蠶豆秸稈資源化利用水稻減肥增效模式初探

陳國獎 潘明樹 施素秀

（1.福鼎市土壤肥料技術(shù)站 福建福鼎 355200；2.福鼎市農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣站 福建福鼎 355200）

有機(jī)肥料在我國有著悠久的施肥歷史，幾千年來是維持一定農(nóng)業(yè)產(chǎn)量和土壤生態(tài)平衡的重要支柱；綠肥作物腐解較快，是補(bǔ)給土壤有機(jī)質(zhì)的一種重要肥源[1]。蠶豆具備經(jīng)濟(jì)綠肥商品性和商品率等特點(diǎn)[2]。20多年來，福鼎市沿海雙季稻區(qū)，在11月上旬晚稻收割后到翌年4月下旬早稻移栽前，充分利用冬閑農(nóng)田發(fā)展一季稻—稻—豆的蠶豆生產(chǎn)種植模式，每年種植面積基本保持在667 hm2左右，取得很好的經(jīng)濟(jì)、生態(tài)和社會效益，已成為福鼎市冬季農(nóng)業(yè)開發(fā)的一項(xiàng)特色產(chǎn)業(yè)。

過量施用化肥對環(huán)境和土壤的影響促使恢復(fù)綠肥種植示范推廣，已經(jīng)有很多人進(jìn)行了相關(guān)的技術(shù)研究[3-5]。研究結(jié)果表明，水稻田翻壓綠肥紫云英后，可以減少氮肥施用量20%～40%，既增加土壤中有效養(yǎng)分含量，又有利于水稻植株對養(yǎng)分的吸收，水稻不出現(xiàn)減產(chǎn)[6]。蠶豆作為經(jīng)濟(jì)綠肥，是福鼎市主要冬閑稻田綠肥作物。本試驗(yàn)開展蠶豆秸稈資源化利用水稻減肥增效模式研究，旨在探索蠶豆秸稈翻壓量后，早稻生產(chǎn)中化肥適宜的施用量，達(dá)到化肥減量與秸稈綜合利用及降低農(nóng)業(yè)面源污染目標(biāo)，為蠶豆—水稻輪作區(qū)種植體系構(gòu)建及化肥減量增效提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)區(qū)概況

試驗(yàn)設(shè)在福鼎市店下鎮(zhèn)店下村下馬埕。試驗(yàn)區(qū)地處福鼎市沿海小平原，海拔高度4 m，年均氣溫18.4℃，年日照時(shí)數(shù)1 621.7 h，≥10℃積溫4 790℃，無霜期276 d，年降雨量1 820 mm。試驗(yàn)地前茬作物為冬種蠶豆，常年精耕細(xì)作，其秸稈全部翻壓還田，肥力高，耕地質(zhì)量等級屬1等地。供試土壤為灰埭田。土壤基本理化性狀：有機(jī)質(zhì)38.0 g/kg、堿解氮168.3 mg/kg、有效磷52.5 mg/kg、速效鉀575.5 mg/kg、pH 4.84。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)設(shè)4個(gè)處理：CK，不施肥（無蠶豆秸稈翻壓）；T1，100%常規(guī)化肥（無蠶豆秸稈翻壓）；T2，蠶豆秸稈翻壓+水稻生育期80%常規(guī)化肥）；T3，蠶豆秸稈翻壓+水稻生育期80%水稻有機(jī)無機(jī)復(fù)混肥（與處理3化肥等總養(yǎng)分）。每個(gè)處理重復(fù)3次，隨機(jī)區(qū)組排列，小區(qū)面積20 m2，每小區(qū)16叢×26叢；小區(qū)間筑田埂，用地膜覆蓋包裹隔開，單排單灌，四周設(shè)置保護(hù)行。

1.3 試驗(yàn)方法

2020年4月22日，在蠶豆鮮莢采摘后，拔除其植株秸稈，并按蠶豆秸稈翻壓量22 500 kg/hm2，將秸稈切斷20～30 cm，然后依據(jù)隨機(jī)區(qū)組排列確定的各處理區(qū)（除CK和T1的6個(gè)小區(qū)外），均勻分撒于田面，進(jìn)行人工踩壓3次，再灌淺水，溶田與耙田。早稻品種為目前當(dāng)?shù)刂髟云贩N中早33。供試肥料：氮肥用尿素（N 46%），磷肥用過磷酸鈣（P2O512%），鉀肥用氯化鉀（K2O 60%）。磷肥全部作基肥施用，氮鉀肥基肥占60%，分蘗肥占40%；常規(guī)化肥畝施氮9 kg、P2O53.6 kg、K2O 6.3 kg；水稻有機(jī)無機(jī)復(fù)混肥養(yǎng)分≥20%（10∶3∶7），有機(jī)質(zhì)≥20%。早稻播種3月23日，移栽4月24日，收獲7月22日。蠶豆品種為凌西1寸，其秸稈含水量78.5%，干物質(zhì)含N 11.1 g/kg、P2O53.9 g/kg、K2O 15.3 g/kg。

1.4 調(diào)查內(nèi)容

每個(gè)試驗(yàn)小區(qū)選5叢，定點(diǎn)進(jìn)行苗情和生育期觀察記載。收獲時(shí)，每小區(qū)取5叢植株樣，對構(gòu)成水稻產(chǎn)量的有效穗、穗粒數(shù)、結(jié)實(shí)率和千粒重等因子進(jìn)行考種。各小區(qū)單收、單打，稱量計(jì)算產(chǎn)量，同時(shí)在脫粒后，每小區(qū)分別準(zhǔn)確稱取鮮濕稻谷1.0 kg，帶回曬干后再稱量，計(jì)算含水量，用于換算各小區(qū)稻谷實(shí)際產(chǎn)量。

