秸稈還田處理模式對玉米產(chǎn)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(chǎn)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(shè)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(jié)果表明：不同秸稈還田深度下玉米產(chǎn)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(chǎn)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(chǎn)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(rèn)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(chǎn)量。

關(guān)鍵詞：秸稈還田;深度;玉米;產(chǎn)量;田間試驗

氣候變暖已經(jīng)成為近年來形勢愈加嚴(yán)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(nóng)業(yè)活動而產(chǎn)生的溫室氣體則是重要的排放源。據(jù)有關(guān)農(nóng)業(yè)污染源普查結(jié)果提示，我國秸稈年產(chǎn)量非常高，且隨著農(nóng)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(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)的失衡，而且還加劇了空氣污染[1-2]。據(jù)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(nóng)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(nóng)作物生長[3]。目前已經(jīng)有很多關(guān)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(zhì)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(nóng)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(chǎn)量的影響，以期為秸稈還田的合理采用提供一定理論依據(jù)。

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(fēng)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(fēng)沙三大類。試驗地土壤理化性質(zhì)各項指標(biāo)含量為：有機質(zhì)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(shè)計

試驗時間自2020年5月到9月，供試農(nóng)作物為玉米，供試品種為良玉99。試驗共計設(shè)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(fù)。

為確保供試土壤的均質(zhì)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(chǎn)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(cè)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(biāo)

對不同秸稈還田深度下玉米產(chǎn)量和產(chǎn)量構(gòu)成各因素進行測量：樣穗進行風(fēng)干，脫粒測得籽粒的含水量，以14%的標(biāo)準(zhǔn)含水量計算得到出籽率，通過折算得到單位面積產(chǎn)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(jù)

使用Excle表格進行數(shù)據(jù)整理，使用SPSS25.0軟件做數(shù)據(jù)的統(tǒng)計和分析，對測得數(shù)據(jù)表達為均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差的計量值方式，數(shù)據(jù)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(xué)意義。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同處理玉米產(chǎn)量分析

不同秸稈還田深度下玉米產(chǎn)量變化如下表1所示。由表1中數(shù)據(jù)可知，采取秸稈還田的各處理組玉米產(chǎn)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(chǎn)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(chǎn)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(jù)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(chǎn)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(chǎn)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(jù)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(jù)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(chǎn)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(diào)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(zhì)量得到提高，促進農(nóng)作物根系的生長，延緩其根系的衰老，繼而農(nóng)作物群體結(jié)構(gòu)得以優(yōu)化、玉米產(chǎn)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(chǎn)量的重要手段。

本試驗研究結(jié)果表明，秸稈還田處理模式顯著提高了玉米產(chǎn)量，這與岳楊等人研究結(jié)果相符[7]，該試驗中設(shè)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(chǎn)量的影響;結(jié)果表明，與秸稈不還田對照相比較，秸稈混拌還田使玉米產(chǎn)量增加了2.81%，秸稈覆蓋還田是玉米產(chǎn)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(chǎn)量增加了8.24%，該實驗認(rèn)為，秸稈深翻還田可以提高玉米產(chǎn)量。

這與本試驗所得結(jié)果相符，本試驗共計設(shè)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(jié)果表明：不同秸稈還田深度下玉米產(chǎn)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(chǎn)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(chǎn)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(chǔ)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(zhuǎn)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(chǎn)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(chǎn)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(chǎn)量、出籽率及百粒重。

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