝性狀

中圖分類號：S512.1+10.6文獻(xiàn)標(biāo)識號：A文章編號：1001-4942（2013）03-0047-05

秸稈還田可以改良土壤結(jié)構(gòu)、改善肥力狀況和養(yǎng)分循環(huán)，還可以提高農(nóng)作物產(chǎn)量、維持農(nóng)業(yè)生態(tài)平衡，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中已經(jīng)得到了廣泛應(yīng)用[1]。秸稈還田配合不同耕作方式對作物生長有顯著影響，當(dāng)前的研究結(jié)果不盡一致。在小麥生產(chǎn)中，劉世平等（2007）[2]研究認(rèn)為免耕可以使小麥產(chǎn)量明顯降低；陳四龍等（2006）[3]從水分利用效率綜合考慮，認(rèn)為旋耕是比較理想的耕作方式；王紅光等（2011）[4]的試驗結(jié)果表明深松旋耕易獲得高的產(chǎn)量；呂美蓉等（2010）[5]研究表明免耕和深松耕與秸稈還田的交互效應(yīng)能夠增加集雨，提高冬小麥產(chǎn)量。在玉米生產(chǎn)中，雖然免耕與常規(guī)耕作相比產(chǎn)量無顯著差異，但因投入少，所以經(jīng)濟效益顯著增加[6]。目前，秸稈還田配合耕作方式對作物產(chǎn)量影響的研究報道較多，而其對光合特性的影響還罕見報道。

氮肥對提高作物產(chǎn)量和農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)具有重要作用，在高產(chǎn)實踐中得到了廣泛應(yīng)用[7，8]。現(xiàn)在普遍認(rèn)為，一定范圍內(nèi)，產(chǎn)量隨施氮量增加而增加，過量施用導(dǎo)致產(chǎn)量降低，氮肥的最適用量視具體作物而定。有研究表明，秸稈還田配施氮225 kg/hm2小麥產(chǎn)量最高[9]，施氮180 kg/hm2時水稻產(chǎn)量最高[10]。還有研究表明，施氮顯著促進(jìn)草地植物地上生物量的積累，中氮水平地下生物量最大[11]。施氮量增加，小麥的分蘗數(shù)和葉綠素含量顯著增加[12]；燕麥旗葉凈光合速率、氣孔導(dǎo)度和蒸騰速率顯著提高[13]。

本試驗以華北地區(qū)主推小麥品種濟麥22號為材料，研究秸稈還田條件下耕作方式和氮肥配施對小麥不同生長時期光合速率、葉綠素相對含量（SPAD）和歸一化植被指數(shù)（NDVI）及農(nóng)藝性狀的影響，為小麥秸稈還田下的耕作方式和氮肥配施優(yōu)化方案提供理論依據(jù)，為建立小麥無公害安全生產(chǎn)體系提供實施方法。

1 材料與方法1.1 試驗材料

試驗于2011年10月～2012年6月在山東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院試驗農(nóng)場進(jìn)行。供試小麥品種為濟麥22號。土壤質(zhì)地為壤土，pH 7.2，有機質(zhì)22.1 g/kg，堿解氮42.3 mg/kg，速效磷25.9 mg/kg，速效鉀185 mg/kg。生育期內(nèi)降雨152 mm。1.2 試驗設(shè)計

本試驗采用裂區(qū)設(shè)計，主區(qū)為耕作方式：①NT（免耕），行距26 cm，②RT（旋耕），深度為18 cm，行距22 cm，③DT（深耕），深度為25 cm，行距22 cm；副區(qū)為氮肥施用量，三個施氮水平分別是N165（純氮165 kg/hm2）、N225（純氮225 kg/hm2）和N300（純氮300 kg/hm2）。播期為10月15日，播種量135 kg/hm2。基肥選用氮磷鉀復(fù)合肥，各處理基施量一致，其含氮量為75 kg/hm2。NT利用免耕播種機播種、施（基）肥、鎮(zhèn)壓同時完成；RT和DT處理下，基肥于播種前均勻撒施，然后翻耕、耙地、播種、鎮(zhèn)壓。翌年起身期追施氮肥至最終量，隨后灌溉。1.3 測定項目與方法

小麥拔節(jié)前測定分蘗數(shù)和群體數(shù)，成熟期測定穗數(shù)、成穗率和產(chǎn)量。光合速率測定：采用英國產(chǎn)CIRAS-1便攜式光合作用測定系統(tǒng)，在晴日上午11時選取各時期內(nèi)最后一片完全伸展的葉片進(jìn)行測定。NDVI測定：用美國Ntech公司生產(chǎn)的Green Seeker手持式光譜儀對小麥葉片進(jìn)行掃描。SPAD測定：用SPAD-502型葉綠素儀在小麥生育期測定SPAD值。

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計

數(shù)據(jù)處理采用DPS軟件，按裂區(qū)試驗的分析教程進(jìn)行統(tǒng)計分析，用LSD法進(jìn)行多重比較。

2 結(jié)果與分析

2.1 耕作方式和氮肥配施對農(nóng)藝性狀的影響

不同耕作方式的產(chǎn)量、穗數(shù)、成穗率、群體和分蘗數(shù)均有顯著差異（表1），說明耕作方式對農(nóng)藝性狀有顯著影響。不同耕作方式的產(chǎn)量高低為：DT>NT>RT，說明深耕有利于小麥增產(chǎn)。不同耕作方式下穗數(shù)多少為：DT>RT>NT，成穗率

施氮后小麥的平均產(chǎn)量為：N225>N300>N165，說明過量施用氮肥不利于小麥增產(chǎn)。施氮后穗數(shù)和分蘗數(shù)均為：N300>N225>N165，說明氮肥施用量與穗數(shù)、分蘗數(shù)的變化呈正比。氮肥對成穗率和群體無顯著影響，說明成穗率和群體可能是由遺傳決定的。

2.2 耕作方式和氮肥配施對光合速率的影響

4個生育時期中，光合速率先升高，后降低，灌漿中期達(dá)最大值（圖1）。不同耕作方式對光合速率的影響有顯著差異，在開花期、灌漿中期和灌漿后期均為NT>DT>RT，拔節(jié)期NT和RT無顯著差異，但均比深耕顯著減少。灌漿中期和灌漿后期對光合產(chǎn)物的積累和小麥產(chǎn)量有重要作用。灌漿中期免耕配施N300光合速率最高，旋耕配施N165光合速率最低。

在3種耕作方式的4個時期中，N165的光合速率，除DT配施N225外均顯著低于N225和N300，N225和N300在不同耕作方式和不同時期中的變化規(guī)律不一致，說明低濃度范圍內(nèi)施用氮肥有加快光合速率的作用，過量施用氮肥不會必然增加光合速率。