少免耕與秸稈機械全量原位還田對稻茬小麥出苗及產量的影響.doc

少免耕與秸稈機械全量原位還田對稻茬小麥出苗及產量的影響 張斯梅，楊四軍，顧克軍，于建光，張恒敢，許博 （江蘇省農業(yè)科學院農業(yè)資源與環(huán)境研究所，南京210014） 摘要：為給秸稈機械還田利用和稻茬小麥高產高效栽培提供依據(jù)，研究了少免耕與秸稈機械全量原位還田對稻茬小麥出苗及產量的影響。結果表明，免耕秸稈機械全量原位覆蓋還田處理小麥籽粒產量最高，達6480.0kg/hm2，其次是淺耕秸稈不還田處理，淺耕秸稈機械全量原位混埋還田處理產量最低，為5524.5kg/hm2。方差分析結果說明，少免耕與秸稈機械全量原位還田對稻茬小麥產量的影響不大，且兩者之間不存在交互作用。免耕秸稈機械全量原位覆蓋還田處理省工節(jié)本，效益較其他處理明顯提高。綜合來看，稻茬小麥高產高效栽培的適宜方式為免耕秸稈機械全量原位覆蓋還田。 關鍵詞：產量；免耕；淺耕；秸稈還田；效益 ：S-3文獻標志碼：A論文編號：xx-0953 基金項目：江蘇省農業(yè)科技自主創(chuàng)新資金“區(qū)域秸稈全量利用關鍵技術研究與應用推廣”CX(12)1002；國家科技支撐項目“江淮東部（江蘇）水稻小麥豐產節(jié)水節(jié)肥技術集成與示范”(xxBAD07B09)；國家水體污染控制與治理科技重大專項“區(qū)域種植業(yè)廢棄物中氮磷養(yǎng)分管理及多級利用技術研究與示范”(xxZX07101-004)。 第一作者簡介：張斯梅，女，1981年出生，江蘇贛榆人，助理研究員，在讀博士，主要從事稻麥栽培生理生態(tài)及秸稈資源化利用研究。通信地址：210014江蘇省農業(yè)科學院農業(yè)資源與環(huán)境研究所，TelE-mail：zhangsimei929sina.。 通訊作者：楊四軍，男，1958年出生，江蘇贛榆人，研究員，本科，主要從事耕作制度、農機農藝融合與小麥高產栽培技術研究。通信地址：210014江蘇省農業(yè)科學院農業(yè)資源與環(huán)境研究所，TelE-mail：yangsijyun5819163.。 ：xx-09-25，修回日期：xx-12-02。 EffectsofLessTillageandNo-tillagePatternsandTotalRiceStrawMechanizedReturning inSituonSeedGerminationandGrainYieldofWheatZhangSimei,YangSijun,GuKejun,YuJianguang,ZhangHenggan,XuBo(InstituteofAgricultureResourcesandEnvironment,JiangsuAcademyofAgriculturalSciences,Nanjing210014,Jiangsu,China)Abstract:Tousestrawmechanizedreturningtofieldandincreaseyieldandefficiencyofwheatinrice-wheatrotation,effectsofno-tillage,shallowtillageandtotalstrawmechanizedreturninginsituonseedgerminationandgrainyieldofwheatwerestudied.Theresultsshowedthatthetreatmentofno-tillagewithtotalstrawmulchinghadthehighestgrainyield,upto6480.0kg/hm2,followedbyshallowtillagetreatmentwithoutstrawreturning,andthetreatmentofshallowtillagewithtotalstrawreturninghadthelowestyield,5524.5kg/hm2.ANOVAresultsindicatedthatno-tillage,shallowtillageandtotalstrawmechanizedreturninginsituhadlittleeffectonwheatyield,andtherewasnointeractionbetweenthetwo.Totalstrawmulchingwithouttillageneededlesscost,andproductionefficiencywasimproved.Takentogether,theappropriatewaytohighyieldandefficiencycultivationofwheatwasno-tillageplustotalstrawmulchinginrice-wheatrotation. Keywords:Yield;No-tillage;ShallowTillage;StrawReturning;Benefits 0引言 中國稻茬小麥面積約為480萬hm2，主要分布在長江流域。稻茬麥區(qū)光熱資源豐富，降雨較多，小麥生長受水資源限制作用小，是中國小麥增產潛力最大的區(qū)域1。江蘇稻茬小麥占全省小麥總面積的70%以上，淮南地區(qū)稻茬小麥比例高達80%以上，稻茬小麥生產水平的高低直接關系到全省小麥的生產與發(fā)展。少免耕是促進糧食增產、農業(yè)增效、農民增收的重大技術措施之一，其推廣應用面積占江蘇省稻茬小麥面積的90%以上。 目前，針對少免耕對作物產量性狀影響的研究報道較多3-5，研究結果不盡相同，有報道顯示，少耕稻茬小麥產量與常規(guī)耕作基本持平6，免耕可提高稻茬小麥產量水平6-7，也有研究認為免耕導致稻田套種小麥產量明顯降低8。秸稈還田是其資源化利用的最有效途徑，秸稈還田對作物產量影響的研究結果表明，長期秸稈還田對當季乃至還田后的前幾季作物產量可能產生負面效應，但隨后其優(yōu)勢會逐漸顯現(xiàn)，可以起到較好的增產效果9-10。以往研究大多采用盆栽或小區(qū)試驗，秸稈往往經人工切碎后歸還土壤，而田間大區(qū)秸稈機械全量原位還田的報道較少。為此，筆者在稻麥兩熟地區(qū)，研究了少免耕與秸稈機械全量原位還田對稻茬小麥田間出苗、產量及其效益的影響，以期為稻茬小麥高產高效栽培提供依據(jù)。 1材料與方法 1.1試區(qū)概況 試驗于xxxx年在江蘇省農業(yè)農業(yè)科學院宿遷農業(yè)科學研究所試驗田進行。試區(qū)屬暖溫帶季風氣候區(qū)，年平均日照2315h，年平均氣溫14.1，活動積溫5189，年均降水量為892.3mm，一年兩熟制。1.2試驗材料 供試小麥品種為遷麥1號，采用機條播，行距20cm，播量為300kg/hm2，xx年10月10日播種，xx年6月7日收獲。 1.3試驗設計 試驗設置4種處理，分別為淺耕秸稈不還田(ST)、免耕秸稈不還田(NT)、淺耕秸稈機械全量原位混埋還田(STS)和免耕秸稈機械全量原位覆蓋還田(NTS)。為了便于耕作，試驗采用大區(qū)對比法，每處理面積為360m2，不設重復。除秸稈還田與耕作方式不同外，其他田間管理措施保持一致。 1.4測定項目 小麥出苗后，調查基本苗數(shù)，計算田間出苗率。