不同秸稈還田量對水稻產(chǎn)量和土壤肥力的影響

李錄久 吳萍萍 王家嘉

摘要 [目的]研究不同小麥秸稈還田量對水稻生長和白土肥力的影響，探討適宜還田量和腐熟劑效果。[方法]設(shè)置0、2 250、3 000、3 750和4 500 kg/hm2小麥干秸稈還田量，水稻收獲期測定籽粒產(chǎn)量，采集0～20 cm土壤樣品，分析物理和化學(xué)性狀。[結(jié)果]實施小麥秸稈直接還田，對后季水稻生長具有良好的促進(jìn)作用，3年3地試驗籽粒產(chǎn)量分別提高3.74%～9.45%、3.73%～13.9%和2.34%～14.9%，平均增產(chǎn)5.98%、8.13%和7.74%，3 750 kg/hm2的中等秸稈還田量處理水稻籽粒產(chǎn)量最高;配施秸稈腐熟劑，水稻增產(chǎn)作用更明顯。實施適量小麥秸稈直接還田，能有效提高后季稻田土壤有機(jī)質(zhì)和有效態(tài)氮磷鉀含量，增加耕作層厚度，提高土壤pH。[結(jié)論]當(dāng)前生產(chǎn)水平下，江淮丘陵白土稻田小麥秸稈適宜還田量為3 750 kg/hm2左右。

關(guān)鍵詞 小麥秸稈直接還田;水稻產(chǎn)量;土壤理化性狀

中圖分類號 S141.4 ?文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A

文章編號 0517-6611（2020）10-0043-03

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2020.10.012

Abstract [Objective] Response of rice yield and soil phichemical properties to rate of wheat straw returned to field directly was conducted so as to seek the suitable amount and effect of straw decomposer.[Method] Five rates of wheat straw 0， 2 250， 3 000， 3 750 and 4 500 kg/hm2 returned to field were designed and soil phichemical properties of 0-20 cm depth， as well as grain yield reviewed in rice mature stage.[Result]There was a better accelerated effect of wheat straw directly returned to field on rice growth next season， seed yield increased by 3.74%-9.45%， 3.73%-13.9% and 2.34%-14.9% averagely 5.98%， 8.13% and 7.74% respectively， and the treatment of 3 750 kg/hm2 wheat straw rate obtained the highest yield.The higher grain yield was achieved for the treatment of wheat straw combined with decomposed dose.Concentration of available nitrogen， phosphorus and potassium and organic matter in paddy soil of late season elevated obviously， the depth of cultivation layer increased， as well as soil pH.[Conclusion]In the paddy of Jianghuai hilly region， at the current production level， the suitable returning rate of wheat straw is about 3 750 kg/hm2.

Key words Wheat straw directly returned to field;Rice yield;Phichemical properties in soils

長江與淮河之間的江淮地區(qū)是安徽省重要的農(nóng)作物種植區(qū)域，適合油菜、水稻、小麥、玉米、蔬菜等多種農(nóng)作物生長發(fā)育，有油菜（小麥、蔬菜、綠肥）—水稻（玉米、大豆、棉花）、水稻—水稻和水稻—休耕等眾多輪作模式，以油菜—水稻和小麥—水稻輪作最為普遍。近年來，由于受進(jìn)口的影響，油菜籽價格直線下降，加之產(chǎn)量不高、穩(wěn)產(chǎn)性差，機(jī)械化作業(yè)困難，全省特別是江淮地區(qū)油菜種植面積急劇下降，而小麥種植面積相應(yīng)大幅度增加，小麥—水稻輪作已成為江淮之間最主要的水旱輪作方式[1-2]。

