稻草还田腐熟与化肥配施对晚稻产量及土壤理化性状的影响

丛艳静,朱玲玲,黄功标

(1.福建省永安市土肥站,福建永安 366000;2.福建省农田建设与土壤肥料技术总站,福建福州 350003)

.土壤肥料.

稻草还田腐熟与化肥配施对晚稻产量及土壤理化性状的影响

丛艳静1,朱玲玲1,黄功标2

(1.福建省永安市土肥站,福建永安 366000;2.福建省农田建设与土壤肥料技术总站,福建福州 350003)

稻草还田腐熟可以改善土壤理化性状,对水稻生长的经济性状指标有一定的影响,稻草还田腐熟后提供的氮、磷、钾营养元素可以减施化肥用量.试验中与无稻草还田常规施肥相比,稻草还田腐熟,以氮磷肥用量减少10%,钾肥用量减少10%~20%为宜,可使当季土壤有机质含量增加0.1~0.2 g/kg,提高0.3%~0.6%,而产量、产值和纯收益无明显差异.

稻草还田腐熟; 减施化肥;土壤理化性状;产量

长期使用化肥、盲目施肥,不仅造成土壤板结、地力下降,同时也会造成环境污染.秸秆还田作为秸秆综合利用的有效途径之一,在农业可持续发展、净化环境、提高土壤肥力等方面发挥重要作用.稻草本身含有大量有机质、氮、磷、钾和微量元素,稻草还田可改善土壤理化性状,培肥地力,提高土壤养分和有机质含量,是农业生产中重要的有机肥来源之一[1-5].2011年永安市粮食播种面积1.92万hm2,其中水稻种植面积1.54万hm2,水稻总产量9万多t,可产生近10万t稻草资源.文章旨在通过田间试验,结合永安市的农业种植结构和立体条件,参阅相关研究,在稻草还田腐熟的前提下,开展当季晚稻减施化肥的效果试验,探索稻草还田腐熟对当季晚稻的产量效应以及对土壤养分性状的影响,为永安市进一步开展稻田土壤有机质提升项目提供参考和依据,同时减轻稻草焚烧和丢弃的现象,实现农业生产系统内部秸秆资源的循环利用.

1 材料与方法

1.1 试验地点及品种

试验安排在小陶镇坚村村,晚稻试验品种为深两优5814.2012年7月2日播种,7月22日插秧, 11月2日测产,栽插密度19.9 cmX23.1 cm,插1.45万丛/667m2.早稻品种岳优9113,7月18日收割,干谷产量550 kg/667m2.

1.2 供试土壤

供试土壤为灰泥田,pH值为5.0,有机质33.5 g/kg,碱解氮134 mg/kg,有效磷44.2 mg/kg,速效钾140 mg/kg.

1.3 试验设计

试验设置5个处理,3次重复,共15个小区,小区面积20 m2(长5 m,宽4 m),随机区组排列.小区间田埂用薄膜覆盖,防止肥水串排串灌.田埂高30 cm,宽25 cm,排灌沟宽30 cm,四周设保护行,除施肥外,各小区其它田间管理措施相同.各处理设置如下:处理1为常规施肥无稻草还田(CK),处理2为稻草还田+腐熟剂+N、P、K肥各减10%,处理3为稻草还田+腐熟剂+N、P肥各减10%,K肥减20%,处理4为稻草还田+腐熟剂+N、P肥各减10%,K肥减30%,处理5为稻草还田+腐熟剂+N、P肥各减10%,K肥减40%.

氮、磷、钾肥分别使用尿素、过磷酸钙和氯化钾,常规施肥按照每667m2施纯N 10 kg、P2O53 kg、K2O 7 kg.磷肥作基肥一次性施用;氮肥分基肥(占50%),一次追肥、二次追肥(各占20%),穗肥(占10%);钾肥分基肥(占40%),一次追肥、二次追肥(各占30%).

