检索
E-mail
RSS
高级检索 图表检索

当期目录 我要投稿 过刊浏览
高级检索 图表检索

作物杂志,2024, 第4期: 223–231 doi: 10.16035/j.issn.1001-7283.2024.04.029

• 生理生化·植物营养·栽培耕作 • 上一篇    下一篇

秸秆还田方式对内蒙古东部地区土壤水热及春玉米苗期生长和产量的影响

王富贵1(), 邹润厚2, 高聚林2, 王振3, 程志鹏2, 郝琪2, 张悦忠4, 王志刚2()   

  1. 1内蒙古农业大学职业技术学院，014109，内蒙古包头
    2内蒙古农业大学农学院，010019，内蒙古呼和浩特
    3内蒙古农业大学园艺与植物保护学院，010019，内蒙古呼和浩特
    4兴安盟扎赉特旗农牧和科技局，137400，内蒙古兴安盟
  • 收稿日期:2023-04-03 修回日期:2023-07-14 出版日期:2024-08-15 发布日期:2024-08-14
  • 通讯作者: 王志刚，主要从事寒旱区作物栽培生理生态研究，E-mail：imauwzg@163.com
  • 作者简介:王富贵，主要从事寒旱区作物栽培生理生态研究，E-mail：fgwang2008@163.com
  • 基金资助:
    国家重点研发计划项目(2022YFD1500902-4);内蒙古自治区重点研发与成果转化项目(2022YFDZ0041);内蒙古自治区科技重大专项(2021ZD0003)

Effects of Straw Returning Methods on Soil Water and Heat and Seedling Growth and Yield of Spring Maize in Eastern Region of Inner Mongolia

Wang Fugui1(), Zou Runhou2, Gao Julin2, Wang Zhen3, Cheng Zhipeng2, Hao Qi2, Zhang Yuezhong4, Wang Zhigang2()   

  1. 1Vocational and Technical College of Inner Mongolia Agricultural University, Baotou 014109, Inner Mongolia, China
    2Agricultural College of Inner Mongolia Agricultural University, Hohhot 010019, Inner Mongolia, China
    3College of Horticulture and Plant Protection, Inner Mongolia Agricultural University, Hohhot 010019, Inner Mongolia, China
    4Xing'an League Zhalaite Banner Agriculture and Animal Husbandry and Science and Technology Bureau, Xing'an League 137400, Inner Mongolia, China
  • Received:2023-04-03 Revised:2023-07-14 Online:2024-08-15 Published:2024-08-14

RichHTML

1

PDF (PC)

84

摘要：

针对温凉旱作区春季低温和干旱频发导致玉米无法按期播种，及苗期易受“倒春寒”冷害等问题，设置常规浅旋（CP）、秸秆全量深翻还田（MB+R）、秸秆深松混拌还田（CS+R）、秸秆覆盖免耕播种（NT+R）、秸秆覆盖条带深旋播种（ST+R）共5个处理，分析温凉旱作区秸秆还田方式对春玉米播种至出苗阶段土壤温湿度以及出苗率、出苗整齐度、苗期株高、叶面积指数和产量等的影响。结果表明，与CP处理相比，秸秆覆盖免耕播种（NT+R）增加土壤含水量1.5%，提高播前贮水量8.9 mm，可实现足墒按期播种；苗期增加土壤最低温1.0 ℃，减小昼夜温差1.3 ℃，平均温度降低0.8 ℃；出苗率与CP处理无显著差异，平均产量为9.43 t/hm2，增产5.8%。因此，秸秆覆盖免耕播种（NT+R）保墒保温能力突出，可作为温凉旱作区破解保墒抓苗的适宜秸秆还田方式。

关键词: 春玉米, 秸秆还田, 土壤水热, 苗期生长

Abstract:

Aiming at issues like the fact that maize is prone to cold damage at the seedling stage and that it can not be sown on time because of recurrent low temperatures and droughts in the warm, dry farming area in spring, five strategies for returning residue to the field were established: conventional plowing (CP), deep plowing (MB+R), subsoiling stirring (CS+R), no-tillage (NT+R), and strip tillage (ST+R). The effects of straw returning methods on soil temperature and humidity, emergence rate, emergence uniformity, plant height, leaf area index and yield of spring maize from sowing to emergence were analyzed. The results showed that compared with CP, NT+R treatment increased the soil moisture by 1.5%, increased the water storage before sowing by 8.9 mm, and sowed on time with sufficient moisture; while at the seedling stage, the lowest soil temperature was increased by 1.0 ℃, the diurnal temperature difference was reduced by 1.3 ℃, and the average temperature decreased by 0.8 ℃. Seedling emergence rate was no significant difference with CP treatment, the average yield was 9.43 t/ha, and the yield increased by 5.8%. As a result, NT+R treatment had an exceptional capacity to retain heat and soil moisture, making it an ideal method for straw returning for moisture maintaining and seedling growth in the warm and cool dry-farming areas.

