秸稈還田處理模式對玉米產量影響的田間試驗分析

袁翠紅

摘要：為明確秸稈還田不同處理模式對玉米產量的影響，本試驗于2020年山東省菏澤市東明縣展開大田微區(qū)試驗，以長期耕作的玉米作為試驗作物，共計設置4個處理：處理1（還田深度0～1cm）、處理2（還田深度10～20cm）、處理3（還田深度20～30cm）、處理4（還田深度30～40cm），并以不采取秸稈還田的處理作為對照組。結果表明：不同秸稈還田深度下玉米產量、出籽率及百粒重均較對照組高（P<0.05），依次為處理4>處理3>處理2>處理1，且處理4產量、出籽率及百粒重顯著高于其它處理組（P<0.05）;與處理1、處理2、處理3相比，處理4：玉米產量依次提高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。采取秸稈還田的各處理組中，各處理組的玉米穗粗、穗長與對照組相較并無顯著性差異（P>0.05）;同時各處理組之間穗粗、穗長差異性并不顯著（P>0.05）。綜而認為，秸稈還田處理尤其是深翻還田處理模式能夠提高玉米產量。

關鍵詞：秸稈還田;深度;玉米;產量;田間試驗

氣候變暖已經成為近年來形勢愈加嚴重的一大全球性問題，在造成全球氣候變暖的多種原因中，由于農業(yè)活動而產生的溫室氣體則是重要的排放源。據有關農業(yè)污染源普查結果提示，我國秸稈年產量非常高，且隨著農業(yè)規(guī)模化、集約化水平的提高，秸稈總量也在不斷增長，但是受到秸稈資源化科技手段的滯后，卻使得秸稈的綜合利用率不高，甚至于超過90%的秸稈都是被焚燒、堆積與遺棄，后果是不僅會降低土壤肥力、影響到農田生態(tài)系統(tǒng)的失衡，而且還加劇了空氣污染[1-2]。據長時間的研究顯示，秸稈中含有非常豐富的磷、鉀、氮以及各種微量營養(yǎng)元素，如實施秸稈還田處理，一方面能夠解決農業(yè)廢物再次資源化利用的問題，另一方面還有利于加強土壤肥力、促進農作物生長[3]。目前已經有很多關于秸稈還田的研究報道，但是我們發(fā)現(xiàn)，在以往的秸稈還田例如覆蓋還田、留茬還田中，不僅存在著播種質量較差、影響溫室氣體排放和病蟲害數(shù)量增加等問題，而且還會與農作物爭奪氮元素[4]。從秸稈還田深度這一角度出發(fā)，本次研究通過田間試驗的方法探究了秸稈不同還田深度對玉米產量的影響，以期為秸稈還田的合理采用提供一定理論依據。

1 試驗材料和方法

1.1 試驗區(qū)概況

本試驗區(qū)位于山東省菏澤市東明縣，地處魯西南平原、黃河南岸，屬溫帶大陸性半濕潤季風氣候，四季分明，降水較充沛，平均年氣溫為15.5℃，降水量平均674.9mm，主要土壤類型為潮土、鹽土、風沙三大類。試驗地土壤理化性質各項指標含量為：有機質1.69%、速效氮88.6mg/kg、有效磷62.9mg/kg、有效鉀50.0mg/kg。

1.2 試驗設計

試驗時間自2020年5月到9月，供試農作物為玉米，供試品種為良玉99。試驗共計設置4個處理：處理1（還田深度0～1cm）、處理2（還田深度10～20cm）、處理3（還田深度20～30cm）、處理4（還田深度30～40cm），并以不采取秸稈還田的處理作為對照組。

試驗區(qū)10M行長，面積為43㎡，各處理均3次重復。

為確保供試土壤的均質性，劃分完小區(qū)之后，各小區(qū)土壤均分成4層取出，分別是0～10cm、10～20cm、20～30cm、30～40cm，在玉米秸稈粉碎之后按照層次和土壤進行均勻混合，用量為12000kg/hm2，具體混合層次為：（1）處理1：0～10cm的土壤和秸稈相混合;（2）10～20cm土層的土壤和秸稈相混合;（3）20～30cm土層的土壤和秸稈相混合;（4）30～40cm土層的土壤與秸稈相混合;（5）不施用秸稈，原位回填，此為對照組。

