川明參種植地土壤有機(jī)質(zhì)提升成效與評(píng)價(jià)

楊玉梅 趙平文

摘要 ? ?設(shè)置常規(guī)施肥對(duì)照、秸稈還田、腐熟劑腐熟秸稈還田3個(gè)處理，定點(diǎn)監(jiān)測(cè)土壤有機(jī)質(zhì)提升效果。結(jié)果表明，在常規(guī)施肥基礎(chǔ)上還田秸稈，可有效增加川明參產(chǎn)量和經(jīng)濟(jì)效益;秸稈還田對(duì)土壤肥力具有顯著的改善作用，其有機(jī)質(zhì)、速效磷含量由試驗(yàn)前的第四等級(jí)提升到第三等級(jí)，速效鉀含量由第三等級(jí)變化至第二等級(jí);3種處理方式土壤肥力綜合指數(shù)表現(xiàn)為腐熟劑腐熟秸稈還田>不加腐熟劑秸稈還田>常規(guī)施肥（對(duì)照），表明秸稈腐熟還田培肥地力效果更為明顯。

關(guān)鍵詞 ? ?秸稈還田;有機(jī)質(zhì);土壤肥力;川明參;提升成效

中圖分類(lèi)號(hào) ? ?S158.3 ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 ? ?A

文章編號(hào) ? 1007-5739（2019）20-0064-02 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 開(kāi)放科學(xué)（資源服務(wù)）標(biāo)識(shí)碼（OSID）

農(nóng)作物秸稈是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的副產(chǎn)物，是一種重要的可再生資源，富含多種營(yíng)養(yǎng)元素和有機(jī)物。由于人們對(duì)秸稈資源認(rèn)識(shí)不充分，通常將秸稈直接焚燒，不僅加速了土壤有機(jī)質(zhì)和養(yǎng)分的流失，浪費(fèi)有機(jī)肥資源，還增加了碳排放，引起空氣污染，同時(shí)也降低了土壤微生物活性[1]，破壞了土壤微生態(tài)平衡[2-3]。秸稈等作物殘?jiān)馁Y源化利用對(duì)促進(jìn)農(nóng)業(yè)和環(huán)境可持續(xù)發(fā)展具有重要意義[4]，也是保護(hù)性耕作的重要環(huán)節(jié)。同時(shí)，秸稈也是促進(jìn)農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)土壤物理、化學(xué)和生物循環(huán)的關(guān)鍵[5]，已被視為保證糧食安全和減少人為CO2排放的環(huán)境友好戰(zhàn)略[6]?？茖W(xué)合理利用農(nóng)作物秸稈是保護(hù)農(nóng)田生態(tài)環(huán)境、提高耕地綜合生產(chǎn)能力的重要研究課題。閬中市是典型的農(nóng)業(yè)大市，農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中占據(jù)重要地位。近年來(lái)，閬中市致力于秸稈綜合利用研究，尤其是秸稈肥料化利用——丘區(qū)秸稈還田研究，在項(xiàng)目區(qū)積極推廣秸稈還田技術(shù)的同時(shí)配施秸稈腐熟菌劑，取得了顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

川明參作為閬中市優(yōu)勢(shì)特色效益農(nóng)產(chǎn)品之一，是農(nóng)民增收致富的骨干產(chǎn)業(yè)之一?；诖鲄?duì)種植環(huán)境的特殊要求，提高土壤可持續(xù)利用能力，培肥地力特別是提升土壤有機(jī)質(zhì)儲(chǔ)備成為拓展川明參發(fā)展空間、增加其產(chǎn)投比的重要途徑。針對(duì)這一實(shí)際，閬中市將秸稈還田腐熟技術(shù)在川明參中的應(yīng)用做了一些探索性研究。

1 ? ?材料與方法

1.1 ? ?試驗(yàn)地概況

閬中市屬中亞熱帶濕潤(rùn)季風(fēng)氣候區(qū)，氣候溫和，雨量充沛，光照適度，全年平均氣溫17.1 ℃，全年日照時(shí)數(shù)1 022.7 h，年降水量1 059.4 mm。試驗(yàn)于2018年8月20日在閬中市解元鄉(xiāng)東鄰村進(jìn)行。供試土壤為黃壤。