Key words: Spring maize, Straw returning, Soil water and heat, Seedling growth

表1

试验点玉米生育期间气象因素

年份
Year		 日照时数
Solar radiation (h)		 平均气温
Average temperature (℃)		 降水量
Precipitation (mm)
2018 1105.3 21.1 358.4
2019 1187.6 19.5 395.7

图1

出苗（a）和苗期阶段（b）气象条件

表2

试验点土壤基础地力

年份
Year		 有机质
Organic matter
(g/kg)		 碱解氮
Available N
(mg/kg)		 速效磷
Olsen P
(mg/kg)		 速效钾
Available K
(mg/kg)
2018 35.3 111.8 13.5 185.4
2019 40.8 132.4 19.0 202.1

表3

试验处理及技术要求

处理Treatment 技术要求Technical requirement
常规浅旋
Conventional plowing (CP)		 参照当地农户浅旋耕灭茬后进行常规播种。
秸秆全量深翻还田
Deep ploughing returning
(MB+R)		 于秋季玉米机械收获后，采用秸秆还田机将全量秸秆二次粉碎后，深翻30~40 cm将秸秆翻埋入土。
秸秆深松混拌还田
Subsoiling stirring returning
(CS+R)		 于秋季玉米机械收获后，采用秸秆还田机将全量秸秆二次粉碎，深松35~40 cm将土壤与秸秆混拌均匀。
秸秆覆盖免耕播种
No-tillage returning (NT+R)
 于秋季玉米机械收获后，将秸秆全量覆盖于地表，第2年采用免耕精量播种机进行播种。
秸秆覆盖条带深旋播种
Strip tillage returning (ST+R)

 与秋季玉米机械收获后，将秸秆全量覆盖于地表，第2年采用条深旋一体播种机，一次性完成深旋25~30 cm后在耕作带上精量播种。

图2

秸秆还田方式对出苗阶段土壤温度的影响 误差线指P < 0.05时的LSD值，下同。

图3

秸秆还田方式对苗期土壤温度的影响

表4

秸秆还田方式对玉米苗期土壤最低温度和活动积温的影响

年份
Year		 处理
Treatment		 土壤最低温度Minimum soil temperature 土壤活动积温Soil accumulation temperature
播种―出苗
Sowing-emergence		 出苗―拔节
Emergence-jointing		 拔节―吐丝
Jointing-silking		 播种―出苗
Sowing-emergence		 出苗―拔节
Emergence-jointing		 拔节―吐丝
Jointing-silking
2018 CP 10.9a 16.7a 19.6a 167.3a 743.7b 547.7a
MB+R 10.2b 16.8a 19.6a 169.6a 773.0a 558.8a
CS+R 10.4b 16.1b 19.4a 166.4a 747.2b 565.7a
NT+R 11.7a 17.2a 19.8a 158.6b 737.2b 541.3b
ST+R 11.1a 16.1b 19.4a 151.2b 741.6b 544.9b
2019 CP 10.7ab 14.7ab 20.4a 164.0ab 605.8ab 711.8b
MB+R 10.2b 14.2b 20.9a 173.2a 612.9a 732.7a
CS+R 10.1b 15.0ab 20.1a 171.8a 609.3a 728.0a
NT+R 11.8a 15.7a 20.4a 146.5c 596.9b 724.9b
ST+R 11.3ab 15.2ab 20.4a 159.6b 600.8b 728.2a

图4

秸秆还田方式对土壤水分的影响

图5

秸秆还田方式对出苗率和整齐度的影响 不同字母表示在P < 0.05水平上差异显著，下同。

表5

玉米出苗阶段土壤温度指标对出苗率的相关及通径系数

因素
Factor		 相关系数
Correlation
coefficient		 直接通径系数
Directly path
coefficient		 间接通径系数
Indirectly path coefficient
X1 X2 X3 X4
X1 0.896** 0.136 － 0.086 0.493 0.172
X2 0.903** 0.099 0.118 － 0.546 0.141
X3 0.925** 0.691 0.101 0.082 － 0.078
X4 0.636* 0.181 0.107 0.071 0.262 －

