秸稈還田條件下腐熟劑和栽培措施對(duì)水稻分蘗及生長(zhǎng)的影響

呂晶晶 孫建平 路垚 趙子婧 何宗均 劉雅輝

摘要 [目的]尋找適合河北濱海區(qū)的腐熟劑以及合理的栽培措施。[方法]通過(guò)田間試驗(yàn)開(kāi)展了3種腐熟劑、非栽培期水分管理及移栽時(shí)期對(duì)水稻分蘗及生長(zhǎng)的影響研究。[結(jié)果]與其他處理相比，施用低溫復(fù)合菌系HT20處理提高水稻分蘗效果最顯著;非栽培期灌水處理會(huì)提高水稻的分蘗;早植對(duì)于水稻分蘗有一定的好處但最終影響不大，晚植不利于水稻分蘗;常規(guī)移栽更利于水稻生長(zhǎng)。[結(jié)論]水稻秸稈還田中應(yīng)用低溫復(fù)合菌系HT20，并實(shí)施非栽培期適當(dāng)灌水和5月中下旬移栽能夠減少秸稈腐解產(chǎn)生的危害，促進(jìn)水稻分蘗和生長(zhǎng)。

關(guān)鍵詞 河北濱海區(qū);腐熟劑;水分管理;移栽時(shí)期;水稻分蘗

中圖分類號(hào) S511? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A

文章編號(hào) 0517-6611（2021）22-0050-03

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2021.22.012

開(kāi)放科學(xué)（資源服務(wù)）標(biāo)識(shí)碼（OSID）：

Effects of Decomposing Agents and Cultivation Measures on Rice Tillering and Growth under the Condition of Straws Returning

L Jing-jing SUN Jian-ping ?LU Yao2 et al （1. Rice Engineering Technology Research Center of Tangshan， Institute of Coastal Agriculture， Hebei Academy of Agriculture and Forestry Sciences，Tangshan，Hebei 063200;2.Tianjin Academy of Agricultural Sciences，Tianjin 300110）

Abstract [Objective] To search for suitable decomposing agent and reasonable cultivation measures in Hebei coastal area. [Method] The effects of three decomposing agents， water management in non-cultivation period and transplanting period on rice tillering and growth were studied through field experiments. [Result]Compared with other treatments， the application of low-temperature compound strain HT20 had the most significant effect on improving rice tillering;irrigation treatment during non-cultivation period could increase rice tillering;early planting had certain benefits for rice tillering， but the final effect was not significant， late planting was not conducive to rice tillering;conventional transplanting was more conducive to rice growth.[Conclusion]The application of low-temperature compound strain HT20 in rice straw returning to the field， proper irrigation during non-cultivation period and transplanting in mid late May could reduce the damage caused by straw decomposition and promote rice tillering and growth.

Key words Hebei coastal area;Decomposing agents;Water management;Transplanting period;Tillering of rice

