丘陵地小麥秸稈全量還田對土壤肥力及水稻生長的影響

張志才 陳加銀 張永明

摘 要 為了探究丘陵地小麥秸稈全量還田對土壤肥力與水稻生長的影響，進行了秸稈全量還田、秸稈全量還田+酵素菌腐熟劑、秸稈未還田處理對比試驗，結(jié)果表明：1）小麥秸稈還田能改善土壤結(jié)構(gòu)，增加孔隙度，降低土壤容重，提高土壤中營養(yǎng)元素和有機質(zhì)含量;2）在水稻生育前期，小麥秸稈全量還田處理會抑制水稻生長，發(fā)苗較未還田處理遲緩;3）在水稻生長中后期，秸稈腐解釋放營養(yǎng)物質(zhì)，促進水稻生長，延緩中后期群體的衰亡，提高了水稻的成穗數(shù)、每穗總粒數(shù)、結(jié)實率和千粒重，對水稻有顯著的增產(chǎn)作用。

關(guān)鍵詞 小麥;秸稈還田;土壤肥力;水稻;丘陵地

中圖分類號：S512.1 文獻標(biāo)志碼：A DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2021.07.011

近20多年來，我國糧食作物生產(chǎn)中有機肥投入量顯著減少，土壤肥力主要靠化肥維持。這不僅增加了生產(chǎn)成本，而且導(dǎo)致了土壤有機質(zhì)含量逐年下降，結(jié)構(gòu)變劣，生產(chǎn)力降低。同時，傳統(tǒng)的秸稈焚燒方式不僅浪費了資源，而且污染環(huán)境 [1]。近年來，國家出臺了一系列政策來推進秸稈禁燒禁拋和綜合利用工作，取得了顯著成效。秸稈還田是最簡單、最直接的綜合利用方式，目前在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用普遍[2]。為了進一步探究丘陵地小麥秸稈全量還田對土壤肥力與水稻生長的影響，特進行了小麥秸稈全量還田對比試驗。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗田安排在江蘇省金湖縣金北街道陳渡村，該地塊肥力中等，排灌方便，土壤類型為泥黃土，質(zhì)地為輕黏，耕層厚度20 cm，土壤有機質(zhì)含量22.45 g·kg-1、全氮含量1.27 g·kg-1、有效磷含量13.10 mg·kg-1、速效鉀含量102.90 mg·kg-1。試驗地塊前茬作物為小麥，產(chǎn)量水平5 700 kg/hm2。

1.2 供試品種

選用當(dāng)?shù)刂鲗?dǎo)水稻品種“淮稻5號”。

1.3 試驗設(shè)計

試驗設(shè)3個處理。1）處理A：秸稈全量還田;2）處理B：秸稈全量還田+酵素菌腐熟劑（淮安市大華生物制品廠生產(chǎn)）;3）處理C：CK（秸稈未還田）。小區(qū)面積100 m2，小區(qū)間筑埂相隔并包裹塑料薄膜。隨機區(qū)組排列，重復(fù)3次。

處理A和處理B在小麥?zhǔn)斋@時留茬高度小于10 cm，將小麥秸稈機械切碎至8～10 cm，人工輔助勻撒田間（其中處理B隨后撒施酵素菌腐熟劑），再灌深5 cm左右的水層泡田，持續(xù)時間約50 h，后降低水位旋耕作業(yè)，旋耕深度大于12 cm。處理C在機械收割時未進行切碎，收割后人工清出田間小麥秸稈，留茬高度小于10 cm，其他灌水泡田、耕前放水、旋耕作業(yè)等措施與處理A相同。

1.4 田間管理

水稻采用工廠化育秧，2020年5月24日播種，每公頃大田的育秧軟盤為330只，每盤播芽谷130 g，6月12日機插，機插密度采用行距30 cm、株距13.1 cm?；室圃郧? d施用，分蘗肥移栽后7 d施用，穗肥促保兼顧，葉齡余數(shù)2.0葉時1次施用。采用深水活棵，淺水分蘗，中期擱田，揚花期建立淺水層，灌漿期干濕交替。病蟲防治嚴格按照植保部門要求進行。

