成都平原不同秸稈還田量對(duì)土壤水分及機(jī)播油菜生長的影響

陳紅琳，陳尚洪，王昌桃，鄭開林，蔣梁材，劉定輝*

(1．四川省農(nóng)業(yè)科學(xué)院 土壤肥料研究所，四川 成都 610066;2．四川省邛崍市牟禮鎮(zhèn)植保站，四川 邛崍 611536;3．四川省農(nóng)業(yè)科學(xué)院 作物研究所，四川 成都 610066)

中國農(nóng)作物秸稈總量巨大，秸稈的有效利用問題已引起世界各國的普遍關(guān)注［1-2］，秸稈還田對(duì)作物產(chǎn)量、蓄水保墑、增加根系分泌物中草酸含量等，還能提高作物根系活性、作物水分利用率和產(chǎn)量［3-10］。不同秸稈還田量對(duì)土壤肥力、微生物及作物產(chǎn)量的影響不同，但這些研究主要集中在玉米、小麥、水稻幾種大田作物［2-3，11-13］，秸稈還田尤其是秸稈還田量對(duì)機(jī)播油菜生長及土壤含水率動(dòng)態(tài)變化方面的影響研究還鮮見報(bào)道。成都平原地處長江上游岷江流域，位于四川盆地西部，是四川油菜主產(chǎn)區(qū)之一，傳統(tǒng)的油菜育苗移栽正逐步被機(jī)械化播種所替代。本研究綜合考察不同水稻秸稈還田量對(duì)機(jī)播油菜生長、產(chǎn)量及耕層土壤含水率的影響，以探索適合當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)條件的秸稈還田量，以期為成都平原油菜機(jī)械化生產(chǎn)過程中秸稈還田技術(shù)提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1．1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)于2011—2012年在四川省邛崍市牟禮鎮(zhèn)烏木村進(jìn)行，前茬作物為水稻。土壤類型為水稻土，土壤肥力均勻，有機(jī)質(zhì)含量 32．78 g/kg、pH 值 7．14、堿解氮 137．07 g/kg、有效磷 14．19 mg/kg、速效鉀62．05 mg/kg，供試品種為四川油菜生產(chǎn)主推品種“川油36”，由四川省農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物研究所選育并提供。試驗(yàn)共設(shè)3個(gè)秸稈還田水平，CK:稻草秸稈不覆蓋還田;T1:稻草覆蓋量3 750 kg/hm2(前季稻草半量還田);T2:稻草覆蓋量7 500 kg/hm2(前季稻草全量還田);水稻秸稈被人工粉碎成5 cm左右的小段后人工均勻覆蓋還田。每處理3次重復(fù)，小區(qū)隨機(jī)排列，面積40 m2。油菜于2011年10月6日采用集旋耕、播種、覆土為一體的金陽精量直播機(jī)對(duì)土壤淺旋耕后機(jī)直播，每667 m2播種量167 g。三葉期時(shí)一次性穴施肥料，其中純 N 180．00 kg/hm2、P2O590．00 kg/hm2、K2O 75．00 kg/hm2、硼肥15．00 kg/hm2，氮、磷、鉀肥分別為尿素、過磷酸鈣和氯化鉀，其它管理措施同大田。

1．2 測(cè)定指標(biāo)與方法

1．2．1 出苗質(zhì)量 播種后15 d，每處理隨機(jī)選5個(gè)點(diǎn)，調(diào)查1 m2油菜苗數(shù)，用樣點(diǎn)苗數(shù)的變異系數(shù)表示田間油菜苗分布均勻度，根據(jù)播種量和千粒質(zhì)量計(jì)算出苗率［14］。

1．2．2 土壤水分 在油菜全生育期，每隔15 d，各小區(qū)選取5個(gè)定點(diǎn)采用SWR-Ⅱ型便攜式水分測(cè)定儀測(cè)定0～20 cm土壤含水率。

1．2．3 成熟期性狀及產(chǎn)量 成熟期每小區(qū)取長勢(shì)均勻一致的植株5株進(jìn)行室內(nèi)考種，各小區(qū)適時(shí)收獲，采用水分測(cè)定儀測(cè)定油菜籽粒水分含量，調(diào)查小區(qū)實(shí)收產(chǎn)量。

