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        腐稈劑在稻草還田中的應用研究探討

        2011-06-08 13:05:34廖世喜胡慈云程國金湯文光唐海明
        湖南農業(yè)科學 2011年15期
        關鍵詞:晚稻稻草速效

        廖世喜,胡慈云,程國金,湯文光,汪 柯,唐海明

        (1.醴陵市土肥工作站,湖南 醴陵 412205;2.湖南省土壤肥料研究所,湖南 長沙 410125)

        作物秸稈還田不僅可以促進作物增產,而且可以固碳減排,培肥土壤,提高地力[1-2]。因此,推進作物翻耕秸稈還田和免耕秸稈覆蓋還田,發(fā)展低碳農業(yè),是提高土壤有機質和培肥地力的重要途徑。但是,在生產實際中,秸稈還田,既費工又費時,如果翻壓還田技術不到位,易造成秸稈腐解速度慢,影響水稻的生長發(fā)育。在生產實際中,農民往往將秸稈焚燒或拋棄,既嚴重污染大氣和水域[3],又導致大量碳素和養(yǎng)分的損失,嚴重影響到土壤有機質的平衡,致使耕地質量逐漸下降。

        醴陵市是雙季稻主產區(qū),優(yōu)勢作物為水稻,作物秸稈資源豐富。從20世紀50年代起,就有稻草還田的習慣,但面積不大,進入80年代以后,由于耕作制度的改革、噸糧田的開發(fā)、高產耐肥品種的推廣、水稻栽培技術的改進,特別是化肥工業(yè)的發(fā)展,水稻施肥制度發(fā)生了重大變化:綠肥面積顯著下降和漚制有機肥等傳統(tǒng)施肥方式因費時、費工、低效而不為農民重視;出現(xiàn)了重化肥輕有機肥、重用地輕養(yǎng)地、重產出輕投入的現(xiàn)象,導致農作物攝走的養(yǎng)分增加,引起土壤有機質明顯下降。因此,廣辟肥源,加強有機肥料建設,推進稻草還田,促進有機物質循環(huán)利用,是確保耕地質量提升,促進水稻高產的重要途徑。

        利用翻耕稻草還田和免耕稻草覆蓋還田都是省工、省肥、節(jié)水、節(jié)本、改土、培肥、增產的重要措施[4]。但稻草含有大量的硅、鉀等營養(yǎng)元素,粗纖維含量高,還田后秸稈不易腐爛分解,常導致前期與禾苗爭氮、爭肥,影響到禾苗的生長發(fā)育。為了推進作物秸稈高效利用,加速稻草腐爛分解,實現(xiàn)糧食增產、農民增收。筆者于2009年開展了作物秸稈腐稈劑在稻草還田應用技術中的試驗研究。

        1 材料與方法

        1.1 試驗地概況

        試驗地點為湖南省醴陵市大障鎮(zhèn)陶家垅村,供試土壤為第四紀紅壤發(fā)育的紅黃泥,前作早稻,排灌方便,土壤肥力均勻。

        1.2 試驗設計

        本試驗設稻田翻耕和免耕兩種土壤不同耕作方式,設5個試驗處理:①常規(guī)施肥;②常規(guī)施肥+稻草還田(CK2);③常規(guī)施肥+稻草還田+榮寶砂粒劑腐稈劑(寧夏大榮實業(yè)集團有限公司生產);④常規(guī)施肥+稻草還田+金葵子粉劑腐稈劑(廣州佛山金葵子植物營養(yǎng)有限公司生產);⑤常規(guī)施肥+稻草還田+瑞萊特乳劑腐稈劑(成都合成生物科技有限公司生產)。小區(qū)面積33.3 m2,3次重復,采用隨機區(qū)組排列。供試晚稻品種為豐源優(yōu)299,6月16日播種,7月17日移栽。

        施肥用量及施肥方式:常規(guī)施肥是40%(20∶10∶10)復合肥375 kg/hm2作基肥,尿素150 kg/hm2做追肥;稻草還田量6 000 kg/hm2;秸稈腐稈劑使用量為:榮寶砂粒劑225 kg/hm2,金葵子粉劑30 kg/hm2,瑞萊特乳劑150 mL/hm2。

        1.3 試驗方法

        翻耕稻草還田于7月16日翻耕整地,免耕稻草覆蓋還田在早稻收割后噴施克無蹤3 L/hm2除草劑滅茬除草。7月17日分區(qū)作埂覆膜、分區(qū)施用基肥。稻草還田處理施用腐稈劑,翻耕稻草還田將稻草均勻踏入泥內,稻草免耕覆蓋還田直接將稻草擺放在稻行間。7月17日移栽晚稻,移栽密度為25蔸/m2。7月24日施用追肥,8月1日落水曬田,控制分蘗。其他栽培管理措施與大田一致。

