摘 要 為了確定適宜的高粱秸稈還田量，試驗(yàn)通過設(shè)置不同的秸稈還田量處理，研究其對(duì)后茬油菜田土壤化學(xué)性狀及油菜產(chǎn)量的影響。結(jié)果表明：秸稈還田能使土壤有機(jī)質(zhì)、全氮、磷酸鹽、硝態(tài)氮、銨態(tài)氮、緩效鉀含量增加，隨覆蓋量的增加其增加幅度不盡相同。秸稈還田量為6390 kg/hm2時(shí)，土壤磷酸鹽、硝態(tài)氮、銨態(tài)氮含量達(dá)到最大。秸稈還田提高油菜產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成因素，且隨秸稈還田用量增加產(chǎn)量有不同幅度的增加，其中以9585 kg/hm2處理產(chǎn)量最高。綜合認(rèn)為，在本試驗(yàn)條件下，高粱秸稈為6390～9585 kg/hm2是比較適宜的秸稈覆蓋還田量。

關(guān)鍵詞 秸稈還田；土壤；養(yǎng)分；油菜；產(chǎn)量

中圖分類號(hào)：S156 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2016.31.002

知網(wǎng)出版網(wǎng)址：http：//www.cnki.net/kcms/detail/50.1186.s.20161124.0949.019.html 網(wǎng)絡(luò)出版時(shí)間：2016-11-24 9：49：00

秸稈直接還田作為一項(xiàng)秸稈綜合利用的主要途徑之一[1]，在農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展、保護(hù)生態(tài)環(huán)境、控制環(huán)境污染、提高土壤肥力[2-4]、增加作物產(chǎn)量[5-7]、提高作物品質(zhì)[8-10]、抑制雜草和病原菌[11-13]等方面發(fā)揮著重要作用，并已被許多學(xué)者公認(rèn)。韓新忠等[14]研究表明，小麥秸稈還田，能有效地增加水稻分蘗數(shù)，明顯提升株高，干物質(zhì)積累量高于對(duì)照（秸稈不還田）；與對(duì)照相比，50%秸稈還田處理實(shí)際增產(chǎn)9.00%，增產(chǎn)效果最顯著；明顯提高微生物量碳、氮，土壤脲酶活性顯著提高。張靜等[15]研究表明，玉米秸稈的還田量在9000 kg/hm2時(shí)，能有效增強(qiáng)土壤微生物固持碳、氮的效果，提高接茬冬小麥的產(chǎn)量。楊濱娟等[16]研究表明，3000 kg/hm2秸稈粉碎還田能明顯提高土壤養(yǎng)分含量，并且施用225 kg/hm2復(fù)合肥時(shí)，能夠增加細(xì)菌數(shù)量以及過氧化氫酶和脲酶的含量。Sun等[17]和Gianfreda等[18]研究發(fā)現(xiàn)，秸稈還田后能促進(jìn)土壤酶活性。前人的研究范圍已經(jīng)很廣泛，只是對(duì)于不同還田量的研究報(bào)告較少。為此，本試驗(yàn)設(shè)置高粱秸稈不同還田量，研究還田量對(duì)土壤有機(jī)質(zhì)、硝態(tài)氮、磷酸鹽等的變化以及油菜產(chǎn)量的影響，旨在為油菜實(shí)際生產(chǎn)上制定適宜的高粱秸稈還田量提供一定的參考依據(jù)，提高高粱秸稈的綜合生態(tài)效益。

1材料與方法

1.1試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)于2014年10月至2015年5月在重慶市農(nóng)業(yè)科學(xué)院（東經(jīng)106.373142°、北緯29.459679°）進(jìn)行。表層土壤基本理化性狀為：含有機(jī)質(zhì)、全氮、速效鉀分別為16.3 g/kg、0.56 g/kg、135 mg/kg，土壤田間最大持水量25%，容重1.34 g/cm3。

種植品種油菜為‘中雙11號(hào)’。

1.2試驗(yàn)設(shè)計(jì)

