内蒙古黄土高原秸秆还田对玉米农田土壤水热状况及产量的影响

doi:10.16035/j.issn.1001-7283.2019.06.013

作物杂志,2019, 第6期: 83–89 doi: 10.16035/j.issn.1001-7283.2019.06.013

• 生理生化·植物营养·栽培耕作 • 上一篇下一篇

内蒙古黄土高原秸秆还田对玉米农田土壤水热状况及产量的影响

刁生鹏^1,^2,^3,⁴,高日平^1,^2,^3,⁴,高宇^2,^3,⁴,任永峰^2,^3,⁴,赵沛义^1,^2,^3,⁴,袁伟⁵,高学峰⁶

¹内蒙古农业大学农学院,010019,内蒙古呼和浩特
²内蒙古自治区农牧业科学院资源环境与检测技术研究所,010031,内蒙古呼和浩特
³内蒙古旱作农业重点实验室,010031,内蒙古呼和浩特
⁴农业农村部内蒙古耕地保育科学观测实验站,011705,内蒙古呼和浩特
⁵武川县农畜产品质量安全中心,011705,内蒙古呼和浩特
⁶丰镇市农牧业局,012199,内蒙古乌兰察布

收稿日期:2019-04-20 修回日期:2019-06-10 出版日期:2019-12-15 发布日期:2019-12-11
通讯作者: 赵沛义
作者简介:刁生鹏,硕士研究生,主要从事旱地作物丰产栽培理论与技术研究
基金资助:
国家重点研发计划项目(2018YFD0800803);国家重点研发计划项目(2018YFD0800806);内蒙古农牧业科技创新基金项目(CXJJ2017N12);内蒙古科技计划项目(20170218);国家“十二五”科技支撑项目(2015BAD22B01)

Effects of Straw Returning on Soil Hydrothermal and Yield of Maize in Loess Plateau of Inner Mongolia

Diao Shengpeng^1,^2,^3,⁴,Gao Riping^1,^2,^3,⁴,Gao Yu^2,^3,⁴,Ren Yongfeng^2,^3,⁴,Zhao Peiyi^1,^2,^3,⁴,Yuan Wei⁵,Gao Xuefeng⁶

¹College of Agriculture, Inner Mongolia Agricultural University, Hohhot 010019, Inner Mongolia, China
²Institute of Resources, Environment and Testing Technology Sciences, Academy of Agriculture and Animal Husbandry, Inner Mongolia Autonomous Region, Hohhot 010031, Inner Mongolia, China
³Inner Mongolia Key Laboratory of Dryland Farming, Hohhot 010031, Inner Mongolia, China
⁴Inner Mongolia Agricultural Conservation Scientific Observation Laboratory Station of Ministry of Agriculture and Rural Affairs, Hohhot 011705, Inner Mongolia, China
⁵Wuchuan County Agricultural and Livestock Product Quality Safety Center, Hohhot 011705, Inner Mongolia, China
⁶Fengzhen Agriculture and Animal Husbandry Bureau, Ulanqab 012199, Inner Mongolia, China

Received:2019-04-20 Revised:2019-06-10 Online:2019-12-15 Published:2019-12-11
Contact: Peiyi Zhao

摘要/Abstract

摘要：

内蒙古清水河县地处黄土高原的边缘地带,沟壑纵横,是典型的北方干旱缺水地区。为明确秸秆翻耕还田对该区域玉米农田土壤蓄水保墒效果及产量形成特性的影响,通过连续2年的田间小区试验,探究0kg/hm ²（CK）、3 000kg/hm ²（SF1）、6 000kg/hm ²（SF2）和12 000kg/hm ²（SF3）4种秸秆还田量下玉米农田全生育期地温、土壤水分、植株生长发育、水分利用效率和产量的变化规律。结果表明：秸秆还田促进了玉米叶面积指数提高和地上部生物量的积累,2018年,SF2处理叶面积指数和地上部干物质积累量较CK分别提高13.17%和10.70%;玉米全生育期0~30cm土层土壤温度、0~80cm土层土壤含水率、生育期贮水量和农田耗水量、水分利用效率和产量均表现为SF2>SF3>SF1>CK;2018年,SF1、SF2和SF3产量分别较CK提高了8.5%、11.4%和9.3%。秸秆翻耕还田措施能够显著改善玉米农田土壤水热状况、促进植株生长、提升子粒产量和水分利用效率,其中6 000kg/hm ²还田处理效果最好,可作为节水保墒栽培模式在内蒙古黄土高原推广应用。

关键词: 秸秆还田, 玉米, 土壤温度, 土壤含水率, 水分利用效率, 产量

Abstract:

Qingshuihe county, Inner Mongolia is located at the edge of the Loess Plateau, which is a typical arid and water-deficient area in the northern part of China. To clarify the effects of straw returning tilling on soil water storage of maize farmland and the influence of yield characteristics, a two-year field plot experiment was set up. Soil moisture changes in the whole maize growth stages, plant growth and water use efficiency and yield were monitored at rates of 0kg/hm ²(CK), 3 000kg/hm ²(SF1), 6 000kg/hm ²(SF2) and 12 000kg/hm ²(SF3) straw returning treatments. The results showed that straw returning promoted the increase of leaf area index (LAI) and biomass accumulation in the aboveground part of maize. In 2018, LAI and aboveground dry matter of SF2 increased by 13.17% and 10.70%, respectively, compared with CK. In the whole growth period of maize, soil temperature in 0-30cm soil layer, soil moisture content in 0-80cm depth, water storage and farmland water consumption in growth stage, water use efficiency and yield showed as SF2 > SF3 > SF1 > CK. In 2018, the yields of SF1, SF2 and SF3 increased by 8.5%, 11.4% and 9.3%, respectively, compared with CK. Straw returning to the field could significantly improve the soil hydrothermal condition, promote plant growth, improve grain yield and water use efficiency of maize. SF2 treatmeat has the best effect, which can be applied as the cultivation model of water-saving and moisture conservation in the Loess Plateau area of Inner Mongolia.