        1.4 采樣及測定方法

        收獲時按常規(guī)要求考種,分小區(qū)單收、單曬、單稱計算產量。土樣在試驗前大田取混合樣一個(采用X型20點法,取樣深度0~20 cm),試驗收獲后在各小區(qū)分處理取混合樣,方法(同前)。測定方法:土壤pH采用混合指示劑比色法,土壤有機質采用重鉻酸鉀法,全氮采用重鉻酸鉀-硫酸消化法,堿解氮采用蒸餾法,速效鉀采用火焰光度法[5]。

        2 結果與分析

        2.1 施用不同腐稈劑對晚稻主要生育期的影響

        從表1可以看出,兩種不同土壤耕作方式比較,翻耕稻草還田的抽穗期、成熟期均比稻草不還田(CK1)推遲1~2 d。在等量稻草還田條件下,翻耕稻草還田施用腐稈劑各處理比不施腐稈劑(CK2)的抽穗期推遲2~3 d,成熟期推遲1~4 d;免耕稻草覆蓋還田的抽穗期均比不施腐稈劑推遲2~5 d,成熟期均比不施腐稈劑推遲2~1 d。這表明秸稈還田對水稻生長發(fā)育有一定影響,從兩種不同土壤耕作方式分析,無論哪種土壤耕作方式,秸稈還田施用腐稈劑對水稻的生長發(fā)育均有一定的影響,都表現(xiàn)為生育期略有推遲。

        表1 施用不同腐稈劑對晚稻主要生育期的影響(月-日)

        2.2 施用不同腐稈劑對晚稻主要經濟性狀的影響

        從表2可以看出,晚稻稻草秸稈還田、施用腐稈劑能明顯改善晚稻穗部的經濟性狀,促進水稻產量的提高。兩種不同土壤耕作方式中,翻耕稻草還田施用腐稈劑的處理3、處理4、處理5有效穗比對照(CK1)分別增加 102.9、21.3、26.55 萬/hm2,平均增加50.3萬穗/hm2;翻耕稻草還田方式下處理1(CK1)的結實率要高于其他處理;與CK1相比,處理3的千粒重下降1.9 g,處理4、處理5的千粒重分別增加1.2 g、1.1 g。由于有效穗增加,表現(xiàn)顯著增產(表3),施用腐稈劑的處理3、處理4、處理5分別比對照(CK1)增產 19.01%、16.32%、16.03%;與CK1相比,免耕稻草覆蓋還田處理3、處理4、處理5每穗總粒數分別增加6.0、22.1、16.8粒;結實率分別增加2.1%、6.7%、6.1%;處理3的千粒重下降0.9 g,處理4、處理5的千粒重分別增加0.3 g、0.1 g。在翻耕稻草還田方式下,施用的腐稈劑的處理 3、處理 4、處理 5分別比CK2增產9.96%、7.47%、7.20%(表3)。上述結果表明,秸稈還田有利 于促進水稻的生長發(fā)育,能顯著提高有效穗數,改善穗部經濟性狀,有利于水稻增產。

        表2 施用不同腐稈劑對晚稻穗部經濟性狀的影響

        表3 施用不同腐稈劑對晚稻產量的影響

        2.3 施用不同腐稈劑對晚稻產量的影響

        已有研究表明,稻草還田能促進水稻增產[1]。由于稻草C/N比較高,往往C/N比協(xié)調不好,常導致水稻減產。本試驗無論翻耕或者免耕,均表現(xiàn)明顯的增產。其原因是施用不同腐稈劑后,促進了秸稈的腐解,確保了土壤及時供肥,防止了因稻草還田,稻草在腐解過程中與水稻爭肥的矛盾,確保了水稻正常生長。從表3可以看出,翻耕稻草還田施用腐稈劑比對照(CK1)增產16.03%~19.01%,平均增產17.12%;比翻耕稻草還田(CK2)增產7.20%~9.96%,平均增產8.21%,增產效果顯著。經方差分析,F(xiàn)檢驗表明,翻耕稻草還田施用腐稈劑3個處理比無稻草還田增產效果達到極顯著水平。在免耕稻草覆蓋還田情況下,免耕稻草覆蓋還田施用腐稈劑比對照(CK1)增產9.55%~13.00%,平均增產10.8%;比免耕稻草覆蓋還田(CK2)增產1.26%~4.48%,平均增產2.43%,增產效果明顯。經方差分析,F(xiàn)檢驗表明,稻草還田施用腐稈劑3個處理比無稻草還田、免耕稻草覆蓋還田的增產效果均達到極顯著水平。

