蚕豆秸秆资源化利用水稻减肥增效模式初探

陈国奖 潘明树 施素秀

（1.福鼎市土壤肥料技术站 福建福鼎 355200；2.福鼎市农业技术推广站 福建福鼎 355200）

有机肥料在我国有着悠久的施肥历史，几千年来是维持一定农业产量和土壤生态平衡的重要支柱；绿肥作物腐解较快，是补给土壤有机质的一种重要肥源[1]。蚕豆具备经济绿肥商品性和商品率等特点[2]。20多年来，福鼎市沿海双季稻区，在11月上旬晚稻收割后到翌年4月下旬早稻移栽前，充分利用冬闲农田发展一季稻—稻—豆的蚕豆生产种植模式，每年种植面积基本保持在667 hm2左右，取得很好的经济、生态和社会效益，已成为福鼎市冬季农业开发的一项特色产业。

过量施用化肥对环境和土壤的影响促使恢复绿肥种植示范推广，已经有很多人进行了相关的技术研究[3-5]。研究结果表明，水稻田翻压绿肥紫云英后，可以减少氮肥施用量20%～40%，既增加土壤中有效养分含量，又有利于水稻植株对养分的吸收，水稻不出现减产[6]。蚕豆作为经济绿肥，是福鼎市主要冬闲稻田绿肥作物。本试验开展蚕豆秸秆资源化利用水稻减肥增效模式研究，旨在探索蚕豆秸秆翻压量后，早稻生产中化肥适宜的施用量，达到化肥减量与秸秆综合利用及降低农业面源污染目标，为蚕豆—水稻轮作区种植体系构建及化肥减量增效提供依据。

1 材料与方法

1.1 试验区概况

试验设在福鼎市店下镇店下村下马埕。试验区地处福鼎市沿海小平原，海拔高度4 m，年均气温18.4℃，年日照时数1 621.7 h，≥10℃积温4 790℃，无霜期276 d，年降雨量1 820 mm。试验地前茬作物为冬种蚕豆，常年精耕细作，其秸秆全部翻压还田，肥力高，耕地质量等级属1等地。供试土壤为灰埭田。土壤基本理化性状：有机质38.0 g/kg、碱解氮168.3 mg/kg、有效磷52.5 mg/kg、速效钾575.5 mg/kg、pH 4.84。

1.2 试验设计

试验设4个处理：CK，不施肥（无蚕豆秸秆翻压）；T1，100%常规化肥（无蚕豆秸秆翻压）；T2，蚕豆秸秆翻压+水稻生育期80%常规化肥）；T3，蚕豆秸秆翻压+水稻生育期80%水稻有机无机复混肥（与处理3化肥等总养分）。每个处理重复3次，随机区组排列，小区面积20 m2，每小区16丛×26丛；小区间筑田埂，用地膜覆盖包裹隔开，单排单灌，四周设置保护行。

1.3 试验方法

2020年4月22日，在蚕豆鲜荚采摘后，拔除其植株秸秆，并按蚕豆秸秆翻压量22 500 kg/hm2，将秸秆切断20～30 cm，然后依据随机区组排列确定的各处理区（除CK和T1的6个小区外），均匀分撒于田面，进行人工踩压3次，再灌浅水，溶田与耙田。早稻品种为目前当地主栽品种中早33。供试肥料：氮肥用尿素（N 46%），磷肥用过磷酸钙（P2O512%），钾肥用氯化钾（K2O 60%）。磷肥全部作基肥施用，氮钾肥基肥占60%，分蘖肥占40%；常规化肥亩施氮9 kg、P2O53.6 kg、K2O 6.3 kg；水稻有机无机复混肥养分≥20%（10∶3∶7），有机质≥20%。早稻播种3月23日，移栽4月24日，收获7月22日。蚕豆品种为凌西1寸，其秸秆含水量78.5%，干物质含N 11.1 g/kg、P2O53.9 g/kg、K2O 15.3 g/kg。

1.4 调查内容

每个试验小区选5丛，定点进行苗情和生育期观察记载。收获时，每小区取5丛植株样，对构成水稻产量的有效穗、穗粒数、结实率和千粒重等因子进行考种。各小区单收、单打，称量计算产量，同时在脱粒后，每小区分别准确称取鲜湿稻谷1.0 kg，带回晒干后再称量，计算含水量，用于换算各小区稻谷实际产量。

