稻草还田减施化肥对水稻泰丰优3301 产量及土壤养分的影响

张彩燕

（福建省尤溪县溪尾乡农业技术推广站 福建尤溪 365109）

2022 年尤溪县粮食总播种面积2.0 万hm2，其中水稻播种面积1.8 万hm2，稻谷总产14.2 万t，产生干稻草5.0 万t 以上。 由于在生产过程中大量使用化肥，平时只注重氮、磷、钾的使用而忽略钙、镁等碱性离子的使用，造成土壤酸化严重及不同程度的板结，还会造成环境污染。 作为秸秆的综合利用，推广稻田秸秆还田对农业可持续发展、净化环境、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机质、氮、磷、钾和微量元素[1-4]。 稻草还田还能改善土壤理化性质，增加土壤养分和有机质含量，是农业生产中有机肥料的重要来源。 因此，本研究在田间试验的基础上，结合当地种植习惯，在稻草还田的前提下，通过开展中稻品种泰丰优3301 的化肥施用减量试验，探索稻草还田对水稻主要农艺性状、产量及土壤理化性质的影响， 为稻草还田后减施化肥用量提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 试验地基本情况

试验布置在尤溪县溪尾乡莘田村水稻种植基地里，该试验地块平坦、肥力均匀，具有代表性[5]。 土壤类型为灰泥田，质地为黏壤土，基础土壤样品理化性状检测结果为pH 4.82、 有机质38.7 g/kg、 碱解氮220.0 mg/kg、有效磷16.8 mg/kg、速效钾43.5 mg/kg。

1.2 供试肥料、稻草

25%水稻专用肥复合肥（N∶P2O5∶K2O 为12∶5∶8），来源于中化农业生态科技有限公司。 供试稻草为干稻草并切碎。

1.3 供试作物品种

泰丰优3301 杂交稻, 是福建省农业科学院生物技术研究所、广东省农业科学院水稻研究所选育，作中稻栽培生育期135 d 左右，产量654.5 kg/亩。 小区试验于2022 年3 月23 日播种、4 月25 日移栽、7 月5 日齐穗、8 月6 日成熟测产验收， 并取各试验小区耕作层土壤样品备测。

1.4 试验设计

试验于2022 年由尤溪县农业农村局能源站委托溪尾乡经济发展综合服务中心开展， 试验分小区试验和大区示范。

1.4.1 小区试验 试验设置4 个处理，3 次重复，每个小区面积18 m2。 随机区组排列。 小区间筑小田埂高25 cm、宽20 cm，用农膜包埂隔离，防止肥水串灌。 试验区四周保留1 m 宽以上保护行，各小区除定量稻草还田和按计划施肥外， 其他田间管理措施与习惯性大田生产一致。具体试验处理设计如下。处理1（CK）：（对照，稻草不还田、不施肥）；处理Ⅱ：100%常规化肥+无稻草还田，常规施肥量为25%水稻专用肥（N∶P2O5∶K2O 为12∶5∶8）50 kg/亩；处理Ⅲ：80%常规化肥稻草还田，稻草还田量为每小区8.1 kg 干稻草；处理Ⅳ：100%常规化肥稻草还田。

其中稻草还田量折合300 kg/亩。

1.4.2 大区示范 在小区试验地周边选择3 个田块，开展大区试验示范，设置3 个处理，不设重复，试验示范各大区除定量稻草还田和不同施肥量外，其他田间管理措施与习惯性大田生产一致。 具体试验处理设计如下，T1： 面积284 m2，100%常规化肥+无稻草还田，T2：面积433 m2，80%常规化肥+195 kg 稻草还田；T3： 面积507 m2，100%常规化肥+228 kg 稻草还田。

其中稻草还田量折合300 kg/亩。

1.5 水稻测产及土壤养分测定

1.5.1 水稻测产 小区试验：于2022 年8 月6 日对试验各小区实割测产， 并考察其农艺性状和进行室内考种。 各小区单收单打单晒，记录稻谷湿重及稻草鲜重，折合干谷产量。大区示范：8 月8 日对示范各大区全面积实割测产，收获前分别取样室内考种，并记录稻谷湿重及稻草鲜重，折合干谷产量。

1.5.2 土壤养分测定 于9 月17 日, 采集小区试验田块试验前后耕作层的土壤样品， 委托福建省地质矿产局三明实验室检测土壤样品的pH、 有机质、碱解氮、速效磷、速效钾等主要理化性状[5-6]。

1.6 数据分析

试验数据处理采用Microsoft Excel 2003 办公软件、SPSS 11.0 统计软件分析及进行LSD 多重比较。

2 结果与分析

2.1 不同处理对水稻性状的影响

由表1 可知， 稻草还田化肥减施对水稻的农艺性状和经济性状有较大的影响。 处理Ⅱ、处理Ⅲ、处理Ⅳ与处理Ⅰ（CK）相比，株高、穗长、每穗粒数都有明显变化，处理Ⅲ、处理Ⅳ有效穗数变化明显，但对水稻的千粒重影响不大。 株高最高的是处理Ⅳ，与处理Ⅰ、处理Ⅱ株高差异显著；株高最矮的是处理Ⅰ，与处理Ⅱ株高无显著差异，可见，在定量稻草还田和减施化肥的前提下， 水稻株高随着化肥用量的减少有变矮的趋势。 穗长最长的是处理Ⅳ， 与处理Ⅰ、处理Ⅱ、处理Ⅲ之间差异显著；穗长最短的是处理Ⅰ，与处理Ⅳ差异显著，与处理Ⅱ、处理Ⅲ差异不显著。 有效穗最多的是处理Ⅲ，与处理Ⅰ、处理Ⅱ差异显著，处理Ⅰ与处理Ⅱ之间无显著差异。 结实率最高的是处理Ⅰ，与处理Ⅳ的结实率差异极显著，但处理Ⅰ与处理Ⅱ之间、 处理Ⅱ与处理Ⅲ之间的结实率差异不显著。 由此可见，在定量稻草还田和减施化肥的前提下，产量随着有效穗数、结实率的增加而增加。