各小區(qū)還田層在還入秸稈時，再加入200kg/hm2的尿素，并完成各小區(qū)土壤的層次、原位回填。氮磷鉀等肥料用量依然按照常規(guī)施肥原則施用，并將其作為基肥一次性施用。次日播種玉米，各小區(qū)種植密度為6000株/hm2，每穴2粒，苗前使用藥劑封閉除草，在5～6葉期一次定苗，其它同生產大田一致完成田間管理。至收獲期，各小區(qū)拋去區(qū)頭、區(qū)尾各1m以及小區(qū)兩側2行邊行，其余收獲、稱重，按平均鮮穗重取10樣穗帶回。

1.3 分析指標

對不同秸稈還田深度下玉米產量和產量構成各因素進行測量：樣穗進行風干，脫粒測得籽粒的含水量，以14%的標準含水量計算得到出籽率，通過折算得到單位面積產量，并精確到取總計500粒，稱重計算百粒重，測量平均穗粗、穗長。

1.4 分析數(shù)據

使用Excle表格進行數(shù)據整理，使用SPSS25.0軟件做數(shù)據的統(tǒng)計和分析，對測得數(shù)據表達為均數(shù)±標準差的計量值方式，數(shù)據之間的差異性用t方法進行檢驗，P<0.05為差異存在統(tǒng)計學意義。

2 結果與分析

2.1 不同處理玉米產量分析

不同秸稈還田深度下玉米產量變化如下表1所示。由表1中數(shù)據可知，采取秸稈還田的各處理組玉米產量均較對照組高（P<0.05），依次為處理4>處理3>處理2>處理1，且處理4產量顯著高于其它處理組（P<0.05）。與處理1、處理2、處理3相比，處理4玉米產量依次提高800kg/hm2、650kg/hm2、500kg/hm2。

2.2 不同處理玉米出籽率分析

不同秸稈還田深度下玉米出籽率變化如下表2所示。由表2中數(shù)據可知，采取秸稈還田的各處理組中，處理3與處理4的玉米產量均較對照組高（P<0.05），依次為處理4>處理3;同時處理4產量顯著高于其它處理組（P<0.05）。與處理1、處理2、處理3相比，處理4玉米出籽率依次提高了6.1%、5.6%、4.1%。

2.3 不同處理玉米百粒重分析

不同秸稈還田深度下玉米百粒重變化如下表3所示。由表3中數(shù)據可知，采取秸稈還田的各處理組中，各處理組的玉米百粒重均較對照組高（P<0.05），依次為處理4>處理3>處理2>處理1;同時處理4百粒重顯著高于其它處理組（P<0.05）。與處理1、處理2、處理3相比，處理4玉米百粒重依次增加了2.6g、1.0g、0.6g。

2.4 不同處理玉米穗粗、穗長分析

不同秸稈還田深度下玉米穗粗、穗長變化如下表4所示。由表4中數(shù)據可知，采取秸稈還田的各處理組中，各處理組的玉米穗粗、穗長與對照組相較并無顯著性差異（P>0.05）;同時各處理組之間穗粗、穗長差異性并不顯著（P>0.05）。

3 討論

玉米是我國第一大糧食作物，且玉米在收獲之后都會產生大量秸稈，就現(xiàn)狀來看，大部分秸稈會被就地焚燒，而這不僅會造成資源浪費，還會加劇生態(tài)環(huán)境的惡化。而很多研究皆表明，秸稈還田可疏松土壤、蓄水保墑、調節(jié)土壤溫度，有利于增加土壤的孔隙度、減小土壤容量、保有并提高土壤的含水量，使土壤質量得到提高，促進農作物根系的生長，延緩其根系的衰老，繼而農作物群體結構得以優(yōu)化、玉米產量得到提高[5-6]。可見，合理秸稈還田措施既能有效解決秸稈處理的問題，又是提高玉米產量的重要手段。

