秸稈還田條件下耕作方式與氮素水平對小麥群體及產(chǎn)量的影響

陳貴菊，王福玉，高國良，江 濤，尹遜利，王秋云，岳增輝

(濟(jì)寧市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院，山東濟(jì)寧 272031)

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秸稈還田條件下耕作方式與氮素水平對小麥群體及產(chǎn)量的影響

陳貴菊，王福玉，高國良，江 濤，尹遜利*，王秋云，岳增輝

(濟(jì)寧市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院，山東濟(jì)寧 272031)

[目的] 考察秸稈還田條件下不同耕作方式與氮素水平對小麥群體構(gòu)建和產(chǎn)量的影響。[方法]秸稈還田條件下連續(xù)3年在同一高肥水地塊，實施免耕、2年旋耕+1年深耕和深耕3種耕作方式，同時進(jìn)行165 、225 和300 kg(N) /hm23個氮素水平的試驗，研究了不同耕作方式和氮素水平對小麥群體構(gòu)建和產(chǎn)量的影響。[結(jié)果]試驗表明，深耕方式最有利于小麥合理群體的構(gòu)建和產(chǎn)量的提高，但是從經(jīng)濟(jì)效益角度分析兩旋一耕是最經(jīng)濟(jì)的耕作方式；225 kg(N) /hm2是值得推薦的用氮量。[結(jié)論] 研究可為秸稈還田條件下小麥的耕作方式及氮素水平的選擇提供數(shù)據(jù)參考。

秸稈還田；耕作方式；氮素； 小麥

秸稈還田可以改善土壤結(jié)構(gòu)，提高土壤肥力和養(yǎng)分循環(huán)，提高作物的產(chǎn)量，維持農(nóng)業(yè)生態(tài)平衡，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中得到廣泛的應(yīng)用[1]。在小麥生產(chǎn)中，不同的耕作方式對小麥產(chǎn)量的影響不同，前人也做過相關(guān)的研究[2-7]，但是秸稈還田條件下哪種耕作方式對產(chǎn)量增產(chǎn)效果更好目前還沒有統(tǒng)一的結(jié)論。氮肥對提高作物產(chǎn)量具有重要作用，在高產(chǎn)實踐中得到了廣泛應(yīng)用[8-9]。徐曉光認(rèn)為，高氮素360 kg(N)/hm2較低氮素施用小麥單位面積穗數(shù)、穗粒數(shù)和千粒重都明顯提高[10]，但是實踐證明，氮肥的用量并不是越多越好。陳俊認(rèn)為，在秸稈還田條件下隨著施氮量的增加籽粒產(chǎn)量先增加后降低，以225 kg(N)/hm2最高，270 kg(N)/hm2開始下降[11]。張榮亭等認(rèn)為，深耕模式下225 kg(N)/hm2值得推薦[7],至于用氮量是多少為最佳，目前也仍沒有統(tǒng)一的定論。筆者對3年定位試驗進(jìn)行了分析，為該領(lǐng)域的研究提供了數(shù)據(jù)參考。

1 材料與方法

1.1 試驗材料試驗于2011年10月～2014年6月在濟(jì)寧市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院試驗田秸稈還田地塊進(jìn)行,供試品種為濟(jì)麥22。

1.2 試驗設(shè)計試驗采用裂區(qū)設(shè)計隨機(jī)排列主區(qū)，主區(qū)設(shè)免耕、深耕和兩旋一耕3個處理(表1)。副區(qū)設(shè)3個氮素水平，分別為適氮處理225 kg(N)/hm2,減氮處理165 kg(N)/hm2、增氮處理300 kg(N)/hm2，分別標(biāo)記為N15、N11 和N20。磷、鉀肥與50%的氮肥于耕前施入作為基肥，其余的50%氮肥于拔節(jié)期追施，其他田間管理同一般大田。

1.3 數(shù)據(jù)采集與統(tǒng)計采集并測量各處理出苗、越冬、返青、拔節(jié)時群體的莖蘗數(shù)以及成熟時最終成穗數(shù)，收獲期產(chǎn)量、穗數(shù)、穗粒數(shù)、千粒重等數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)采用Excel 2007和DPS7.05軟件處理，多重比較采用LSD法。

表1 耕作方式說明

耕作方式耕作說明免耕每年旋耕1遍深耕每年深耕1遍旋耕2遍兩旋一耕前2年每年旋耕2遍,后一年深耕1遍旋耕2遍

2 結(jié)果與分析

2.1 不同耕作方式和氮素水平對小麥群體動態(tài)的影響通過對不同耕作方式和氮素水平下小麥群體比較(圖1)可知，出苗質(zhì)量深耕最好，免耕最差；小麥分蘗速度由快到慢依次是深耕>兩旋一耕>免耕，但深耕與兩旋一耕之間差距略小。深耕與兩旋一耕處理冬前分蘗量沒有明顯差距，返青期以后差距開始明顯，最大群體仍是深耕>兩旋一耕>免耕。

