水稻田秸稈還田條件下的氮肥調(diào)控與鉀肥替代試驗(yàn)

鄭霞++孫玉海++王關(guān)林++劉東++蘇章鋒++潘久四++孫世清++丁亨虎

摘要 進(jìn)行了水稻田秸稈還田條件下的氮肥調(diào)控與鋅肥替代試驗(yàn)。結(jié)果表明：氮肥分基肥、蘗肥、拔節(jié)肥3次施用比分基肥、蘗肥2次施用，增產(chǎn)效果明顯，增加778 kg/hm2、增幅15.48%；氮肥3次施用+秸稈還田也有一定增產(chǎn)效果，與未施秸稈還田比較，產(chǎn)量增加80 kg/hm2、增幅1.38%。氮磷鉀配施+秸稈還田與不施鉀肥比較，產(chǎn)量增加878 kg/hm2、增幅17.54%；在秸稈還田條件下，鉀肥施用量應(yīng)為推薦使用量的3/4為宜。

關(guān)鍵詞 水稻；秸稈還田；氮肥調(diào)控；鉀肥替代；產(chǎn)量

中圖分類號(hào) S511.32；S147.5 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 1007-5739（2017）01-0018-02

農(nóng)作物秸稈直接還田，是秸稈綜合利用重要途徑之一。秸稈還田可以提高土壤有機(jī)質(zhì)的含量，降低土壤的容重，增強(qiáng)土壤的透水性、透氣性及蓄水保墑能力，并可使土壤的團(tuán)粒結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，保持疏松狀態(tài)，有效緩解土壤板結(jié)的問(wèn)題[1-2]。秸稈還田的增產(chǎn)作用還有明顯的后效[3-4]。利用秸稈腐熟劑加快秸稈腐熟是近年小麥水稻秸稈還田方法之一；秸稈腐熟還田能提高秸稈的腐熟程度，有利于水稻的早期生長(zhǎng)[5]。秸稈還田后，在0～30 d腐解較快，后期腐解速率逐漸變慢[6]。鉀肥在中稻生長(zhǎng)中具有不可替代的作用，而且隨著秸稈還田量的增加產(chǎn)量有所提高；中稻早期秸稈全量還田+腐熟劑對(duì)中稻的分蘗有一定的影響，中期促進(jìn)分蘗，后期增加實(shí)粒數(shù)，提高產(chǎn)量[7]。本文通過(guò)水稻田腐熟劑腐解秸稈還田條件下的不同氮鉀肥施用試驗(yàn)，進(jìn)一步探討秸稈還田條件下氮鉀肥施用時(shí)期及施用量，對(duì)科學(xué)利用小麥秸稈資源，減少化肥使用量，實(shí)現(xiàn)主要農(nóng)作物化肥到2020年零增長(zhǎng)具有重大意義。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)設(shè)在湖北省潛江市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所。前茬為小麥，產(chǎn)量4 500 kg/hm2，試驗(yàn)土壤類型為水稻土，土種為灰潮砂泥田，耕層質(zhì)地為砂壤土。土壤檢測(cè)結(jié)果：有機(jī)質(zhì)20.1 g/kg，堿解氮116 mg/kg，有效磷9.4 mg/kg，速效鉀118 mg/kg，pH值7.25。當(dāng)季麥稈養(yǎng)分含量檢測(cè)結(jié)果：C 32.28%，N 0.83%，P2O5 0.08%，K2O 1.22%。

1.2 試驗(yàn)材料

供試作物為中稻，品種為川優(yōu)8377；肥料：氮肥為尿素（含N 46%），磷肥為普鈣（含P2O5 12%），鉀肥為氯化鉀（含K2O 60%），腐熟劑為合緣牌秸稈腐熟劑。

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)為大區(qū)，不設(shè)重復(fù)，共設(shè)10個(gè)處理，編號(hào)為A、B、C、D、E、F、G、H、I、J，小區(qū)面積50 m2，各處理試驗(yàn)方案設(shè)計(jì)如表1所示。

