稻草還田腐熟與化肥配施對晚稻產(chǎn)量及土壤理化性狀的影響

叢艷靜,朱玲玲,黃功標(biāo)

(1.福建省永安市土肥站,福建永安 366000;2.福建省農(nóng)田建設(shè)與土壤肥料技術(shù)總站,福建福州 350003)

.土壤肥料.

稻草還田腐熟與化肥配施對晚稻產(chǎn)量及土壤理化性狀的影響

叢艷靜1,朱玲玲1,黃功標(biāo)2

(1.福建省永安市土肥站,福建永安 366000;2.福建省農(nóng)田建設(shè)與土壤肥料技術(shù)總站,福建福州 350003)

稻草還田腐熟可以改善土壤理化性狀,對水稻生長的經(jīng)濟(jì)性狀指標(biāo)有一定的影響,稻草還田腐熟后提供的氮、磷、鉀營養(yǎng)元素可以減施化肥用量.試驗(yàn)中與無稻草還田常規(guī)施肥相比,稻草還田腐熟,以氮磷肥用量減少10%,鉀肥用量減少10%~20%為宜,可使當(dāng)季土壤有機(jī)質(zhì)含量增加0.1~0.2 g/kg,提高0.3%~0.6%,而產(chǎn)量、產(chǎn)值和純收益無明顯差異.

稻草還田腐熟; 減施化肥;土壤理化性狀;產(chǎn)量

長期使用化肥、盲目施肥,不僅造成土壤板結(jié)、地力下降,同時也會造成環(huán)境污染.秸稈還田作為秸稈綜合利用的有效途徑之一,在農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展、凈化環(huán)境、提高土壤肥力等方面發(fā)揮重要作用.稻草本身含有大量有機(jī)質(zhì)、氮、磷、鉀和微量元素,稻草還田可改善土壤理化性狀,培肥地力,提高土壤養(yǎng)分和有機(jī)質(zhì)含量,是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中重要的有機(jī)肥來源之一[1-5].2011年永安市糧食播種面積1.92萬hm2,其中水稻種植面積1.54萬hm2,水稻總產(chǎn)量9萬多t,可產(chǎn)生近10萬t稻草資源.文章旨在通過田間試驗(yàn),結(jié)合永安市的農(nóng)業(yè)種植結(jié)構(gòu)和立體條件,參閱相關(guān)研究,在稻草還田腐熟的前提下,開展當(dāng)季晚稻減施化肥的效果試驗(yàn),探索稻草還田腐熟對當(dāng)季晚稻的產(chǎn)量效應(yīng)以及對土壤養(yǎng)分性狀的影響,為永安市進(jìn)一步開展稻田土壤有機(jī)質(zhì)提升項(xiàng)目提供參考和依據(jù),同時減輕稻草焚燒和丟棄的現(xiàn)象,實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)內(nèi)部秸稈資源的循環(huán)利用.

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地點(diǎn)及品種

試驗(yàn)安排在小陶鎮(zhèn)堅(jiān)村村,晚稻試驗(yàn)品種為深兩優(yōu)5814.2012年7月2日播種,7月22日插秧, 11月2日測產(chǎn),栽插密度19.9 cmX23.1 cm,插1.45萬叢/667m2.早稻品種岳優(yōu)9113,7月18日收割,干谷產(chǎn)量550 kg/667m2.

1.2 供試土壤

供試土壤為灰泥田,pH值為5.0,有機(jī)質(zhì)33.5 g/kg,堿解氮134 mg/kg,有效磷44.2 mg/kg,速效鉀140 mg/kg.

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)設(shè)置5個處理,3次重復(fù),共15個小區(qū),小區(qū)面積20 m2(長5 m,寬4 m),隨機(jī)區(qū)組排列.小區(qū)間田埂用薄膜覆蓋,防止肥水串排串灌.田埂高30 cm,寬25 cm,排灌溝寬30 cm,四周設(shè)保護(hù)行,除施肥外,各小區(qū)其它田間管理措施相同.各處理設(shè)置如下:處理1為常規(guī)施肥無稻草還田(CK),處理2為稻草還田+腐熟劑+N、P、K肥各減10%,處理3為稻草還田+腐熟劑+N、P肥各減10%,K肥減20%,處理4為稻草還田+腐熟劑+N、P肥各減10%,K肥減30%,處理5為稻草還田+腐熟劑+N、P肥各減10%,K肥減40%.

氮、磷、鉀肥分別使用尿素、過磷酸鈣和氯化鉀,常規(guī)施肥按照每667m2施純N 10 kg、P2O53 kg、K2O 7 kg.磷肥作基肥一次性施用;氮肥分基肥(占50%),一次追肥、二次追肥(各占20%),穗肥(占10%);鉀肥分基肥(占40%),一次追肥、二次追肥(各占30%).