1.5 調(diào)查內(nèi)容及方法

大田生長期間，試驗各小區(qū)定點10穴，進行苗情考查，每隔5～10 d調(diào)查1次，主要考查葉齡和莖蘗動態(tài)，成熟前考查植株性狀、穗粒結(jié)構(gòu)和產(chǎn)量結(jié)果。移栽前和收獲后分別取樣測定土壤理化性狀，其中：土壤容重和孔隙度采用環(huán)刀法，有機質(zhì)采用重鉻酸鉀容量法測定，全氮采用半微量開氏法測定，速效氮采用堿解擴散法測定，速效磷采用碳酸氫鈉浸提-鉬銻抗比色法測定，速效鉀采用乙酸銨浸提-火焰光度法測定[3]。

2 結(jié)果與分析

2.1 秸稈還田對土壤理化性狀的影響

秸稈還田后經(jīng)過微生物發(fā)酵形成腐植酸鈣和腐植酸鎂，促進了土壤中微生物的活性和養(yǎng)分的分解利用，改善了土壤團粒結(jié)構(gòu)，降低了土壤容重[4]。秸稈未還田區(qū)的土壤容重從1.21 g·cm-3增加到1.24 g·cm-3，而秸稈還田區(qū)的平均土壤容重降低至1.19 g·cm-3，秸稈還田區(qū)較秸稈未還田區(qū)的土壤容重低0.05 g·cm-3;秸稈還田區(qū)的平均土壤孔隙度由45.82%增加到47.76%，秸稈未還田區(qū)的土壤孔隙度降低到45.32%，秸稈還田區(qū)較秸稈未還田區(qū)的土壤孔隙度高2.44個百分點;秸稈還田區(qū)土壤的平均有機質(zhì)含量由22.45 g·kg-1提高至23.94 g·kg-1，秸稈未還田區(qū)土壤的平均有機質(zhì)含量下降至22.11 g·kg-1，秸稈還田區(qū)較秸稈未還田區(qū)高1.83 g·kg-1;秸稈還田區(qū)土壤的全氮、堿解氮、速效磷、速效鉀的平均含量較未還田區(qū)分別高0.12 g·kg-1、8.71 mg·kg-1、1.45 mg·kg-1、10.7 mg·kg-1，特別是速效鉀增幅較大，原因可能是小麥秸稈中含鉀量豐富，秸稈腐解后提高了土壤的速效鉀含量 （見表1）。

2.2 秸稈還田對水稻莖蘗動態(tài)的影響

秸稈在腐解過程中與水稻爭肥明顯，一定程度地導(dǎo)致水稻前期生長受抑[5]。根據(jù)定點苗情考查，秸稈還田區(qū)的葉齡進程較未還田區(qū)慢0.2～0.6葉，秸稈還田區(qū)前期莖蘗數(shù)也較未還田區(qū)少，尤其在移栽后20～30 d秸稈還田區(qū)的莖蘗數(shù)增長較為緩慢，致使高峰苗數(shù)明顯低于未還田區(qū)。6月23日、7月3日、7月8日、7月13日、7月21日秸稈還田區(qū)的平均葉齡分別比未還田區(qū)分別少0.3葉、0.4葉、0.5葉、0.6葉、0.3葉，平均總莖蘗數(shù)分別比未還田區(qū)少5.7、43.6、61.3、42.1、18.8萬個/公頃。但隨著秸稈腐解過程的完成，不斷釋放的營養(yǎng)物質(zhì)在水稻生長中后期開始發(fā)揮作用，促進了分蘗的提高與穩(wěn)定。從7月28日開始，處理A、處理B的總莖蘗數(shù)均比對照多，7月28日、8月4日、8月11日秸稈還田區(qū)的平均總莖蘗數(shù)分別比未還田區(qū)多4.2、26.2、40.5萬個/公頃。從8月4—11日莖蘗的日消亡量來比較，秸稈還田區(qū)的平均日消亡量為7.7萬個/公頃，未還田區(qū)為9.6萬個/公頃。7月21日后各處理的總莖蘗數(shù)均呈下降趨勢，但是秸稈還田區(qū)的總莖蘗數(shù)下降速度較未還田區(qū)明顯緩慢[6]，這為秸稈還田區(qū)最終獲得較高的有效穗數(shù)奠定了基礎(chǔ)（見表2）。