1.5 数据分析

试验数据采用Excel软件进行计算处理，采用DPS软件进行统计方差分析。

2 结果与分析

2.1 不同施肥处理对水稻生长的影响

不同施肥处理对早稻分蘖数和株高具有一定影响（表1）。与CK处理相比，施肥处理平均分蘖数每丛增加0.20～4.53个，平均株高增加1.67～5.00 cm。可见，施肥促进了早稻生长发育。5月28日分蘖盛期，平均分蘖数T3比CK、T2和T1分别增加29.67%、27.99%和23.75%；T1和T2比CK分别增加4.78%和1.31%；T3与CK、T2、T1差异达显著，其余处理之间均未达显著水平。与常规施肥（T1）相比，T3比T1分蘖数平均增加23.75%，差异极显著；T2比T1下降3.31%，差异不显著。6月18日，平均株高T3比CK、T2和T1分别增加4.75%、3.11%和2.16%；T1和T2比CK分别增加2.53%和1.59%。T3与CK之间株高差异达显著水平，其余差异均不显著；同常规施肥（T1）相比，T3株高平均增加21.57%，T2株高下降0.93%，但三者差异均不显著。

表1 不同施肥处理早稻分蘖期长势

2.2 不同施肥处理对早稻产量的影响

由表2可知，在减施20%化肥条件下，T3、T2的早稻籽粒产量分别比对照（CK）增产11.8%和13.4%，稻秆产量分别增产22.0%和32.3%，增产效果均达极显著水平。与常规化肥（T1）相比较，T2籽粒和稻秆产量分别增产7.3%和12.1%，增产效果均达显著水平；T3早稻籽粒产量增产5.8%，差异极显著，而稻秆产量增产3.4%，差异不显著。在蚕豆秸秆翻压量22 500 kg/hm2同等条件下，减施20%常规化肥的增产效果略优于减施20%水稻有机无机复混肥，这可能与近年来逐渐优化的测土推荐施肥有关。

表2 不同处理早稻产量

2.3 不同施肥处理对早稻产量构成因素的影响

早稻考种结果表明（表3），蚕豆秸秆翻压作早稻基肥有利于增加有效分蘖数和毎穗实粒数。与不施肥（CK）相比较，T3、T2和T1有效穗分别增加18.31%、3.73%和1.41%，其中T3与CK差异达显著水平；毎穗实粒数分别增加11.83%、0.96%和2.00%；结实率分别增加22.31%、15.92%和23.78%；千粒重分别增加4.67%、3.62%和5.43%；差异均未达显著水平。同常规施肥方法（T1）相比，T3和T2有效穗分别增加2.4穗/丛和0.33穗/丛，增幅16.67%和2.29%，T3与T1达显著差异水平；毎穗实粒数T3增加11.67粒，增幅9.64%，T2减少1.23粒，降幅1.02%；结实率分别下降0.96%和5.11%，降幅分别为1.19%和6.35%；千粒重分别减少0.18 g和0.43 g，降幅分别为0.72%和1.72%。T3对早稻每穗实粒数、结实率和千粒重影响均不显著。

表3 不同处理早稻产量构成因素

3 结论与讨论

施用化肥有利于早稻的生长发育，提高分蘖数和株高，增加有效穗数、实粒数、千粒重，提高结实率。水稻田施用紫云英条件下，可有效促进水稻分蘖速度，增加水稻有效穗及穗粒数等[7]。有机—无机肥配合施用效果更好[6]。种植紫云英后土壤速效钾、碱解氮、有机质、pH提高，土壤有效磷下降[8]。在基础肥力较高的土壤中，紫云英与化肥配合施用的效果明显好于单施化肥[9]。绿肥压青的早稻秧苗返青早，分蘖多，生长壮旺；绿肥压青量越大并非增产越显著，相反有时还会产生不良效果[10]。本研究结果表明，在翻压蚕豆秸秆22 500 kg/hm2后，配施化肥或水稻有机无机复混肥，与100%常规化肥相比，减少20%化肥用量，可有效促进早稻有效穗数和实粒数的增加，达到化肥减量增效的目标，可进一步在种植区示范推广应用。