张斯梅，杨四军，顾克军，于建光，张恒敢，许博
（江苏省农业科学院农业资源与环境研究所，南京210014）
摘要：为给秸秆机械还田利用和稻茬小麦高产高效栽培提供依据，研究了少免耕与秸秆机械全量原位还田对稻茬小麦出苗及产量的影响。结果表明，免耕秸秆机械全量原位覆盖还田处理小麦籽粒产量最高，达6480.0 kg/hm2，其次是浅耕秸秆不还田处理，浅耕秸秆机械全量原位混埋还田处理产量最低，为5524.5 kg/hm2。方差分析结果说明，少免耕与秸秆机械全量原位还田对稻茬小麦产量的影响不大，且两者之间不存在交互作用。免耕秸秆机械全量原位覆盖还田处理省工节本，效益较其他处理明显提高。综合来看，稻茬小麦高产高效栽培的适宜方式为免耕秸秆机械全量原位覆盖还田。
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关键词 ：产量；免耕；浅耕；秸秆还田；效益
中图分类号：S-3 文献标志码：A 论文编号：2014-0953
基金项目：江苏省农业科技自主创新资金“区域秸秆全量利用关键技术研究与应用推广”[CX(12)1002]；国家科技支撑项目“江淮东部（江苏）水稻小麦丰产节水节肥技术集成与示范”(2013BAD07B09)；国家水体污染控制与治理科技重大专项“区域种植业废弃物中氮磷养分管理及多级利用技术研究与示范”(2012ZX07101-004)。
第一作者简介：张斯梅，女，1981 年出生，江苏赣榆人，助理研究员，在读博士，主要从事稻麦栽培生理生态及秸秆资源化利用研究。通信地址：210014 江苏省农业科学院农业资源与环境研究所，Tel：025-84390198，E-mail：zhangsimei929@sina.com。
通讯作者：杨四军，男，1958 年出生，江苏赣榆人，研究员，本科，主要从事耕作制度、农机农艺融合与小麦高产栽培技术研究。通信地址：210014 江苏省农业科学院农业资源与环境研究所，Tel：025-84390201，E-mail：yangsijyun5819@163.com。
收稿日期：2014-09-25，修回日期：2014-12-02。
Effects of Less Tillage and No-tillage Patterns and Total Rice Straw Mechanized Returning
in Situ on Seed Germination and Grain Yield of WheatZhang Simei, Yang Sijun, Gu Kejun, Yu Jianguang, Zhang Henggan, Xu Bo(Institute of Agriculture Resources and Environment, Jiangsu Academy of Agricultural sciences,Nanjing 210014, Jiangsu, China)Abstract: To use straw mechanized returning to field and increase yield and efficiency of wheat in rice-wheatrotation, effects of no-tillage, shallow tillage and total straw mechanized returning in situ on seed germinationand grain yield of wheat were studied. The results showed that the treatment of no-tillage with total strawmulching had the highest grain yield, up to 6480.0 kg/hm2, followed by shallow tillage treatment without strawreturning, and the treatment of shallow tillage with total straw returning had the lowest yield, 5524.5 kg/hm2.ANOVA results indicated that no-tillage, shallow tillage and total straw mechanized returning in situ had littleeffect on wheat yield, and there was no interaction between the two. Total straw mulching without tillageneeded less cost, and production efficiency was improved. Taken together, the appropriate way to high yieldand efficiency cultivation of wheat was no-tillage plus total straw mulching in rice-wheat rotation.