1.4 技術(shù)要求

前作早稻鮮稻草為1 460 kg/667m2,折干稻草約420 kg/667 m2(鮮稻草含水量為72%左右),本試驗(yàn)中稻草還田量為300 kg/667m2.早稻收割后,稻草稍微曬干,切成3~5 cm后均勻撒在試驗(yàn)田中,每667m2撒施腐稈劑2 kg,腐熟劑為"谷霖"牌微生物腐稈劑(粉劑,每袋2 kg),由上海聯(lián)業(yè)生物技術(shù)有限公司提供,有效活菌數(shù)≥0.5億/g.腐稈劑最好與細(xì)土拌勻撒施,同時配施尿素5 kg(調(diào)節(jié)C/N比),立即灌水泡田后翻耕,使稻草充分吸水后不浮起,并保持淺水層7~10 cm,困水7 d以上,防止菌種流失,耙平后插秧.除處理1外每個處理稻草還田量相同,經(jīng)測定還田稻草(干基)全氮、全磷、全鉀含量分別為0.49%、0.08%、4.9%.

1.5 指標(biāo)測定

土樣采集及分析:試驗(yàn)前后分別采集耕作層土壤樣品,采樣深度為20 cm,化驗(yàn)土壤pH、有機(jī)質(zhì)、堿解氮、有效磷、速效鉀等主要理化性狀.土壤養(yǎng)分測定參照《土壤分析技術(shù)規(guī)范》[6],其中有機(jī)質(zhì)采用重鎘酸鉀容量法-外加熱法,堿解氮采用堿解擴(kuò)散法,有效磷采用0.5MNaHCO3浸提-鉬銻抗比色法,速效鉀采用乙酸銨浸提-火焰光度法.

測產(chǎn)驗(yàn)收:水稻收獲時進(jìn)行田間實(shí)地測產(chǎn),各小區(qū)單打單收單曬,記錄稻谷產(chǎn)量及稻草鮮重.收獲前每小區(qū)選取20叢進(jìn)行田間農(nóng)藝性狀考察,根據(jù)考察結(jié)果,選取5叢有代表性的植株樣品,帶回室內(nèi)考種.

1.6 數(shù)據(jù)分析

利用Excel 2003及DPS 7.5統(tǒng)計(jì)分析軟件,進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析,處理間差異顯著性分析采用最小新復(fù)極差(LSR)法.

2 結(jié)果與分析

2.1 不同處理對水稻經(jīng)濟(jì)性狀的影響

不同處理水稻經(jīng)濟(jì)性狀對比分析見表1.在稻草腐熟還田的基礎(chǔ)上,N、P肥各減10%,K肥減少10%~40%的試驗(yàn)條件下,與處理1(CK)相比,株高變化比較小,穗長變長,有效穗有所增加.表明稻草還田腐熟配施化肥對水稻生長的經(jīng)濟(jì)性狀指標(biāo)有一定的影響.

表1 不同處理對水稻經(jīng)濟(jì)性狀的影響

2.2 不同處理對水稻產(chǎn)量及經(jīng)濟(jì)效益的影響

各處理產(chǎn)量見表2:處理1水稻實(shí)測產(chǎn)量最高,平均產(chǎn)量564.30 kg/667m2,處理5水稻產(chǎn)量最低,平均產(chǎn)量541.92 kg/667m2,比處理1減少22.38 kg/667m2,減產(chǎn)3.97%.各處理產(chǎn)量高低順序?yàn)樘幚?>處理2>處理3>處理4>處理5.經(jīng)方差分析,處理5與處理1之間產(chǎn)量差異顯著,其它處理之間產(chǎn)量差異不顯著.

試驗(yàn)在土壤氮鉀含量中等、磷含量豐富水平下,單施化肥、平衡施肥(N∶P2O5∶K2O=1∶0.3∶0.7)對水稻的生長有增產(chǎn)作用.稻草還田配施化肥后,雖然沒有明顯的增產(chǎn)作用,但是穩(wěn)產(chǎn)的效果還是比較明顯的.但當(dāng)鉀肥比例減少到40%時,減產(chǎn)效應(yīng)顯著.表明氮、磷、鉀的合理配比施用,尤其是適當(dāng)比例的鉀肥,對水稻后期生長很重要.

按水稻平均售價3.0元/kg計(jì)算產(chǎn)值,扣除肥料及腐熟劑投入(處理1無腐熟劑),各處理收益見表2.從表中看出,處理1產(chǎn)值最高,平均每667m2產(chǎn)值1 692.94元,扣除肥料成本,平均純收益1 575.13元,處理5產(chǎn)值最低,平均每667m2產(chǎn)值1 625.76元,比處理1減少收益54.08元,各處理產(chǎn)值收益高低順序?yàn)樘幚?>處理2>處理3>處理4>處理5,處理5與處理1之間產(chǎn)值效益差異顯著,其它處理之間產(chǎn)值效益差異不明顯.