1.2 ? ?試驗(yàn)材料

秸稈腐熟劑：圃園牌秸稈腐熟劑，粉劑，2 kg/袋。供試秸稈為玉米秸稈。供試作物為川明參。

1.3 ? ?試驗(yàn)設(shè)計(jì)

本試驗(yàn)設(shè)計(jì)3個(gè)處理，分別為處理1（CK）：常規(guī)施肥，無(wú)秸稈還田;處理2：不加腐熟劑秸稈還田（常規(guī)施肥+秸稈還田）;處理3：腐熟劑腐熟秸稈還田（常規(guī)施肥+秸稈腐熟劑+秸稈還田）。3次重復(fù)，隨機(jī)排列，小區(qū)面積20 m2。小區(qū)間隔離0.5 m，分帶間隔1.0 m，四周設(shè)保護(hù)行走道1.0 m，做到各小區(qū)完全獨(dú)立。

1.4 ? ?試驗(yàn)過(guò)程

1.4.1 ? ?移栽與施肥。移栽川明參的最佳時(shí)期為立秋至處暑期。因此，于2018年8月20日移栽，株行距6.7 cm×23.3 cm。施硫酸鉀型復(fù)合肥（15-15-15）1 200 kg/hm2作底肥。第1次追肥在川明參齊苗后15～20 d進(jìn)行，用尿素75 kg/hm2，兌清糞水30.0～37.5 t/hm2潑施;第2次追肥在立春前進(jìn)行，用硫酸鉀型復(fù)合肥225 kg/hm2兌水澆灌。

1.4.2 ? ?秸稈覆蓋處理。玉米收割時(shí)，將秸稈集中在地邊，待川明參排栽好后，根據(jù)各個(gè)處理要求，將玉米秸稈均勻鋪撒至處理2（不加腐熟劑秸稈還田）與處理3（腐熟劑腐熟秸稈還田）各小區(qū)，然后將腐熟劑30 kg/hm2均勻撒在秸稈上（處理3），用鐵锨輕拍，使腐熟劑與秸稈混合均勻。

1.4.3 ? ?田間管理。在川明參出苗60%～80%時(shí)，將影響川明參齊苗的未腐秸稈傳移至空行中，保證齊苗;人工扯除雜草，或用川明參專(zhuān)用除草劑30袋/hm2兌水450 kg/hm2噴霧。蟲(chóng)害主要為前期的蚜蟲(chóng)，齊苗后用重茬地菌凈500～800倍液噴霧防治，間隔20 d噴1次，連續(xù)2次。

1.4.4 ? ?收獲。川明參在清明前后收獲最佳，過(guò)遲收挖塊根老化，粉質(zhì)少，易空心，甚至抽苔開(kāi)花，嚴(yán)重影響產(chǎn)量和品質(zhì)。本試驗(yàn)于2019年4月8日收獲。

2 ? ?結(jié)果與分析

2.1 ? ?產(chǎn)量結(jié)果與效益分析

由表1可知，處理2、3產(chǎn)量分別為14 000、15 100 kg/hm2，較處理1（CK）分別增產(chǎn)3 350、4 450 kg/hm2，增幅分別為31.5%、41.8%。由此表明，在常規(guī)施肥基礎(chǔ)上還田秸稈增產(chǎn)效果明顯。玉米秸稈還田后，秸稈附近微生物大量繁殖，形成土壤微生物活動(dòng)層，土壤的生化活性強(qiáng)度顯著提高，多種酶的活性得到增強(qiáng)，加速秸稈中有機(jī)態(tài)養(yǎng)分的釋放，既改善了土壤結(jié)構(gòu)，又協(xié)調(diào)了土壤水、肥、氣、熱狀況[7-8]，對(duì)川明參的生長(zhǎng)具有很大的促進(jìn)作用，有利于增加川明參產(chǎn)量。秸稈腐熟劑含有大量能分解纖維素、半纖維素和木質(zhì)素的微生物菌種，能夠有效縮短秸稈腐熟時(shí)間，改善土壤理化性狀[9]，使用秸稈腐熟劑進(jìn)行秸稈還田川明參產(chǎn)量增加更加明顯。

