小麦是重要的粮食作物之一，其安全生产对保障粮食安全至关重要[1-2]。无为市位于皖中地区，小麦常年种植面积约1.3万hm2，其中稻茬麦面积约1.2万hm2[3]。近年来，规模性生产企业成为稻麦连作的种植主体，水稻种植以单季粳糯稻为主，后茬接种小麦的茬口时间紧。水稻秸秆全部打捆离田在一定程度上增加了处理成本，因此，通常采取水稻秸秆全部还田措施。在还田过程中，部分水稻秸秆未完全切碎，可能导致小麦出苗不齐、黄苗、死苗等。相关学者对水稻秸秆还田展开了一系列研究。李波等[4]研究认为，稻草还田后小麦出苗率变低、均匀性变差，小麦千粒重、有效穗数、每穗粒数等性状可以影响最终产量。刘世平等[5]研究表明，在同期同量播种条件下，免耕套种小麦穗数较少，千粒重较高，实际产量略低。探究适宜的秸秆处理机耕作方式对小麦安全生产具有实践意义。
本文在安徽无为市规模性小麦生产现有农机装备条件下，开展了不同耕作方式对水稻秸秆还田后小麦生产的影响研究，以探索在水稻秸秆还田基础上减少机械作业强度、缩短接茬时间、同时不降低小麦产量和品质的较佳耕作方式。研究为推广水稻秸秆连续还田，保证小麦健康生产提供参考。
1 材料与方法
1.1 试验地点及供试品种
试验于2022—2023年在安徽无为泥汊镇某家庭农场承包田内开展，土壤类型为灰泥田，地下水位50 cm，耕层厚度15 cm。土壤肥力水平中等，有机质含量15.5 g/kg、碱解性氮含量110 mg/kg、有效磷含量26.6 mg/kg、速效钾含量125 mg/kg、pH 7.0。试验田块排灌条件良好、地力均匀，前茬种植水稻。供试小麦品种为扬麦20，小麦播种期为11月9日，播种量180 kg/hm2。按小麦高产栽培管理模式进行肥料管理和病虫草害防治。
1.2 试验设计
试验设置5个处理，大区对比，随机排列，不设重复，每个大区面积为792.72 m2（73.4 m×10.8 m），秸秆还田小区还田量为9 000 kg/hm2，各小区间隔60 cm左右，四周设保护行，面积约0.2 hm2。
处理1（T1），水稻秸秆全量还田后深耕+浅旋耕，旋耕前撒施尿素45 kg/hm2，深旋耕12～15 cm后撒施46%控缓释型配方肥（N:P:K为25:15:6）600 kg/hm2，浅旋耕7～8 cm后播种复式开沟；处理2（T2），水稻秸秆全量还田后浅旋耕，旋耕前撒施尿素45 kg/hm2+46%控缓释型配方肥600 kg/hm2，浅旋耕7～8 cm后播种复式开沟；处理3（T3），水稻秸秆全量还田后免耕，水稻收割后不旋耕，一次性撒施尿素45 kg/hm2+46%控缓释型配方肥600 kg/hm2后播种复式开沟；处理4（T4），水稻收割后将秸秆全部打捆离田后深耕+浅旋耕，撒施尿素45 kg/hm2后深旋耕12～15 cm，再撒施46%控缓释型配方肥600 kg/hm2，浅旋耕7～8 cm后播种复式开沟；处理5（T5），水稻收割后将秸秆全部打捆离田后浅旋耕，撒施尿素45 kg/hm2+46%控缓释型配方肥600 kg/hm2，浅旋耕7～8 cm后播种复式开沟。
1.3 测定项目与方法
各处理大区采用双对角线法选取3个定点观察记载小麦出苗、草害发生情况、全生育期及产量因子等，每个定点调查面积为0.5 m×0.5 m。播后25 d调查出苗情况，记载出苗数，根据播种量、发芽率计算出苗率；播种后45 d调查草害发生情况，以2叶1心草龄的禾本科杂草，2叶左右（少量3~4叶）草龄的阔叶杂草为主；小麦成熟后大区单独收获、测产，并进行室内考种，调查主要经济性状。在计算生产成本时，以小麦销售价2.3元/kg，种子4.2元/kg，深旋耕1 200元/hm2，浅旋耕600元/hm2计算。
1.4 数据统计分析
采用Excel软件进行数据整理与统计分析。
2 结果与分析
2.1 小麦出苗情况
如表1所示，各处理出苗率从高到低依次为T4>T5>T1>T2>T3。以T4出苗率最高，T3出苗率最低，T4的出苗率较T3高30.87个百分点。秸秆全部打捆离田处理（T4、T5）的出苗率高于全量旋耕还田处理（T1、T2、T3），说明了水稻秸秆还田处理在一定程度上降低了小麦出苗率。T4出苗率大于T5，T1的出苗率大于T2，说明深耕加浅旋耕方式有利土壤水分的均匀分布，进而提高了出苗率；所有处理的幼苗叶色均为浓绿，未表现出差异。
