稻草還田減施化肥對(duì)水稻泰豐優(yōu)3301 產(chǎn)量及土壤養(yǎng)分的影響

張彩燕

（福建省尤溪縣溪尾鄉(xiāng)農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣站 福建尤溪 365109）

2022 年尤溪縣糧食總播種面積2.0 萬hm2，其中水稻播種面積1.8 萬hm2，稻谷總產(chǎn)14.2 萬t，產(chǎn)生干稻草5.0 萬t 以上。 由于在生產(chǎn)過程中大量使用化肥，平時(shí)只注重氮、磷、鉀的使用而忽略鈣、鎂等堿性離子的使用，造成土壤酸化嚴(yán)重及不同程度的板結(jié)，還會(huì)造成環(huán)境污染。 作為秸稈的綜合利用，推廣稻田秸稈還田對(duì)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展、凈化環(huán)境、提高土壤肥力都具有重要作用； 而且稻草本身含有大量的有機(jī)質(zhì)、氮、磷、鉀和微量元素[1-4]。 稻草還田還能改善土壤理化性質(zhì)，增加土壤養(yǎng)分和有機(jī)質(zhì)含量，是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中有機(jī)肥料的重要來源。 因此，本研究在田間試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，結(jié)合當(dāng)?shù)胤N植習(xí)慣，在稻草還田的前提下，通過開展中稻品種泰豐優(yōu)3301 的化肥施用減量試驗(yàn)，探索稻草還田對(duì)水稻主要農(nóng)藝性狀、產(chǎn)量及土壤理化性質(zhì)的影響， 為稻草還田后減施化肥用量提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地基本情況

試驗(yàn)布置在尤溪縣溪尾鄉(xiāng)莘田村水稻種植基地里，該試驗(yàn)地塊平坦、肥力均勻，具有代表性[5]。 土壤類型為灰泥田，質(zhì)地為黏壤土，基礎(chǔ)土壤樣品理化性狀檢測(cè)結(jié)果為pH 4.82、 有機(jī)質(zhì)38.7 g/kg、 堿解氮220.0 mg/kg、有效磷16.8 mg/kg、速效鉀43.5 mg/kg。

1.2 供試肥料、稻草

25%水稻專用肥復(fù)合肥（N∶P2O5∶K2O 為12∶5∶8），來源于中化農(nóng)業(yè)生態(tài)科技有限公司。 供試稻草為干稻草并切碎。

1.3 供試作物品種

泰豐優(yōu)3301 雜交稻, 是福建省農(nóng)業(yè)科學(xué)院生物技術(shù)研究所、廣東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院水稻研究所選育，作中稻栽培生育期135 d 左右，產(chǎn)量654.5 kg/畝。 小區(qū)試驗(yàn)于2022 年3 月23 日播種、4 月25 日移栽、7 月5 日齊穗、8 月6 日成熟測(cè)產(chǎn)驗(yàn)收， 并取各試驗(yàn)小區(qū)耕作層土壤樣品備測(cè)。

1.4 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)于2022 年由尤溪縣農(nóng)業(yè)農(nóng)村局能源站委托溪尾鄉(xiāng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展綜合服務(wù)中心開展， 試驗(yàn)分小區(qū)試驗(yàn)和大區(qū)示范。

1.4.1 小區(qū)試驗(yàn) 試驗(yàn)設(shè)置4 個(gè)處理，3 次重復(fù)，每個(gè)小區(qū)面積18 m2。 隨機(jī)區(qū)組排列。 小區(qū)間筑小田埂高25 cm、寬20 cm，用農(nóng)膜包埂隔離，防止肥水串灌。 試驗(yàn)區(qū)四周保留1 m 寬以上保護(hù)行，各小區(qū)除定量稻草還田和按計(jì)劃施肥外， 其他田間管理措施與習(xí)慣性大田生產(chǎn)一致。具體試驗(yàn)處理設(shè)計(jì)如下。處理1（CK）：（對(duì)照，稻草不還田、不施肥）；處理Ⅱ：100%常規(guī)化肥+無稻草還田，常規(guī)施肥量為25%水稻專用肥（N∶P2O5∶K2O 為12∶5∶8）50 kg/畝；處理Ⅲ：80%常規(guī)化肥稻草還田，稻草還田量為每小區(qū)8.1 kg 干稻草；處理Ⅳ：100%常規(guī)化肥稻草還田。

其中稻草還田量折合300 kg/畝。

1.4.2 大區(qū)示范 在小區(qū)試驗(yàn)地周邊選擇3 個(gè)田塊，開展大區(qū)試驗(yàn)示范，設(shè)置3 個(gè)處理，不設(shè)重復(fù)，試驗(yàn)示范各大區(qū)除定量稻草還田和不同施肥量外，其他田間管理措施與習(xí)慣性大田生產(chǎn)一致。 具體試驗(yàn)處理設(shè)計(jì)如下，T1： 面積284 m2，100%常規(guī)化肥+無稻草還田，T2：面積433 m2，80%常規(guī)化肥+195 kg 稻草還田；T3： 面積507 m2，100%常規(guī)化肥+228 kg 稻草還田。