我國(guó)是農(nóng)業(yè)大國(guó)，農(nóng)作物秸稈極其豐富，其中25%作為畜牧飼料，大約只有10%的秸稈通過(guò)還田提供肥料資源，工業(yè)上利用秸稈的更少，而大多數(shù)都廢棄或焚燒，不僅污染了環(huán)境更導(dǎo)致資源浪費(fèi)[1]。秸稈還田能夠改善土壤結(jié)構(gòu)，促進(jìn)作物增產(chǎn)[2-3]，增加土壤的微生物多樣性，提高土壤的有機(jī)質(zhì)、氮、磷等[4-5]，能夠合理利用秸稈資源。但秸稈在自然狀態(tài)下的降解速度非常緩慢，不僅不能作為當(dāng)季作物的肥源[6]，還會(huì)影響播種質(zhì)量、出苗率、作物生長(zhǎng)及農(nóng)事操作等。因此，加快秸稈分解速度，提高秸稈腐解率，成為秸稈還田技術(shù)推廣的研究熱點(diǎn)。柴文俊[7]應(yīng)用菌劑處理作物秸稈直接還田，使西芹產(chǎn)量比未加菌劑處理增產(chǎn) 2.2%。劉起麗等[8]研究表明，施菌劑處理秸稈后的小麥分蘗數(shù)、千粒重顯著高于其他處理。金海洋等[9]在水稻秸稈還田過(guò)程中添加纖維素分解菌劑可顯著降低水稻秸稈的強(qiáng)度。但河北濱海區(qū)冬春季溫度低，水稻秸稈還田后難以腐解，需要研究適合濱海區(qū)低溫下能夠分解水稻秸稈的菌劑和合適的栽培措施。為此，筆者在水稻春季秸稈還田條件下，以不同腐熟劑和不同栽培措施（非栽培期水分管理及移植時(shí)期）為因素，研究了其對(duì)水稻分蘗及生長(zhǎng)的影響，以期尋找適合該區(qū)域的腐熟劑以及合理的栽培措施。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地點(diǎn)與條件 該試驗(yàn)于2020年在濱海現(xiàn)代農(nóng)業(yè)綜合試驗(yàn)站（39° 16′31″N，118°27′5.14″E）進(jìn)行，該試驗(yàn)站位于河北唐山市曹妃甸區(qū)，屬東部季風(fēng)區(qū)暖溫帶半濕潤(rùn)季節(jié)型近海大陸性氣候，具有光照充足、降水集中、雨熱同期、四季寒暖干濕分明等氣候特征。年平均氣溫11.4 ℃，蒸發(fā)量平均為1 969 mm，年降水量為635.9 mm，主要集中在7—8月。試驗(yàn)地土壤類型為水稻土，0～20 cm耕層土壤理化性質(zhì)：全鹽含量1.26 g/kg，pH 7.6 有機(jī)質(zhì)含量17.94 g/kg，全氮含量1.13 g/kg，速效磷含量19.90 mg/kg，速效鉀含量242.32 mg/kg，速效氮含量73.11 mg/kg。該地為單季稻種植，上季水稻收獲后春季時(shí)秸稈粉碎還田。

1.2 供試作物 供試水稻品種為濱稻979，生育期170～175 d，采用插秧栽培方式，插秧密度為30 cm×16 cm。

1.3 秸稈腐熟劑 供試腐熟劑3種，分別為低溫復(fù)合菌系HT20、NFK和TWJ。低溫復(fù)合菌系HT20為自主研發(fā)產(chǎn)品，能夠低溫啟動(dòng)，具有較強(qiáng)纖維素分解能力。NFK和TWJ為市場(chǎng)購(gòu)買產(chǎn)品。

1.4 試驗(yàn)設(shè)計(jì) 采用三裂式裂區(qū)試驗(yàn)，腐熟劑為主因素A，包含5個(gè)水平：A1-A3為施用3種腐熟劑還田，A4為未施腐熟劑還田，A5為對(duì)照秸稈不還田;水分管理為副因素B，包含2個(gè)水平：B1不灌水;B2灌水，讓土壤含水量接近飽和狀態(tài)，并非大水漫灌。移植時(shí)期為副副因素C，包含3個(gè)水平：C1早植（約5月15日）、C2常規(guī)（5月22日）、C3晚植（5月29日），其余栽培期間肥料、農(nóng)藥及水分管理措施同常規(guī)。主區(qū)面積為166 m2（16.6 m×10.0 m），副區(qū)面積為83 m2（8.3 m×10.0 m），再裂區(qū)面積為25 m2（8.3 m×3.0 m），重復(fù)3次。

1.5 測(cè)定指標(biāo)與方法 移栽后第7天調(diào)查株高及每穴基本苗，每小區(qū)掛牌調(diào)查10穴，后每7 d調(diào)查一次株高及每穴分蘗數(shù)，直至停止分蘗，連續(xù)調(diào)查8～9次，記錄水稻長(zhǎng)勢(shì)及分蘗動(dòng)態(tài)。

