王 靜，黃 毅

（沈陽(yáng)農(nóng)業(yè)大學(xué)土地與環(huán)境學(xué)院，遼寧沈陽(yáng) 110866）

在我國(guó)，隨著農(nóng)村生活水平的逐步提高和現(xiàn)代農(nóng)民經(jīng)濟(jì)意識(shí)的解放，傳統(tǒng)的秸稈利用方式效益低、費(fèi)工、費(fèi)時(shí)、勞動(dòng)強(qiáng)度大，而秸稈利用的現(xiàn)代科技手段滯后，造成部分地區(qū)，尤其在一些城郊地區(qū)農(nóng)作物秸稈被大量無(wú)效焚燒。1996年，我國(guó)秸稈還田面積達(dá)0.33億hm2，還田秸稈1億t。目前，我國(guó)秸稈還田的方式主要有直接還田與過(guò)腹還田兩大類(lèi)。其中，過(guò)腹還田與飼料化加工密切聯(lián)系，全國(guó)通過(guò)加工處理的秸稈約1 000萬(wàn)t；秸稈直接還田有機(jī)械粉碎還田、覆蓋栽培還田、堆漚腐解還田、機(jī)械旋耕翻埋還田、燒灰還田等多種方式。不同的秸稈還田方式有著不同的環(huán)境和經(jīng)濟(jì)效果，特別是在遼西干旱地區(qū)，大面積淺旋還田不僅起不到保墑培肥的效果，而且會(huì)造成土壤表層孔隙過(guò)大，漏風(fēng)、跑墑，尤其是干旱年份，更加劇了土壤表層的干旱，延誤播種，且影響播種質(zhì)量[1-7]，因此，在我國(guó)北方干旱、半干旱地區(qū)，用科學(xué)的方法選擇適宜的秸稈還田方式具有重要的理論與實(shí)踐意義。

干旱是遼西地區(qū)最主要的自然災(zāi)害，其對(duì)農(nóng)、林、牧業(yè)生產(chǎn)和國(guó)民經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展構(gòu)成很大的威脅[4]。遼寧省朝陽(yáng)縣是農(nóng)業(yè)大縣，每年能夠收獲數(shù)十萬(wàn)噸的農(nóng)作物秸稈。研究表明，農(nóng)作物光合作用后的產(chǎn)物有50%以上存儲(chǔ)于秸稈中，因此，農(nóng)作物秸稈是一種具有多種用途的可再生生物資源。土壤水分是作物需水的直接來(lái)源[8]。作物的播種出苗、生長(zhǎng)發(fā)育與耕層土壤水分含量關(guān)系密切。結(jié)合遼寧省朝陽(yáng)縣農(nóng)民科技水平和經(jīng)濟(jì)發(fā)展現(xiàn)狀，筆者認(rèn)為，對(duì)現(xiàn)有的農(nóng)作物秸稈利用途徑非常值得推廣。

本試驗(yàn)通過(guò)進(jìn)一步對(duì)遼西地區(qū)現(xiàn)有的整稈深還、春季旋耕、秋季旋耕和過(guò)腹還田4種還田方式進(jìn)行理化性狀的分析、評(píng)價(jià)、優(yōu)選，研究不同秸稈還田方式對(duì)土壤水分的保持與持續(xù)利用的影響，旨在為遼西干旱地區(qū)推薦一種可持續(xù)生產(chǎn)能力強(qiáng)的秸稈還田方式提供理論依據(jù)。

