秸稈還田方式對土壤速效磷和玉米產量的影響

摘要：為探討秸稈還田方式對土壤速效磷和玉米產量的影響，設置秸稈粉碎還田（SCRT）、秸稈覆蓋還田（SCR）和秸稈不還田（SNR）3個處理，調查各處理的土壤速效磷含量和玉米葉片葉綠素相對含量（SPAD值）、植株干物質量及產量情況。結果表明，與SNR相比，SCRT和SCR的土壤速效磷含量、葉片SPAD值和植株干物質量顯著提高，產量分別提高0.56%和8.32%。秸稈粉碎還田方式能夠促進玉米植株積累的有機物向籽粒轉移，從而獲得更高產量。

關鍵詞：玉米； 秸稈還田； 土壤速效磷； 產量

中圖分類號：S141.4 文獻標識碼：A 文章編號：1674-1161（2024）05-0046-03

玉米是我國重要的糧食作物和飼料作物[1]，其秸稈資源豐富。秸稈還田是一種有效的土壤改良措施[2]，可以提高土壤中養分含量，促進作物對養分的吸收和利用，同時還能改善土壤結構，協調農田水肥氣熱關系，為作物生長提供良好的環境，有利于作物產量的提高和種植效益的提升[3]。但秸稈腐解速率較低，導致其養分不能在作物關鍵生育時期充分釋放和有效利用，亟需找到適宜、可行、有效的秸稈還田方式。為此，通過田間試驗探究不同秸稈還田方式對土壤速效磷含量和玉米產量的影響，以期為提升秸稈還田效果提供參考。

1材料與方法

1.1試驗地概況

試驗在山東省泰安市山東農業大學水肥耦合研究試驗站（36° 09′30.78″ — 36° 09′27.59″N ，117°13′13.79″—117°13′12.02″E）進行。試驗地屬于溫帶大陸性季風氣候，四季分明，光照充足。田間土壤為壤土，前茬作物為小麥，旋耕后播種夏玉米。

1.2試驗設計

試驗采用隨機區組設計，設置小麥秸稈不還田（SNR）、小麥秸稈覆蓋還田（SCR）、小麥秸稈粉碎還田（SCRT）3個處理。每個栽培池面積3.6 m×4.8 m，每個處理3次重復。供試玉米品種為鄭單958，種植密度為7.2×104 株/hm²。播種同時基施化肥，其中純N 用量120 kg/hm²、P2O5 用量90 kg/hm²、K₂O 用量90kg/hm²；大喇叭口期追施純N，用量120 kg/hm²。

1.3測定指標及方法

1.3.1土壤速效磷 于玉米拔節期、開花期、灌漿期和成熟期，采用5點取樣法，采集0～20 cm、20～40 cm土層土壤樣品，自然風干后過0.85 mm篩。采用0.5mol/L NaHCO3浸提—鉬銻抗比色法測定土壤速效磷含量。

1.3.2葉片SPAD 值 于玉米開花期、灌漿期和蠟熟期，使用SPAD-502便攜式葉綠素測定儀，測定穗位葉片葉綠素相對含量。每個小區取10株植株的葉片，每片葉片測定3次。

1.3.3植株干物質量 于玉米開花期、灌漿期和成熟期，取玉米植株地上部分，按莖、葉、穗分開，105 ℃下殺青30 min，80 ℃下烘干至質量恒定，測定干物質量。每個小區取3株植株，每個處理3次重復。

1.3.4玉米產量及其構成因素 于玉米成熟期，每個小區連續選取30株植株，測定穗行數和行粒數，計算穗粒數；烘干脫粒后，測定籽粒含水量和質量，計算千粒質量（14.00%含水量），折算單位面積產量。

2結果與分析

2.1不同秸稈還田方式對土壤速效磷含量的影響

不同秸稈還田方式下0～20 cm土層土壤速效磷含量如圖1所示。

由圖1可以看出，秸稈還田顯著提高了0～20 cm土層土壤速效磷含量。拔節期SCRT和SCR處理的土壤速效磷含量分別比SNR 增加了57.12% 和28.06%，開花期SCRT和SCR處理的土壤速效磷含量分別比SNR 增加了27.32% 和21.12%，灌漿期SCRT和SCR 處理的土壤速效磷含量分別比SNR 增加了53.87% 和54.12%，成熟期SCRT 和SCR 處理的土壤速效磷含量分別比SNR 增加了45.32% 和34.40%。整個生育期0～20 cm 土層土壤速效磷含量表現為SCRTgt;SCRgt;SNR，秸稈粉碎還田方式比其他方式對提高土壤速效磷含量的貢獻更大。

