秸秆还田对冬小麦产量和氮、磷、钾吸收利用的影响
黄婷苗1， 郑险峰1*， 侯仰毅1 ， 李 晓1， 王朝辉1, 2
【摘 要】摘要：【目的】陕西关中平原是我国典型的冬小麦—夏玉米轮作区，冬小麦播种前将上季收获后的玉米秸秆还田是当地普遍采用的作物秸秆管理方式。本研究以优化秸秆还田条件的小麦养分资源管理，实现作物增产和肥料增效为目标，通过2年的田间定位试验，探索关中地区玉米秸秆还田条件下，冬小麦高产高效的最佳养分管理措施。【方法】试验于2011年10月至2013年5月在陕西省周至县终南镇进行，供试冬小麦品种为周麦23，夏玉米品种为郑单958。采用裂区设计，主处理为玉米秸秆全量还田(S1)和秸秆不还田(S0)，副处理为5个不同氮肥施用水平(N 0、84、168、252和336 kg/hm2)，种植作物为冬小麦。通过不同氮水平的回归分析，研究了玉米秸秆还田对后茬冬小麦的籽粒产量、生物量和收获期地上部氮、磷、钾养分吸收利用的影响。【结果】与玉米秸秆不还田相比，秸秆还田对冬小麦籽粒产量和收获期地上部氮、磷、钾养分吸收量的影响均表现出低氮降低、高氮增加的趋势。第一年和第二年在施氮量分别低于N 153和187 kg/hm2时，秸秆还田处理小麦减产，相反则增产，并且增产量随着氮肥用量的增加而增大；生物量与产量趋势一致，前后两年玉米秸秆还田与不还田条件下，冬小麦生物量相等时的氮肥用量分别为N 190和202 kg/hm2。在产量构成要素中，同一氮水平时，秸秆还田对小麦穗粒数和千粒重没有明显影响，而每公顷穗数却表现为低氮降低、高氮增加的趋势，所以秸秆还田后穗数增加是小麦增产的主要原因。同时，在玉米秸秆还田条件下，小麦地上部氮、磷、钾吸收量增加时，第一年的氮肥用量分别高于N 275、123和213 kg/hm2，第二年分别高于N 200、165和241 kg/hm2，
但氮、磷、钾的收获指数不随施氮量的增加而递增。而且过量施氮也会造成小麦籽粒磷含量的降低。【结论】在综合同一施氮水平时，秸秆还田后的冬小麦籽粒产量和地上部氮、磷、钾养分吸收利用的变化，建议在陕西关中平原的冬小麦—夏玉米轮作区域，氮肥用量应控制在N 150200 kg/hm2，以保证在玉米秸秆还田条件下小麦的增产和氮、磷、钾养分资源的高效合理利用。 【期刊名称】植物营养与肥料学报 【年(卷),期】2015(021)004 【总页数】11
【关键词】秸秆还田； 冬小麦； 产量； 养分吸收； 养分调控
陕西关中平原位于黄土高原南部，以小麦—玉米轮作为主，是我国粮食主产区之一。近年来，玉米收获后多实行秸秆还田。秸秆含有供作物生长所需的氮、磷、钾、硫、钙和镁等营养元素，是一种重要的养分资源[1]。所以，充分发挥和利用秸秆还田的积极效应，对促进冬小麦生长和养分资源的高效利用具有重要意义。已有研究表明，长期秸秆还田，能增加土壤有机质，改善土壤理化性状。河北潮土13年长期定位试验发现，小麦秸秆还田比不还田的土壤速效钾含量增加了10.2%[2]。加拿大连续8年大麦—豌豆—小麦—油菜的轮作试验结果表明，秸秆还田的0—15 cm土层的土壤轻质有机质增加23.8%，轻质有机氮增加9.7%[3]。可见，秸秆还田确能提高耕层土壤养分含量。关于秸秆还田对作物产量的影响目前已有较多报道，山西临汾的长期定位试验发现，与传统耕作无秸秆覆盖处理相比，连续11年和15年免耕覆盖的小麦分别增产19.2%和27.6%，尤其是在干旱年份，增产率可高达85.0%和97.6%[4]。关中灌区7个小麦品种的田间试验表明，秸秆粉碎入土还田与化肥配施比常规栽培增产
5.4.1%[5]。但也有秸秆还田导致作物减产的报道，英格兰粉质黏壤土的研究表明，秸秆入土还田比秸秆不还田的小麦籽粒产量降低了3.9%[6]。在陕西杨凌的田间试验也发现，小麦播前将玉米秸秆翻压，还田量为9730 kg/hm2(干重)时，小麦明显减产[7]。减产的原因可能是秸秆还田后的土壤水分不均，紧实度差影响了小麦出苗[8-9]，也可能是秸秆还田导致土壤的碳氮比失调[10-11]等等。随着农业机械化程度的提高，秸秆粉碎还田技术不断完善。因此，与现代农机技术相结合，在保障田间小麦播种质量良好、严格控制病虫草害的前提下，优化肥料管理应能实现秸秆还田后的作物增产。同时，国内外进行秸秆还田养分管理的研究不少[12-15]，但大多数集中在土壤养分变化方面，缺乏秸秆还田对小麦养分吸收利用影响的研究。因此本研究组于20102011年在陕西关中设置了一个施氮水平下玉米秸秆还田和不还田对比的田间试验，结果发现施纯氮N 175 kg/hm2时，秸秆还田小麦籽粒产量明显增加[16]，但秸秆还田的产量效应是否与施氮水平变化有关？本研究继续在陕西关中冬小麦—夏玉米轮作区进行两年田间定位试验，增设不同氮肥水平，研究秸秆还田对小麦产量及养分吸收利用的影响，以进一步明确秸秆还田究竟能否使作物增产，增产的条件是什么？增产条件下的氮、磷、钾养分吸收利用有什么变化？旨在为秸秆还田小麦增产和肥料增效、优化养分管理提供依据。
1 材料与方法
1.1 试验时间、地点
试验于20112013年在陕西省周至县终南镇王才屯村(东经108°22′4″，北纬34°07′20″)进行。试验点位于关中平原，属半湿润易旱气候，以冬小麦夏玉米轮作为主，一年两熟，年均气温13℃，降水量674 mm，无霜期225 d。试验
秸秆还田对冬小麦产量和氮、磷、钾吸收利用的影响