本試驗(yàn)設(shè)置不同秸稈還田量處理，具體試驗(yàn)設(shè)計(jì)見表1。試驗(yàn)采用單因素隨機(jī)區(qū)組排列，9個(gè)處理，3次重復(fù)，小區(qū)面積為90 m2，小區(qū)之間用田埂隔開。試驗(yàn)前先將上季的高粱收獲，采用人工收獲，高粱秸稈通過秸稈粉碎機(jī)粉碎，10月10日每hm2施入基肥撒可富（15-15-15）450 kg、地補(bǔ)樂（有機(jī)肥）1500 kg、硼砂22.5 kg，與種子播種同時(shí)進(jìn)行。油菜基本苗為2850 kg/hm2。在高粱、油菜生長(zhǎng)期間施肥及其他管理措施與大田生產(chǎn)管理一致。

1.3取樣測(cè)定方法

產(chǎn)量測(cè)定：于油菜成熟期（4月30日），在各小區(qū)內(nèi)取代表性植株10株，測(cè)最低分枝部位、有效分枝數(shù)、主序有效果數(shù)、全株有效果數(shù)、千粒重等。

土壤養(yǎng)分測(cè)定：于油菜成熟期（4月30日），采用五點(diǎn)取樣法在各試驗(yàn)小區(qū)采集深度為0～20 cm的土壤樣品。土壤有機(jī)質(zhì)（SOM）采用重鉻酸鉀外加熱法測(cè)定；全氮（TN）采用半微量開氏法測(cè)定；速效氮（AN，主要包括銨態(tài)氮和硝態(tài)氮）采用0.01 mol/LCaCl2浸提-AA3流動(dòng)分析儀測(cè)定[19-20]；磷酸鹽、緩效鉀采用常規(guī)方法測(cè)定。

1.4數(shù)據(jù)分析

試驗(yàn)所獲得數(shù)據(jù)采用Microsoft Excel 2003進(jìn)行初步整理、分析和繪制圖表，用SPSS 17.0進(jìn)行方差分析和相關(guān)性分析。

2結(jié)果與分析

2.1不同秸稈用量對(duì)耕層土壤有機(jī)質(zhì)含量的影響

由表2可以看出，秸稈還田后，土壤有機(jī)質(zhì)含量較還田前有明顯的增加，隨著秸稈還田量的增加，有機(jī)質(zhì)的變化量也較大，成正增長(zhǎng)趨勢(shì)，增加幅度顯著高于未還田處理CK，可見秸稈還田對(duì)土壤有機(jī)質(zhì)的積累有利。從各處理有機(jī)質(zhì)增加的幅度還可以看出，處理F、G、H有機(jī)質(zhì)變化量較大。

2.2不同秸稈用量對(duì)土壤全氮、磷酸鹽、硝態(tài)氮、銨態(tài)氮、緩效鉀含量的影響

秸稈還田可以改善土壤質(zhì)量。由表3可以看出，秸稈還田具有提高土壤養(yǎng)分含量的作用。秸稈還田一季后，土壤中全氮含量有所增加，實(shí)施秸稈還田的處理，其土壤全氮含量除處理B、H外其他均高于秸稈不還田的處理，其中處理E的土壤全氮含量達(dá)到最大。土壤中磷酸鹽和銨態(tài)氮的含量也比對(duì)照的含量高，秸稈還田量達(dá)到處理D（6390 kg/hm2）水平時(shí)，其含量與對(duì)照相差較大。秸稈還田處理下硝態(tài)氮含量，至秸稈還田量達(dá)到處理D水平時(shí)，再增加秸稈還田量，其銨態(tài)氮的含量增加呈負(fù)增長(zhǎng)。土壤緩效鉀含量秸稈還田處理比對(duì)照高，處理F緩效鉀含量達(dá)到最大。