江淮地區(qū)小麥—水稻輪作區(qū)，水稻土主要是由下蜀系黃土和長江淮河沖積物等母質(zhì)發(fā)育而成，黃白土田、馬肝田、白土田、沙泥田等面積較大，土壤有機(jī)質(zhì)含量低，屬于南方低產(chǎn)水稻土[3]。與其他輪作方式不同，在小麥?zhǔn)斋@的夏季，小麥—水稻輪作會產(chǎn)生大量小麥秸稈。近年由于國家加強(qiáng)了環(huán)境保護(hù)，各地均禁止焚燒作物秸稈，小麥秸稈的主要去處就是直接還田。實施秸稈還田，可以充分利用秸稈養(yǎng)分資源，減少浪費，提高土壤有機(jī)質(zhì)和有效養(yǎng)分含量，改善土壤理化性狀，改良和培肥中低產(chǎn)田，實現(xiàn)持續(xù)增產(chǎn)[4-5]。然而，由于秸稈缺少堆腐熟化過程，直接還田的秸稈前期會與作物爭奪土壤養(yǎng)分，尤其是氮素，特別是大量秸稈直接還田時;如果不采取適當(dāng)?shù)募夹g(shù)措施，如選擇適宜秸稈還田量、增施氮肥和秸稈腐熟劑，不僅影響秸稈還田的效果，還會造成水稻減產(chǎn)[6-7]。為此，筆者開展了不同秸稈還田量和配施秸稈腐熟劑研究，以期為小麥秸稈直接還田提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 供試土壤 試驗于2011、2012和2013年在安徽省肥西縣和長豐縣進(jìn)行，每年選擇1地設(shè)置1個試驗，3年共安排3個試驗。供試土壤為下蜀系黃土發(fā)育的水稻土，屬于漂洗水稻土亞類的白土，肥力較低，灌排條件良好。水稻移栽前0～20 cm耕層土壤養(yǎng)分狀況為：pH 5.52、5.47和6.76，有機(jī)質(zhì)含量17.4、27.7和21.2 g/kg，全氮含量1.04、1.13和1.01 g/kg，全磷含量1.53、0.99和0.18 g/kg;堿解氮含量83.6、119.0和88.8 mg/kg，有效P含量12.2、6.5和7.7 mg/kg，速效K含量48.6、72.2和119.4 mg/kg。

1.2 試驗設(shè)計 3年3 地試驗均在施氮（N）180 kg/hm2、磷（P2O5）90 kg/hm2和鉀（K2O）120 kg/hm2的等量氮磷鉀肥基礎(chǔ)上進(jìn)行，設(shè)置0、2 250、3 000、3 750和4 500 kg/hm2共5個不同小麥秸稈（干重）還田用量，另加一個施用60 kg/hm2秸稈腐熟劑處理，構(gòu)成6個處理，分別以S0、S2250、S3000、S3750和S4500及S3000+B表示。供試肥料：氮為尿素，磷為磷酸二銨，鉀為氯化鉀。小區(qū)面積20～30 m2，3次重復(fù)，完全隨機(jī)區(qū)組排列。肥料施用：70%的氮肥和全部磷鉀肥作基肥[8]，在水稻移栽前施用;剩下的30%氮肥作追肥，于水稻拔節(jié)期追施。小麥秸稈稱量后放入小區(qū)，人工踩壓埋于15 cm耕層土壤以內(nèi)。供試水稻品種為豐良優(yōu)6號等當(dāng)?shù)刂髟云贩N，每年4月下旬播種育秧，5月下旬到6月初移栽，9月底至10月上中旬收獲。其他栽培管理措施同當(dāng)?shù)匾话愦筇锼尽?/p>