本試驗研究結果表明，秸稈還田處理模式顯著提高了玉米產量，這與岳楊等人研究結果相符[7]，該試驗中設計了4中秸稈還田方式：秸稈不還田（S1、CK）、秸稈混拌還田（S2）、秸稈深翻還田（S3）、秸稈覆蓋還田（S4），并研究了這幾種秸稈還田方式對玉米產量的影響;結果表明，與秸稈不還田對照相比較，秸稈混拌還田使玉米產量增加了2.81%，秸稈覆蓋還田是玉米產量減少了3.87%，秸稈深翻還田提高了玉米成穗數(shù)、穗粒數(shù)和百粒重，使玉米產量增加了8.24%，該實驗認為，秸稈深翻還田可以提高玉米產量。

這與本試驗所得結果相符，本試驗共計設置了4個處理：處理1（還田深度0～1cm）、處理2（還田深度10～20cm）、處理3（還田深度20～30cm）、處理4（還田深度30～40cm），并以不采取秸稈還田的處理作為對照組。結果表明：不同秸稈還田深度下玉米產量、出籽率及百粒重均較對照組高，依次為處理4>處理3>處理2>處理1，且處理4產量、出籽率及百粒重顯著高于其它處理組;與處理1、處理2、處理3相比，處理4：玉米產量依次提高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。通過深耕的方式在不影響表層土的基礎上進行土壤松耕，可以打破犁底層，增加水、肥、氣之間的交流，且不會造成耕層間的混亂，是以深耕一直以來都是有效的耕作方式[8]。深松的耕作方式較之于傳統(tǒng)耕作而言，更有利于促進玉米根系生長，這主要是由于深松能夠有效降低土壤容量、加大土壤孔隙度，從而為玉米在生長期間的生根身長、生長都提供充足空間，促使玉米的根系朝下生長，提高玉米根的重量、根長以及密度[9]。除此之外，土壤深翻也有利于加快深層土壤的熟化作用，促進土壤中鉀、磷、氮等元素的轉化，有效緩解連作耕層的酸化，增加土壤pH值，使土壤微生物環(huán)境得到改善，從而使作物產量有一定程度的提高[10]。

綜而上述來看，秸稈還田處理模式相較于不采取秸稈還田的處理對玉米產量的提高有積極影響，尤其是相較于其它還田處理模式，秸稈深翻還田更有利于提高玉米玉米產量、出籽率及百粒重。

參考文獻

[1] 馬永財，滕達，衣淑娟，等.秸稈覆蓋還田及腐解率對土壤溫濕度與玉米產量的影響[J].農業(yè)機械學報，2021，52（10）：90-99.

[2] 李榮，勉有明，侯賢清，等.秸稈還田下保水劑用量對砂性土性狀與玉米產量的影響[J].農業(yè)機械學報，2021，52（9）：260-271.

[3] 成欣，王一帆，劉幫艷，等.秸稈和紫云英覆蓋還田對玉米光合生理特性的影響[J].干旱地區(qū)農業(yè)研究，2021，39（6）：126-135.

[4] 葛選良，錢春榮，李梁，等.秸稈還田配合施肥措施對玉米產量及耕層土壤質量的影響[J].中國土壤與肥料，2021（1）：131-136.

[5] 向曉玲，陳松鶴，高仁才，等.麥-玉輪作玉米秸稈還田與施氮對后茬玉米產量和養(yǎng)分吸收的影響[J].華北農學報，2021，36（1）：169-176.

[6] 王韋韋，吳曉芳，王晴晴，等.免耕直播下秸稈還田方式對夏玉米苗期生長的影響[J].農業(yè)機械學報，2020，51（5）：315-323.

[7] 岳楊，孫盼盼，張艷輝，等.秸稈還田方式對土壤物理性狀及春玉米產量的影響[J].湖北農業(yè)科學，2021，60（11）：35-38.

[8] 周麗娟，耿玉輝，曹國軍，等.秸稈還田配施硫肥對春玉米產量及硫素積累、分配特性的影響[J].華南農業(yè)大學學報，2021，42（4）：17-24.

[9] 錢銳，劉洋，郭茹，等.覆膜秸稈還田對旱作農田土壤水溫及春玉米產量的影響[J].西北農業(yè)學報，2021，30（4）：532-544.

[10] 黃連喜，王鈺靜，黃慶，等.兩種玉米秸稈還田方式對甜玉米生長、品質及土壤性狀的影響[J].廣東農業(yè)科學，2021，48（11）：65-73.