2.3不同秸稈用量對(duì)后茬油菜產(chǎn)量的影響

秸稈還田處理的油菜產(chǎn)量均高于CK，但秸稈還田量最大的處理H油菜產(chǎn)量的增加幅度小于秸稈還田處理F、G（表4）。秸稈不同還田量處理的油菜有效分枝數(shù)、主序有效果數(shù)都與CK沒有顯著性差異。秸稈還田對(duì)側(cè)枝的生長(zhǎng)有一定促進(jìn)作用，CK最低分枝部位明顯高于秸稈還田處理。油菜全株有效果數(shù)隨秸稈覆蓋量的增加而增加，處理A、B與CK差別很小，秸稈還田量在11185 kg/hm2時(shí)，全株有效果數(shù)與其他處理差異顯著。表4顯示，秸稈還田處理增加了油菜籽千粒重，以處理H千粒重最大。從產(chǎn)量結(jié)果來看，秸稈還田提高油菜產(chǎn)量，隨秸稈還田用量增加產(chǎn)量有不同幅度的增加，以處理F產(chǎn)量最高，處理G、H的產(chǎn)量較處理F有所下降。由此可以看出，秸稈還田能提高油菜的千粒重及產(chǎn)量的各構(gòu)成因素，對(duì)于產(chǎn)量提高具有積極的作用。從各處理產(chǎn)量來看，以處理F（秸稈還田量9585 kg/hm2）提高效果最為明顯。

3小結(jié)與討論

作物秸稈作為一種重要的有機(jī)肥料，含有生長(zhǎng)所需的碳、氮、磷、鉀和其他營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，秸稈還田后，通過分解將增加土壤養(yǎng)分含量，供作物生長(zhǎng)需要，促進(jìn)作物生長(zhǎng)發(fā)育。張靜等[15]研究表明，秸稈還田后能夠提高土壤有機(jī)質(zhì)含量，減少土壤中氮的流失，加強(qiáng)土壤微生物對(duì)碳、氮的固持，提高土壤供肥水平。

本試驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)，土壤中有機(jī)質(zhì)含量隨著秸稈還田量增加而增加，增加量表現(xiàn)為處理H>處理G=處理F>處理E>處理B=處理C>處理D>處理A>處理CK。隨著秸稈還田量增加，土壤中磷酸鹽、硝態(tài)氮含量也隨之增加，但增加量不盡相同。土壤磷酸鹽、硝態(tài)氮含量在秸稈還田量6390～9585 kg/hm2范圍內(nèi)變化較明顯，其中處理D土壤磷酸鹽、硝態(tài)氮含量達(dá)到較高值，繼續(xù)增加秸稈量增加幅度反而較小。說明高粱秸稈還田能夠提高土壤肥力，但還田量并不是越多越好，有可能是因?yàn)檫^多的秸稈會(huì)導(dǎo)致土壤與大氣環(huán)境物質(zhì)交換不通暢，容易造成土壤厭氧環(huán)境，同時(shí)使土壤持續(xù)處于高溫狀態(tài)，這將直接減少土壤微生物和酶的活性，從而抑制其秸稈分解，不利于創(chuàng)造土壤肥力良好的條件。本試驗(yàn)中油菜最終產(chǎn)量隨著秸稈還田量增加而提高，處理F的產(chǎn)量以及產(chǎn)量構(gòu)成因素均最優(yōu)，繼續(xù)增加秸稈還田量，處理G、H的產(chǎn)量降低。

近年來，秸稈已成為農(nóng)村面源污染的新來源。每年夏收和秋冬季，總有大量的農(nóng)作物秸稈焚燒，造成嚴(yán)重的空氣污染。由于農(nóng)民缺乏完善的秸稈還田技術(shù)，在數(shù)量把握不當(dāng)、粉碎不當(dāng)、翻壓質(zhì)量不好的情況下，秸稈還田反而會(huì)表現(xiàn)出不利影響。因此，迫切需要解決秸稈適宜還田量、秸稈還田與耕作方式的結(jié)合以及秸稈還田與無機(jī)化肥的配施等問題，以完善秸稈還田技術(shù)。本研究為本地區(qū)油菜栽培適宜秸稈還田量的選擇提供了有用參數(shù)。

參考文獻(xiàn)：

[1]常志州，王德建，楊四軍，等.對(duì)稻麥秸稈還田問題的思考[J].江蘇農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)，2014，30（2）：304-309.

[2]Zhu L ，Hu N ，Yang M，et al. Effects of different tillage and straw return on soil organic carbon in a rice-wheat rotation system [J].P1oS ONE，2014，9（2）：1-7.

[3]劉義國(guó)，劉永紅，劉洪軍，等.秸稈還田量對(duì)土壤理化性狀及小麥產(chǎn)量的影響[J].中國(guó)農(nóng)學(xué)通報(bào)，2013，29（3）：131-135.