表1 不同处理对水稻农艺性状和经济性状的影响

2.2 不同处理对稻谷产量与经济效益的影响

由表2 可知，处理Ⅲ稻谷产量最高，每亩平均产量802.93 kg，处理IV 次高，处理Ⅰ产量最低。处理Ⅲ和处理Ⅳ均比处理Ⅱ、处理Ⅰ（CK）增产，处理Ⅲ、处理Ⅳ相比处理Ⅰ增产幅度分别达34.96%、30.07%，达极显著水平。 处理Ⅱ和处理I 间的产量差异不显著。施用化肥加定量稻草还田的处理Ⅲ和处理Ⅳ都比100%施用化肥稻草不还田的处理Ⅱ增产， 增幅分别达24.73%和20.21%，达显著水平。 处理Ⅲ产量虽比处理Ⅳ有所增加，但两者差异不显著。 由此可见，施用化肥加定量稻草还田对水稻生产具有较好的增产效果，尤其是减施化肥加稻草还田的增产效果好。

表2 小区试验水稻干谷产量

由表3 可知，减施化肥加定量稻草还田的T2 产量最高，为688.7 kg/亩，T1 稻谷产量最低。 施用化肥加定量稻草还田的T2、T3 产量分别比常规施用化肥无稻草还田的T1 增产10.09%、3.77%，同比T2 又比T3 增产6.08%。 由此可见，在大区示范栽培条件下，减施化肥加定量稻草还田的增产效应比较明显。

表3 各处理对水稻干谷产量及经济效益的影响

由表3 可知，稻谷市场价按3.0 元/kg 计算，扣除肥料成本（其他物化成本一致），小区试验，以处理Ⅲ的收益最高，产值2 277.2 元/亩，处理Ⅱ最低，产值1 766.7 元/亩，比处理Ⅲ减少510.5 元/亩，各试验小区产值处理Ⅲ＞处理Ⅳ＞处理Ⅰ＞处理Ⅱ。 由此可见，在小区试验中， 常规施化肥加定量稻草还田的经济效益比常规施化肥的处理经济效益明显增加， 尤其处理Ⅲ在同样定量稻草还田并减施化肥栽培条件下与处理Ⅱ对比，亩产值增加222.2 元，效果显著。

大区示范，以T2 产值2 066.1 元/亩最高，扣除肥料成本后，产值1 934.6 元/亩，与T1、T3 相比较效益增加明显，T3 产值比T1 也有增加但不显著。 由此可见，在大区示范栽培条件下，常规施化肥加定量稻草还田的处理经济效益比常规施化肥的大区示范明显增加，尤其T2 在同样定量稻草还田并减施化肥条件下与T1 对比，亩产值增加222.2 元，达显著效果。

2.3 不同处理对水稻收获后耕层土壤基本肥力的影响

由表4 可知， 小区试验后各处理耕层土壤基本肥力与处理Ⅰ（CK）相比均有变化。 土壤pH、速效钾呈现降低趋势，有机质、速效磷含量明显增加，碱解氮含量变化不明显。 处理Ⅲ、处理IV 与处理Ⅱ相比有机质含量分别增加2.6 g/kg、2.0 g/kg； 速效磷含量分别增加2.7 mg/kg、4.6 mg/kg。 大区示范后各示范田块耕层土壤基本肥力也均有变化，由表4 可知，T2 土壤基本肥力与T1 相比有机质含量增加4.4 g/kg、碱解氮增加19 mg/kg、速效磷增加3.2 mg/kg、速效钾增加4 mg/kg。 通过小区试验和大区示范可知稻草还田可以提升土壤有机质、速效磷含量，而且在比常规施肥减少20%的情况下效果最明显。 由此可见，不同处理水稻收获后耕作层土壤基本肥力与试验地块基础土壤样品理化性状检测结果相比均有变化。

表4 不同处理对水稻收获后耕层土壤基本肥力的影响

3 讨论与结论

试验结果表明，在常规施化肥加定量稻草还田的前提下与100%常规施化肥不加稻草相比可以改善耕层土壤基本肥力。 从小区试验和大区示范可以看出表现明显的是土壤有机质、速效磷含量的提高。

稻草还田减施化肥对水稻生长的经济性状也有一定的影响，从小区试验、大区示范2 个部分分析，无稻草还田的100%常规施化肥产值效益最差，稻草还田并减施20%化肥产值效益最佳[7-10]，因此建议每亩干稻草还田量300 kg、化肥减施总量的20%。

传统现代农业生产为粮食高产而大量施用化学肥料现象，造成农用耕作用地的土壤结构、微生物种群及土壤养分循环都受到破坏。 通过稻草还田改善土壤理化性质，增加土壤有机质和速效磷含量，稻草钾含量高， 稻草还田后释放的钾元素可以被作物直接吸收利用，是一种有效的养分，是农业生产中有机肥料的重要来源。 稻草还田是对稻草最直接的利用方式，既能减少稻草焚烧造成的环境污染及劳动力，又能提高社会效益和改变生态环境[12]。因此通过稻草还田可以减少化肥的使用量， 既能改善土壤有机质含量，又能提高产量，减少肥料成本。