玉米收割機機械化作業對后茬小麥生長的影響

王瑛，郭梅燕，郭書磊，肖林云，劉海礁*

(1.河南省農業科學院 農業經濟與信息研究所，河南 鄭州 450000；2.項城市農業科學研究所，河南 項城 466200；3.河南省農業科學院 糧食作物研究所，河南 鄭州 450000；4.博愛縣植物保護植物檢疫工作站，河南 博愛 454450)

農作物全程機械化生產是農業現代化的必然發展趨勢，農作物全程機械化不僅可以提高農業生產效率，而且可以提升農業產業的市場競爭力、提高農產品的技術含量、增加農民收入[1]。2017年河南省推進主要農作物生產全程機械化進程，各地(市)大力開展深松整地、保護性耕作、精量播種、秸稈還田等關鍵環節機械化示范推廣工作。玉米收割機可一次性完成玉米收割、剝皮、摘穗、脫粒、秸稈還田等作業流程，不僅減少人力，還可以規范化生產，同時解決了秸稈焚燒污染環境的問題。玉米收割機是示范推廣的重要的農作物機械之一，2014年已經在焦作市部分示范區進行了應用，推廣過程中有農民反映玉米收割機機械化作業后小麥產量降低、病蟲害加重，質疑玉米收割機機械化作業對后茬作物小麥的生長發育和產量會產生不良影響。關于這個問題前人雖有研究報道[2-5]，但隨著作業機械的不斷改進，不斷全程化，對這一問題研究還需要進一步深化。帶著農民的質疑，我們在焦作市博愛縣生產示范區通過大田3年對比試驗，分析了玉米收割機機械化作業對后茬作物小麥的生長發育和產量以及小麥病蟲害發生情況的影響，旨在為玉米全程機械化推廣應用提供數據參考和理論依據。

1 材料與方法

1.1 材料

試驗在博愛縣孝敬鎮原莊進行，為常年小麥玉米輪作田，2014年前采用的是人工收割玉米，玉米秸稈運出田外，機械旋耕后播種小麥。2015年開始進行玉米全程機械化作業。2015年試驗前檢測該示范田土壤為砂壤土，pH 6.8，有機質9.96 g·kg-1，全氮1.34 g·kg-1，有效磷9.1 mg·kg-1，速效鉀61.8 mg·kg-1。該試驗田灌溉方便，管理精細，玉米和小麥病蟲害發生輕，玉米產量在9 000 kg·hm-2左右，小麥產量在8 250 kg·hm-2左右。

1.2 處理設計

試驗面積約為1 hm2，其中0.75 hm2示范田采用玉米聯合收割機與拖拉機配套一體化作業；0.25 hm2采用常規作業，作為對照(CK)，玉米收獲后，玉米秸稈移出田塊，用拖拉機旋耕后播種小麥。參試小麥品種為鄭麥336，用16行小麥播種機播種，小麥播種量為150 kg·hm-2。小麥生長期肥水和田間管理，示范區和對照區保持一致。

1.3 調查項目與方法

1.3.1 小麥生長情況調查

小麥播種14 d后調查出苗數，五點取樣，每塊田固定5點，每點單行1 m。小麥分蘗后期調查單株分蘗數，五點取樣，每點單行1 m。小麥抽穗后，調查小麥單株成穗數，五點取樣，每點單行1 m。小麥成熟后調查小麥的株高和千粒重，五點取樣，每點20株，從莖基部測量株高，并帶回室內考種，測千粒重，計算小麥理論產量；隨后機械收割統計小麥實際產量。

1.3.2 小麥病蟲害調查

冬小麥越冬前和返青后各調查1次地下害蟲，采用棋盤式10點取樣，每點0.5 m2，挖土深度30 cm，記載蠐螬、螻蛄、金針蟲等地下害蟲數量。小麥抽穗期調查蚜蟲和紅蜘蛛等害蟲為害情況，采用棋盤式10點取樣，每點20株。小麥乳熟期調查紋枯病、赤霉病、根腐病等發病情況，采用棋盤式10點取樣，每點20株。

1.4 數據統計分析

數據用EXCEL 2007和DPS 9.50統計軟件進行統計分析。

2 結果與分析

2.1 對后茬小麥生長的影響

2016年調查結果顯示，玉米收割機機械化作業后，小麥出苗數為262.40萬·hm-2，單株分蘗數6.3個，單株成穗數2.8個，株高77.3 cm，千粒重為32.3 g，理論產量為7 253.3 kg·hm-2，實際產量為7 047.2 kg·hm-2(表1)。與對照區相比，示范區小麥出苗率低，單株分蘗數高，單株成穗數高，株高低，千粒重低，理論產量和實際產量低。經差異顯著性分析，示范區小麥出苗率、理論產量和實際產量顯著(P<0.05)低于對照區，而單株分蘗數、單株成穗數、株高、千粒重等小麥農藝學性狀和對照區沒有顯著差異。

表1 玉米收割機機械化作業對后茬小麥生長的影響

2017年調查結果顯示，玉米收割機機械化作業后，小麥出苗數為274.14萬·hm-2，單株分蘗數為5.7個，單株成穗數為3.0個，株高78.0 cm，千粒重34.8 g，理論產量為8 476.4 kg·hm-2，實際產量為7 098.4 kg·hm-2。與對照區相比，示范區小麥出苗率低，單株分蘗數高，單株成穗數低，株高低，千粒重高，理論產量和實際產量低。經差異顯著性分析，示范區小麥出苗率、分蘗數、株高、千粒重等小麥農藝學性狀和對照區沒有顯著差異，實際產量與對照區也無顯著差異；但單株成穗數、理論產量顯著低于對照區。

