秸秆带状覆盖对半干旱雨养区冬小麦田地温和产量的影响

【作者】 常磊； 韩凡香； 柴雨葳； 程宏波； 李瑞； 高虹； 杨志楠； 黄金文； 柴守玺；

【机构】 甘肃省干旱生境作物学重点实验室/甘肃农业大学农学院； 兰州城市学院； 甘肃农业大学生命科学院；

【摘要】 【研究背景】农作物秸秆是一种重要的自然资源,据统计世界每年产各类秸秆约45亿t,而中国的各类秸秆约8.4亿t,占世界总量的19%,其中玉米秸秆占37%;发达国家将秸秆直接还田,如英国和美国的秸秆还田率分别为76%和66%,而中国仅有25%左右秸秆还田,造成部分地区农作物秸秆闲置或焚烧,对农业环境造成不良影响。研究证明,秸秆覆盖能改变农田下垫面性质和能量平衡,调节土壤的水、肥、气、热;提高降水入渗和持水能力,培肥地力,改善作物供水条件、抑制土壤蒸发、减少水分亏缺,提高作物水分利用效率和产量。因此,利用秸秆覆盖还田技术提高西北旱区农业生产能力显得极为重要,也是解决黄土高原旱作农业区"旱"与"薄"的有效措施和促进绿色食品生产的有效手段。秸秆带状覆盖是近年来研发的一项新栽培技术,已在冬小麦、马铃薯上广泛应用,但秸秆带状覆盖的环境响应差异研究还不够深入。【材料与方法】于2013—2015年连续进行2年定位试验,设不覆盖露地（CK）、全膜覆土穴播（PM）、秸秆带状覆盖（覆盖带和种植带各30 cm,播种3行,SM₁）、（覆盖带和种植带各40 cm,播种4行,SM₂）、（覆盖带和种植带各50 cm,播种5行,SM3）5个处理。【结果与分析】各处理在不同生育时期、不同土层土壤温度存在显著差异。与CK相比,SM₁、SM₂和SM₃处理全生育期0～25 cm土层土壤温度分别比CK显著降低1.0～1.3℃、0.7～0.9℃和0.7～1.1℃。不同时期比较,覆盖处理存在增温和降温的双重效应,增温效应覆膜>秸秆覆盖,而降温效应秸秆覆盖>覆膜;秸秆覆盖在苗期-越冬期具有提高地温的作用,返青期-成熟期具有降温效应。同时,秸秆覆盖降低全生育土壤有效积温和日变化幅度,全生育期有效积温较CK降低3.4～33.5℃·d,土壤温差较CK降低0.6～2.0℃;秸秆覆盖在越冬期平均温度比CK高0.2～0.3℃、负积温比CK高0.4～17.0℃·d。秸秆覆盖较CK增产11.9%～19.5%,处理间单位面积穗数的差异是引起产量差异的主要结构因素。土壤温度明显影响产量形成和生长。覆盖增加冬小麦越冬期地温,有利于安全越冬,可极显著提高产量。提高小麦拔节期地温有利于提高成穗数,但降低灌浆期地温可显著增加小麦粒重。进一步剖析营养生长对产量高低的影响机制表明,良好的营养生长可显著提高小麦穗数、穗粒数,而对小麦粒重影响较小。【结论】秸秆带状覆盖适宜在西北雨养区旱地冬小麦产区推广应用。更多还原