試驗(yàn)肥料用量：氮（純N）、鉀（K2O）肥用量按試驗(yàn)方案執(zhí)行，磷肥用量（P2O5）60 kg/hm2。

秸稈還田量6 000 kg/hm2；各秸稈還田處理腐熟劑用量30 kg/hm2。施用方法除氮肥施用方法按試驗(yàn)方案進(jìn)行外；磷、鉀肥均作基肥使用。試驗(yàn)田在劃小區(qū)和整田前將前茬秸稈全部移走，再按處理設(shè)計(jì)準(zhǔn)確還田。腐熟劑同秸稈一起施用，灌水7～10 cm泡田。

1.4 試驗(yàn)實(shí)施

本試驗(yàn)采用水育秧技術(shù)育苗，于2016年5月4日播種，6月7日移栽，移栽時(shí)苗數(shù)4.2株/穴（基本苗2 株、分蘗苗2.2株），栽植密度16.785萬(wàn)穴/hm2；6月5日施腐熟劑、還田小麥秸稈翻耕上水。其他農(nóng)事活動(dòng)各處理相同。于9月22日中稻收割前各個(gè)小區(qū)取10穴考種，計(jì)算取其平均值收割時(shí)測(cè)定實(shí)際產(chǎn)量。

2 結(jié)果與分析

2.1 對(duì)中稻苗情的影響

試驗(yàn)分別于移栽期（6月7日）、分蘗盛期（7月8日）、齊穗期（8月19日）苗情調(diào)查，分析得各處理基本苗、最高苗、有效穗數(shù)、成穗率（表2）。

2.1.1 不同氮肥施肥處理對(duì)中稻苗情的影響。從表2可以看出，氮肥分3次施用的處理A、B、E之間比較，最高苗排序?yàn)樘幚鞡>處理A>處理E，有效穗數(shù)排序?yàn)樘幚鞡>處理A>處理E，成穗率排序?yàn)樘幚鞥>處理B>處理A。由此說(shuō)明，氮磷鉀配施+秸稈還田能增加水稻分蘗和有效穗，秸稈還田能提高水稻成穗率。

氮肥分2次施用的處理C、氮肥2次施用+秸稈還田的處理D之間比較，最高苗排序?yàn)樘幚鞤>處理C，有效穗數(shù)排序?yàn)樘幚鞤>處理C，成穗率排序?yàn)樘幚鞢>處理D。由此說(shuō)明，秸稈還田具有后期肥料效應(yīng)，若后期不追施氮肥秸稈還田肥料效應(yīng)明顯。

等量氮肥分2次施用的處理C與3次施的處理A之間比較，處理A的最高苗高于處理C，有效穗數(shù)持平，處理C成穗率高于處理A。由此說(shuō)明，分3次施用氮肥有利于水稻分蘗，但后期追施氮肥也會(huì)增加水稻無(wú)效分蘗。

氮肥分3次施用的處理A、2次施用的處理C與不施氮肥的處理J之間比較，處理J其最高苗、有效穗數(shù)明顯低于處理A、C，處理J成穗率高達(dá)90%以上。由此說(shuō)明，氮肥能有效地增加水稻的分蘗數(shù)，同時(shí)也會(huì)增加無(wú)效分蘗。

2.1.2 不同鉀肥施肥處理對(duì)中稻苗情的影響。從表2可以看出，全量施用氮磷鉀的處理C，與不施鉀肥的處理F之間比較，處理F最高苗、有效穗數(shù)明顯低于處理C，處理F成穗率高達(dá)70%以上。由此說(shuō)明，鉀肥能有效增加水稻分蘗數(shù)，同樣會(huì)增加無(wú)效分蘗。

施用不同鉀肥量的處理G、H、I、D，與不施鉀肥的處理F之間比較，最高苗數(shù)排序?yàn)樘幚鞩>處理D>處理H>處理G>處理F，有效穗數(shù)排序?yàn)樘幚鞤>處理I>處理H=處理G>處理F，成穗率排序?yàn)樘幚鞦>處理G>處理H>處理D>處理I。由此說(shuō)明，在秸稈還田條件下，隨著鉀肥施用量的增加，水稻分蘗增加明顯，在秸稈還田條件下，以處理I施用3/4鉀分蘗為最多，最高苗數(shù)為459萬(wàn)株/hm2；有效穗數(shù)隨著鉀肥施用增加而增加，鉀肥施用也會(huì)增加水稻無(wú)效分蘗，增加鉀肥其成穗率反而降低。