1.3 測定項目和分析方法 水稻成熟期田間調(diào)查有效穗數(shù)，每小區(qū)采集代表性的水稻植株樣品5穴，帶回室內(nèi)處理作為分析樣品，人工收獲測定小區(qū)水稻籽粒產(chǎn)量。土壤基本性狀采用常規(guī)法分析，參照《土壤農(nóng)化分析》[9]進(jìn)行：pH用玻璃電極法測定;土壤有機(jī)質(zhì)采用H2SO4-K2CrO7氧化法測定;堿解氮用擴(kuò)散法測定，有效磷采用氟化銨-稀鹽酸浸提（酸性土）-鉬藍(lán)比色法測定，速效鉀用乙酸銨浸提-火焰光度計法測定;耕層厚度用測量法測定。數(shù)據(jù)采用Excel和SPSS軟件進(jìn)行處理和統(tǒng)計分析，用LSD法進(jìn)行差異顯著性檢驗[10]。

2 結(jié)果與討論

2.1 不同小麥秸稈還田用量對水稻產(chǎn)量的影響 由圖1可看出，江淮丘陵地區(qū)白土型水稻土，在氮磷鉀化肥配合施用的基礎(chǔ)上，實施前茬小麥秸稈粉碎直接還田，對后季水稻生長發(fā)育不僅沒有阻礙（造成減產(chǎn)），相反還有一定的促進(jìn)作用，增加籽粒產(chǎn)量。與無秸稈還田的對照相比，3年試驗，實施2 250～4 500 kg/hm2秸稈還田后，水稻籽粒產(chǎn)量分別增長3.74%～9.45%、3.73%～13.9%和2.34%～14.9%，平均增加5.98%、8.13%和7.74%，總體上均有所增產(chǎn)，且增產(chǎn)作用較為明顯。水稻籽粒產(chǎn)量隨秸稈還田量的增加先提高后降低，3 750 kg/hm2的中等秸稈還田量處理水稻籽粒產(chǎn)量最高，較對照分別增產(chǎn)9.4%、13.9%和14.9%，增產(chǎn)效應(yīng)分別達(dá)0.05或0.01顯著水平;其次是中高量秸稈還田量4 500 kg/hm2處理，較對照產(chǎn)量相應(yīng)提高6.23%、10.3%和8.38%，除2011年外其他2年的增產(chǎn)效應(yīng)均達(dá)0.05顯著水平;低中秸稈還田量的S2250和S3000處理，增產(chǎn)效應(yīng)不顯著，3年試驗結(jié)果總體趨勢一致（圖1）。3年試驗平均，增產(chǎn)率為3.31%～12.8%，平均增產(chǎn)7.36%，表明適宜的小麥秸稈還田量不會對下季水稻生長發(fā)育造成不利影響。配施秸稈快速腐熟劑后，水稻增產(chǎn)作用更明顯，3年試驗，S3000+B較S3000分別增產(chǎn)8.33%、14.95%和14.51%，平均增產(chǎn)12.8%，2012和2013年的增產(chǎn)效應(yīng)達(dá)0.05顯著水平。

2.2 小麥秸稈直接還田對土壤肥力的影響

2.2.1 對土壤pH和有機(jī)質(zhì)的影響。由表1可看出，江淮丘陵低產(chǎn)白土地區(qū)，小麥?zhǔn)斋@后實施秸稈直接還田對稻田土壤化學(xué)性狀有明顯影響。實施秸稈還田后，除加施腐熟劑的處理，土壤pH均有所提高，較不施秸稈的對照升高0.06～0.14，其中秸稈還田量高的S4500處理升高的幅度較大，總體由酸性向弱酸性方向發(fā)展，減緩了土壤酸化程度。所有實施秸稈還田的處理，土壤有機(jī)質(zhì)含量均明顯提高，增加幅度為2.09%～9.51%，平均提高5.35%;中等秸稈還田量的S3000處理土壤有機(jī)質(zhì)提高的幅度最大，但是差異未達(dá)顯著水平。配施秸稈腐熟劑的處理，土壤有機(jī)質(zhì)增加幅度更大，較無秸稈的對照升高14.2%，差異達(dá)0.05顯著水平;較S3000處理提高4.31%，差異不明顯。說明適宜的小麥秸稈直接還田能有效提高土壤有機(jī)質(zhì)含量，配施秸稈腐熟劑效果更好。