表2 不同處理對水稻產(chǎn)量及經(jīng)濟(jì)效益的影響

2.3 不同處理對土壤理化性狀的影響

試驗(yàn)后土壤取樣化驗(yàn)結(jié)果見表3.可以看出,試驗(yàn)后土壤理化性狀與處理1(CK)相比,土壤pH值無變化,速效鉀含量降低,有機(jī)質(zhì)、堿解氮、有效磷含量增減不一.處理2土壤有機(jī)質(zhì)含量最高,為33.7 g/kg,比處理1增加0.2 g/kg,增長0.59%.處理4、處理5有機(jī)質(zhì)含量均為33.3 g/kg,比處理1減少0.2 g/kg.可見稻草還田是提升土壤有機(jī)質(zhì)含量的有效方法,即使不同程度的減少氮、磷、鉀肥,也并不會明顯降低土壤有機(jī)質(zhì)含量[7].

表3 不同處理對土壤理化性狀比較

處理5的堿解氮含量最高,為114 mg/kg,比處理1增加17 mg/kg,增長15.88%;一方面是微生物在分解稻草時,可產(chǎn)生多種有機(jī)酸,有機(jī)酸對土壤礦質(zhì)成分有一定的溶解能力,可活化土壤中的營養(yǎng)元素,增強(qiáng)土壤的釋肥作用,同時被分解的部分秸稈也會釋放氮素;另一方面是不合理的氮磷鉀肥施用,降低了肥料的利用率,使土壤中氮素未被有效利用而出現(xiàn)累積.

土壤中速效鉀含量降低主要是因?yàn)榈静葸€田腐熟后提供的氮磷鉀等營養(yǎng)元素雖然可以替代部分化肥施用量,但受到土壤水分、氣溫等影響,且稻草腐熟釋放養(yǎng)分是一個緩慢的過程,當(dāng)季利用率較低.因此會出現(xiàn)隨著鉀肥施用量的減少,水稻當(dāng)季生長所需要的鉀素供給不足,需要從土壤中進(jìn)行吸收,導(dǎo)致試驗(yàn)后土壤速效鉀含量出現(xiàn)下降的趨勢,而秸稈還田可將作物生長過程中吸收的大部分鉀返還土壤,提高土壤有效鉀含量.

3 結(jié)論

研究結(jié)果表明,稻草還田腐熟配施化肥,可改善土壤理化性狀[8,9].與處理1相比,處理2、處理3稻草還田腐熟后土壤有機(jī)質(zhì)含量增加0.1~0.2 g/kg,提高0.3%以上,說明稻草還田腐熟后可提高土壤有機(jī)質(zhì)含量.

稻草還田腐熟配施化肥,對提高水稻生長的經(jīng)濟(jì)性狀指標(biāo)有一定的影響[10,11],建議每667m2還田干稻草300 kg,氮、磷肥用量減少10%,鉀肥用量減少10%~20%為宜.

秸稈還田可以減少化肥的使用量,氮磷鉀的合理配比施用,尤其是適當(dāng)比例的鉀肥,對水稻后期生長很重要.稻草含鉀量較高,且為速效養(yǎng)分,秸稈還田可將作物生長過程中吸收的大部分鉀返還土壤,是解決永安市土壤缺鉀的有效途徑之一.根據(jù)永安市農(nóng)民在施肥習(xí)慣上偏施氮肥,重施磷肥,少施鉀肥,因此建議在宏觀上應(yīng)把握控氮、減磷、增鉀的原則,轉(zhuǎn)變農(nóng)民的施肥習(xí)慣,在保證適量的氮、磷肥的前提下,合理配比鉀肥,提高肥料當(dāng)季利用率,促進(jìn)水稻增產(chǎn).

由于試驗(yàn)只開展了稻草還田腐熟后當(dāng)季作物的秸稈還田效應(yīng)的初步研究,在稻草還田的長期效應(yīng)觀察及秸稈養(yǎng)分釋放研究等方面還有待完善和深入.

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Effect of Straw Counters-field Rotten and Fertilizer NPK Microstructure on Late Rice Yield and Soil Physical and Chemical Properties

CHONG Yan-jing1, ZHU Ling-ling1, HUANG Gong-biao2
(1. Soil and Fertilizer Station of Yong an, Yong,an, Fujian 366000, China; 2. General Station of Farmland Construction and Soil & Fertilizer Technology of Fujian Province, Fuzhou 350003, China)

Straw counters-field rotten can improve soil physical and chemical properties, the economic indicators of rice growth has certain influence, after the straw counters-field rotten provide nitrogen, phosphorus and potassium nutrient elements can reduce fertilizer use. The results showed that the experiment compared with no straw countersfield conventional fertilization, straw counters-field rotten, with 10% less dosage of nitrogen and phosphorus fertilizer, potash fertilizer consumption reduced by 10%~20% advisable, can make the soil organic matter content in the quarter increased by 0.1~0.2 g/kg, increased by 0.3%~0.6%, and no difference between the yield and output value and the net benefits.

returning rice straw to field; reduction of fertilizers; soil physical and chemical properties; production

S158.3;S511.06

A

1008 - 9799(2014)04 - 0014 - 04

2014 - 08 - 20

國家財(cái)政部土壤有機(jī)質(zhì)提升補(bǔ)貼項(xiàng)目(20120615)

叢艷靜(1978-),女,農(nóng)藝師,研究方向:土壤肥料技術(shù)推廣