2.3 秸稈還田對水稻植株性狀的影響

由表3可知，秸稈還田區(qū)水稻的株高、穗長、最后3張功能葉的長、寬均較未還田區(qū)有所增加。秸稈還田區(qū)的平均株高為97.58 cm，比未還田區(qū)增1.84 cm，其中處理B的株高98.46 cm，比對照高2.72 cm;秸稈還田區(qū)的平均穗長為15.29 cm，比未還田區(qū)增0.36 cm，其中處理B的穗長15.58 cm，比對照長0.65 cm;秸稈還田區(qū)的第4、5、6節(jié)間平均長度分別為15.36、19.82、28.28 cm，分別較未還田區(qū)長0.15、1.47、1.85 cm;秸稈還田區(qū)的劍葉、倒2葉、倒3葉的平均長度分別為23.87、34.49、39.00 cm，分別較未還田區(qū)長3.83、4.25、4.74 cm。秸稈還田區(qū)的劍葉、倒2葉平均寬度分別為1.75、1.68 cm，分別較未還田區(qū)寬0.23、0.16 cm。秸稈還田區(qū)的株高、穗長、最后3張功能葉長寬的增加，可能是因為秸稈后期腐解，釋放養(yǎng)分后土壤肥力增加所致。

2.4 秸稈還田對水稻產(chǎn)量構(gòu)成因素的影響

由表4可知，秸稈還田區(qū)的平均有效穗數(shù)為339.6萬穗/公頃，比未還田區(qū)高10.4萬穗/公頃;秸稈還田區(qū)的每穗總粒數(shù)平均為124.7粒，比未還田區(qū)多5.3粒，其中以處理B最高，為125.8粒，較對照多6.4粒;秸稈還田區(qū)的結(jié)實率平均為94.5%，較未還田區(qū)高2.0個百分點;秸稈還田區(qū)的千粒重平均為27.4 g，較未還田區(qū)高0.4 g;秸稈還田區(qū)的理論產(chǎn)量平均為10 961.3 kg/hm2，較未還田區(qū)高1 144.5 kg/hm2，其中處理B理論產(chǎn)量最高，為11 170.0 kg/hm2，較對照高1 353.2 kg/hm2;秸稈還田區(qū)的實收產(chǎn)量平均為9 916.7 kg/hm2，較未還田區(qū)高1 026.4 kg/hm2，增產(chǎn)11.5%，其中處理B實收產(chǎn)量最高，為10 129.8 kg/hm2，較對照高1 239.5 kg/hm2，增產(chǎn)13.9%。

3 結(jié)論

1）秸稈還田可促進土壤中微生物的活性和養(yǎng)分的分解利用，改善土壤結(jié)構(gòu)，增加孔隙度，增強通透性，降低土壤容重，提高土壤的營養(yǎng)元素和有機質(zhì)含量。

2）小麥秸稈全量還田在水稻生育前期會抑制水稻生長，發(fā)苗較未還田的遲緩;但秸稈還田在水稻生長中后期，腐解秸稈釋放營養(yǎng)物質(zhì)，延緩中后期水稻分蘗的衰亡，促進水稻的生長。

3）小麥秸稈全量還田能有效地提高水稻的成穗數(shù)、每穗總粒數(shù)、結(jié)實率和千粒重，對水稻有顯著的增產(chǎn)作用。

參考文獻：

[1]? 陸江林，吳崇友，石磊，等.麥稻秸稈全量機械還田定位試驗研究[J].中國農(nóng)機化學(xué)報，2014（02）：165-170，187.

[2]? 蔡曉衛(wèi)，周振宇，王美勇，等.丘陵地區(qū)秸稈全量機械還田對水稻生育性狀及產(chǎn)量的影響[J].現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技，2011（12）：55-56.

[3]? 王會斌，楊濱齊，劉越，等.秸稈還田對引黃水稻產(chǎn)量和土壤肥力影響的研究[J].寧夏農(nóng)林科技，2014，55（04）：26-27.

[4]? 葉麗麗，王翠紅，彭新華，等.秸稈還田對土壤質(zhì)量影響研究進展[J].湖南農(nóng)業(yè)科學(xué)，2010（19）：52-55.

[5]? 楊美英，劉建，魏亞鳳，等.麥稻兩季秸稈還田不同施氮量對水稻產(chǎn)量及其產(chǎn)量結(jié)構(gòu)的影響[J].江西農(nóng)業(yè)學(xué)報，2011，23（01）：62-64.

[6]? 盛麗萍，陸桂清，侯彩蘭，等.不同秸稈還田方式對機插水稻植株性狀及產(chǎn)量構(gòu)成因素的影響[J].現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技，2012（06）：63-64.

（責(zé)任編輯：敬廷桃）