秸稈還田后水稻生長需氮量研究

許愛霞　于倩倩　王艷蓉　李蓮

摘要[目的]篩選秸稈還田配施化學(xué)氮肥最佳方案。[方法]試驗(yàn)設(shè)置7個(gè)秸稈還田配施化學(xué)氮肥方案，考察不同處理對土壤養(yǎng)分、水稻產(chǎn)量及其結(jié)構(gòu)的影響。[結(jié)果]秸稈還田后施純氮315 kg/hm2時(shí)，產(chǎn)量最高，達(dá)9 600.90 kg/hm2。[結(jié)論]秸稈還田后配施315 kg/hm2氮能滿足秸稈腐解與水稻生長的需要，該方案具有廣泛的應(yīng)用價(jià)值。

關(guān)鍵詞秸稈還田；氮肥；水稻生長

中圖分類號S511文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A文章編號0517-6611（2017）31-0023-02

Abstract[Objective]To select the best scheme of nitrogen fertilizer application after returning straw to fields.[Method]Seven straw mulching plus nitrogen fertilizer treatments were conducted in the experiment， the effects of different treatments on soil nutrients， rice yield and structure were investigated. [Result] The yield would be the highest and up to 9 600.90 kg/hm2 when pure nitrogen was applied at a concentration of 315 kg/hm2 after straw mulching. [Conclusion]Application of 315 kg/hm2 nitrogen fertilizer after returning straw to fields can meet the needs of straw decomposition and rice growth.

Key wordsReturning straw to fields；Nitrogen fertilizer；Rice growth

隨著各項(xiàng)栽培新技術(shù)的推廣應(yīng)用，農(nóng)作物產(chǎn)量大幅度提高，秸稈數(shù)量隨之增加。據(jù)統(tǒng)計(jì)，全國每年農(nóng)作物秸稈產(chǎn)量達(dá)7×108 t，總養(yǎng)分含量達(dá)1.905×107 t，接近1999年全國化肥用量的1/2[1-2]。秸稈還田后，經(jīng)過一段時(shí)間腐解轉(zhuǎn)化成有機(jī)質(zhì)和速效養(yǎng)分，既為作物生長供應(yīng)了所需的養(yǎng)分，也為土壤理化性狀的改善提供了有利條件[3]。

隨著農(nóng)村勞動(dòng)力的轉(zhuǎn)移以及石油農(nóng)業(yè)的發(fā)展，土地規(guī)模經(jīng)營成為農(nóng)業(yè)發(fā)展的趨勢，秸稈還田已成為政府和農(nóng)業(yè)部門廣為重視的一項(xiàng)改土培肥的增產(chǎn)措施，一方面杜絕了秸稈焚燒所帶來的環(huán)境污染，另一方面還有利于作物產(chǎn)量的提高，對化肥減量增效目標(biāo)任務(wù)的實(shí)現(xiàn)有推動(dòng)作用。該研究提出秸稈還田配施化學(xué)氮肥方案，以期緩解秸稈還田前期秸稈腐解與水稻生長爭氮的矛盾，并提高水稻生長中后期土壤氮、磷、鉀的供應(yīng)水平。

1材料與方法

1.1試驗(yàn)地基本情況

試驗(yàn)于2015年在江蘇省泰州市姜堰區(qū)張甸鎮(zhèn)進(jìn)行，該地塊種植制度為一年兩熟的稻麥輪作。供試土壤質(zhì)地為砂土，其土壤養(yǎng)分含量為全氮1.02 g/kg、堿解氮85.67 mg/kg、速效磷9.92 mg/kg、速效鉀69 mg/kg、有機(jī)質(zhì)24.76 g/kg，pH 7.22，全田地面平整，地力均勻。