2.2 對(duì)中稻產(chǎn)量結(jié)構(gòu)的影響

2.2.1 不同氮肥施肥處理對(duì)中稻產(chǎn)量結(jié)構(gòu)的影響。從表3可以看出，氮肥3次施用處理A、B、E之間比較，株高、穗長(zhǎng)排序?yàn)樘幚鞥>處理B>處理A，有效穗數(shù)排序?yàn)樘幚鞡>處理A>處理E，穗總粒數(shù)排序?yàn)樘幚鞥>處理B>處理A，穗實(shí)粒數(shù)排序?yàn)樘幚鞡>處理A>處理E，結(jié)實(shí)率、千粒重排序?yàn)樘幚鞟>處理B>處理E，產(chǎn)量排序?yàn)樘幚鞡>處理A>處理E。由此說(shuō)明，氮肥3次施用+秸稈還田能促進(jìn)植株生長(zhǎng)，增加穗粒數(shù)和產(chǎn)量，但增施氮肥+秸稈還田（處理E）穗實(shí)粒數(shù)反而降低；秸稈還田對(duì)千粒重有一定的影響。

氮肥2次施用的處理C與氮肥2次施用+秸稈還田的處理D之間比較，株高、穗長(zhǎng)、有效穗數(shù)、穗總粒數(shù)、穗實(shí)粒數(shù)、結(jié)實(shí)率均為處理D>處理C，只有千粒重為處理C>處理D，產(chǎn)量排序?yàn)樘幚鞤>處理C。由此說(shuō)明，秸稈還田具有一定肥料后效作用，能補(bǔ)充水稻后期生長(zhǎng)一定氮肥，且產(chǎn)量以秸稈還田為高。

等量氮肥分2次施的處理C與3次施的處理A之間比較，株高、穗長(zhǎng)、有效穗數(shù)、穗總粒數(shù)、穗實(shí)粒數(shù)、結(jié)實(shí)率、千粒重、測(cè)產(chǎn)均為處理A>處理C。由此說(shuō)明，3次施用氮肥有利于植株生長(zhǎng)、株有效穗數(shù)及穗粒數(shù)形成。因此，合理氮肥施用方法能增加水稻產(chǎn)量。

氮肥3次施用的處理A、2次施用的處理C與不施氮肥的處理J之間比較，株高、穗長(zhǎng)、有效穗數(shù)處理A、C高于處理J，穗總粒數(shù)、穗實(shí)粒數(shù)排序均為處理A>處理J>處理C，結(jié)實(shí)率、千粒重排序?yàn)樘幚鞪>處理A>處理C，測(cè)產(chǎn)排序?yàn)樘幚鞟>處理J>處理C。由此說(shuō)明，氮肥能促進(jìn)植株生長(zhǎng)、增加水稻的分蘗數(shù)，且氮肥3次施用的穗實(shí)粒數(shù)、千粒重高于2次施氮或不施氮肥；測(cè)產(chǎn)結(jié)果不施氮肥處理產(chǎn)量反而高于2次氮肥處理，此結(jié)果有待進(jìn)一步試驗(yàn)。

2.2.2 不同鉀肥施肥處理對(duì)中稻產(chǎn)量結(jié)構(gòu)的影響。從表3可以看出，全量施用氮磷鉀的處理C，與不施鉀肥的處理F之間比較，株高、穗長(zhǎng)、有效穗數(shù)排序?yàn)樘幚鞢>處理F，穗總粒數(shù)、穗實(shí)粒數(shù)、結(jié)實(shí)率、千粒重、產(chǎn)量排序?yàn)樘幚鞢<處理F。由此說(shuō)明，鉀肥能促進(jìn)植株生長(zhǎng)、增加水稻分蘗數(shù)，對(duì)穗總粒數(shù)、穗實(shí)粒數(shù)、結(jié)實(shí)率、千粒重影響不明顯，有待進(jìn)一步試驗(yàn)。