1.4 技术要求

前作早稻鲜稻草为1 460 kg/667m2,折干稻草约420 kg/667 m2(鲜稻草含水量为72%左右),本试验中稻草还田量为300 kg/667m2.早稻收割后,稻草稍微晒干,切成3~5 cm后均匀撒在试验田中,每667m2撒施腐秆剂2 kg,腐熟剂为"谷霖"牌微生物腐秆剂(粉剂,每袋2 kg),由上海联业生物技术有限公司提供,有效活菌数≥0.5亿/g.腐秆剂最好与细土拌匀撒施,同时配施尿素5 kg(调节C/N比),立即灌水泡田后翻耕,使稻草充分吸水后不浮起,并保持浅水层7~10 cm,困水7 d以上,防止菌种流失,耙平后插秧.除处理1外每个处理稻草还田量相同,经测定还田稻草(干基)全氮、全磷、全钾含量分别为0.49%、0.08%、4.9%.

1.5 指标测定

土样采集及分析:试验前后分别采集耕作层土壤样品,采样深度为20 cm,化验土壤pH、有机质、碱解氮、有效磷、速效钾等主要理化性状.土壤养分测定参照《土壤分析技术规范》[6],其中有机质采用重镉酸钾容量法-外加热法,碱解氮采用碱解扩散法,有效磷采用0.5MNaHCO3浸提-钼锑抗比色法,速效钾采用乙酸铵浸提-火焰光度法.

测产验收:水稻收获时进行田间实地测产,各小区单打单收单晒,记录稻谷产量及稻草鲜重.收获前每小区选取20丛进行田间农艺性状考察,根据考察结果,选取5丛有代表性的植株样品,带回室内考种.

1.6 数据分析

利用Excel 2003及DPS 7.5统计分析软件,进行数据统计分析,处理间差异显著性分析采用最小新复极差(LSR)法.

2 结果与分析

2.1 不同处理对水稻经济性状的影响

不同处理水稻经济性状对比分析见表1.在稻草腐熟还田的基础上,N、P肥各减10%,K肥减少10%~40%的试验条件下,与处理1(CK)相比,株高变化比较小,穗长变长,有效穗有所增加.表明稻草还田腐熟配施化肥对水稻生长的经济性状指标有一定的影响.

表1 不同处理对水稻经济性状的影响

2.2 不同处理对水稻产量及经济效益的影响

各处理产量见表2:处理1水稻实测产量最高,平均产量564.30 kg/667m2,处理5水稻产量最低,平均产量541.92 kg/667m2,比处理1减少22.38 kg/667m2,减产3.97%.各处理产量高低顺序为处理1>处理2>处理3>处理4>处理5.经方差分析,处理5与处理1之间产量差异显著,其它处理之间产量差异不显著.

试验在土壤氮钾含量中等、磷含量丰富水平下,单施化肥、平衡施肥(N∶P2O5∶K2O=1∶0.3∶0.7)对水稻的生长有增产作用.稻草还田配施化肥后,虽然没有明显的增产作用,但是稳产的效果还是比较明显的.但当钾肥比例减少到40%时,减产效应显著.表明氮、磷、钾的合理配比施用,尤其是适当比例的钾肥,对水稻后期生长很重要.

按水稻平均售价3.0元/kg计算产值,扣除肥料及腐熟剂投入(处理1无腐熟剂),各处理收益见表2.从表中看出,处理1产值最高,平均每667m2产值1 692.94元,扣除肥料成本,平均纯收益1 575.13元,处理5产值最低,平均每667m2产值1 625.76元,比处理1减少收益54.08元,各处理产值收益高低顺序为处理1>处理2>处理3>处理4>处理5,处理5与处理1之间产值效益差异显著,其它处理之间产值效益差异不明显.

表2 不同处理对水稻产量及经济效益的影响

2.3 不同处理对土壤理化性状的影响

试验后土壤取样化验结果见表3.可以看出,试验后土壤理化性状与处理1(CK)相比,土壤pH值无变化,速效钾含量降低,有机质、碱解氮、有效磷含量增减不一.处理2土壤有机质含量最高,为33.7 g/kg,比处理1增加0.2 g/kg,增长0.59%.处理4、处理5有机质含量均为33.3 g/kg,比处理1减少0.2 g/kg.可见稻草还田是提升土壤有机质含量的有效方法,即使不同程度的减少氮、磷、钾肥,也并不会明显降低土壤有机质含量[7].