1.2供試品種

供試水稻品種為南粳9108。

1.3試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)設(shè)7個(gè)處理（表1），3次重復(fù)，共21個(gè)小區(qū)，隨機(jī)區(qū)組排列，小區(qū)面積為40 m2。小區(qū)間筑埂并包膜，防止竄水竄肥，各小區(qū)單獨(dú)排灌。秸稈為麥秸，經(jīng)切碎耕埋，深度7～8 cm。氮肥為普通尿素，基蘗肥（其中基肥∶蘗肥為7∶3）與穗肥比例為6∶4，基肥統(tǒng)一在耕翻時(shí)施用，蘗肥在移栽5 d后施用，穗肥在倒4、倒3葉各施1/2。磷、鉀按當(dāng)?shù)爻Ｒ?guī)施肥施用。采取旱育秧，5月8日播種，6月13日移栽，移栽秧齡為5.7，栽插密度為2.36×105穴/hm2（15.0 cm×28.3 cm），每穴3本，采用高產(chǎn)栽培管理方式。

1.4測定項(xiàng)目

在水稻生長的關(guān)鍵時(shí)期取土樣，取樣深度為20 cm，測定土壤堿解氮、速效磷和速效鉀含量。

成熟期每個(gè)小區(qū)普查100穴，折算成單位面積穗數(shù)后按照平均莖蘗數(shù)取有代表性的水稻10穴，考察穗粒結(jié)構(gòu)，并計(jì)算理論產(chǎn)量。

小區(qū)分別收割、脫粒、曬干測實(shí)產(chǎn)。

1.5數(shù)據(jù)分析

有關(guān)數(shù)據(jù)分析和表格繪制采用SPSS數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)和Word、Excel軟件進(jìn)行。

2結(jié)果與分析

2.1不同處理對土壤養(yǎng)分含量的影響

2.1.1堿解氮含量。

由表2可知，空白（CK1）的堿解氮含量隨生育進(jìn)程的發(fā)展呈下降趨勢，而秸稈還田處理（CK2）堿解氮含量以拔節(jié)期為最高，隨生物進(jìn)程的發(fā)展呈先上升后下降再上升趨勢，成熟期秸稈還田處理（CK2）堿解氮含量比空白（CK1）增加10.9%，這說明秸稈還田能緩解土壤堿解氮的下降。從整個(gè)生育期來看，秸稈還田和氮肥配施的處理（A2、A3、A4、A5）堿解氮含量與秸稈還田處理（CK2）趨勢一致，在成熟期A2、A3、A4、A5處理堿解氮含量分別比A1處理提高3.87%、5.09% 、6.46%、6.48%，可見秸稈還田和氮肥配施有協(xié)同提高土壤堿解氮含量的作用，且堿解氮含量隨著無機(jī)氮肥施用量的增加而增加，其中A4處理成熟期堿解氮含量較CK1提高了53.50%，當(dāng)施氮量為360 kg/hm2（A5）時(shí)，堿解氮增加不明顯。

2.1.2速效磷含量。

土壤中的速效磷以化學(xué)固定和微生物固定2種模式存在，化學(xué)固定在很大程度上降低磷的有效性，而生物固定具有減少磷化學(xué)固定、提高磷素利用率的作用，秸稈還田對土壤微生物和土壤酶的活性有提高作用[4]。由表3可知，隨著生育進(jìn)程的發(fā)展，除空白（CK1）外，其他處理土壤速效磷含量的變化基本呈先上升后下降再上升的趨勢，A2、A3、A4、A5處理各個(gè)生育期土壤速效磷的含量均高于空白（CK1）以及A1處理。由此可見，秸稈還田有利于土壤速效磷的提高，特別是水稻生長中后期的土壤速效磷含量。