成熟期測定有效穗數(shù)，用1m2大小的方框，每小區(qū)選取3個位置人工計數(shù)框內的穗數(shù)，測定穗粒數(shù)和千粒重，每個處理收獲12m2計產，籽粒曬干后測定含水量，折算成含水量為13%的籽粒重量。 田間出苗率=(單位面積基本苗/單位面積有效種子粒數(shù))100%單位面積有效種子粒數(shù)=單位面積播種量(kg)每kg種子粒數(shù)發(fā)芽率每種子粒數(shù)=10001000/千粒重(g) 1.5數(shù)據(jù)分析 采用MicrosoftExcelxx處理數(shù)據(jù)、作圖和統(tǒng)計分析。 2結果與分析 2.1少免耕與秸稈機械全量原位還田對稻茬小麥出苗率的影響 從圖1可以看出，免耕秸稈不還田(NT)稻茬小麥出苗率最高，為79.9%，淺耕秸稈不還田(ST)出苗率最低，兩者相差5.6%。同在秸稈不還田條件下，免耕出苗率明顯高于免耕，但差異未達到顯著水平(P0.05)；同在秸稈機械全量原位還田條件下，淺耕混埋處理出苗率略高于免耕覆蓋處理，差異也不顯著(PSTNTSTS，免耕秸稈機械全量原位覆蓋還田處理籽粒產量最高，達6480.0kg/hm2，其次是淺耕秸稈不還田處理。淺耕秸稈機械全量原位混埋還田處理產量最低，為5524.5kg/hm2，比免耕覆蓋還田處理減少了14.7%。 進一步比較產量構成因素的差異，秸稈不還田條件下，免耕處理有效穗數(shù)高于淺耕處理，而前者每穗粒數(shù)和千粒重低于后者。秸稈機械全量原位還田條件下，免耕覆蓋處理有效穗數(shù)和每穗粒數(shù)高于淺耕混埋處理，而前者千粒重低于后者。方差分析結果表明，不同處理產量及其構成因素差異均未達顯著水平(P0.05)，即秸稈是否還田與不同耕作模式對稻茬小麥的產量及其構成因素的影響不大，且秸稈是否還田與不同耕作方式之間不存在交互作用。 2.3不同處理稻茬小麥效益分析 小麥生產成本呈逐年增加的趨勢，其經濟效益的提高依賴于省工節(jié)本、補貼收入的增加及收購價格的提高。與秸稈不還田相比，機械全量原位還田節(jié)省了將秸稈移出田面的過程費用（人工費、機械費和運輸費等）；水稻秸稈還田腐解釋放的N、P、K等營養(yǎng)元素可供后茬小麥生長需要，從而減少麥田肥料施用量，降低了肥料投入成本；還田還能有效減少焚燒和遺棄，增加土壤有機質含量，改善土壤理化性狀。與淺耕相比，免耕省工節(jié)本優(yōu)勢明顯，且有利于保護土壤結構。免耕結合秸稈機械原位覆蓋還田處理，可起到蓄水保墑、減少地表徑流損失及雜草發(fā)生等作用。因此，從促進農民增收、提高稻茬小麥效益的角度考慮，以免耕秸稈機械全量原位覆蓋還田處理最好。 3結論與討論 少免耕是集保護性耕作、輕型栽培、保護生態(tài)于一體的綜合技術體系，是順應農業(yè)發(fā)展新階段、新形勢的農業(yè)應用技術之一。該技術通過簡化農藝流程，能夠有效緩解農忙季節(jié)用工緊張的矛盾，大幅降低勞動強度。同時，少免耕還可以減少機械耕作作業(yè)能耗和費用，有效降低生產成本。由于不需要耕翻整地，可以保證下茬作物適時播栽，有利于充分利用光溫資源，提高抗災應變能力，增產增效優(yōu)勢明顯。此外，耕層土壤不受破壞，有利于作物生長發(fā)育。因此，國際上目前提倡以少免耕為主的保護性耕作模式。針對保護性耕作對作物產量影響的研究報道較多，結果也不相一致，多數(shù)研究都從正面評價其效益，或者認為少免耕與常規(guī)耕作的差異不大6，但保護性耕作導致作物減產也是客觀事實11-16。 禁止農作物秸稈露天焚燒或隨意遺棄，是當下全社會關注的熱點問題之一，也是農民及各級政府面臨的難點問題。秸稈還田是解決秸稈出路及實現(xiàn)其資源化利用的最重要途徑，目前也是秸稈綜合利用的最主要途徑。