Key words: Yield; No-tillage; Shallow Tillage; Straw Returning; Benefits
0 引言
中国稻茬小麦面积约为480 万hm2，主要分布在长江流域。稻茬麦区光热资源丰富，降雨较多，小麦生长受水资源限制作用小，是中国小麦增产潜力最大的区域[1]。江苏稻茬小麦占全省小麦总面积的70%以上，淮南地区稻茬小麦比例高达80%以上，稻茬小麦生产水平的高低直接关系到全省小麦的生产与发展。少免耕是促进粮食增产、农业增效、农民增收的重大技术措施之一，其推广应用面积占江苏省稻茬小麦面积的90%以上。
目前，针对少免耕对作物产量性状影响的研究报道较多[3-5]，研究结果不尽相同，有报道显示，少耕稻茬小麦产量与常规耕作基本持平[6]，免耕可提高稻茬小麦产量水平[6-7]，也有研究认为免耕导致稻田套种小麦产量明显降低[8]。秸秆还田是其资源化利用的最有效途径，秸秆还田对作物产量影响的研究结果表明，长期秸秆还田对当季乃至还田后的前几季作物产量可能产生负面效应，但随后其优势会逐渐显现，可以起到较好的增产效果[9-10]。以往研究大多采用盆栽或小区试验，秸秆往往经人工切碎后归还土壤，而田间大区秸秆机械全量原位还田的报道较少。为此，笔者在稻麦两熟地区，研究了少免耕与秸秆机械全量原位还田对稻茬小麦田间出苗、产量及其效益的影响，以期为稻茬小麦高产高效栽培提供依据。
1 材料与方法
1.1 试区概况
试验于2011—2012 年在江苏省农业农业科学院宿迁农业科学研究所试验田进行。试区属暖温带季风气候区，年平均日照2315 h，年平均气温14.1℃，活动积温5189℃，年均降水量为892.3 mm，一年两熟制。1.2 试验材料
供试小麦品种为‘迁麦1 号’，采用机条播，行距20 cm，播量为300 kg/hm2，2011 年10 月10 日播种，2012 年6 月7 日收获。
1.3 试验设计
试验设置4 种处理，分别为浅耕秸秆不还田(ST)、免耕秸秆不还田(NT)、浅耕秸秆机械全量原位混埋还田(STS)和免耕秸秆机械全量原位覆盖还田(NTS)。为了便于耕作，试验采用大区对比法，每处理面积为360m2，不设重复。除秸秆还田与耕作方式不同外，其他田间管理措施保持一致。
1.4 测定项目
小麦出苗后，调查基本苗数，计算田间出苗率。成熟期测定有效穗数，用1 m2大小的方框，每小区选取3个位置人工计数框内的穗数，测定穗粒数和千粒重，每个处理收获12 m2计产，籽粒晒干后测定含水量，折算成含水量为13%的籽粒重量。
田间出苗率=(单位面积基本苗/单位面积有效种子粒数)×100%单位面积有效种子粒数=单位面积播种量(kg)×每kg种子粒数×发芽率每种子粒数=1000×1000/千粒重(g)
1.5 数据分析
采用Microsoft Excel 2007 处理数据、作图和统计分析。
2 结果与分析
2.1 少免耕与秸秆机械全量原位还田对稻茬小麦出苗率的影响
从图1 可以看出，免耕秸秆不还田(NT)稻茬小麦出苗率最高，为79.9%，浅耕秸秆不还田(ST)出苗率最低，两者相差5.6%。同在秸秆不还田条件下，免耕出苗率明显高于免耕，但差异未达到显著水平(P<0.05)；同在秸秆机械全量原位还田条件下，浅耕混埋处理出苗率略高于免耕覆盖处理，差异也不显著(P<0.05)；秸秆是否还田与耕作方式之间无交互作用。这说明，在试验条件下，秸秆是否还田、浅耕或免耕对稻茬小麦出苗率的影响不大。
2.2 少免耕与秸秆机械全量原位还田对稻茬小麦产量的影响
从表1 可以看出，不同处理籽粒产量高低顺序为NTS>ST>NT>STS，免耕秸秆机械全量原位覆盖还田处理籽粒产量最高，达6480.0 kg/hm2，其次是浅耕秸秆不还田处理。浅耕秸秆机械全量原位混埋还田处理产量最低，为5524.5 kg/hm2，比免耕覆盖还田处理减少了14.7%。