1 材料和方法

1.1 試驗(yàn)區(qū)概況

試驗(yàn)地位于遼寧省西部朝陽(yáng)市雙塔區(qū)桃花吐鄉(xiāng)。遼西地區(qū)屬溫帶半干旱性氣候[9]，朝陽(yáng)是北溫帶大陸性季風(fēng)氣候，雖然東南部受到海洋暖濕氣候影響，但是由于北部蒙古高原的干燥冷空氣經(jīng)常侵入，形成了半干燥半濕潤(rùn)易干燥區(qū)，氣候特點(diǎn)為四季分明，雨熱同季，日照充足，日溫差較大，降水偏少，年平均氣溫約在5.4～8.7℃之間，年平均日照時(shí)數(shù)為2 850～2 950 h，年降水量為450～580 mm，無(wú)霜期為 122～155 d，春秋兩季多風(fēng)，易旱，風(fēng)力一般為2～3級(jí)，冬季盛行西北風(fēng)，風(fēng)力較強(qiáng)。試驗(yàn)區(qū)土壤為堿性褐土，地形為山前扇裙地前的一塊平地，周?chē)鸁o(wú)河流，臨界馬路。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)于2010—2011年進(jìn)行，共設(shè)5個(gè)處理，3次重復(fù)，采用隨機(jī)排列，小區(qū)面積33 m2（5.5 m×6 m），共15個(gè)小區(qū)。小區(qū)與小區(qū)之間有50 cm間隔，小區(qū)周?chē)O(shè)有2 m寬的保護(hù)行。5個(gè)處理分別為：（1）對(duì)照（CK，不施有機(jī)肥，無(wú)秸稈還田，種植方式按當(dāng)?shù)爻Ｒ?guī)方式進(jìn)行）；（2）春旋還田（將667 m2秸稈于春季整地前粉碎后旋耕進(jìn)667 m2土壤中，旋耕深度18 cm，直接播種或春灌后播種。種植方式按當(dāng)?shù)爻Ｒ?guī)方式進(jìn)行）；（3）秋旋還田（將667 m2秸稈于秋季粉碎后旋耕進(jìn)667 m2土壤中，旋耕深度18 cm，然后耙壓，春季直接播種或春灌后播種。種植方式按當(dāng)?shù)爻Ｒ?guī)方式進(jìn)行）；（4）過(guò)腹還田（施用騾馬糞、牛糞或羊糞60 m3/hm2。按常規(guī)施用化肥）；（5）整稈深還田（在秋季，將667 m2秸稈粉碎或整秸深還于40 cm深的溝槽中，然后施入45%的復(fù)混肥600 kg/hm2、46%尿素375 kg/hm2，最后覆土并在上面做成寬1 m的壟臺(tái)覆膜，臺(tái)間距為0.5 m，春季扎孔種植）（表1）。

表1 各處理田間施肥

1.3 觀測(cè)項(xiàng)目和田間取樣方法

1.3.1 田間施肥情況 各處理的田間施肥情況如表1所示。

1.3.2 取樣時(shí)間 分別在2011年6月，7月中旬，8月，9月下旬對(duì)試驗(yàn)區(qū)進(jìn)行取土。幾個(gè)時(shí)期分別是玉米的拔節(jié)期、孕穗期、灌漿期和收獲期。取土?xí)r期小區(qū)內(nèi)的降雨量如圖1所示。

1.3.3 測(cè)定指標(biāo)與測(cè)定方法

測(cè)定指標(biāo)與測(cè)定方法如表2所示。

表2 測(cè)定指標(biāo)與測(cè)定方法

2 結(jié)果與分析

2.1 不同秸稈還田方式對(duì)土壤水分的影響

試驗(yàn)前各層土壤含水量測(cè)定結(jié)果如圖2所示。由圖2可知，0～40 cm深的各層土壤含水量均不足10%，墑情處于干旱狀態(tài)。由圖3可知，整稈深還田的土壤含水量高于對(duì)照土壤含水量的0.16%～0.25%。由圖4可知，各土層整稈深還的土壤含水量高于對(duì)照土壤含水量的0.26%～0.40%。

