不同耕作方式下玉米秸秆还田对小麦生长及生理特性的影响.pdf
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1、试验研究 2023.8小麦是我国主要粮食作物之一袁 其产量丰欠关系到国家粮食安全和社会稳定1-2遥 山西小麦种植历史悠久袁 丰富的面食文化使其消费量远大于其他粮食作物袁占粮食消费总量的 50%以上袁但由于生态条件和种植结构的调整等因素袁 现阶段山西小麦常年播种面积保持在 800 万亩左右袁 仅占全省粮食作物播种面积的 17.5%袁总产量远不能满足需求袁供需矛盾仍很突出遥 近年来袁为稳定小麦播种面积袁各地积极推广复种尧套种技术袁其中玉米要冬小麦要大豆两年三熟是山西中部麦区的主要种植方式之一遥 玉米收获后秸秆粉碎还田本是增施有机肥的一种重要途径3袁但由于设备尧成本等问题袁生产中耕作方式不合理导致秸
2、秆回收利用效率低4袁使秸秆没有产生应有的价值袁反而成为困扰农民生产的难题5遥 因此袁在该地区探索合理有效的耕作措施袁 合理利用秸秆还田提高土壤质量与肥力袁增加后茬小麦产量袁对保障粮食安全具有重要意义遥合理的耕作方式和秸秆还田是农业生产中重要的技术措施袁 也是确保农业长期可持续发展的有效措施和途径之一6遥 耕作方式包括多种模式袁其中包括深翻尧深松尧深松浅翻尧旋耕尧免耕尧重耙及传统翻耕等袁 不同的耕作方式对土壤产生的扰动作用存在差异袁对土壤的养分含量影响也不同7遥 在山西中部麦区袁上茬玉米收获后长期采用传统的旋耕垄作袁致使玉米秸秆入土过浅袁不利于秸秆的分解和腐熟袁且影响后荐小麦根系下扎和麦苗生长袁
3、 养分和水分吸基金项目院中央引导地方科技发展资金项目渊YDZJSX2022C015冤曰山西省现代农业产业技术体系建设项目渊2022-07冤曰黄土高原特色作物优质高效生产省部共建协同创新中心基金项目渊SBGJXTZX-12冤遥作者简介院张东旭(1982-)袁男袁副研究员袁从事小麦育种与栽培研究遥 E-mail院不同耕作方式下玉米秸秆还田对小麦生长及生理特性的影响张东旭1,2闫海丽1李岩华1张俊灵1闫金龙1冯丽云1邬志远1胡丹珠1渊1.山西农业大学谷子研究所山西长治 046011曰2.黄土高原特色作物优质高效生产省部共建协同创新中心山西太谷 030800冤摘要院为了探究不同耕作方式下玉米秸秆还田对
4、小麦生长及生理特性的影响袁本研究以长 6794 为供试品种袁进行了深耕+旋耕+耙耢渊T1冤尧深耕+旋耕渊T2冤尧旋耕 2 次渊T3冤尧旋耕 1 次渊T4冤4 种耕作方式下玉米秸秆还田对小麦产量及构成要素尧光合特性尧生理性状的影响试验遥 结果表明袁T1 处理的基本苗尧最高茎数尧成穗数均显著高于 T2尧T3尧T4 处理袁穗粒数尧千粒重显著高于 T3尧T4 处理袁产量最高且显著高于其他处理曰T2 和 T3 处理的产量次之袁而 T4 处理则显著影响小麦的群体和个体发育袁产量最低遥 T1 处理在花后 735 d 的旗叶净光合速率渊冤显著高于 T2尧T3尧T4 处理曰T1尧T2处理在花后 2135 d 的
5、叶绿素相对含量渊SPAD冤均显著高于 T3尧T4 处理曰T1 处理在花后 035 d 的植被指数渊NDVI冤均最高袁除花后 35 d 的 NDVI 与 T2 处理间无显著差异外袁其他时期的 NDVI 均显著高于 T2尧T3尧T4 处理遥 综上可知袁不同耕作方式下玉米秸秆还田对后茬小麦的生长尧产量及光合特性等均有显著的影响遥在山西中部麦区袁玉米收获后采用深耕+旋耕+耙耢的耕作方式袁能够保障后茬小麦出苗整齐袁增加小麦群体数量袁并显著提高小麦灌浆期的光合能力袁延缓叶片衰老袁促进穗部发育和籽粒灌浆袁增加穗粒数和千粒重袁进而获得高产遥关键词院小麦曰耕作方式曰秸秆还田曰产量曰生理特性29-2023.8 试