表1 不同处理小麦的出苗情况 |
| 处理 | 出苗数/（株/m2） | 出苗率/% | 叶色 |
|---|---|---|---|
| T1 | 269.3 | 64.60 | 浓绿 |
| T2 | 257.3 | 61.72 | 浓绿 |
| T3 | 192.0 | 46.06 | 浓绿 |
| T4 | 320.7 | 76.93 | 浓绿 |
| T5 | 286.7 | 68.78 | 浓绿 |
2.2 田间杂草发生情况
如表2所示，禾本科杂草发生量由大到小依次为T2>T5>T4>T1>T3，以T2发生量最大，T3发生量最小，T2发生量较T3提高373.49%；阔叶杂草发生量由大到小依次为T2>T5>T4>T1>T3，以T2发生量最大，T3发生量最小，T2发生量较T3提高119.47%；杂草发生总量由大到小依次为T2>T5>T4>T1>T3，以T2发生总量最大，为610.00株/m2，T3发生总量最小，为202.33株/m2，T2发生总量较T3提高201.49%。T3的杂草发生量略少于T1和T4，说明水稻秸秆免耕全量还田对杂草的抑制作用与两次旋耕效果相当。T2和T5的杂草发生量明显多于T1、T3、T4，说明不论水稻秸秆还田与否，一次浅旋耕对杂草的抑制的效果明显低于水稻秸秆免耕全量还田和两次旋耕。
表2 不同处理的田间杂草发生量 (株/m2) |
| 处理 | 禾本科 | 阔叶草 | 总量 |
|---|---|---|---|
| T1 | 102.00 | 149.67 | 251.67 |
| T2 | 309.33 | 300.67 | 610.00 |
| T3 | 65.33 | 137.00 | 202.33 |
| T4 | 129.67 | 159.67 | 289.34 |
| T5 | 261.67 | 294.33 | 556.00 |
2.3 小麦生育期
如表3所示，各处理的小麦生育进程基本一致，抽穗期均在3月29日，成熟期均在5月28日，全生育期均为199 d。说明不同耕作方式对水稻秸秆连续还田后小麦的生育期影响不大。
表3 不同处理小麦的生育期 |
| 处理 | 播种期（月-日） | 出苗期（月-日） | 抽穗期（月-日） | 成熟期（月-日） | 全生育期/d |
|---|---|---|---|---|---|
| T1 | 11-10 | 11-18 | 03-29 | 05-28 | 199 |
| T2 | 11-10 | 11-18 | 03-29 | 05-28 | 199 |
| T3 | 11-10 | 11-18 | 03-29 | 05-28 | 199 |
| T4 | 11-10 | 11-18 | 03-29 | 05-28 | 199 |
| T5 | 11-10 | 11-18 | 03-29 | 05-28 | 199 |
2.4 小麦产量及产量构成
如表4所示，各处理的有效穗数在396.05万～458.03万穗/hm2，由高到低依次为 T4>T5>T1>T2>T3，T4和T5的有效穗数高于T1、T2和T3，说明水稻打捆离田有利于有效穗数的形成；T1、T4的有效穗数分别多于T2、T5，说明深旋耕+浅旋耕比只浅旋耕更利于有效穗的形成；以T3有效穗数最少，说明免耕影响了有效穗数。各处理的穗粒数在40.52～41.95粒，由多到少依次为T1>T5>T2>T4>T3；各处理的千粒重在40.06～44.64 g，由大到小依次为T3>T1>T2>T5>T4。各处理的产量在6 108.8～6 603.3 kg/hm2，由高到低依次为T4>T1>T2>T5>T3，平均产量为6 401.1 kg/hm2，以T4产量最高，为6 603.3 kg/hm2；T3产量最低，为6 108.8 kg/hm2。
表4 不同处理小麦的产量及产量构成 |
| 处理 | 有效穗数/ （万穗/hm2） | 每穗粒数/粒 | 千粒重/g | 产量/ （kg/hm2） |
|---|---|---|---|---|
| T1 | 426.02 | 41.95 | 43.11 | 6 549.3 |