不同施用鉀肥量處理G、H、I、D，與不施鉀肥處理F之間比較，株高排序?yàn)樘幚鞨>處理I>處理D>處理G>處理F，穗長(zhǎng)排序?yàn)樘幚鞨>處理D>處理G>處理F>處理I，有效穗數(shù)排序?yàn)樘幚鞤>處理I>處理H=處理G>處理F，穗總粒數(shù)排序?yàn)樘幚鞤>處理F>處理G>處理H>處理I，穗實(shí)粒數(shù)排序?yàn)樘幚鞤>處理F>處理I>處理G>處理H，結(jié)實(shí)率排序?yàn)樘幚鞩>處理D>處理F>處理H>處理G，千粒重?cái)?shù)排序?yàn)樘幚鞦>處理I>處理H>處理G>處理D，產(chǎn)量排序?yàn)樘幚鞤>處理F>處理I>處理G>處理H。由此說(shuō)明，在秸稈還田條件下，隨著鉀肥施用增加，水稻其株高、分蘗增加明顯，穗總粒數(shù)、穗實(shí)粒數(shù)、產(chǎn)量影響不明顯，但仍以氮磷鉀配施+秸稈還田為最高，千粒重在秸稈還田條件下隨著鉀肥施用增加千粒重有所下降，有待進(jìn)一步試驗(yàn)。

2.3 對(duì)中稻產(chǎn)量的影響

2.3.1 不同氮肥施肥處理對(duì)中稻產(chǎn)量的影響。從表4可以看出，氮肥分3次施用處理A、B、E之間產(chǎn)量比較，氮肥3次施用+秸稈還田的處理B產(chǎn)量為5 884 kg/hm2，較處理A增產(chǎn)80 kg/hm2、增幅1.38%，較處理E增產(chǎn)770 kg/hm2、增幅15.06%。處理B增產(chǎn)效果明顯，而處理E由于前期氮肥過(guò)多無(wú)效蘗分蘗過(guò)多反而影響產(chǎn)量。

氮肥2次施用的處理C與氮肥2次施用+秸稈還田的處理D之間比較，處理D產(chǎn)量為5 078 kg/hm2，較處理C增產(chǎn)52 kg/hm2、增幅1.03%。秸稈還田有一定的增產(chǎn)作用。

等量氮肥3次施的處理A與氮肥2次施的處理C之間比較，處理A產(chǎn)量為5 804 kg/hm2，較處理C單產(chǎn)增加778 kg/hm2、增幅15.48%。等量氮肥分基肥、蘗肥、拔節(jié)肥3次施用比分基肥、分蘗肥施用增產(chǎn)效果明顯。

氮肥3次施用的處理A與不施氮肥的處理J之間比較，處理A較處理J增產(chǎn)812 kg/hm2、增幅16.27%。氮肥增產(chǎn)作用明顯。

2.3.2 不同鉀肥施肥處理對(duì)中稻產(chǎn)量的影響。從表4可以看出，氮磷鉀處理A、C，與不施鉀肥的處理F之間比較，處理C與施處F產(chǎn)量基本持平，較處理A減產(chǎn)778 kg/hm2、減幅13.40%。由此說(shuō)明，鉀肥在水稻上具有不可替代的作用。

不同施用鉀肥量的處理G、H、I、D，與不施鉀肥的處理F之間比較，產(chǎn)量排序?yàn)樘幚鞩>處理G>處理H>處理D>處理F。由此說(shuō)明，在秸稈還田條件下，隨著鉀肥施用的增加，產(chǎn)量也有所增加，與不施鉀肥的處理F相比，氮磷鉀配施+秸稈還田處理B增幅最大，增產(chǎn)878 kg/hm2、增幅17.54%。同樣說(shuō)明鉀肥在水稻生產(chǎn)中具有不可替代的作用。