1.6 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析 利用Excel軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)及基本計(jì)算，利用DPS軟件進(jìn)行重復(fù)間的顯著性比較，利用Origin Pro軟件作圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同腐熟劑對(duì)水稻分蘗動(dòng)態(tài)的影響 選取灌水和常規(guī)移栽時(shí)間條件下，比較不同腐熟劑處理下的水稻分蘗數(shù)，可以看出，水稻分蘗數(shù)整體呈先上升后下降的趨勢(shì)，各處理均在6月11日達(dá)到快速分蘗盛期，在7月1日達(dá)到分蘗高峰，之后分蘗數(shù)開(kāi)始下降，于8月5日后趨于平緩（圖1）。

不同腐熟劑對(duì)水稻分蘗有一定的影響。與對(duì)照組A5（秸稈不還田）和對(duì)照組A4（未施腐熟劑還田）相比，處理組A1（HT20）整體分蘗數(shù)較高;提前進(jìn)入分蘗盛期;且最高分蘗數(shù)最大（15個(gè)/穴）;其他處理A2、A3與A4之間分蘗動(dòng)態(tài)區(qū)分不明顯。結(jié)果表明低溫復(fù)合菌系HT20能夠促進(jìn)濱海區(qū)水稻分蘗，使其提前進(jìn)入分蘗盛期，并提高其分蘗數(shù);其他腐熟劑對(duì)濱海區(qū)水稻分蘗影響不大。

2.2 不同腐熟劑對(duì)水稻分蘗及生長(zhǎng)的影響 將調(diào)查得到的大量數(shù)據(jù)通過(guò)DPS軟件進(jìn)行分析，得到不同腐熟劑對(duì)水稻最高分蘗數(shù)、有效分蘗數(shù)、株高和成穗率的影響（圖2）。不同腐熟劑作用下水稻的最高分蘗數(shù)順序?yàn)锳1>A5>A3>A2>A 有效分蘗數(shù)順序?yàn)锳1>A2>A5>A4>A 不同腐熟劑作用下水稻的株高順序?yàn)锳1>A5>A4>A2>A 成穗率順序?yàn)锳1>A2>A5>A4>A3。從結(jié)果可以得出，A1處理的最高分蘗數(shù)、有效分蘗數(shù)和成穗率均高于其他組，且株高顯著高于其他組，由此得出A1（HT20）作用下能夠促進(jìn)水稻的分蘗以及水稻的長(zhǎng)勢(shì)，與其他幾種腐熟劑相比，HT20適合該區(qū)域水稻秸稈還田應(yīng)用。

2.3 不同栽培措施（非栽培期水分管理及移植時(shí)間）對(duì)水稻分蘗的影響 通過(guò)對(duì)非栽培期不同水分管理?xiàng)l件下進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)，B2（灌水）處理的水稻最高分蘗數(shù)顯著大于B1（不灌水）處理的水稻;B2（灌水）處理的水稻有效分蘗數(shù)與B1（不灌水）處理的水稻間差異不顯著，但平均略高于B1（不灌水）處理的水稻（圖3）。表明灌水處理會(huì)影響水稻的分蘗，能夠提高分蘗高峰期的最高分蘗數(shù)，從而在一定程度上增加有效分蘗。

通過(guò)對(duì)不同移栽時(shí)期下水稻的分蘗分析可以看出，C1（早植）處理有利于水稻的分蘗，在分蘗高峰期的最高分蘗數(shù)也顯著高于C3（晚植）處理，但在最后C3（晚植）與C2（常規(guī)值）處理間有效分蘗數(shù)差異不顯著，C1（早植）處理有效分蘗數(shù)卻顯著低于C2和C3處理（圖4）。由此可見(jiàn)，早植對(duì)水稻分蘗有一定的好處，但最終影響不大，晚植不利于水稻分蘗。