| T2 | 423.91 | 41.33 | 42.75 | 6 406.8 |
| T3 | 396.05 | 40.52 | 44.64 | 6 108.8 |
| T4 | 458.03 | 41.12 | 42.06 | 6 603.3 |
| T5 | 432.02 | 41.54 | 42.24 | 6 337.1 |
| 平均数 | 427.21 | 41.29 | 42.96 | 6 401.1 |
2.5 经济效益
如表5所示，各处理的平均产值在14 050.24～15 187.59元/hm2，以T4最高，T3最低；各处理总成本在6 543.45～8 887.95元/hm2，以T1最高，T3最低；各处理的效益在6 175.44～7 506.79元/hm2，从高到低依次为T3>T2>T5>T4>T1。深旋耕+浅旋耕处理的小麦产量有所提高，但同时增加了生产成本，导致效益减少。
表5 不同处理小麦的经济效益 |
| 处理 | 产量/（kg/hm2） | 平均产值/（元/hm2） | 总成本/ （元/hm2） | 效益/ （元/hm2） | 效益排名 |
|---|---|---|---|---|---|
| T1 | 6 549.3 | 15 063.39 | 8 887.95 | 6 175.44 | 5 |
| T2 | 6 406.8 | 14 735.64 | 7 687.95 | 7 047.69 | 2 |
| T3 | 6 108.8 | 14 050.24 | 6 543.45 | 7 506.79 | 1 |
| T4 | 6 603.3 | 15 187.59 | 8 793.45 | 6 394.14 | 4 |
| T5 | 6 337.1 | 14 575.33 | 7 593.45 | 6 981.88 | 3 |
3 结论与讨论
试验期间气候条件适宜，播期墒情适宜，无干旱及渍害影响，小麦出苗整齐；未发生冻害和倒春寒天气；4—5月光照充足，利于小麦生长，收获及时未遇雨水。季陆鹰等[6]研究认为，秸秆还田处理的小麦生育进程迟于秸秆未还田处理，秸秆全量还田处理生育进程迟于秸秆半量还田处理。产生这一现象的原因可能是秸秆分解初期对土壤中有效氮有明显固定作用，与小麦苗期生长发生争氮现象，使其前期生长速度缓慢。本试验结果与此不完全一致，可能是因为本试验在水稻秸秆全量还田播种前增施了45 kg/hm2尿素，缓解了水稻秸秆全量还田初期秸秆分解与小麦苗期生长争氮，表现出所有处理的小麦生育期一致。陈在新等[7]研究认为，小麦免耕撒播对穗粒的形成不利，穗总粒数略低于翻耕麦。
本试验结果表明，水稻秸秆全部打捆离田后深耕+浅旋耕处理（T4）的小麦播后出苗率和整齐度较高，有利于形成有效穗，增产效果明显，但两次旋耕和水稻秸秆全部打捆离田增加了经济和时间成本，经济效益一般。水稻秸秆全部打捆离田后浅旋耕处理（T5）的小麦播后出苗率和整齐度较好，对生长前期杂草的抑制效果较差，同时秸秆全部打捆离田增加成本，产量表现一般，经济效益一般。水稻秸秆全量还田后深耕+浅旋耕处理（T1）的小麦播后出苗率和整齐度一般，对生长前期杂草的抑制效果较好，但2次旋耕增加了经济成本，成本较高，增产效果明显，经济效益较差。水稻秸秆全量还田后浅旋耕处理（T2）的小麦播后出苗率和整齐度一般，对生长前期杂草的抑制作用较差，增产效果一般，但1次浅旋耕的成本相对较低，经济效益较好。水稻秸秆全量还田免耕处理（T3）的小麦播后出苗率、整齐度较差，对生长前期杂草的抑制效果较好，产量较低，但成本也较低，经济效益较好。综合来看，以水稻秸秆全量还田免耕处理和水稻秸秆全量还田后浅旋耕处理的经济效益较高，以水稻秸秆全部打捆离田后深耕+浅旋耕处理的小麦产量最高，各地区可根据实际情况选择适宜的秸秆处理方式，在提升小麦产量的同时提高经济效益。本试验各处理在旋耕处理后未进行镇压，可能造成土壤疏松，透风失墒快，不利于种子萌发和幼苗生长[8]。稻茬麦受水稻秸秆大量还田造成土壤疏松与生育早中期低温逆境的双重影响，个体生长发育不良与单位面积群体不足等使稻茬麦产量不稳定[9-10]。下一步可在本试验的基础上，增加镇压处理，以确保试验的准确性。