1.5 數(shù)據(jù)分析

試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用Excel軟件進(jìn)行計(jì)算處理，采用DPS軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)方差分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同施肥處理對水稻生長的影響

不同施肥處理對早稻分蘗數(shù)和株高具有一定影響（表1）。與CK處理相比，施肥處理平均分蘗數(shù)每叢增加0.20～4.53個(gè)，平均株高增加1.67～5.00 cm?？梢?，施肥促進(jìn)了早稻生長發(fā)育。5月28日分蘗盛期，平均分蘗數(shù)T3比CK、T2和T1分別增加29.67%、27.99%和23.75%；T1和T2比CK分別增加4.78%和1.31%；T3與CK、T2、T1差異達(dá)顯著，其余處理之間均未達(dá)顯著水平。與常規(guī)施肥（T1）相比，T3比T1分蘗數(shù)平均增加23.75%，差異極顯著；T2比T1下降3.31%，差異不顯著。6月18日，平均株高T3比CK、T2和T1分別增加4.75%、3.11%和2.16%；T1和T2比CK分別增加2.53%和1.59%。T3與CK之間株高差異達(dá)顯著水平，其余差異均不顯著；同常規(guī)施肥（T1）相比，T3株高平均增加21.57%，T2株高下降0.93%，但三者差異均不顯著。

表1 不同施肥處理早稻分蘗期長勢

2.2 不同施肥處理對早稻產(chǎn)量的影響

由表2可知，在減施20%化肥條件下，T3、T2的早稻籽粒產(chǎn)量分別比對照（CK）增產(chǎn)11.8%和13.4%，稻稈產(chǎn)量分別增產(chǎn)22.0%和32.3%，增產(chǎn)效果均達(dá)極顯著水平。與常規(guī)化肥（T1）相比較，T2籽粒和稻稈產(chǎn)量分別增產(chǎn)7.3%和12.1%，增產(chǎn)效果均達(dá)顯著水平；T3早稻籽粒產(chǎn)量增產(chǎn)5.8%，差異極顯著，而稻稈產(chǎn)量增產(chǎn)3.4%，差異不顯著。在蠶豆秸稈翻壓量22 500 kg/hm2同等條件下，減施20%常規(guī)化肥的增產(chǎn)效果略優(yōu)于減施20%水稻有機(jī)無機(jī)復(fù)混肥，這可能與近年來逐漸優(yōu)化的測土推薦施肥有關(guān)。

表2 不同處理早稻產(chǎn)量

2.3 不同施肥處理對早稻產(chǎn)量構(gòu)成因素的影響

早稻考種結(jié)果表明（表3），蠶豆秸稈翻壓作早稻基肥有利于增加有效分蘗數(shù)和毎穗實(shí)粒數(shù)。與不施肥（CK）相比較，T3、T2和T1有效穗分別增加18.31%、3.73%和1.41%，其中T3與CK差異達(dá)顯著水平；毎穗實(shí)粒數(shù)分別增加11.83%、0.96%和2.00%；結(jié)實(shí)率分別增加22.31%、15.92%和23.78%；千粒重分別增加4.67%、3.62%和5.43%；差異均未達(dá)顯著水平。同常規(guī)施肥方法（T1）相比，T3和T2有效穗分別增加2.4穗/叢和0.33穗/叢，增幅16.67%和2.29%，T3與T1達(dá)顯著差異水平；毎穗實(shí)粒數(shù)T3增加11.67粒，增幅9.64%，T2減少1.23粒，降幅1.02%；結(jié)實(shí)率分別下降0.96%和5.11%，降幅分別為1.19%和6.35%；千粒重分別減少0.18 g和0.43 g，降幅分別為0.72%和1.72%。T3對早稻每穗實(shí)粒數(shù)、結(jié)實(shí)率和千粒重影響均不顯著。

表3 不同處理早稻產(chǎn)量構(gòu)成因素

3 結(jié)論與討論

施用化肥有利于早稻的生長發(fā)育，提高分蘗數(shù)和株高，增加有效穗數(shù)、實(shí)粒數(shù)、千粒重，提高結(jié)實(shí)率。水稻田施用紫云英條件下，可有效促進(jìn)水稻分蘗速度，增加水稻有效穗及穗粒數(shù)等[7]。有機(jī)—無機(jī)肥配合施用效果更好[6]。種植紫云英后土壤速效鉀、堿解氮、有機(jī)質(zhì)、pH提高，土壤有效磷下降[8]。在基礎(chǔ)肥力較高的土壤中，紫云英與化肥配合施用的效果明顯好于單施化肥[9]。綠肥壓青的早稻秧苗返青早，分蘗多，生長壯旺；綠肥壓青量越大并非增產(chǎn)越顯著，相反有時(shí)還會產(chǎn)生不良效果[10]。本研究結(jié)果表明，在翻壓蠶豆秸稈22 500 kg/hm2后，配施化肥或水稻有機(jī)無機(jī)復(fù)混肥，與100%常規(guī)化肥相比，減少20%化肥用量，可有效促進(jìn)早稻有效穗數(shù)和實(shí)粒數(shù)的增加，達(dá)到化肥減量增效的目標(biāo)，可進(jìn)一步在種植區(qū)示范推廣應(yīng)用。