冬前群體和返青群體大小和增長速度在3種氮素處理之間規(guī)律基本一致，即在免耕條件下為N20>N15>N11，深耕條件下為N15>N11>N20，兩旋一耕條件下為N15>N20>N11；最大群體的變化規(guī)律為免耕和兩旋一耕條件下N20>N15>N11，深耕條件下大小順序N11>N20>N15。

分析可知，深耕方式出苗質(zhì)量最好，進(jìn)入分蘗期最快，有利于快速構(gòu)建大的群體，免耕不利于保證出苗質(zhì)量，分蘗慢，兩旋一耕方式雖然沒有深耕效果好但是兩者差別不是很明顯。增加氮肥能夠利于增加小麥群體，但是深耕條件下，可以適當(dāng)減少氮肥用量。

2.2 耕作方式和氮素水平對小麥產(chǎn)量和產(chǎn)量構(gòu)成因素的影響DPS裂區(qū)試驗方差分析可知，耕作方式對小麥籽粒產(chǎn)量影響顯著(P=0.022 7，F(xiàn)=11.265)，氮素水平對穗數(shù)影響極顯著(P=0.000 2，F(xiàn)=19.063 0)。LSD多重比較結(jié)果(表2)顯示，深耕和兩旋一耕條件下籽粒產(chǎn)量較高，免耕條件下產(chǎn)量最低，且后者和前兩者差異顯著；深耕條件下穗數(shù)和穗粒數(shù)較高，但與其他2種耕作方式差異不顯著。表3可以看出，N15處理產(chǎn)量最高，N11產(chǎn)量最低，二者差異顯著，但是和N20差異不顯著; 3種氮素處理之間穗數(shù)差異均顯著，N20> N15>N11；N15處理條件下千粒重高于N20，且差異顯著，說明高氮條件下并不利于千粒重的提高，這可能和小麥生長后期倒伏有關(guān)。

表2 不同耕作方式下小麥產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成因素LSD多重比較結(jié)果

耕作方式籽粒產(chǎn)量kg/hm2穗數(shù)萬/hm2穗粒數(shù)個千粒重g免耕8051.40b604.95a37.86a42.50a深耕8534.40a648.15a38.53a42.71a兩旋一耕8449.65a641.70a37.84a42.74a

注： 小寫字母表示在0.05水平上差異顯著。

表3 不同氮素水平小麥產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成因素LSD多重比較結(jié)果

氮素水平籽粒產(chǎn)量kg/hm2穗數(shù)萬/hm2穗粒數(shù)個千粒重gN158464.35a634.05b38.11a42.89aN118239.50b615.30c38.19a42.70abN208331.45ab645.45a37.93a42.37b

注： 小寫字母表示在0.05水平上差異顯著。

2.3 不同耕作方式經(jīng)濟(jì)效益比較從連續(xù)3年定位試驗看，玉米秸稈粉碎還田比移出地總費用低，且安全、效益高。秸稈還田條件下2年旋耕1年深耕，再整地播種的效益最高(表4)；要提高秸稈還田深耕平臺的效益，應(yīng)隨地力水平的不斷提高，降低基本苗，采用適氮或減氮施肥標(biāo)準(zhǔn)，春季應(yīng)根據(jù)苗量和苗質(zhì)的變化，有效進(jìn)行氮肥后移，才能從根本上提高深耕平臺的產(chǎn)量和效益。

表4 3種耕作方式經(jīng)濟(jì)效益比較

耕作方式產(chǎn)量kg/hm2產(chǎn)值元/hm2費用元/hm2純收入元/hm2免耕8040.020100.0135018750.0深耕8751.021877.5292518952.5兩旋一耕8550.021375.0217519200.0

注：小麥按2.5元/kg計算。

3 結(jié)論與討論

連年還田深耕能夠提高出苗率和出苗質(zhì)量，提高分蘗力，增加單位面積穗數(shù)。這是因為秸稈還田深耕土壤保肥畜墑能力改善，有利于出苗和小麥群體的構(gòu)建，免耕地塊秸稈粉碎效果差或撒布不勻，影響播種質(zhì)量和小麥對養(yǎng)分的吸收。結(jié)合產(chǎn)量結(jié)果，從高產(chǎn)方面考慮，深耕是比較理想的耕作方式，但是從經(jīng)濟(jì)效益分析可知，兩旋一耕是最經(jīng)濟(jì)的耕作方式。