图6

秸秆还田方式对三叶期玉米株高的影响

图7

秸秆还田方式对三叶期玉米叶面积指数的影响

图8

土壤水热变化与3叶期叶面积指数的关系

表6

秸秆还田方式对春玉米产量及其构成因素的影响

年份
Year		 处理
Treatment		 有效穗数
Efficient ear number (×104/hm2)		 穗粒数
Kernel number per ear		 千粒重
1000-kernel weight (g)		 籽粒产量
Grain yield (t/hm2)
2018 CP 5.11±0.04a 511.2±4.1c 337.4±0.8b 7.90±0.18b
MB+R 5.20±0.04a 536.5±3.9ab 344.3±1.5a 8.34±0.34a
CS+R 5.11±0.06a 533.1±3.6b 351.1±1.1a 8.42±0.25a
NT+R 5.20±0.02a 542.3±4.8a 338.3±0.6ab 8.24±0.24ab
ST+R 5.20±0.03a 531.0±3.7b 341.3±1.2ab 8.22±0.21ab
2019 CP 6.70±0.16a 444.9±2.6c 342.7±2.1c 9.92±0.29c
MB+R 6.63±0.12a 456.6±2.5ab 363.0±1.6a 10.81±0.22ab
CS+R 6.71±0.23a 459.1±3.9a 366.4±1.5a 10.93±0.12a
NT+R 6.74±0.07a 452.6±4.8ab 353.1±1.9b 10.62±0.13ab
ST+R 6.79±0.04a 452.1±4.2b 352.6±1.3b 10.52±0.07b
[1] 沙洪林, 佟时, 张维友, 等. 我国农作物秸秆产生及综合利用现状分析. 吉林农业科学, 2010, 35(4):51-55.
[2] 于博, 徐松鹤, 任琴, 等. 秸秆还田研究进展及内蒙古玉米秸秆深翻还田现状. 作物杂志, 2022(2):6-15.
[3] 张硕硕. 玉米秸秆还田的利与弊. 农业与技术, 2020, 40(5):46-48.
[4] 朱自学, 刘天学. 秸秆还田的生态效应研究进展. 安徽农业科学, 2007, 35(23):7221-7223.
[5] 鲁向晖, 高鹏, 王飞, 等. 宁夏南部山区秸秆覆盖对春玉米水分利用及产量的影响. 土壤通报, 2008, 39(6):1248-1251.
[6] Abu-Hamdeh N H. Compactionand subsoiling effects on corn growth and soil bulk density. Soil Science Society of America Journal, 2003, 67(4):1213-1219.
[7] 黄毅, 邹洪涛, 虞娜, 等. 东北半干旱区秋后玉米地不同处理方式对土壤水分状况的影响. 水土保持研究, 2006, 13(2):34-36.
[8] Feng F X, Huang G B, Chai Q, et al. Tillage and straw management impacts on soil properties, root growth, and grain yield of winter wheat in northwestern China. Crop Science, 2010, 50(4):1465-1473.
[9] Jat M L, Gathala M K, Saharawat Y S, et al. Double no-till and permanent raised beds in maize-wheat rotation of north-western Indo-Gangetic plains of India: Effects on crop yields, water productivity, profitability and soil physical properties. Field Crops Research, 2013, 149:291-299.
[10] 石东峰, 米国华. 玉米秸秆覆盖条耕技术及其应用. 土壤与作物, 2018, 7(3):349-355.
[11] 马树庆, 王琪, 王春乙, 等. 东北地区玉米低温冷害气候和经济损失风险分区. 地理研究, 2008, 27(5):1169-1177.
[12] 随龙龙. 新疆膜下滴灌棉花播期对幼苗生长及植株顶部棉铃发育的影响. 石河子: 石河子大学, 2018.
[13] 崔读昌. 中国粮食作物气候资源利用效率及其提高的途径. 中国农业气象, 2001, 22(2):25-32.
[14] Coelho D T, Dale R F. An energy-crop growth variable and temperature function for predicting corn growth and development: planting to silking. Agronomy Journal, 1980, 72(3):503-510.
[15] 苏衍涛, 王凯荣, 刘迎新, 等. 稻草覆盖对红壤旱地土壤温度和水分的调控效应. 农业环境科学学报, 2008, 27(2):670-676.