3 結(jié)論與討論

由于本試驗(yàn)水稻楊花授粉期間遇到持續(xù)高溫（2016年8月10—25日，日最高氣溫33 ℃以上，8月18日，最高氣溫37.7 ℃，超歷史4 ℃，嚴(yán)重影響水稻生長(zhǎng)發(fā)育），結(jié)實(shí)率、千粒重比常年偏低，產(chǎn)量比常年低30%以上，對(duì)試驗(yàn)結(jié)果也有一定的影響。該試驗(yàn)結(jié)果表明，氮磷鉀配施+秸稈還田能增加水稻分蘗和有效穗數(shù)，秸稈還田能提高水稻成穗率。秸稈還田具有后期肥料效應(yīng)，若后期不追施氮肥秸稈還田肥料效應(yīng)明顯。鉀肥在中稻生長(zhǎng)中具有不可替代的作用。氮磷鉀配施+秸稈還田增產(chǎn)明顯，較不施鉀肥產(chǎn)量增加878 kg/hm2、增幅17.54%。目前，對(duì)秸稈鉀利用率研究相對(duì)較少，本試驗(yàn)秸稈氮磷鉀素累計(jì)還田量分別為49.8、4.8、73.2 kg/hm2，有研究認(rèn)為秸稈還田鉀素可以替代20%～50%的鉀肥。秸稈鉀素一次性投入，容易受到淋洗、徑流、下滲等環(huán)境因素的影響[8-10]。在秸稈還田條件下，鉀肥施用量應(yīng)為常規(guī)推薦施用量3/4為宜。關(guān)于鉀肥替代率有待進(jìn)一步研究。

等量氮肥分基肥、蘗肥、拔節(jié)肥3次施用比分基肥、分蘗肥2次施用增產(chǎn)效果明顯，產(chǎn)量增加778 kg/hm2、增幅15.48%；氮肥3次施用+秸稈還田也有一定增產(chǎn)效果，與未秸稈還田比較增產(chǎn)80 kg/hm2、增幅1.38%。

4 參考文獻(xiàn)

[1] 余延豐，熊桂云，張繼銘，等.秸稈還田對(duì)作物產(chǎn)量和土壤肥力的影響[J].湖北農(nóng)業(yè)科學(xué)，2008，47（2）：169-171.

[2] 勞秀榮，孫偉紅，王真，等.秸稈還田與化肥配合施用對(duì)土壤肥力的影響[J].土壤學(xué)報(bào)，2003，40（4）：619-623.

[3] 馬宗國(guó)，盧緒奎，萬(wàn)麗，等.小麥秸稈還田對(duì)水稻生長(zhǎng)及土壤肥力的影響[J].作物雜志，2003（5）：37-38.

[4] 洪春來(lái)，魏幼璋，黃錦法，等.秸稈全量直接還田對(duì)土壤肥力及農(nóng)田生態(tài)環(huán)境的影響[J].浙江大學(xué)學(xué)報(bào)，2003，29（6）：627-633.

[5] 鄧國(guó)英.不同秸稈腐熟對(duì)水稻產(chǎn)量的影響[J].作物研究，2013，27（3）：249-251.

[6] 武際，郭熙盛，王允青，等.不同水稻栽培模式和秸稈還田方式下的油菜、小麥秸稈腐解特征[J].中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)，2011，44（16）：3351-3360.

[7] 丁亨虎，吳家瓊，劉克芝，等.小麥秸稈不同還田量對(duì)中稻生長(zhǎng)發(fā)育及產(chǎn)量的影響[J].現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技，2013（24）：233-236.

[8] 戴志剛，魯劍巍，李小坤，等.不同作物還田秸稈的養(yǎng)分釋放特征試驗(yàn)[J].農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)，2010，26（6）：272-276.

[9] 王偉妮，魯劍巍，魯明星，等.湖北省早中晚稻施鉀增產(chǎn)效應(yīng)及鉀肥利用率研究[J].植物營(yíng)養(yǎng)與肥料學(xué)報(bào)，2011，17（5）：1058-1065.

[10] 李繼福，魯劍巍，任濤，等.田不同供鉀能力條件下秸稈還田替代鉀肥效果[J].中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)，2014，47（2）：292-302.