6、验研究收受阻袁 严重限制后茬小麦生长及产量的增加遥 因此袁 本试验针对山西中部麦区特定的土壤及气候条件袁 开展不同耕作方式下玉米秸秆还田对后茬小麦生长及光合特性的研究袁 以期为该地区玉米要小麦种植筛选出适宜的耕作方式尧 增加作物产量提供理论依据遥1材料与方法1.1试验区概况田间试验于 2020-2021 年袁 在长治市黎城县东社村小麦试验基地进行袁 试验地点位于 36毅49忆N尧113毅28忆E袁海拔 770 m遥 试验地土壤类型为壤土袁小麦播种前土壤 020 cm 耕层含有机质 28.3 g/kg尧 速效氮 108 mg/kg尧速效磷 16 mg/kg尧速效钾 203 mg/kg遥本年度小麦
7、播种前的 7 月尧8 月降雨较多袁底墒充足袁小麦生长季总降雨量为 218.9 mm袁 略低于历年平均降雨量渊238 mm冤遥 具体见图 1遥1.2试验设计供试玉米品种为长 6794袁由本课题组提供袁前茬玉米品种为太育 9 号遥 玉米收获时配带秸秆粉碎装置袁收获后玉米秸秆均匀平铺于地表袁 田间管理同当地大田遥 各处理小麦全生育期总施肥量相同袁播前一次性施入复合肥渊N颐P2O5颐K2O 为 20颐15颐10冤1 200 kg/hm2遥试验共设 4 个处理袁 分别为深耕+旋耕+耙耢渊T1冤尧深耕+旋耕渊T2冤尧旋耕 2 次渊T3冤尧旋耕 1 次渊T4冤遥 深耕耕深 25 cm袁旋耕耕深 15 cm袁
8、耙耢采用传统耙耢农具牲畜牵引完成遥 试验田于 2021 年 10 月10 日播种袁随机区组排列袁3 次重复袁小区面积 50 m2渊4 m伊50 m冤袁行距 20 cm袁播种量为 187.5 kg/hm2遥1.3测定项目与方法1.3.1产量与表型性状每小区标记代表性样点2 个袁在苗期尧分蘖期和成熟前期调查基本苗尧最高总茎数尧成穗数袁收获前每小区在样点内取样 20 株调查株高尧穗长尧穗粒数尧千粒重袁小区全区收割袁晒干后测其产量遥1.3.2光合速率测定采用 CIRAS-2 光合速率仪渊PP SYSTEMS袁美国冤于晴天上午 9:00-11:00 测定旗叶的光合速率渊冤袁每处理测定 3 株袁取其平均值
9、进行统计分析遥1.3.3旗叶叶绿素含量测定使用便携式植物营养测定仪于晴天上午 9:00-11:00 测定参试品种旗叶渊从叶尖起 1/3 部位冤叶绿素含量袁每处理测定 5 株袁取其平均值进行统计分析遥1.3.4植被指数渊NDVI冤测定使用便携式植物光谱仪 渊Green Seeker袁USA冤袁 分别在灌浆前期 渊5 月10 日冤尧灌浆中期渊5 月 25 日冤尧灌浆后期渊6 月 10 日冤晴天的中午前后测定植被指数袁风力不超过 5 级遥 测量前对准标参考板进行定标校准袁 然后对着目标地物测量袁每个处理测 2 次取均值遥1.4数据分析采用 Microsoft Excel 2010 软件和 SPSS
10、Statistics19.0 对试验数据进行处理和分析袁采用 Duncan 法对不同处理的数据进行差异性检验遥2结果与分析2.1不同处理对小麦生长发育及产量的影响由表 1 可知袁不同处理对小麦的基本苗尧最高茎数尧成穗数均有显著的影响袁但成穗率之间差异不显注院同一列的不同字母表示在 0.05 水平上差异显著遥表 1不同耕作方式对小麦产量及其构成要素的影响处理基本苗渊万/hm2冤最高茎数渊万/hm2冤成穗数渊万穗/hm2冤成穗率渊%冤株高渊cm冤穗粒数渊粒冤千粒重渊g冤产量渊kg/hm2冤T1409.5a946.8a628.3a66.4a83.4a36.3a43.8a8 403.0aT2396.0
11、b867.6b575.1b66.3a82.9a35.9ab43.3a7 836.0bcT3378.6c844.8b558.9b66.2a83.0a35.6bc41.6b7 479.0cT4354.3d790.8c519.4c65.7a82.6a35.4c41.2b6 937.5d图 12020-2021 年度试验地降雨量30-试验研究 2023.8图 4不同耕作方式小麦开花后不同时期的植被指数著遥 基本苗不同处理间表现为 T1跃T2跃T3跃T4袁最高茎数和成穗数均表现为 T1跃T2逸T3跃T4遥 其中 T1 处理的基本苗尧最高茎数尧成穗数均最高袁且显著高于 T2尧T3尧T4 处理遥 T2尧T3