3 結(jié)論與討論

應(yīng)用腐熟劑秸稈還田，可以加快秸稈分解速度，改善農(nóng)田土壤結(jié)構(gòu)，提高土壤肥力，從而達(dá)到增產(chǎn)目的，是秸稈還田研究中的熱點(diǎn)。董鵬等研究發(fā)現(xiàn)[10]利用有機(jī)物料腐熟劑作用小麥秸稈，加速了小麥秸稈的降解速率且有利于新茬作物生長(zhǎng);張楠等[11]利用寒地水稻秸稈腐熟劑處理還田水稻秸稈，使得土壤養(yǎng)分有所增加。使用腐熟劑處理還田秸稈已經(jīng)得到普遍推廣，但不同地區(qū)的條件差異顯著，應(yīng)因地制宜，尋找適合該地區(qū)的腐熟劑及栽培措施。該研究中低溫復(fù)合菌系HT20不僅能夠促進(jìn)水稻分蘗，還提高了水稻成穗率，適合應(yīng)用于河北濱海地區(qū)水稻秸稈還田中，配合非栽培期適當(dāng)灌水（讓土壤含水量接近飽和狀態(tài)）和5月中下旬移栽更有利于水稻的分蘗和生長(zhǎng)。

參考文獻(xiàn)

[1]

王麗，李雪銘，許妍.中國(guó)大陸秸稈露天焚燒的經(jīng)濟(jì)損失研究[J].干旱區(qū)資源與環(huán)境，2008，22（2）：170-175.

[2] 李瑋，喬玉強(qiáng)，陳歡，等.秸稈還田和施肥對(duì)砂姜黑土理化性質(zhì)及小麥-玉米產(chǎn)量的影響[J].生態(tài)學(xué)報(bào)，201 34（17）：5052-5061.

[3] 李娟，趙秉強(qiáng)，李秀英，等.長(zhǎng)期有機(jī)無(wú)機(jī)肥料配施對(duì)土壤微生物學(xué)特性及土壤肥力的影響[J].中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)，2008，41（1）：144-152.

[4] 李明德，吳海勇，聶軍，等.稻草及其循環(huán)利用后的有機(jī)廢棄物還田效用研究[J].中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)，2010，43（17）：3572-3579.

[5] 劉禹池，馮文強(qiáng)，秦魚生，等.長(zhǎng)期秸稈還田與施肥對(duì)成都平原稻-麥輪作下作物產(chǎn)量和土壤肥力的影響[J].西南農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)，201 28（1）：240-247.

[6] 韓瑋，聶俊華，李颯，等.還田秸稈配施外源纖維素酶效應(yīng)研究[J].生態(tài)環(huán)境，200 14（6）：936-940.

[7] 柴文俊.“榕風(fēng)1號(hào)”生物菌劑處理作物秸稈還田試驗(yàn)示范[J].云南農(nóng)業(yè)科技，2010（6）：13-14.

[8] 劉起麗，張建新，徐瑞富，等.外源菌劑處理秸稈還田對(duì)小麥形態(tài)及生理特性的影響[J].廣東農(nóng)業(yè)科學(xué)，2009，36（12）：84-86.

[9] 金海洋，姚政，徐四新，等.纖維素分解菌劑對(duì)水稻秸稈田間降解效果的研究[J].上海農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)，200 20（4）：83-85.

[10] 董鵬，潘琪，張健，等.有機(jī)物料腐熟劑對(duì)小麥秸稈腐解動(dòng)態(tài)變化特征的影響[J].現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技，2020（22）：144-145.

[11] 張楠，劉杰，于洪久，等.寒地水稻秸稈腐熟劑對(duì)水稻秸稈翻埋還田的腐熟效果及土壤養(yǎng)分含量的影響[J].黑龍江農(nóng)業(yè)科學(xué)，2020（11）：34-37.