耕作方式与秸秆还田对冬小麦_夏玉米耗水特性和水分利用效率的影响_赵亚丽.pdf

中国农业科学 2014,47(17):3359-3371 Scientia Agricultura Sinica doi: 10.3864/j.issn.0578-1752.2014.17.004 赵亚丽，薛志伟，郭海斌，穆心愿，李潮海 （河南农业大学农学院/河南粮食作物协同创新中心/小麦玉米作物学国家重点实验室，郑州450002 ） 【目的】黄淮海地区是中国粮食主产区之一，但农业生产中旱涝频繁发生，同时还存在土壤紧实、耕 层变浅和土壤蓄水保墒能力低等问题，严重影响了该区的粮食生产。耕作方式和秸秆还田作为农业生产中两项重 要的技术措施，对改善土壤结构、提高土壤蓄水能力和水分利用效率有显著作用。本文旨在探索耕作方式、秸秆 还田以及二者交互对冬小麦-夏玉米耗水特性和水分利用效率的影响，为优化黄淮海地区的土壤耕作方式提供依 据。【方法】采用土壤耕作方式与秸秆还田相结合的方法，设置常规耕作＋秸秆还田、常规耕作＋无秸秆还田、深 耕＋秸秆还田、深耕＋无秸秆还田、深松＋秸秆还田、深松＋无秸秆还田 6 个处理，研究耕作方式与秸秆还田对 冬小麦-夏玉米一年两熟农田耗水量、耗水模系数、土壤贮水消耗量、株间蒸发量、籽粒产量和水分利用效率的影 响，分析不同耕作方式、秸秆还田以及二者交互对冬小麦-夏玉米耗水特性和水分利用效率的影响。【结果】耕作 方式、秸秆还田对土壤容重、农田耗水量、土壤贮水消耗量、株间蒸发量、籽粒产量和水分利用效率均存在显著 或极显著影响。与常规耕作相比，深耕和深松主要降低了 20—40 cm 土层的土壤容重，增加了冬小麦、夏玉米和 周年总农田耗水量，提高了 0—100 cm 土层的土壤贮水消耗量，同时降低了休闲期无效农田耗水量。此外，深耕 和深松还降低了夏玉米的株间蒸发量，但深耕显著增加了冬小麦的株间蒸发量，深松则相反。秸秆还田也可以降 低土壤容重，提高土壤贮水消耗量，增加冬小麦农田耗水量，降低夏玉米和休闲期农田耗水量，增加冬小麦的株 间蒸发量，降低夏玉米的株间蒸发量。与常规耕作相比，深耕和深松处理的周年作物产量分别提高了10.7%和9.8%， 周年水分利用效率分别提高了8.8%和6.3%。秸秆还田处理的周年作物产量和水分利用效率分别比秸秆不还田处理 提高了 6.3%和 7.6%。耕作方式与秸秆还田对冬小麦-夏玉米的耗水特性、籽粒产量和水分利用效率存在显著交互 作用。与常规耕作＋无秸秆还田处理相比，深耕＋秸秆还田和深松＋秸秆还田处理的周年农田耗水量分别提高3.3% 和 2.4%，冬小麦-夏玉米的农田耗水量分别提高了 4.2%和 3.3%，休闲期的农田耗水量分别降低了 7.0%和 9.9%， 周年作物产量分别提高了18.0%和19.3%，水分利用效率分别提高了15.9%和15.1%。【结论】在几种耕作模式中， 深耕＋秸秆还田、深松＋秸秆还田的周年作物产量和水分利用效率最高，且二者无显著性差异，表明深耕或深松 结合秸秆还田有利于作物产量和水分利用效率的提高。因此，在本试验条件下，在秸秆还田的基础上深松或深耕 是黄淮海地区适宜的耕作方式。 耕作方式；秸秆还田；产量；耗水量；水分利用效率 Effects of Tillage and Straw Returning on Water Consumption Characteristics and Water Use Efficiency in the Winter Wheat and Summer Maize Rotation System ZHAO Ya-li, XUE Zhi-wei, GUO Hai-bin, MU Xin-yuan, LI Chao-hai (College of Agronomy, Henan Agricultural University/Collaborative Innovation Center of Henan Grain Crops/National Key Laboratory of Wheat and Maize Crop Science, Zhengzhou 450002) 2013-11-05 ；2014-03-20