进一步比较产量构成因素的差异，秸秆不还田条件下，免耕处理有效穗数高于浅耕处理，而前者每穗粒数和千粒重低于后者。秸秆机械全量原位还田条件下，免耕覆盖处理有效穗数和每穗粒数高于浅耕混埋处理，而前者千粒重低于后者。方差分析结果表明，不同处理产量及其构成因素差异均未达显著水平(P<0.05)，即秸秆是否还田与不同耕作模式对稻茬小麦的产量及其构成因素的影响不大，且秸秆是否还田与不同耕作方式之间不存在交互作用。
2.3 不同处理稻茬小麦效益分析
小麦生产成本呈逐年增加的趋势，其经济效益的提高依赖于省工节本、补贴收入的增加及收购价格的提高。与秸秆不还田相比，机械全量原位还田节省了将秸秆移出田面的过程费用（人工费、机械费和运输费等）；水稻秸秆还田腐解释放的N、P、K等营养元素可供后茬小麦生长需要，从而减少麦田肥料施用量，降低了肥料投入成本；还田还能有效减少焚烧和遗弃，增加土壤有机质含量，改善土壤理化性状。与浅耕相比，免耕省工节本优势明显，且有利于保护土壤结构。免耕结合秸秆机械原位覆盖还田处理，可起到蓄水保墒、减少地表径流损失及杂草发生等作用。因此，从促进农民增收、提高稻茬小麦效益的角度考虑，以免耕秸秆机械全量原位覆盖还田处理最好。
3 结论与讨论
少免耕是集保护性耕作、轻型栽培、保护生态于一体的综合技术体系，是顺应农业发展新阶段、新形势的农业应用技术之一。该技术通过简化农艺流程，能够有效缓解农忙季节用工紧张的矛盾，大幅降低劳动强度。同时，少免耕还可以减少机械耕作作业能耗和费用，有效降低生产成本。由于不需要耕翻整地，可以保证下茬作物适时播栽，有利于充分利用光温资源，提高抗灾应变能力，增产增效优势明显。此外，耕层土壤不受破坏，有利于作物生长发育。因此，国际上目前提倡以少免耕为主的保护性耕作模式。针对保护性耕作对作物产量影响的研究报道较多，结果也不相一致，多数研究都从正面评价其效益，或者认为少免耕与常规耕作的差异不大[6]，但保护性耕作导致作物减产也是客观事实[11-16]。
禁止农作物秸秆露天焚烧或随意遗弃，是当下全社会关注的热点问题之一，也是农民及各级政府面临的难点问题。秸秆还田是解决秸秆出路及实现其资源化利用的最重要途径，目前也是秸秆综合利用的最主要途径。秸秆还田对作物产量影响的研究表明，长期秸秆还田对当季乃至还田后的前几季作物产量可能产生负面效应，但随后其优势会逐渐显现，可以起到较好的增产效果[9-10]。以往研究大多采用盆栽或小区试验，通常的做法是先收集秸秆，经人工切碎，与土壤混埋，再播栽下茬作物。苏南部分地区，农民亦有小麦播种后覆盖整草的栽培习惯。迄今为止，关于田间大区秸秆机械全量原位还田的报道较少，未见秸秆机械全量原位还田和少免耕对作物影响的研究报道。少免耕的同时覆盖农作物秸秆，可以减少水土流失，具有保土保肥的效果。此外，还可避免秸秆焚烧和遗弃对大气、水体和土壤带来的污染，有效培肥地理，改善土壤性状，促进农业生产的可持续发展。与人工秸秆还田相比，机械化作业不仅将劳动力解放出来，而且可以大大提高作业效率。为此，笔者在稻麦两熟地区，研究了少免耕与秸秆机械全量原位还田对稻茬小麦田间出苗、产量及其效益的影响，以期为稻茬小麦高产高效栽培提供依据。
本研究结果表明，免耕秸秆机械全量原位覆盖还田处理小麦籽粒产量最高，达6480.0 kg/hm2，浅耕秸秆机械全量原位混埋还田处理小麦产量最低，比前者减少了14.7%。从稻茬小麦高产高效、秸秆资源利用和保护环境的角度综合考虑，以免耕秸秆机械全量原位覆盖还田处理最好。免耕秸秆机械全量原位覆盖种植小麦，不仅没有导致小麦减产，而且节本省工增效，秸秆资源得到充分利用，土壤肥力得到稳定提高，大大减轻环境污染，保护农业生态环境，促进农业可持续发展。事实上，任何耕作方式都有正负两方面的效应，长期采用相同措施可能导致负效应的累加。因此，以后有必要开展年度间不同耕作方式组合的研究，探索适于新形势下秸秆机械还田的稻茬小麦高产高效耕作与栽培技术。
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