2.1.3速效鉀含量。麥秸稈含有較多的鉀素，并以離子態(tài)存在于秸稈內(nèi)，極易被淋洗出來。從表4可以看出，與空白（CK1）相比，秸稈還田處理（CK2）可以延緩速效鉀的下降速度，由成熟期速效鉀含量可以看出，秸稈還田處理（CK2）速效鉀含量比空白（CK1）增加27.15%。秸稈分解初期由于微生物爭氮，會(huì)降低土壤中氮含量，配施氮肥有利于加快秸稈腐熟進(jìn)程，從A1與A2、A3、A4、A5各處理的速效鉀含量對比看，土壤中速效鉀含量隨氮肥用量增加呈上升趨勢，當(dāng)施氮量為315 kg/hm2（A4）時(shí)，成熟期的速效鉀含量比A1處理增加10.67%；當(dāng)施氮量為360 kg/hm2（A5）時(shí)，成熟期的速效鉀含量比A1處理增加10.77%，速效鉀增加效果不明顯，可見秸稈還田配施化學(xué)氮肥有利于土壤速效鉀大幅度提高，但當(dāng)?shù)视昧砍^315 kg/hm2時(shí)，對生產(chǎn)貢獻(xiàn)不大。

2.2不同處理對產(chǎn)量及其結(jié)構(gòu)的影響

從實(shí)際產(chǎn)量來看（表5），不管在無氮空白區(qū)，還是施肥區(qū)（315 kg/hm2），秸稈還田都增加了水稻產(chǎn)量，其中，秸稈還田無氮區(qū)增產(chǎn)量為157.35 kg/hm2，達(dá)2.45%的增產(chǎn)水平；秸稈還田施氮區(qū)（A4）增產(chǎn)量為534.15 kg/hm2，達(dá)5.89%的增產(chǎn)水平。由此可見，秸稈還田與化學(xué)氮肥配施對水稻增產(chǎn)效果更為明顯[5]。

從產(chǎn)量結(jié)構(gòu)來看，秸稈還田無氮區(qū)（CK2）較對照（CK1）成穗數(shù)減少2.34%、每穗總粒數(shù)增加3.97%、千粒重增加022%、結(jié)實(shí)率增加0.31%，可能是因?yàn)樵跓o氮情況下秸稈腐解與水稻爭氮，引起水稻分蘗期氮營養(yǎng)不夠，導(dǎo)致成穗數(shù)減少，而秸稈經(jīng)過一段時(shí)間腐解后，養(yǎng)分逐漸釋放出來，剛好滿足穗分期的需求，起到增大穗型的作用。對秸稈還田施氮區(qū)各處理產(chǎn)量構(gòu)成因素進(jìn)行分析，成穗數(shù)隨氮肥用量增加而增加，隨氮肥用量的增加，結(jié)實(shí)率和千粒重有逐漸減少的趨勢，穗粒數(shù)呈先增加后減少的趨勢，并以A4處理最大，其理論單產(chǎn)和實(shí)收產(chǎn)量也最大，與預(yù)期一致。由此可見，秸稈還田后配施315 kg/hm2無機(jī)氮已能滿足秸稈腐解和水稻生長的需要。而高氮處理的A5之所以穗粒數(shù)、結(jié)實(shí)率、千粒重較A4處理低，可能因氮肥施用量過大，致使大量無效蘗增加，水稻通風(fēng)透光性差，易造成群體惡化，病害加重，水稻穗型變小，生育期推遲[6]。

3小結(jié)與討論

（1）秸稈還田配施化學(xué)肥料能較大程度地滿足水稻生長對氮素養(yǎng)分的需要，而過度的氮肥用量不利于水稻高產(chǎn)的形成，只能造成無形的浪費(fèi)，這與化肥減量增效行動(dòng)目標(biāo)不一致。

（2）秸稈還田后，315 kg/hm2氮水平處理的理論單產(chǎn)和實(shí)際產(chǎn)量都最大。由此可見，秸稈還田后配施315 kg/hm2氮已能滿足秸稈腐解和水稻生長的需要。

（3）該試驗(yàn)在姜堰南部高砂土地區(qū)進(jìn)行，對姜堰北部里下河地區(qū)生產(chǎn)指導(dǎo)意義不大，隨著秸稈全量還田年限的增加，長期秸稈全量還田對水稻生長的持續(xù)效應(yīng)還需要繼續(xù)定位研究。

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