不同秸稈還田方式下20～40 cm土層土壤速效磷含量如圖2所示。

由圖2可以看出，各處理20～40 cm土層土壤速效磷含量隨著玉米生育時期的推進呈先增加后減少趨勢。拔節期SCRT和SCR處理的土壤速效磷含量分別比SNR增加了17.00%和1.63%，開花期SCRT和SCR 處理的土壤速效磷含量分別比SNR 增加了15.61%和1.24%，灌漿期SCRT和SCR處理的土壤速效磷含量分別比SNR增加了56.13%和38.36%，成熟期SCRT和SCR 處理的土壤速效磷含量分別比SNR增加了12.72% 和22.34%。秸稈分解后能夠增加土壤中的P素供應，秸稈粉碎還田方式下土壤微生物會加速秸稈分解，使更多的P素被釋放，提高了土壤速效磷含量，對植株生長起到促進作用。

2.2不同秸稈還田方式對玉米葉片SPAD 值的影響

不同秸稈還田方式下玉米葉片SPAD 值如圖3所示。

由圖3可以看出，與蠟熟期相比，各處理開花期和灌漿期玉米葉片SPAD值的差異性更為顯著。開花期SCRT和SCR處理的SPAD值分別比SNR增加了7.23%和3.17%，灌漿期SCRT和SCR處理的SPAD值分別比SNR增加了11.34%和6.74%，蠟熟期SCRT和SCR 處理的SPAD 值分別比SNR 增加了7.04% 和6.92%。SCRT處理對提高玉米穗位葉片SPAD 值的貢獻更大。從開花期到蠟熟期SPAD值呈先升高后降低趨勢，尤以灌漿期最高。較高的SPAD值有利于植株對土壤速效磷的吸收，可以增強光合作用，促進植株的生長發育和有機物的積累。

2.3不同秸稈還田方式對植株干物質積累量的影響

不同秸稈還田方式下植株干物質量如圖4所示。

由圖4可以看出，莖和葉的干物質量隨著玉米生育時期的推進呈先增加后減少趨勢，在灌漿期達到最大值。籽粒的干物質量在玉米灌漿期及之后呈增加趨勢，說明隨著玉米生育時期的推進，干物質從莖和葉向籽粒轉移積累。開花期SCRT和SCR處理的干物質量分別比SNR 增加了14.01% 和9.92%，灌漿期SCRT和SCR處理的干物質量分別比SNR增加了10.88%和9.48%，成熟期SCRT和SCR處理的干物質量分別比SNR增加了15.04%和4.31%。玉米開花期后各器官干物質量表現出“前期擴源、后期增庫”趨勢，整個生育期內SCRT處理的干物質積累量最大，其籽粒干物質量顯著高于SCR和SNR處理，表明秸稈粉碎還田方式能夠促進營養從源向庫轉移。

2.4不同秸稈還田方式對玉米產量的影響

不同秸稈還田方式下玉米產量見表1。

由表1可知，秸稈還田處理的穗粒數、千粒質量和產量比不還田處理顯著增加。SCRT處理的穗粒數、千粒質量和產量分別比SNR 增加了4.38%、13.38%和8.32%，SCR處理的穗粒數、千粒質量和產量分別比SNR 增加了4.55%、12.75% 和4.96%。SCRT處理的玉米產量比SCR增加了0.56%，表明秸稈粉碎還田方式對提高玉米產量和保障糧食安全的貢獻更大。

3結論

與秸稈不還田（SNR）相比，秸稈覆蓋還田（SCR）提高了玉米各生育時期的土壤速效磷含量、葉片SPAD 值和植株干物質量，增幅分別為13.55%～48.58%、3.17%～6.92% 和4.31%～9.92%；秸稈粉碎還田（SCRT）提高了玉米各生育時期的土壤速效磷含量、葉片SPAD 值和植株干物質量，增幅分別為22.86%～54.66%、7.04%～11.33%和10.88%～15.04%。秸稈覆蓋還田和秸稈粉碎還田提高了穗粒數和千粒質量，分別使玉米產量提高了4.96%和8.32%。綜合來看，秸稈粉碎還田方式能夠顯著增加土壤速效磷含量，提高玉米開花期后各生育時期的葉片SPAD值，促進干物質的產生、積累和向籽粒轉運，從而獲得更高產量。