Key words: Straw returning, Maize, Soil temperature, Soil moisture content, Water use efficiency, Yield

刁生鹏,高日平,高宇,任永峰,赵沛义,袁伟,高学峰. 内蒙古黄土高原秸秆还田对玉米农田土壤水热状况及产量的影响[J]. 作物杂志, 2019 (6): 83–89

Diao Shengpeng,Gao Riping,Gao Yu,Ren Yongfeng,Zhao Peiyi,Yuan Wei,Gao Xuefeng. Effects of Straw Returning on Soil Hydrothermal and Yield of Maize in Loess Plateau of Inner Mongolia[J]. Crops, 2019(6): 83–89

图/表 5

表1

表2

图1

图2

表3

参考文献 25

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年份 Year	处理 Treatment	叶面积指数Leaf area index					地上部干物质(g/株) Above ground dry matter (g/plant)
年份 Year	处理 Treatment	苗期 Seedling stage	拔节期 Jointing stage	抽雄期 Tasseling stage	灌浆期 Filling stage	成熟期 Mature stage	苗期 Seedling stage	拔节期 Jointing stage	抽雄期 Tasseling stage	灌浆期 Filling stage	成熟期 Mature stage
2017	CK	0.41a	1.69c	2.86d	3.63d	2.60c	3.51a	54.59d	302.81c	592.57d	622.20d
	SF1	0.34c	1.77bc	3.46c	3.87c	3.21b	3.52a	61.25c	334.89b	606.01c	636.31c
	SF2	0.37b	2.02a	3.71a	4.08a	3.45a	3.55a	83.69a	346.22a	655.95a	688.75a
	SF3	0.36b	1.93b	3.55b	3.93b	3.30ab	3.54a	75.66b	330.28b	633.30b	664.96b
2018	CK	0.51a	1.88c	2.86d	3.72d	2.90d	3.28c	55.70d	308.99c	604.66d	634.89d
	SF1	0.44c	1.95b	3.46c	3.91c	3.21c	3.45b	62.50c	331.32b	618.38c	649.29c
	SF2	0.47b	2.22a	3.71a	4.21a	3.80a	3.56a	85.40a	353.29a	669.34a	702.80a
	SF3	0.46b	1.93b	3.55b	4.03b	3.50b	3.28c	77.20b	337.02b	646.22b	678.53b

土层深度(cm) Soil depth	处理 Treatment	苗期 Seedling stage	拔节期 Jointing stage	抽雄期 Tasseling stage	灌浆期 Filling stage	成熟期 Mature stage
0~10	CK	21.19c	24.45a	27.08a	22.95a	19.70b
	SF1	23.16b	24.19a	25.50b	22.50b	20.52a
	SF2	23.82a	22.61c	25.05b	20.83d	20.71a
	SF3	23.15b	23.31b	25.25b	21.85c	20.46a
10~20	CK	19.58c	22.72a	24.59a	22.12a	18.72b
	SF1	20.89b	22.65a	24.83a	21.86ab	19.45a
	SF2	22.09a	21.95b	23.88b	20.54c	19.54a
	SF3	20.57b	22.12b	23.98b	21.47b	19.47a
20~30	CK	18.67c	22.05a	23.21a	21.81a	18.48a
	SF1	19.45b	21.57b	23.01ab	21.77a	18.84a
	SF2	20.89a	20.24c	22.45c	21.45a	18.88a
	SF3	19.24b	21.28b	22.74bc	21.58a	18.73a

年份 Year	处理 Treatment	产量 (kg/hm²) Yield	耗水量(mm) Water consumption	水分利用效率 [kg/(hm²·mm)] Water use efficienty	与CK相比较Compared with CK
年份 Year	处理 Treatment	产量 (kg/hm²) Yield	耗水量(mm) Water consumption	水分利用效率 [kg/(hm²·mm)] Water use efficienty	产量(%) Yield	耗水量(mm) Water consumption	水分利用效率(%) Water use efficienty
2017	CK	7 841d	399.56a	19.62c
	SF1	8 464c	405.76a	20.85b	7.9	6.20	6.27
	SF2	8 756a	406.18a	21.56a	11.7	6.62	9.89
	SF3	8 521b	405.91a	20.99b	8.7	6.35	6.98
2018	CK	7 872c	402.29a	19.56c
	SF1	8 541b	406.75a	20.99b	8.5	4.46	7.31
	SF2	8 769a	407.81a	21.50a	11.4	5.52	9.92
	SF3	8 602b	406.87a	21.14b	9.3	4.58	8.08

内蒙古黄土高原秸秆还田对玉米农田土壤水热状况及产量的影响

Effects of Straw Returning on Soil Hydrothermal and Yield of Maize in Loess Plateau of Inner Mongolia

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