由表2可知，扣除成本，各處理純收入由高到低的順序?yàn)樘幚?（腐熟劑腐熟秸稈還田）>處理2（不加腐熟劑秸稈還田）>處理1（CK）。與CK相比，各處理純收入增收處理3（腐熟劑腐熟秸稈還田）>處理2（不加腐熟劑秸稈還田）。由此表明，常規(guī)施肥基礎(chǔ)上秸稈還田或常規(guī)施肥基礎(chǔ)上腐熟秸稈還田均比CK收益好。由于CK無(wú)秸稈覆蓋，雜草生長(zhǎng)迅速，蓄水保墑?shì)^差，土壤易板結(jié)，對(duì)川明參的產(chǎn)量影響較大。秸稈覆蓋既節(jié)省勞力，又能起到遮陽(yáng)保濕、防草的作用，使土壤理化性狀保持良好，增加土壤中養(yǎng)分含量，對(duì)川明參的生長(zhǎng)起促進(jìn)作用。從各處理的產(chǎn)投比來(lái)看，秸稈還田或秸稈腐熟還田處理，川明參產(chǎn)投比明顯高于CK。由此進(jìn)一步證實(shí)實(shí)行秸稈還田或秸稈腐熟還田技術(shù)是拓展川明參增產(chǎn)增效的重要途徑。

2.2 ? ?秸稈還田對(duì)土壤理化性質(zhì)的影響分析

由表3可知，處理2（不加腐熟劑秸稈還田）與處理3（腐熟劑腐熟秸稈還田）的養(yǎng)分較處理1（CK）有增加的趨勢(shì)，表明秸稈還田對(duì)土壤培肥有較明顯的作用。處理2（不加腐熟劑秸稈還田）全氮含量、有機(jī)質(zhì)含量、堿解氮含量、速效磷含量、速效鉀含量、pH值較處理1（CK）分別增加了20.87%、24.74%、8.4%、48.07%、22.86%、3.18%。處理3（腐熟劑腐熟秸稈還田）全氮含量、有機(jī)質(zhì)含量、堿解氮含量、速效磷含量、速效鉀含量、pH值較處理1（CK）分別增加了27.83%、51.55%、12.98%、52.99%、32.86%、4.59%。由此表明秸稈還田或秸稈腐熟還田可以有效改善土壤養(yǎng)分狀況。處理2（不加腐熟劑秸稈還田）、處理3（腐熟劑腐熟秸稈還田）土壤容重較處理1（CK）分別下降了3.68%和5.88%，表明秸稈還田后土壤的結(jié)構(gòu)性趨于優(yōu)化，適耕性增強(qiáng)。

2.3 ? ?土壤有機(jī)質(zhì)提升效果評(píng)價(jià)及方法

通過(guò)秸稈還田實(shí)現(xiàn)土壤有機(jī)質(zhì)提升，培肥地力，除需要關(guān)注其肥力變化趨勢(shì)外，對(duì)其變化效果的科學(xué)評(píng)價(jià)以及通過(guò)適當(dāng)評(píng)價(jià)技術(shù)手段獲取土壤質(zhì)量演化同樣具有現(xiàn)實(shí)意義。現(xiàn)有的土壤肥力變化效果評(píng)價(jià)思路與土壤質(zhì)量及其耕地地力評(píng)價(jià)方法類(lèi)似，多采用單因素評(píng)價(jià)方法和多因素綜合評(píng)價(jià)方法等評(píng)價(jià)技術(shù)手段。

2.3.1 ? ?單因素評(píng)價(jià)方法與效果評(píng)價(jià)。單因素評(píng)價(jià)方法是根據(jù)現(xiàn)有的土壤等級(jí)劃分方式，比較培肥前后單一指標(biāo)的等級(jí)差異，由此體現(xiàn)培肥效果。表4是全國(guó)第二次土壤普查部分分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，根據(jù)這一標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行不同秸稈還田方式土壤培肥效果分析。

川明參種植地土壤有機(jī)質(zhì)、全氮、堿解氮、速效磷和速效鉀等指標(biāo)秸稈還田后均有不同程度的增加，但等級(jí)變化存在差異。由表5 可以看出，處理2（不加腐熟劑秸稈還田）、3（腐熟劑腐熟秸稈還田）有機(jī)質(zhì)含量、速效磷含量均由第四等級(jí)變化至第三等級(jí)，而全氮、堿解氮含量無(wú)等級(jí)變化，速效鉀含量處理3（腐熟劑腐熟秸稈還田）由第三等級(jí)變化至第二等級(jí)，處理2（不加腐熟劑秸稈還田）無(wú)等級(jí)變化。由此表明，秸稈還田對(duì)土壤肥力有顯著提升作用，添加秸稈腐熟劑效果更加明顯。