2018年調查結果顯示，玉米收割機機械化作業后，小麥出苗數為289.70萬·hm-2，單株分蘗數為6.2個，單株成穗數為3.1個，株高78.1 cm，千粒重為35.9 g，理論產量為9 737.3 kg·hm-2，實際產量為8 398.4 kg·hm-2。與對照區相比，示范區小麥出苗率低，單株分蘗數高，單株成穗數高，株高低，千粒重高，理論產量和實際產量高。經差異顯著性分析，示范區小麥出苗率、單株分蘗數、株高、千粒重等小麥農藝學性狀和對照區沒有顯著差異，理論產量和實際產量均與對照區無顯著差異。

2.2 對后茬小麥病蟲害的影響

2.2.1 地下害蟲

表2表明，玉米收割機機械化作業后第一年(2016年)，后茬小麥生長期間示范區地下害蟲(蠐螬、螻蛄、金針蟲)蟲口密度高于對照區，但無顯著差異(P<0.05)。第二年(2017年)，示范區地下害蟲蟲口密度高于對照區，經統計分析，螻蛄、蠐螬二者無顯著差異，金針蟲示范區蟲口密度顯著高于對照區。第三年(2018年)，后茬小麥生長期間示范區地下害蟲蠐螬、螻蛄、金針蟲蟲口密度高于對照區，經統計分析，金針蟲、蠐螬蟲口密度的差異均達顯著水平。

表2 玉米收割機機械化作業對后茬小麥地下害蟲的影響

2.2.2 地上害蟲

表3表明，玉米收割機機械化作業后第一年(2016年)，后茬小麥生長期間示范區地上害蟲蚜蟲、紅蜘蛛蟲口密度低于對照區，但差異不顯著。第二年(2017年)，后茬小麥生長期間示范區地上害蟲蚜蟲、紅蜘蛛蟲口密度高于對照區，但差異不顯著。第三年(2018年)，后茬小麥生長期間示范區紅蜘蛛蟲口密度高于對照區，蚜蟲蟲口密度低于對照區，但差異也均不顯著。

表3 玉米收割機機械化作業對后茬小麥地上害蟲的影響

2.2.3 小麥病害

表4表明，玉米收割機機械化作業后第一年(2016年)，后茬小麥生長期間示范區根腐病和紋枯病發病率高于對照區，赤霉病發病率低于對照區，但均未達到顯著水平(P<0.05)。第二年(2017年)，后茬小麥生長期間示范區3種病害發病率均高于對照區，且小麥紋枯病的差異達到顯著水平。第三年(2018年)，后茬小麥生長期間示范區根腐病和紋枯病發病率高于對照區，赤霉病發病率低于對照區，且小麥紋枯病示范區發病率顯著高于對照區。

表4 玉米收割機機械化作業對后茬小麥病害的影響

3 小結與討論

通過3年的對比試驗，結果表明，玉米收割機機械化作業后第一年，示范區的小麥出苗率以及產量顯著低于對照區，小麥的單株分蘗數、單株成穗數、株高、千粒重均略低于對照區，但無顯著差異；小麥病蟲害發生情況與對照區無顯著差異。分析原因，玉米收割機直接將玉米秸稈粉碎還田旋耕播種，未粉碎的玉米秸稈可以阻礙小麥出苗，另外秸稈粉碎翻壓時容易破壞土壤毛細管，下層水分上升受阻，土壤水分不足，播種過淺也是影響小麥出苗的原因[6]；同時，秸稈腐爛分解時與作物爭肥水，影響了小麥的生長和產量[7]。機械化作業后第二年，小麥出苗率雖低于對照區，但無顯著差異；小麥單株分蘗數、單株成穗數和產量與對照區相當；示范區地下害蟲金針蟲數量顯著高于對照區，小麥紋枯病發病率顯著高于對照區。分析原因可能是秸稈還田后可以為病蟲害提供有利的環境，螻蛄、蠐螬、金針蟲等地下害蟲和病原菌可在未腐熟的秸稈中取食、繁殖和越冬，從而導致地下害蟲蟲口密度增加，一定程度上加劇了病原菌的危害[8-9]。機械作業后的第三年，示范區小麥單株分蘗數、單株成穗數、產量等高于對照區；根據前人研究可知，隨著秸稈的腐爛，改善了土壤理化性狀，增加土壤有機質和養分含量[10-12]，提高了土壤肥力，有利于小麥等后茬作物的生長發育，增加小麥有效穗數和千粒重，提高小麥的產量[13-15]；但地下害蟲蠐螬、金針蟲蟲口密度以及紋枯病發病率顯著高于對照區，需進行相應的病蟲害防治。

總之，玉米收割機機械化作業后，短期內秸稈腐解程度小，對小麥的出苗和生長發育有一定的不良影響。建議小麥播種前可以適當鎮壓土壤，小麥播種時可以適當增加播種量和播種深度，小麥出苗后需要加強肥水管理，使秸稈盡快腐熟，對小麥病蟲害管理要做出相應的調整，重視地下害蟲和根莖類病害的防治。隨著秸稈的腐熟，有機質的增加，土壤理化性狀的改變，小麥產量將提高。玉米機械化作業后土壤理化性狀會隨時間變化而不斷變化，會不斷有新問題出現，因此，玉米機械化作業后對小麥的影響還需要繼續觀察研究，從而不斷調整小麥生產管理模式。