1．2．4 含油量 采用FOSS公司的5000型近紅外谷物分析儀測(cè)定油菜籽含油量。

2 結(jié)果與分析

2．1 秸稈還田量對(duì)土壤含水率的影響

油菜全生育期0～20 cm耕層土壤含水率結(jié)果分析表明，半量、全量秸稈還田對(duì)提高耕層土壤含水率有一定作用，秸稈還田后水分特征曲線高于對(duì)照，不同還田數(shù)量條件下土壤含水率隨土層深度加大而響應(yīng)程度降低(圖1)。油菜全生育期內(nèi)，0～10 cm土層，半量還田后土壤含水率較對(duì)照增加0．70%～2．91%，平均增幅5．45%;全量還田后土壤含水率較對(duì)照增加0．90%～4．15%，平均增幅9．19%(圖1a)。10～20 cm土層，半量還田后土壤含水率較對(duì)照增加0．20%～1．83%，平均增幅2．30%;全量還田后土壤含水率增加0．13%～3．04%，平均增幅5．81%(圖1b)。說明秸稈還田可減少土壤水分蒸發(fā)，提高0～20 cm耕層含水率，提高土壤蓄水保墑能力，且隨還田量的增加秸稈保水效果更為明顯，有利于作物生長［15］。

圖1 秸稈還田量對(duì)0～20 cm土層含水率動(dòng)態(tài)變化的影響Fig．1 Effect of different straw returning amount onmoisture content changeswith time of 0－20 cm soil layer

2．2 秸稈還田量對(duì)機(jī)播油菜出苗質(zhì)量的影響

與對(duì)照相比，秸稈還田后，機(jī)播油菜的出苗率及出苗均勻度均降低，且隨秸稈還田量的增加而逐漸降低(表1)。秸稈不還田條件下，機(jī)播油菜出苗率為41．28%，秸稈半量還田條件下，出苗數(shù)和出苗率分別較對(duì)照降低9．36%和12．89%，但處理間差異不顯著;秸稈全量還田后，出苗率分別較對(duì)照和半量還田顯著降低28．51%和21．13%。結(jié)果表明秸稈還田對(duì)機(jī)播油菜出苗質(zhì)量有一定抑制作用。

表1 秸稈還田量對(duì)機(jī)播油菜出苗質(zhì)量的影響Tab．1 Effect of different straw returning amount on seed ling emergence quality ofmechanized sow ing rapeseed

2．3 秸稈還田量對(duì)機(jī)播油菜基本性狀的影響

秸稈還田后，植株各基本性狀指標(biāo)均有不同程度增加，有效分枝總數(shù)增幅均最大，且處理間差異顯著;千粒質(zhì)量增幅均最小，各處理間結(jié)角密度、千粒質(zhì)量差異均不顯著(表2)。半量還田條件下，與對(duì)照相比，有效分枝總數(shù)增加15．81%，千粒質(zhì)量增加0．52%;當(dāng)秸稈還田量繼續(xù)增加時(shí)，植株株高降低2．62%，其余各性狀指標(biāo)均逐漸增加，有效分枝總數(shù)分別較對(duì)照和半量還田顯著增加19．45%和9．12%，有效角果總數(shù)分別較對(duì)照和半量還田顯著增加36．74%和18．08%。由此說明，秸稈還田能顯著促進(jìn)油菜基本性狀表現(xiàn)，促進(jìn)了植株有效分枝及角果的發(fā)育。

表2 秸稈還田數(shù)量對(duì)油菜基本性狀的影響Tab．2 Effect of different straw returning amount on agronom ic characters of rapeseed

2．4 秸稈還田量對(duì)機(jī)播油菜產(chǎn)量和產(chǎn)油量的影響

從產(chǎn)量來看，秸稈還田后有利于機(jī)播油菜產(chǎn)量的提高(圖2)。半量和全量還田條件下油菜產(chǎn)量分別較對(duì)照提高10．70%和6．13%。油菜籽含油率隨秸稈還田量的增加而增加，但半量還田條件下，油菜籽產(chǎn)油量最高，分別較對(duì)照和全量還田增加13．92%和1．12%。

3 結(jié)論與討論

3．1 秸稈還田量與土壤水分

秸稈還田可以有效地增加農(nóng)田土壤水分含量，主要影響0～40 cm土層剖面水分含量，40～80 cm圖層土壤水分含量基本保持穩(wěn)定［5］。本試驗(yàn)研究了秸稈還田量對(duì)表層0～20 cm土壤含水率的影響，結(jié)果表明，油菜全生育期內(nèi)，秸稈半量還田后，0～10 cm土層土壤含水率較對(duì)照增加0．70%～2．91%，10～20 cm土層土壤含水率較對(duì)照增加 0．20%～1．83%;秸稈全量還田后，0～10 cm 土層土壤含水率較對(duì)照增加 0．90%～4．15%，10～20 cm土層土壤含水率較對(duì)照增加0．13%～3．04%。本試驗(yàn)條件下，秸稈還田能提高耕層土壤含水率，與前人研究結(jié)果一致。