[4]Lung Q，Chen H Q，Gong Y S，et al. Effects of 15 years of manure and inorganic fertilizers on soil organic carbon fractions in a Wheat-maize systerm in the North China Plain[J].Nutrient Cycling in Agroecosysterms，2012，92：21-33.

[5]Jacob J T，Guo X P，Zhen B. Effects of water management andmulching on weed control and rice grain yield under water saving irrigation model [J]. Journal of food，Agriculture Environment，2013，11（1）：538-544.

[6]嚴(yán)奉君，孫永健，馬均，等.不同土壤肥力條件下麥稈還田與氮肥運(yùn)籌對(duì)雜交稻氮素利用、產(chǎn)量及米質(zhì)的影響[J].中國(guó)水稻科學(xué)，2015，29（1）：56-64.

[7]劉紅江，鄭建初，陳留根，等.秸稈還田對(duì)農(nóng)田周年地表徑流氮、磷、鉀流失的影響[J].生態(tài)環(huán)境學(xué)報(bào)，2012，21（6）：1031-1036.

[8]Malhi S S，Nyborg M，Solbergc L D，et al. Improving crop yield and N uptake with long-erm straw retention in two contrasting soil types [J].Field Crops Research，2011，124： 378-391.

[9]張亞朋，呂家瓏，金繼運(yùn)，等.施肥和秸稈還田對(duì)上壤肥力質(zhì)量及春小麥品質(zhì)的影響[J].植物營(yíng)養(yǎng)與肥料學(xué)報(bào)，2012，18（2）：307-314.

[10]Malhi S S，Nyborg M，Goddard T，et al. Long-term tillage，straw and N rate effects on quantity and quality of organic C and N in a Cray Luvisol soil. Nutrient Cycling in Agroecosystems，2011，90：1-20.

[11]趙燦，戴偉民，李淑順，等.連續(xù)13年稻鴨共作兼秸稈還田的稻麥連作麥田雜草種子庫(kù)物種多樣性變化[J].生物多樣性，2014，22（3）：366-374.

[12]Sampietro D A，Vattuone M A，Isla M I. Plant growth inhibitors isolated from sugarcane （Saccharum officinarum） straw[J]. J Plant Physiol，2006，163（8）：837-846.

[13]Ahmad A，Kim S H，Ali M，et al. New chemical constituents from Oryza sativa straw and their algicidal activities against blue-green algae [J]. J Agric Food Chem，2013，61（34）：8039-8048.

[14]韓新忠，朱利群，楊敏芳，等.不同小麥秸稈還田量對(duì)水稻生長(zhǎng)、土壤微生物生物量及酶活性的影響[J].農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào)，2012，31（11）：2192-2199.

[15]張靜，溫曉霞，廖允成，等.小同玉米秸稈還田量對(duì)土壤肥力及冬小麥產(chǎn)量的影響[J].植物營(yíng)養(yǎng)與肥料學(xué)報(bào)，2010，16（3）：612-619.

[16]楊濱娟，黃國(guó)勤，錢海燕，等.秸稈還田對(duì)稻田生態(tài)系統(tǒng)環(huán)境質(zhì)量影響的初步研究[J].中國(guó)農(nóng)學(xué)通報(bào)，2012，28（2）：200-208.

[17]Sun R L，Zhao B Q，Zhu L S，et al. Effects of long-term fertilization on soil enzyme activities and itsrole in adjusting-controlling soil fertility [J]. Plant Nutrition Fertilizing Science，2003，9：406-410.

[18]Gianfreda L，Antonietta R M，Piotrowska A，et al. Soil enzyme activities as affected by anthropogenic alterations； Intensive agricultural practices and organic pollution [J]. Science of the Total Environment，2005，341：265-279.

[19]邵孝侯，張毅華，汪耀富，等.煙田土壤及污泥0.01 mol/L CaCl2浸提液中N素形態(tài)測(cè)定[J].河海大學(xué)學(xué)報(bào)，2002，30（2）：42-44.

[20]李立平，張佳寶，邢維琴，等.CaCl2和SrCl2提取土壤氮鉀的比較[J].土壤通報(bào)，2007，38（5）：984-989.

（責(zé)任編輯：丁志祥）