稻草還田腐熟與化肥配施對晚稻產量及土壤理化性狀的影響

叢艷靜,朱玲玲,黃功標

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

.土壤肥料.

稻草還田腐熟與化肥配施對晚稻產量及土壤理化性狀的影響

叢艷靜1,朱玲玲1,黃功標2

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

稻草還田腐熟可以改善土壤理化性狀,對水稻生長的經濟性狀指標有一定的影響,稻草還田腐熟后提供的氮、磷、鉀營養元素可以減施化肥用量.試驗中與無稻草還田常規施肥相比,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,可使當季土壤有機質含量增加0.1~0.2 g/kg,提高0.3%~0.6%,而產量、產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;產量

長期使用化肥、盲目施肥,不僅造成土壤板結、地力下降,同時也會造成環境污染.秸稈還田作為秸稈綜合利用的有效途徑之一,在農業可持續發展、凈化環境、提高土壤肥力等方面發揮重要作用.稻草本身含有大量有機質、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,提高土壤養分和有機質含量,是農業生產中重要的有機肥來源之一[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,水稻總產量9萬多t,可產生近10萬t稻草資源.文章旨在通過田間試驗,結合永安市的農業種植結構和立體條件,參閱相關研究,在稻草還田腐熟的前提下,開展當季晚稻減施化肥的效果試驗,探索稻草還田腐熟對當季晚稻的產量效應以及對土壤養分性狀的影響,為永安市進一步開展稻田土壤有機質提升項目提供參考和依據,同時減輕稻草焚燒和丟棄的現象,實現農業生產系統內部秸稈資源的循環利用.

1 材料與方法

1.1 試驗地點及品種

試驗安排在小陶鎮堅村村,晚稻試驗品種為深兩優5814.2012年7月2日播種,7月22日插秧, 11月2日測產,栽插密度19.9 cmX23.1 cm,插1.45萬叢/667m2.早稻品種岳優9113,7月18日收割,干谷產量550 kg/667m2.

1.2 供試土壤

供試土壤為灰泥田,pH值為5.0,有機質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 試驗設計

試驗設置5個處理,3次重復,共15個小區,小區面積20 m2(長5 m,寬4 m),隨機區組排列.小區間田埂用薄膜覆蓋,防止肥水串排串灌.田埂高30 cm,寬25 cm,排灌溝寬30 cm,四周設保護行,除施肥外,各小區其它田間管理措施相同.各處理設置如下:處理1為常規施肥無稻草還田(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),由上海聯業生物技術有限公司提供,有效活菌數≥0.5億/g.腐稈劑最好與細土拌勻撒施,同時配施尿素5 kg(調節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 指標測定

土樣采集及分析:試驗前后分別采集耕作層土壤樣品,采樣深度為20 cm,化驗土壤pH、有機質、堿解氮、有效磷、速效鉀等主要理化性狀.土壤養分測定參照《土壤分析技術規范》[6],其中有機質采用重鎘酸鉀容量法-外加熱法,堿解氮采用堿解擴散法,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.

測產驗收:水稻收獲時進行田間實地測產,各小區單打單收單曬,記錄稻谷產量及稻草鮮重.收獲前每小區選取20叢進行田間農藝性狀考察,根據考察結果,選取5叢有代表性的植株樣品,帶回室內考種.

1.6 數據分析

利用Excel 2003及DPS 7.5統計分析軟件,進行數據統計分析,處理間差異顯著性分析采用最小新復極差(LSR)法.

2 結果與分析

2.1 不同處理對水稻經濟性狀的影響

不同處理水稻經濟性狀對比分析見表1.在稻草腐熟還田的基礎上,N、P肥各減10%,K肥減少10%~40%的試驗條件下,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濟性狀指標有一定的影響.

表1 不同處理對水稻經濟性狀的影響

2.2 不同處理對水稻產量及經濟效益的影響

各處理產量見表2:處理1水稻實測產量最高,平均產量564.30 kg/667m2,處理5水稻產量最低,平均產量541.92 kg/667m2,比處理1減少22.38 kg/667m2,減產3.97%.各處理產量高低順序為處理1>處理2>處理3>處理4>處理5.經方差分析,處理5與處理1之間產量差異顯著,其它處理之間產量差異不顯著.