其中稻草還田量折合300 kg/畝。

1.5 水稻測(cè)產(chǎn)及土壤養(yǎng)分測(cè)定

1.5.1 水稻測(cè)產(chǎn) 小區(qū)試驗(yàn)：于2022 年8 月6 日對(duì)試驗(yàn)各小區(qū)實(shí)割測(cè)產(chǎn)， 并考察其農(nóng)藝性狀和進(jìn)行室內(nèi)考種。 各小區(qū)單收單打單曬，記錄稻谷濕重及稻草鮮重，折合干谷產(chǎn)量。大區(qū)示范：8 月8 日對(duì)示范各大區(qū)全面積實(shí)割測(cè)產(chǎn)，收獲前分別取樣室內(nèi)考種，并記錄稻谷濕重及稻草鮮重，折合干谷產(chǎn)量。

1.5.2 土壤養(yǎng)分測(cè)定 于9 月17 日, 采集小區(qū)試驗(yàn)田塊試驗(yàn)前后耕作層的土壤樣品， 委托福建省地質(zhì)礦產(chǎn)局三明實(shí)驗(yàn)室檢測(cè)土壤樣品的pH、 有機(jī)質(zhì)、堿解氮、速效磷、速效鉀等主要理化性狀[5-6]。

1.6 數(shù)據(jù)分析

試驗(yàn)數(shù)據(jù)處理采用Microsoft Excel 2003 辦公軟件、SPSS 11.0 統(tǒng)計(jì)軟件分析及進(jìn)行LSD 多重比較。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同處理對(duì)水稻性狀的影響

由表1 可知， 稻草還田化肥減施對(duì)水稻的農(nóng)藝性狀和經(jīng)濟(jì)性狀有較大的影響。 處理Ⅱ、處理Ⅲ、處理Ⅳ與處理Ⅰ（CK）相比，株高、穗長、每穗粒數(shù)都有明顯變化，處理Ⅲ、處理Ⅳ有效穗數(shù)變化明顯，但對(duì)水稻的千粒重影響不大。 株高最高的是處理Ⅳ，與處理Ⅰ、處理Ⅱ株高差異顯著；株高最矮的是處理Ⅰ，與處理Ⅱ株高無顯著差異，可見，在定量稻草還田和減施化肥的前提下， 水稻株高隨著化肥用量的減少有變矮的趨勢(shì)。 穗長最長的是處理Ⅳ， 與處理Ⅰ、處理Ⅱ、處理Ⅲ之間差異顯著；穗長最短的是處理Ⅰ，與處理Ⅳ差異顯著，與處理Ⅱ、處理Ⅲ差異不顯著。 有效穗最多的是處理Ⅲ，與處理Ⅰ、處理Ⅱ差異顯著，處理Ⅰ與處理Ⅱ之間無顯著差異。 結(jié)實(shí)率最高的是處理Ⅰ，與處理Ⅳ的結(jié)實(shí)率差異極顯著，但處理Ⅰ與處理Ⅱ之間、 處理Ⅱ與處理Ⅲ之間的結(jié)實(shí)率差異不顯著。 由此可見，在定量稻草還田和減施化肥的前提下，產(chǎn)量隨著有效穗數(shù)、結(jié)實(shí)率的增加而增加。

表1 不同處理對(duì)水稻農(nóng)藝性狀和經(jīng)濟(jì)性狀的影響

2.2 不同處理對(duì)稻谷產(chǎn)量與經(jīng)濟(jì)效益的影響

由表2 可知，處理Ⅲ稻谷產(chǎn)量最高，每畝平均產(chǎn)量802.93 kg，處理IV 次高，處理Ⅰ產(chǎn)量最低。處理Ⅲ和處理Ⅳ均比處理Ⅱ、處理Ⅰ（CK）增產(chǎn)，處理Ⅲ、處理Ⅳ相比處理Ⅰ增產(chǎn)幅度分別達(dá)34.96%、30.07%，達(dá)極顯著水平。 處理Ⅱ和處理I 間的產(chǎn)量差異不顯著。施用化肥加定量稻草還田的處理Ⅲ和處理Ⅳ都比100%施用化肥稻草不還田的處理Ⅱ增產(chǎn)， 增幅分別達(dá)24.73%和20.21%，達(dá)顯著水平。 處理Ⅲ產(chǎn)量雖比處理Ⅳ有所增加，但兩者差異不顯著。 由此可見，施用化肥加定量稻草還田對(duì)水稻生產(chǎn)具有較好的增產(chǎn)效果，尤其是減施化肥加稻草還田的增產(chǎn)效果好。

表2 小區(qū)試驗(yàn)水稻干谷產(chǎn)量

由表3 可知，減施化肥加定量稻草還田的T2 產(chǎn)量最高，為688.7 kg/畝，T1 稻谷產(chǎn)量最低。 施用化肥加定量稻草還田的T2、T3 產(chǎn)量分別比常規(guī)施用化肥無稻草還田的T1 增產(chǎn)10.09%、3.77%，同比T2 又比T3 增產(chǎn)6.08%。 由此可見，在大區(qū)示范栽培條件下，減施化肥加定量稻草還田的增產(chǎn)效應(yīng)比較明顯。