由圖5可知，整稈深還田與過(guò)腹還田的各土層土壤含水量分別高于空白對(duì)照土壤含水量的0.32%～0.50%。

從圖3，4，5可以看出，各個(gè)時(shí)期整稈深還田處理的土壤含水量都是最高的，其次為過(guò)腹還田，秋旋、春旋與空白對(duì)照基本相同。秸稈還田對(duì)土壤保水效果并不是很明顯。這是因?yàn)橛衩壮市迈r狀態(tài)還田時(shí)，秸稈本身儲(chǔ)水量大，因此，在秸稈還田初期，還田與不還田處理的土壤含水量差別并不明顯；而在后期還田與對(duì)照差別增大，主要是此時(shí)秸稈已基本上分解完畢，水分也都釋放出來(lái)，再加上土壤有機(jī)質(zhì)增加，孔隙度增加，蓄水保水能力增強(qiáng)，使得土壤含水量高于對(duì)照。試驗(yàn)證明，隨著秸稈的長(zhǎng)時(shí)間腐爛，秸稈的儲(chǔ)水能力會(huì)越來(lái)越強(qiáng)，對(duì)土壤保水能力有很大的作用。

圖6為試驗(yàn)區(qū)內(nèi)2011年收獲期不同秸稈還田方式下各土層土壤含水量。從圖6可以看出，經(jīng)過(guò)1 a的秸稈還田改良，各個(gè)秸稈還田方式對(duì)土壤的保水效果在一定程度上都有影響，但其影響程度不一樣。

將不同秸稈還田方式對(duì)土壤不同層次的改良數(shù)據(jù)經(jīng)方差分析后結(jié)果列入表3。由表3可知，在各個(gè)土層不同處理間，整稈深還和過(guò)腹還田都與對(duì)照、春旋、秋旋之間達(dá)到5%顯著性差異；在耕層以下，整稈深還與過(guò)腹還田、對(duì)照、春旋、秋旋之間均達(dá)到5%顯著性差異。這說(shuō)明，整稈深還在土壤保水效果上好于其他秸稈還田方式。

表3 收獲期不同處理間土壤含水量分析 %

2.2 不同秸稈還田方式下玉米的出苗率、穗長(zhǎng)與直徑比較[10]

每個(gè)小區(qū)內(nèi)隨機(jī)取10株玉米進(jìn)行穗長(zhǎng)、直徑和出苗率的調(diào)查，最后取平均值，結(jié)果列于表4。從表4可以看出，整稈深還處理的穗長(zhǎng)、直徑和出苗率都是最好的。

表4 不同秸稈還田方式下玉米生長(zhǎng)發(fā)育指標(biāo)調(diào)查結(jié)果

2.3 不同秸稈還田方式對(duì)玉米產(chǎn)量的影響[11-14]

從圖7可以看出，對(duì)照組的產(chǎn)量最低。不同秸稈還田方式下產(chǎn)量排序?yàn)椋赫捝钸€＞過(guò)腹還田＞春旋還田＞秋旋還田＞對(duì)照。秋旋與對(duì)照組基本持平，沒(méi)有達(dá)到顯著水平，而春旋、整稈深還與過(guò)腹還田這3個(gè)處理的產(chǎn)量與對(duì)照組相比，差異都達(dá)到顯著水平。與對(duì)照組相比，春旋與過(guò)腹還田的產(chǎn)量分別增加7%和16%。不同秸稈還田方式下，整稈深還產(chǎn)量最高，高于對(duì)照組24.7%。整稈還田方式下的玉米產(chǎn)量相對(duì)較高，可增產(chǎn)2 037.19 kg/hm2。

3 結(jié)論

（1）秸稈還田在較短的時(shí)間就對(duì)土壤含水量取得了較好的效果，且不同的秸稈還田方式相比，整稈深還田處理對(duì)土壤的保水效果最佳，相對(duì)于其他的秸稈還田方式差異均達(dá)到5%顯著性水平。

（2）不同秸稈還田方式下玉米產(chǎn)量也不同，排序?yàn)檎捝钸€＞過(guò)腹還田＞春旋還田＞秋旋還田＞對(duì)照，可以得出，整稈深還效果最佳，與其他秸稈還田方式相比，均達(dá)到了5%顯著性差異。

（3）由本試驗(yàn)得出，不同秸稈還田方式在改土保水效果和影響玉米產(chǎn)量上不同，從綜合指標(biāo)來(lái)看，尤以整稈深還方式最佳，且時(shí)間越長(zhǎng)，秸稈還田的效果越明顯。

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