表3 不同处理对土壤理化性状比较

处理5的碱解氮含量最高,为114 mg/kg,比处理1增加17 mg/kg,增长15.88%;一方面是微生物在分解稻草时,可产生多种有机酸,有机酸对土壤矿质成分有一定的溶解能力,可活化土壤中的营养元素,增强土壤的释肥作用,同时被分解的部分秸秆也会释放氮素;另一方面是不合理的氮磷钾肥施用,降低了肥料的利用率,使土壤中氮素未被有效利用而出现累积.

土壤中速效钾含量降低主要是因为稻草还田腐熟后提供的氮磷钾等营养元素虽然可以替代部分化肥施用量,但受到土壤水分、气温等影响,且稻草腐熟释放养分是一个缓慢的过程,当季利用率较低.因此会出现随着钾肥施用量的减少,水稻当季生长所需要的钾素供给不足,需要从土壤中进行吸收,导致试验后土壤速效钾含量出现下降的趋势,而秸秆还田可将作物生长过程中吸收的大部分钾返还土壤,提高土壤有效钾含量.

3 结论

研究结果表明,稻草还田腐熟配施化肥,可改善土壤理化性状[8,9].与处理1相比,处理2、处理3稻草还田腐熟后土壤有机质含量增加0.1~0.2 g/kg,提高0.3%以上,说明稻草还田腐熟后可提高土壤有机质含量.

稻草还田腐熟配施化肥,对提高水稻生长的经济性状指标有一定的影响[10,11],建议每667m2还田干稻草300 kg,氮、磷肥用量减少10%,钾肥用量减少10%~20%为宜.

秸秆还田可以减少化肥的使用量,氮磷钾的合理配比施用,尤其是适当比例的钾肥,对水稻后期生长很重要.稻草含钾量较高,且为速效养分,秸秆还田可将作物生长过程中吸收的大部分钾返还土壤,是解决永安市土壤缺钾的有效途径之一.根据永安市农民在施肥习惯上偏施氮肥,重施磷肥,少施钾肥,因此建议在宏观上应把握控氮、减磷、增钾的原则,转变农民的施肥习惯,在保证适量的氮、磷肥的前提下,合理配比钾肥,提高肥料当季利用率,促进水稻增产.

由于试验只开展了稻草还田腐熟后当季作物的秸秆还田效应的初步研究,在稻草还田的长期效应观察及秸秆养分释放研究等方面还有待完善和深入.

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Effect of Straw Counters-field Rotten and Fertilizer NPK Microstructure on Late Rice Yield and Soil Physical and Chemical Properties

CHONG Yan-jing1, ZHU Ling-ling1, HUANG Gong-biao2
(1. Soil and Fertilizer Station of Yong an, Yong,an, Fujian 366000, China; 2. General Station of Farmland Construction and Soil & Fertilizer Technology of Fujian Province, Fuzhou 350003, China)

Straw counters-field rotten can improve soil physical and chemical properties, the economic indicators of rice growth has certain influence, after the straw counters-field rotten provide nitrogen, phosphorus and potassium nutrient elements can reduce fertilizer use. The results showed that the experiment compared with no straw countersfield conventional fertilization, straw counters-field rotten, with 10% less dosage of nitrogen and phosphorus fertilizer, potash fertilizer consumption reduced by 10%~20% advisable, can make the soil organic matter content in the quarter increased by 0.1~0.2 g/kg, increased by 0.3%~0.6%, and no difference between the yield and output value and the net benefits.

returning rice straw to field; reduction of fertilizers; soil physical and chemical properties; production

S158.3;S511.06

A

1008 - 9799(2014)04 - 0014 - 04

2014 - 08 - 20

国家财政部土壤有机质提升补贴项目(20120615)

丛艳静(1978-),女,农艺师,研究方向:土壤肥料技术推广