圖2 不同處理間油菜產(chǎn)量及產(chǎn)油量Fig．2 Rapeseed yield and oil production of different treatments

3．2 秸稈還田量與機(jī)播油菜出苗質(zhì)量

秸稈還田無論是秸稈覆蓋還田或是翻壓還田，都要考慮秸稈還田的數(shù)量。Garcia等［16］通過研究作物秸稈覆蓋量和覆蓋度對(duì)油菜出苗、產(chǎn)量及其結(jié)構(gòu)的影響得出，秸稈覆蓋量與出苗速度負(fù)相關(guān)，覆蓋量小，出苗快。本試驗(yàn)條件下，秸稈還田對(duì)機(jī)播油菜出苗質(zhì)量有一定抑制作用，秸稈還田后，機(jī)播油菜的出苗率及出苗均勻度均降低，且隨秸稈還田量的增加而逐漸降低，這與蘇偉等［17］及李少昆等［18］的研究結(jié)果類似。李波等［19］、李少昆等［18］研究結(jié)果表明，秸稈還田條件下影響小麥出苗的因素包括土壤水分分布不均或不足、秸稈阻礙，本研究?jī)H研究了秸稈還田量對(duì)油菜出苗率的影響，有關(guān)不同秸稈還田量條件下影響油菜出苗質(zhì)量的因素還有待進(jìn)一步研究。

3．3 秸稈還田量對(duì)機(jī)播油菜基本性狀的影響

秸稈還田能改善作物的長勢(shì)、促進(jìn)作物的生長發(fā)育［2］。本試驗(yàn)結(jié)果表明，秸稈還田后，油菜植株各基本性狀指標(biāo)均有不同程度增加，有效分枝總數(shù)和有效角果總數(shù)顯著增加。油菜單株角果數(shù)是油菜產(chǎn)量構(gòu)成的重要基礎(chǔ)，本試驗(yàn)條件下，秸稈還田促進(jìn)了油菜植株有效分枝及角果的發(fā)育，為機(jī)播油菜產(chǎn)量的提高提供了保障。

3．4 秸稈還田量對(duì)機(jī)播油菜產(chǎn)量及產(chǎn)油量的影響

陳富強(qiáng)等［2］通過不同劑量秸稈還田的保墑效果及對(duì)玉米產(chǎn)量的影響研究結(jié)果表明，800 kg/hm2秸稈還田條件下，土壤保墑效果最好、玉米產(chǎn)量最高;張靜等［3］通過研究不同玉米秸稈還田量對(duì)接茬麥田土壤碳、氮肥力及冬小麥產(chǎn)量的影響結(jié)果表明，秸稈9 000 kg/hm2還田條件下，土壤固持碳、氮效果最好，冬小麥增產(chǎn)最多為7．47%。喬玉強(qiáng)等［20］研究表明，秸稈還田對(duì)小麥產(chǎn)量影響不顯著，但小麥籽粒品質(zhì)均較秸稈不還田處理高，袁玲等［21］通過長期定位試驗(yàn)研究得出，秸稈還田能顯著提高水稻產(chǎn)量和稻米中鐵、鋅含量。秸稈還田有利于提高油菜產(chǎn)量［10，17］，但目前就秸稈還田量對(duì)油菜品質(zhì)的影響研究還未見報(bào)道。本試驗(yàn)條件下，秸稈半量和全量還田條件下，油菜產(chǎn)量分別較秸稈不還田增產(chǎn)10．70%和6．13%;秸稈半量還田條件下，油菜籽產(chǎn)油量分別較秸稈不還田和全量還田增加13．92%和1．12%。油菜籽含油率是油菜品種的一個(gè)重要質(zhì)量性狀，油菜品種含油率高低的相對(duì)遺傳力較強(qiáng)，但含油率又是一個(gè)變化相對(duì)較大的性狀，同一品種在不同栽培條件下的含油率又表現(xiàn)出一定差異［22］。本試驗(yàn)僅研究得出秸稈還田能提高油菜籽含油率，而有關(guān)秸稈還田及還田量對(duì)油菜含油率的影響機(jī)制還有待進(jìn)一步多年多點(diǎn)試驗(yàn)研究。

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