增氮利于小麥大群體的構(gòu)建，增加單位面積穗數(shù)，但是結(jié)合產(chǎn)量數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，適氮條件下產(chǎn)量最高，這說明在深耕條件和兩旋一耕條件下增加施氮量對營養(yǎng)體影響大于產(chǎn)量的影響，容易加重后期倒伏，反而不一定達(dá)到應(yīng)有的增產(chǎn)效果。因此，深耕和兩旋一耕條件下N15是比較理想的氮素用量。

通過對不同耕作方式和氮素水平對小麥群體和產(chǎn)量及相關(guān)因素的影響以及不同經(jīng)濟(jì)效益結(jié)果分析可知，秸稈還田條件下深耕和兩旋一耕配施225 kg/hm2的氮肥量是值得推薦的栽培模式。根據(jù)試驗結(jié)果進(jìn)行分析推測，隔年深耕應(yīng)該會有更理想的產(chǎn)量和經(jīng)濟(jì)效益，但是仍需要進(jìn)一步研究獲得數(shù)據(jù)支持。

[1] 趙鵬，陳阜. 秸稈還田配施化學(xué)氮肥對冬小麥氮效率和產(chǎn)量的影響[J]. 作物學(xué)報，2008, 34(6)：1014-1018.

[2] 劉世平，陳后慶，陳文林，等. 稻麥兩熟制不同耕作方式與秸稈還田對小麥產(chǎn)量和品質(zhì)的影響[J]. 麥類作物學(xué)報，2007, 27(5): 859-863.

[3] 陳四龍，陳素英，孫宏勇，等. 耕作方式對冬小麥棵間蒸發(fā)及水分利用效率的影響[J]. 土壤通報，2006, 37(4): 817-820.

[4] 王紅光，石玉，王東，等.耕作方式對麥田土壤水分消耗和硝態(tài)氮淋溶的影響[J].水土保持學(xué)報，2011,25(5):44-52.

[5] 呂美蓉，李增嘉，張濤，等. 少免耕與秸稈還田對極端土壤水分及冬小麥產(chǎn)量的影響[J]. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報，2010,26(1):41-46.

[6] 孫銘澤，王法宏，馮波,等.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[J].山東農(nóng)業(yè)科學(xué)，2013,45(3)：47-51.

[7] 張榮亭，黃翊鵬，朱長華，等. 秸稈還田條件下小麥耕作模式與施肥技術(shù)研究[J].山東農(nóng)業(yè)科學(xué)，2013, 45(3):80-82.

[8] MOHAMMAD S,JEHAN B, MOAMMAD T J. Soilc and N dynamics and Maize vield as affected by cropping system and residue management in North-western Palcistan[J]. Soil and Tillage Research,2007, 94: 520-529.

[9] HELUF G, ASFAW B, YOHANNES U. Yield response of maize to crop residue management on two major soil types of Alemaya Estern Ethiopia [J]. Nutrient Cycling in Agro Ecosystems 1999, 54: 65-71.

[10] 徐曉光.氮肥與不同耕播方式對小麥群體質(zhì)量和產(chǎn)量影響的研究[D].合肥：安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)，2012：14-23.

[11] 陳俊.秸稈還田、氮肥和密度對小麥產(chǎn)量和品質(zhì)的影響[D].南京：南京農(nóng)業(yè)大學(xué)，2012：34-42.

Effects of Different Tillage Mode and Nitrogen Levels on Wheat Group and Yield under the Condition of Straw Returning

CHEN Gui-ju, WANG Fu-yu, GAO Guo-liang, YIN Xun-li*et al

(Jining Academy of Agricultural Sciences, Jining, Shandong 272031)

[Objective] To investigate the effects of different tillage mode and nitrogen levels on wheat group construction and yield. [Method] The field experiment was conducted for 3 years on the same high fertilizer and water block, the effects of three tillage modes(no tillage, two-year rotary tillage + one-year deep tillage, deep tillage) combined with three nitrogen levels(165, 225, 300 kg(N)/hm2) on wheat group and yield were studied under the condition of straw returning. [Result] The results showed that with straw returning deep tillage was the best mode to enhance the wheat group and yield, while the two-year rotary tillage + one-year deep tillage was more economic; 225 kg(N)/hm2was recommended. [Conclusion] The study can provide data reference for selection of wheat tillage mode and nitrogen levels under the condition of straw returning.

Straw returning; Tillage mode; Nitrogen level; Wheat

山東省小麥產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系創(chuàng)新團(tuán)隊項目；2011年濟(jì)寧市科技發(fā)展計劃項目。

陳貴菊(1980-)，女，山東臨沂人，農(nóng)藝師，碩士，從事小麥遺傳育種和栽培研究。*通訊作者，研究員，從事小麥遺傳育種和栽培研究。

2015-02-12

S 512

A

0517-6611(2015)09-047-02