試驗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作用.稻草還田配施化肥后,雖然沒有明顯的增產作用,但是穩產的效果還是比較明顯的.但當鉀肥比例減少到40%時,減產效應顯著.表明氮、磷、鉀的合理配比施用,尤其是適當比例的鉀肥,對水稻后期生長很重要.

按水稻平均售價3.0元/kg計算產值,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產值最高,平均每667m2產值1 692.94元,扣除肥料成本,平均純收益1 575.13元,處理5產值最低,平均每667m2產值1 625.76元,比處理1減少收益54.08元,各處理產值收益高低順序為處理1>處理2>處理3>處理4>處理5,處理5與處理1之間產值效益差異顯著,其它處理之間產值效益差異不明顯.

表2 不同處理對水稻產量及經濟效益的影響

2.3 不同處理對土壤理化性狀的影響

試驗后土壤取樣化驗結果見表3.可以看出,試驗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,有機質、堿解氮、有效磷含量增減不一.處理2土壤有機質含量最高,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有機質含量均為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質含量的有效方法,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質含量[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,可產生多種有機酸,有機酸對土壤礦質成分有一定的溶解能力,可活化土壤中的營養元素,增強土壤的釋肥作用,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累積.

土壤中速效鉀含量降低主要是因為稻草還田腐熟后提供的氮磷鉀等營養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,且稻草腐熟釋放養分是一個緩慢的過程,當季利用率較低.因此會出現隨著鉀肥施用量的減少,水稻當季生長所需要的鉀素供給不足,需要從土壤中進行吸收,導致試驗后土壤速效鉀含量出現下降的趨勢,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 結論

研究結果表明,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質含量增加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質含量.

稻草還田腐熟配施化肥,對提高水稻生長的經濟性狀指標有一定的影響[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.根據永安市農民在施肥習慣上偏施氮肥,重施磷肥,少施鉀肥,因此建議在宏觀上應把握控氮、減磷、增鉀的原則,轉變農民的施肥習慣,在保證適量的氮、磷肥的前提下,合理配比鉀肥,提高肥料當季利用率,促進水稻增產.

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

[1] 魯耀雄,涂曉嶸,程新,等.稻草還田配施菌劑對晚稻生長和土壤酶活性的影響[J].中國土壤與肥料,2013 (6):32-36.

[2] 區惠平,何佳,寧偉軍,等.稻草還田在水稻生產上的應用與研究進展[J].作物雜志,2007( 6) : 6-10.

[3] 高明,張磊,魏朝富,等.稻田長期壟作免耕對水稻產量及土壤肥力的影響研究[J].植物營養與肥料學報, 2004,10(4):343-348.

[4] 韓義飛.淺談秸稈還田應用現狀、效益及方法[J].安徽農學通報,2010,16(12):68,183.

[5] 蔣云芳,蔣新和,周玲. 水稻秸稈還田技術[J]. 江蘇農業科學,1998(4):43-45.

[6] 全國農業技術推廣服務中心.土壤分析技術規范(第二版)[M].北京:中國農業出版社,2006.

[7] 田雁飛.秸稈還田與減量施肥對作物產量及土壤養分的影響研究[D].安徽農業大學,2012:42.

[8] 史緒梅. 稻田土壤有機質提升技術初報 [J]. 科技創新導報,20l1(32):128.

[9] 勞秀榮,孫偉紅,王真,等.秸稈還田與化肥配合施用對土壤肥力的影響[J].土壤學報,2003,40(4): 6l8-624.

[10] 葛立立,王康君,范苗苗,等.秸稈還田對土壤培肥與水稻產量和米質的影響[J].中國農學報,2012,28(12): 1-6.

[11] 佘冬立,王凱榮,謝小立,等.稻草還田的土壤肥力與產量效應研究[J].中國生態農業學報,2008,16(1): 100-104.

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

國家財政部土壤有機質提升補貼項目(20120615)

叢艷靜(1978-),女,農藝師,研究方向:土壤肥料技術推廣