        2.4 施用不同腐稈劑對土壤地力的影響

        稻草富含纖維素、半纖維素,經礦化后,不僅土壤有機質迅速提升,而且可使土壤養(yǎng)分得到明顯改善,特別是鉀素養(yǎng)分得到迅速提高。因此,推廣稻草還田有利于提高土壤有機質含量和速效養(yǎng)分的含量,彌補土壤鉀素養(yǎng)分的不足,提高土壤肥力,促進水稻平衡增產。從表4可以看出,在翻耕稻草還田的情況下,施用腐稈劑比對照(CK1)有機質提高5.70%~10.13%,平均提高了7.53%;全氮提高4.15%~5.88%,平均提高了5.19%;堿解氮提高3.67%~5.05%,平均提高了4.44%;速效鉀提高8.43%~12.05%,平均提高了10.44%。與稻草還田處理(CK2)比較,有機質平均增加了0.47 g/kg,全氮平均增加0.02 g/kg,堿解氮平均增加0.67 mg/kg,速效鉀平均增加4.67 mg/kg。

        表4 施用不同腐稈劑對耕層土壤有機質和養(yǎng)分含量的影響

        在免耕稻草覆蓋還田的情況下,施用腐稈劑比CK1土壤有機質提高5.2%~5.4%,平均提高了5.33%;全氮提高4.21%~4.91%,平均提高了4.56%;堿解氮提高7.44%~8.37%,平均提高了7.75%;速效鉀提高8.0%~12.0%,平均提高了10.0%。與CK2比較,土壤有機質平均增加0.27 g/kg,全氮平均增加0.03 g/kg,堿解氮平均增加7.67 mg/kg,速效鉀平均增加2.0 mg/kg。同時,從試驗可以看出,不同腐解劑對地力提升表現(xiàn)為榮寶砂粒劑腐桿劑>金葵子粉劑腐桿劑>瑞萊特乳劑腐稈劑。分析其原因,可能與不同腐解劑對稻草腐解的程度與速度有關,有待進一步研究。

        2.5 施用不同腐稈劑對經濟效益的影響

        本試驗在未考慮品種、翻耕、栽培管理等成本的條件下,通過對總產量、總產值與用肥和腐稈劑的成本進行比較分析可以看出,在翻耕稻草還田模式下(表5),施用腐稈劑3個處理純收入分別比分別對照(CK1)增收 1 813.5 元/hm2、1 888.5 元/hm2、1 842.0 元/hm2;產投比分別達到 1∶8.36、1∶10.62、1∶10.52;比稻草還田不施腐稈劑(CK2)平均增收802.5元/hm2。在免耕稻草覆蓋模式下,施用腐稈劑3個處理的純收入比CK1分別增收634.5元/hm2、1 450.5元/hm2、1 005.0元/hm2;產投比分別達到1∶7.62、1∶10.19、1∶9.82。比稻草還田不施腐稈劑(CK2)平均增收4.05元/hm2。由此可見,稻草還田施用腐稈劑有利于經濟效益的提高。

        表5 不同腐解劑經濟效益分析評價

        3 結 論

        (1)施用腐稈劑的晚稻生育期略有推遲。兩種不同土壤耕作方式稻草還田,施用腐稈劑晚稻生育期比稻草不還田(CK1)推遲2~3 d,比稻草還田不施腐稈劑(CK2)推遲1 d左右。這說明稻草還田對生育期有一定的影響,可能是因為稻草腐爛分解與水稻爭肥所致。

        (2)施用腐稈劑能明顯改善晚稻穗部經濟性狀,顯著提高水稻產量。在翻耕稻草還田下,施用腐稈劑比CK1有效穗明顯增加,分別增加102.9、21.3、26.55 萬/hm2,結實率均低于 CK1;其水稻增產幅度為16.03%~19.01%,平均增產17.12%。與CK1相比,免耕稻草覆蓋還田處理每穗總粒數分別增加6.0、22.1、16.8 粒;結實率分別增加 2.1%、6.7%、6.1%;其水稻產量增加9.55%~13.00%,平均增產10.8%。

        (3)稻草還田有利于提高土壤地力,改善土壤養(yǎng)分狀況。在兩種不同土壤耕作方式條件下,無論是翻耕還是免耕,施用腐稈劑后,土壤的有機質、全N、堿解N、速效K均有不同程度的提高,與對照(CK1和CK2)比較,地力提升的效果更加明顯。這說明施用腐稈劑后,加速了稻草的腐爛分解,促進了土壤養(yǎng)分的礦化。

        [1] 島田昭史,(成萬慶譯).水田稻草還田的效果[J].鹽堿地利用,1990,(4):43-45.

        [2] 張志群,梁廣成,曾 妮,等.利用“腐稈劑”促稻稈腐化的試驗分析與體會[J].汕頭科技,2008,(1):39-40.

        [3] 肖小平,伍芬琳,黃鳳球,等.不同稻草還田方式對稻田溫室氣體排放影響研究[J].農業(yè)現(xiàn)代化研究,2007,28(5):629-632.

        [4] 劉巽浩,高旺盛,朱文珊.秸稈還田的機理與技術模式[M].北京:中國農業(yè)出版社,2001.2.

        [5] 鮑士旦.土壤農化分析(第三版)[M].北京:中國農業(yè)出版社,2000.12.

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