秸稈還田對作物產量影響的研究表明，長期秸稈還田對當季乃至還田后的前幾季作物產量可能產生負面效應，但隨后其優(yōu)勢會逐漸顯現(xiàn)，可以起到較好的增產效果9-10。以往研究大多采用盆栽或小區(qū)試驗，通常的做法是先收集秸稈，經人工切碎，與土壤混埋，再播栽下茬作物。蘇南部分地區(qū)，農民亦有小麥播種后覆蓋整草的栽培習慣。迄今為止，關于田間大區(qū)秸稈機械全量原位還田的報道較少，未見秸稈機械全量原位還田和少免耕對作物影響的研究報道。少免耕的同時覆蓋農作物秸稈，可以減少水土流失，具有保土保肥的效果。此外，還可避免秸稈焚燒和遺棄對大氣、水體和土壤帶來的污染，有效培肥地理，改善土壤性狀，促進農業(yè)生產的可持續(xù)發(fā)展。與人工秸稈還田相比，機械化作業(yè)不僅將勞動力解放出來，而且可以大大提高作業(yè)效率。為此，筆者在稻麥兩熟地區(qū)，研究了少免耕與秸稈機械全量原位還田對稻茬小麥田間出苗、產量及其效益的影響，以期為稻茬小麥高產高效栽培提供依據(jù)。 本研究結果表明，免耕秸稈機械全量原位覆蓋還田處理小麥籽粒產量最高，達6480.0kg/hm2，淺耕秸稈機械全量原位混埋還田處理小麥產量最低，比前者減少了14.7%。從稻茬小麥高產高效、秸稈資源利用和保護環(huán)境的角度綜合考慮，以免耕秸稈機械全量原位覆蓋還田處理最好。免耕秸稈機械全量原位覆蓋種植小麥，不僅沒有導致小麥減產，而且節(jié)本省工增效，秸稈資源得到充分利用，土壤肥力得到穩(wěn)定提高，大大減輕環(huán)境污染，保護農業(yè)生態(tài)環(huán)境，促進農業(yè)可持續(xù)發(fā)展。事實上，任何耕作方式都有正負兩方面的效應，長期采用相同措施可能導致負效應的累加。因此，以后有必要開展年度間不同耕作方式組合的研究，探索適于新形勢下秸稈機械還田的稻茬小麥高產高效耕作與栽培技術。 參考文獻 1李朝蘇,湯永祿,吳春,等.播種方式對稻茬小麥生長發(fā)育及產量建成的影響J.農業(yè)工程學報,xx,28(18):36-43. 2杜永林,楊洪建.江蘇作物免少耕栽培技術發(fā)展探討J.耕作與栽培,xx(1):1-3. 3江曉東,李增嘉,候連濤,等.少免耕對灌溉農田冬小麥/夏玉米作物水、肥利用的影響J.農業(yè)工程學報,xx,21(7):20-24. 4江曉東,遲淑筠,李增嘉,等.少免耕對冬小麥花后旗葉衰老和產量的影響J.農業(yè)工程學報,xx,24(4):55-58. 5董文旭,陳素英,胡春勝,等.少免耕模式對冬小麥生長發(fā)育及產量性狀的影響J.華北農學報,xx,22(2):141-144. 6莊恒揚,劉世平,沈新平,等.長期少免耕對稻麥產量及土壤有機質與容重的影響J.中國農業(yè)科學,1999,32(4):39-44. 7嚴潔,鄧良基,黃劍.保護性耕作對土壤理化性質和作物產量的影響J.中國農機化,xx(2):31-34. 8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量和品質的影響J.麥類作物學報,xx,27(5):859-863.9曾木祥,王蓉芳,彭世琪,等.我國主要農區(qū)秸稈還田試驗總結J.土壤通報,xx,33(5):336-339. 10張永春,汪吉東,聶國書,等.不同量秸稈機械化還田對稻麥產量及土壤碳活性的影響J.江蘇農業(yè)學報,xx,24(6):833-838. 11KirkegaardJA.AreviewoftrendsinwheatyieldresponsestoconservationcroppinginAustraliaJ.AustralianJournalofExperimentalAgricultur