表3 各處理對(duì)水稻干谷產(chǎn)量及經(jīng)濟(jì)效益的影響

由表3 可知，稻谷市場(chǎng)價(jià)按3.0 元/kg 計(jì)算，扣除肥料成本（其他物化成本一致），小區(qū)試驗(yàn)，以處理Ⅲ的收益最高，產(chǎn)值2 277.2 元/畝，處理Ⅱ最低，產(chǎn)值1 766.7 元/畝，比處理Ⅲ減少510.5 元/畝，各試驗(yàn)小區(qū)產(chǎn)值處理Ⅲ＞處理Ⅳ＞處理Ⅰ＞處理Ⅱ。 由此可見，在小區(qū)試驗(yàn)中， 常規(guī)施化肥加定量稻草還田的經(jīng)濟(jì)效益比常規(guī)施化肥的處理經(jīng)濟(jì)效益明顯增加， 尤其處理Ⅲ在同樣定量稻草還田并減施化肥栽培條件下與處理Ⅱ?qū)Ρ?，畝產(chǎn)值增加222.2 元，效果顯著。

大區(qū)示范，以T2 產(chǎn)值2 066.1 元/畝最高，扣除肥料成本后，產(chǎn)值1 934.6 元/畝，與T1、T3 相比較效益增加明顯，T3 產(chǎn)值比T1 也有增加但不顯著。 由此可見，在大區(qū)示范栽培條件下，常規(guī)施化肥加定量稻草還田的處理經(jīng)濟(jì)效益比常規(guī)施化肥的大區(qū)示范明顯增加，尤其T2 在同樣定量稻草還田并減施化肥條件下與T1 對(duì)比，畝產(chǎn)值增加222.2 元，達(dá)顯著效果。

2.3 不同處理對(duì)水稻收獲后耕層土壤基本肥力的影響

由表4 可知， 小區(qū)試驗(yàn)后各處理耕層土壤基本肥力與處理Ⅰ（CK）相比均有變化。 土壤pH、速效鉀呈現(xiàn)降低趨勢(shì)，有機(jī)質(zhì)、速效磷含量明顯增加，堿解氮含量變化不明顯。 處理Ⅲ、處理IV 與處理Ⅱ相比有機(jī)質(zhì)含量分別增加2.6 g/kg、2.0 g/kg； 速效磷含量分別增加2.7 mg/kg、4.6 mg/kg。 大區(qū)示范后各示范田塊耕層土壤基本肥力也均有變化，由表4 可知，T2 土壤基本肥力與T1 相比有機(jī)質(zhì)含量增加4.4 g/kg、堿解氮增加19 mg/kg、速效磷增加3.2 mg/kg、速效鉀增加4 mg/kg。 通過小區(qū)試驗(yàn)和大區(qū)示范可知稻草還田可以提升土壤有機(jī)質(zhì)、速效磷含量，而且在比常規(guī)施肥減少20%的情況下效果最明顯。 由此可見，不同處理水稻收獲后耕作層土壤基本肥力與試驗(yàn)地塊基礎(chǔ)土壤樣品理化性狀檢測(cè)結(jié)果相比均有變化。

表4 不同處理對(duì)水稻收獲后耕層土壤基本肥力的影響

3 討論與結(jié)論

試驗(yàn)結(jié)果表明，在常規(guī)施化肥加定量稻草還田的前提下與100%常規(guī)施化肥不加稻草相比可以改善耕層土壤基本肥力。 從小區(qū)試驗(yàn)和大區(qū)示范可以看出表現(xiàn)明顯的是土壤有機(jī)質(zhì)、速效磷含量的提高。

稻草還田減施化肥對(duì)水稻生長的經(jīng)濟(jì)性狀也有一定的影響，從小區(qū)試驗(yàn)、大區(qū)示范2 個(gè)部分分析，無稻草還田的100%常規(guī)施化肥產(chǎn)值效益最差，稻草還田并減施20%化肥產(chǎn)值效益最佳[7-10]，因此建議每畝干稻草還田量300 kg、化肥減施總量的20%。

傳統(tǒng)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)為糧食高產(chǎn)而大量施用化學(xué)肥料現(xiàn)象，造成農(nóng)用耕作用地的土壤結(jié)構(gòu)、微生物種群及土壤養(yǎng)分循環(huán)都受到破壞。 通過稻草還田改善土壤理化性質(zhì)，增加土壤有機(jī)質(zhì)和速效磷含量，稻草鉀含量高， 稻草還田后釋放的鉀元素可以被作物直接吸收利用，是一種有效的養(yǎng)分，是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中有機(jī)肥料的重要來源。 稻草還田是對(duì)稻草最直接的利用方式，既能減少稻草焚燒造成的環(huán)境污染及勞動(dòng)力，又能提高社會(huì)效益和改變生態(tài)環(huán)境[12]。因此通過稻草還田可以減少化肥的使用量， 既能改善土壤有機(jī)質(zhì)含量，又能提高產(chǎn)量，減少肥料成本。