[16] 姚宝林. 河西内陆河灌区覆盖免耕储水灌溉节水技术初步研究. 兰州: 甘肃农业大学, 2005.
[17] 王兆伟, 郝卫平, 龚道枝, 等. 秸秆覆盖量对农田土壤水分和温度动态的影响. 中国农业气象, 2010, 31(2):244-250.
[18] 赵凤霞, 温晓霞, 杜世平, 等. 渭北地区残茬(秸秆)覆盖农田生态效应及应用技术实例. 干旱地区农业研究, 2005, 23 (3):90-95.
[19] 籍增顺, 刘虎林, 洛希图, 等. 免耕覆盖对旱地玉米生长发育的影响. 山西农业科学, 1994, 22(3):22-27.
[20] Steiner J L. Tillage and surface residue effects on evaporation from soils. Soil Science Society of America Journal, 1989, 53 (3):911-916.
[21] 黄丽芬, 庄恒扬, 刘世平, 等. 长期少免耕对稻麦产量与土壤肥力的影响. 扬州大学学报(自然科学版), 1999, 2(1):50-54.
[22] 许迪, R. Schmid A. Mermoud. 耕作方式对土壤水动态变化及夏玉米产量的影响. 农业工程学报, 1999, 15(3):101-106.
[23] 米娜, 蔡福, 张玉书, 等. 雨养作物产量差研究进展. 气象与环境学报, 2018, 34(6):142-149.
[24] 籍增顺, 张乃生, 刘杰. 旱地玉米免耕整秸秆半覆盖技术体系及其评价. 干旱地区农业研究, 1995, 13(2):14-19.
[25] Wang S C, Zhao Y W, Wang J Z, et al. The efficiency of long- term straw return to sequester organic carbon in Northeast Chinaʼs cropland. Journal of Integrative Agriculture, 2018, 7(2):436-448.
[1] 张丽娟, 秦宇坤, 陈俊英. 油棉两季秸秆还田下施氮量对棉花产量形成及氮肥利用效率的影响[J]. 作物杂志, 2024, (4): 158–163
[2] 江敏, 何爱斌, 孙会娟, 满建国, 聂立孝. 双季稻双直播模式不同早稻秸秆还田方式下氮肥运筹对晚稻生长发育和土壤理化性质的影响[J]. 作物杂志, 2024, (3): 100–108
[3] 潘越, 李思宇, 高捷, 沈炘垭, 刘立军. 秸秆及其还田方式对不同轮作模式下稻田土壤性质影响的研究进展[J]. 作物杂志, 2024, (2): 1–8
[4] 胡昊驰, 王富贵, 朱孔艳, 胡树平, 王猛, 王志刚, 孙继颖, 于晓芳, 包海柱, 高聚林. 秸秆还田年限及施磷水平对玉米根系生长和产量的影响[J]. 作物杂志, 2024, (2): 80–88
[5] 张蓉, 陈晓文, 路平, 尤艳蓉, 周德录, 李德明. 不同覆盖模式对旱地马铃薯土壤水热变化和产量的影响[J]. 作物杂志, 2023, (5): 145–150
[6] 曹庆军, 李刚, 杨浩, 娄玉勇, 杨粉团, 孔凡丽, 李辛琲, 赵新凯, 姜晓莉. 不同耕作方式对春玉米种床质量的影响及其与幼苗群体建成和产量的关系[J]. 作物杂志, 2023, (5): 249–254
[7] 刘红杰, 任德超, 倪永静, 葛君, 张素瑜, 吕国华, 胡新. 秸秆还田下减氮对土壤养分、酶活性和冬小麦产量的影响[J]. 作物杂志, 2023, (4): 210–214
[8] 卫云飞, 李猛, 季新, 刘娟, 王付娟, 刘秋员. 不同耕播方式对秸秆全量还田下麦茬直播稻生长和产量的影响[J]. 作物杂志, 2023, (3): 94–100
[9] 王政, 徐天养, 刘久羽, 彭博, 徐茂华, 李博, 敖金成, 龙伟. 云南红壤坡耕地秸秆配施复合菌剂的应用效应研究[J]. 作物杂志, 2023, (1): 89–95
[10] 唐江华, 杜孝敬, 徐文修, 苏丽丽, 房彦飞, 许潮, 安崇霄. 秸秆全量还田下土壤氮素特征对耕作措施的响应[J]. 作物杂志, 2022, (5): 135–140
[11] 葛昌斌, 秦素研, 黄杰, 曹燕燕, 廖平安. 耕作方式对小麦赤霉病和产量的影响[J]. 作物杂志, 2022, (5): 235–240
[12] 于博, 徐松鹤, 任琴, 杨玉亭, 周萌洋, 潘瑜. 秸秆还田研究进展及内蒙古玉米秸秆深翻还田现状[J]. 作物杂志, 2022, (2): 6–15
[13] 刘子刚, 卢海博, 武敏桦, 赵海超, 魏东, 黄智鸿. 化控剂玉黄金对春玉米抗倒伏性状及产量的影响[J]. 作物杂志, 2022, (1): 142–146
[14] 蔡丽君, 张敬涛, 刘婧琦, 盖志佳, 郭震华, 赵桂范. 长期免耕秸秆还田对寒地土壤有机碳及大豆产量的影响[J]. 作物杂志, 2021, (6): 189–192
[15] 张俊, 邓艾兴, 尚子吟, 唐志伟, 严圣吉, 张卫建. 秸秆还田下水稻丰产与甲烷减排的技术模式[J]. 作物杂志, 2021, (6): 230–235
Viewed
Full text


Abstract

Cited
  Shared   
  Discussed   
No Suggested Reading articles found!