2.2.2 對速效氮磷鉀養(yǎng)分含量的影響。表1還表明，實施小麥秸稈直接還田能有效提高白土稻田土壤有效態(tài)氮磷鉀含量，其中，土壤有效磷含量有所升高，速效鉀含量明顯增加，堿解氮含量升高的幅度較大。與無秸稈的對照相比，實施2 250～4 500 kg/hm2小麥秸稈直接還田的處理，2年試驗平均，土壤堿解氮、有效磷和速效鉀含量分別增加3.00%～30.20%、0.83%～16.80%和8.80%～20.7%，平均提高11.50%、6.85%和15.19%，中高量秸稈還田處理，堿解氮及速效鉀增加較多;中等秸稈還田量處理，有效磷提高幅度最大。其中S4500處理有效態(tài)氮和鉀、S3000處理有效磷、S3750處理速效鉀，增加量均達(dá)0.05顯著水平。配施秸稈腐熟劑的S3000+B處理，土壤有效氮磷鉀含量較對照S0相應(yīng)升高5.92%、10.0%和12.35%，僅速效鉀差異達(dá)0.05顯著水平;與S3000處理相比，分別增長-0.15%、-5.81%和3.27%，差異不顯著，表明秸稈直接還田時，配施腐熟劑對土壤有效態(tài)氮磷鉀養(yǎng)分影響不明顯。因此，實施適量小麥秸稈直接還田，即可有效提高白土稻田土壤有效氮磷鉀含量，培肥改良低產(chǎn)白土。

2.1.3 對土壤耕作層厚度的影響。表1還表明，實施小麥秸稈還田能明顯增加土壤耕層厚度。2年試驗平均，與無秸稈的對照相比，實施2 250～4 500 kg/hm2小麥秸稈直接還田后，土壤耕作層厚度增加0.10～1.75 cm，相對增加0.67%～12.42%，平均提高6.38%。隨著秸稈還田量的增加，耕作層逐漸增厚，中高用量的S4500處理土壤耕作層增厚幅度較大，差異達(dá)0.05顯著水平。配施秸稈腐熟劑的處理，耕作層厚度增加的更多，效果更明顯，較S0和S3000處理分別增長20.8%和15.34%，差異達(dá)0.05顯著水平。這一結(jié)果說明，適當(dāng)用量的小麥秸稈直接還田，能明顯增加土壤耕作層厚度，改良白土耕作層淺薄的不良物理屬性;增施秸稈腐熟劑的作用更明顯。

3 小結(jié)

江淮丘陵白土型水稻土，實施前茬小麥秸稈粉碎直接還田，對后季水稻生長發(fā)育不僅無不良影響，還具有一定的促進(jìn)作用。3年3地試驗，實施2 250～4 500 kg/hm2秸稈還田，水稻籽粒產(chǎn)量分別增長3.74%～9.45%、3.73%～13.9%和2.34%～14.9%，平均增產(chǎn)5.98%、8.13%和7.74%，3 750 kg/hm2的中等秸稈還田量處理水稻籽粒產(chǎn)量最高，增產(chǎn)效應(yīng)分別達(dá)0.05或0.01顯著水平。配施秸稈快速腐熟劑后，水稻增產(chǎn)作用更明顯，3年產(chǎn)量分別提高8.33%、14.95%和14.51%，平均增長12.81%，2年增產(chǎn)效應(yīng)達(dá)0.05顯著水平。

實施適量小麥秸稈粉碎直接還田能有效提高后季稻田土壤有機(jī)質(zhì)和有效態(tài)氮磷鉀含量，增加耕作層厚度，促使土壤pH由酸性向微酸性方向發(fā)展，減緩?fù)寥浪峄潭?，改良培肥土壤，改善低產(chǎn)白土耕作層淺薄的不良物理性狀，為水稻生長發(fā)育創(chuàng)造適宜的土壤條件。

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