2.3.2 ? ?綜合評(píng)價(jià)方法與效果評(píng)價(jià)。綜合評(píng)價(jià)方法是在單一評(píng)價(jià)方法存在獨(dú)立指標(biāo)難以反映土壤多因子肥力響應(yīng)的基礎(chǔ)上，綜合考慮各個(gè)指標(biāo)和指標(biāo)間交叉影響下的土壤肥力及肥力變化的評(píng)價(jià)方法。其按照主導(dǎo)性、敏感性和實(shí)用性原則選取供選指標(biāo)，通過(guò)隸屬度計(jì)算和權(quán)重打分，獲取土壤綜合指數(shù)及其評(píng)價(jià)結(jié)果。

運(yùn)用綜合評(píng)價(jià)方法獲得的土壤綜合肥力結(jié)果如圖1所示?？梢钥闯?，處理2（不加腐熟劑秸稈還田）、處理3（腐熟劑腐熟秸稈還田）綜合肥力指數(shù)顯著高于處理1（CK），分別是處理1（CK）的1.09倍和1.17倍，再次表明秸稈還田處理具有明顯的土壤培肥效果，且添加腐熟劑的秸稈還田對(duì)土壤的增肥效果明顯優(yōu)于秸稈直接還田方式。

3 ? ?結(jié)論與討論

（1）秸稈還田特別是秸稈腐熟還田有效促進(jìn)了川明參產(chǎn)量的提高，增加了產(chǎn)投比，是拓展川明參發(fā)展空間的重要途徑。

（2）秸稈還田對(duì)土壤肥力具有顯著的改善作用，將成為土壤培肥的重要途徑。通過(guò)對(duì)不同方式的秸稈還田土壤有機(jī)質(zhì)提升、培肥效果的分析和比較發(fā)現(xiàn)，秸稈還田能促進(jìn)土壤有機(jī)質(zhì)的積累，迅速提高土壤中速效磷、速效鉀的含量，特別是對(duì)增強(qiáng)作物鉀素營(yíng)養(yǎng)作用尤為明顯。此外，秸稈還田可降低土壤容重，有效改善土壤結(jié)構(gòu)，提高土壤適耕性，是維系友好型環(huán)境的有效途徑之一。

4 ? ?參考文獻(xiàn)

[1] 高燕，張延，郭亞飛，等.不同秸稈還田模式對(duì)土壤有機(jī)碳周轉(zhuǎn)的影響[J].土壤與作物，2019，8（1）：93-101.

[2] 丁峰，殷麗萍，蘇建平，等.如皋市2007年土壤有機(jī)質(zhì)提升項(xiàng)目實(shí)施效果分析[J].現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技，2009（4）：195.

[3] 孫星，劉勤，王德建，等.長(zhǎng)期秸稈還田對(duì)土壤肥力質(zhì)量的影響[J].土壤，2007，39（5）：782-786.

[4] SHAHBAZ M，KUZYAKOV Y，HEITKAMP F.Decrease of soil organic matter stabilization with increasing inputs：Mechanisms and controls[J].Geoderma，2017，304：76-82.

[5] TURMEL M S，SPERATT A，BAUDRON F，et al.Crop residue managem-ent and soil health：A systems analysis[J].Agricultural Systems，2015， 134：6-16.

[6] 韓冰，王效科，逯非，等.中國(guó)農(nóng)田土壤生態(tài)系統(tǒng)固碳現(xiàn)狀和潛力[J].生態(tài)學(xué)報(bào)，2008，28（2）：612-619.

[7] 邵東彥，邵瑞.肥料對(duì)提升豆田土壤有機(jī)質(zhì)含量的效果初探[J].中國(guó)農(nóng)村小康科技，2010（11）：63-65.

[8] 張春芝.大豆有機(jī)質(zhì)提升試驗(yàn)示范初報(bào)[J].現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技，2008（9）：129.

[9] 郭粹錦.不同秸稈腐熟劑應(yīng)用效果比較試驗(yàn)[J].安徽農(nóng)學(xué)報(bào)，2019，25（6）：102-104.