12、 处理的基本苗尧最高茎数尧成穗数也显著高于 T4 处理袁 基本苗 T2尧T3 处理间差异显著袁 但最高茎数和成穗数之间差异不显著遥 说明 T1处理能够保障小麦出苗袁增加群体数量袁为小麦高产奠定基础遥 而 T4 会显著影响小麦出苗袁降低群体数量起点袁虽后期经群体调节成穗率差异不显著袁但群体数量显著低于其他处理遥不同处理对小麦株高影响不显著袁 但显著影响小麦的穗粒数尧千粒重和产量遥 T1 处理的穗粒数尧千粒重和产量均最高袁 其中穗粒数和千粒重均显著高于 T3尧T4 处理袁产量显著高于 T2尧T3尧T4 处理曰T2 处理的穗粒数和千粒重显著高于 T4 处理袁产量显著高于 T3尧T4 处理曰T3 处理
13、的穗粒数和千粒重与 T4 处理无显著差异袁但产量显著高于 T4 处理遥 说明不同耕作方式会显著影响小麦穗部及籽粒性状袁T1 和 T2 处理均能够促进小麦穗部发育袁增加穗粒数和千粒重袁而 T3尧T4 处理则会影响小麦的穗部和籽粒发育遥 综上可知袁T1 处理能够显著促进小麦群体与个体发育袁从而使小麦产量在各处理中最高曰 其次产量较高的分别为 T2 和 T3 处理袁而 T4 处理则因显著影响小麦的群体和个体发育袁产量最低遥2.2不同处理对小麦旗叶净光合速率渊冤的影响由图 2 可知袁 不同处理对小麦开花后的有显著的影响遥 除花后 0 d 各处理间差异不显著外袁花后735 d 各处理间的均有显著差异遥
14、其中袁T1 处理花后 735 d 的均最高袁 且显著高于 T2尧T3尧T4 处理曰T2 处理花后 735 d 的均显著低于 T1 处理袁花后 2135 d 的均显著高于 T3尧T4 处理曰T3 处理花后 735 d 的均显著低于 T1 处理袁花后 2135 d的均显著低于 T2 处理袁 花后 2835 d 的显著高于 T4 处理曰T4 处理花后 735 d 的均显著低于T1 处理袁花后 1435 d 的均显著低于 T2 处理袁花后 2835 d 的显著低于 T3 处理遥 由此可见袁T1 处理能够使小麦在灌浆期间保持较高的光合能力袁促进籽粒灌浆袁 其次分别为 T2尧T3 处理袁T4 处理最差袁尤
15、其在灌浆后期的净光合速率显著低于其他处理遥2.3不同处理对小麦叶绿素相对含量 渊SPAD冤的影响由图 3 可知袁 不同处理对花后 014 d 的 SPAD无显著影响袁花后 2135 d 各处理间的 SPAD 差异显著遥 其中袁T1 处理花后 2135 d 的 SPAD 最高袁但仅在花后 28 d 显著高于 T2 处理袁 其余时期与 T2 处理间无显著差异曰T1尧T2 处理在花后 2135 d 的 SPAD均显著高于 T3尧T4 处理曰T3 处理在花后 2135 d 的SPAD 均显著高于 T4 处理遥 由此可见袁T1尧T2 处理能够使小麦在灌浆后期保持较高的叶绿素含量袁 减缓叶片衰老袁 有利于
16、光合作用袁T3尧T4 处理则在灌浆后期叶绿素含量下降较快袁叶片快速衰老袁不利于后期籽粒灌浆袁其中 T4 处理的效果最差遥2.4不同处理对小麦植被指数渊NDVI冤的影响由图 4 可知袁 不同处理对花后 035 d 的 NDVI有显著的影响遥 T1 处理花后 035 d 的 NDVI 均最高袁 除花后 35 d 的 NDVI 与 T2 处理间无显著差异袁其他时期的 NDVI 均显著高于 T2尧T3尧T4 处理曰T2 处理花后 028 d 的 NDVI 均显著低于 T1 处理袁除花后07 d 的 NDVI 与 T3 处理间无显著差异外袁 其他时期的 NDVI 均显著高于 T3尧T4 处理曰T3 处理
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