李錄久，吳萍萍，耿言安，姚文麒，王家嘉

（1 安徽省農(nóng)業(yè)科學(xué)院土壤肥料研究所，安徽合肥 230031；2 長豐縣農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心，安徽長豐 231100）

秸稈還田結(jié)合氮肥運籌管理對白土稻田土壤理化性狀的影響

李錄久1，吳萍萍1，耿言安2，姚文麒2，王家嘉1*

（1 安徽省農(nóng)業(yè)科學(xué)院土壤肥料研究所，安徽合肥 230031；2 長豐縣農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心，安徽長豐 231100）

【目的】研究不同氮肥基追比例運籌方式下小麥秸稈直接還田對白土稻田理化性狀和水稻產(chǎn)量的影響，為江淮低產(chǎn)白土改良培肥提供科學(xué)依據(jù)。【方法】采用兩因素裂區(qū)試驗，因素一為小麥秸稈（S）直接還田（3000 kg/hm2）和小麥秸稈不還田；因素二為氮肥基肥-分蘗肥-穗肥施用比例。設(shè) 3 種基施 : 分蘗肥 : 穗肥比例（80-0-20、60-20-20 和 40-30-30），共 6 個處理，分別為 N80-0-20、N80-0-20+S、N60-20-20、N60-20-20+S、N40-30-30和N40-30-30+S。水稻收獲期采集 0—20 cm 代表性土壤樣品分析理化性狀， 包括 pH、有機(jī)質(zhì)、氮磷鉀養(yǎng)分含量、陽離子交換量（CEC）、團(tuán)聚體結(jié)構(gòu)和容重，測定水稻籽粒產(chǎn)量?！窘Y(jié)果】與不還田相比，3 種氮肥運籌方式下，小麥秸稈還田土壤 pH 均明顯升高，以 40-30-30 方式升高幅度最大，增加達(dá)到顯著水平；無論是否實施麥秸還田，不同氮肥運籌方式間土壤 pH 差異不顯著。土壤有機(jī)質(zhì)、有效磷、速效鉀含量明顯提高， CEC 增大。土壤中＞5 mm 和 1～0.25 mm 兩個粒徑機(jī)械穩(wěn)定性及水穩(wěn)定性大團(tuán)聚體數(shù)量增多，＜0.25 mm 小團(tuán)聚體數(shù)量減少，團(tuán)聚體質(zhì)量提高；土壤容重下降，總孔隙度增加，白土淀漿板結(jié)的不良物理性狀改善，氮肥 60-20-20 運籌方式下秸稈直接還田改良培肥白土效果最好。4年4 地試驗，與無秸稈的對照相比，3 種氮肥運籌方式下，水稻籽粒產(chǎn)量分別提高 10.2%～23.4%、0.8%～5.5%、4.9%～6.4% 和 6.4%～9.6%，平均增產(chǎn) 16.2%、3.6%、5.5% 和8.1%，N60-20-20+S 處理水稻籽粒產(chǎn)量最高?！窘Y(jié)論】綜合水稻產(chǎn)量、秸稈還田后土壤養(yǎng)分狀況、團(tuán)聚體穩(wěn)定性和容重、孔隙度等物理性狀，安徽省江淮丘陵白土單季稻區(qū)，水稻基肥-分蘗肥-穗肥施用比例 60-20-20 運籌方式下，配合實施小麥秸稈直接還田，能有效改良培肥低產(chǎn)白土稻田，提高水稻產(chǎn)量。

白土；秸稈還田；氮肥運籌；團(tuán)聚體組成；產(chǎn)量

白土是我國南方 5 大低產(chǎn)水稻土類之一，包括灰白土、黃白土、白土和澄白土等類型［1］，第二次全國土壤普查，黃白土歸入潴育水稻土亞類，澄白土歸為漂洗水稻土亞類。全國白土總面積 7.123×105公頃，集中分布于安徽、江蘇、浙江與湖北等省的淮河以南，長江中下游及稍南的廣大地區(qū)［2］。安徽省白土分布較廣，北部以淮河為界，南到歙縣，其中江淮丘陵地區(qū)和皖南的廣德、寧國、南陵一帶是兩個白土分布比較集中的區(qū)域［1］。江淮丘陵白土成土母質(zhì)主要是疏松的下蜀黃土及其沉積物，地形起伏較大、地勢高低不平，溝壑縱橫，徑流發(fā)達(dá)，成土過程中天然降水和灌溉排水對土壤長期沖刷淋溶漂洗，加之側(cè)滲作用，造成上部粘粒流失，耕層土壤粘粒含量下降，粉砂粒含量不斷增高［1-2］。據(jù)報道，白土耕層粉砂含量一般都在 60%～70%，而且從下到上逐漸增多［2］。因此，粉砂量過高造成的淀漿與板結(jié)是白土最主要特征［1］。白土物理性狀不良，粘粒少粉砂多、容重大土體緊實、蓄水保肥能力差，耕層淺薄、有機(jī)質(zhì)含量低、有效養(yǎng)分缺乏，水稻等農(nóng)作物產(chǎn)量常比同類地區(qū)高產(chǎn)作物產(chǎn)量降低25%～50%，是典型的低產(chǎn)類型水稻土［1-3］。

白土分布區(qū)是我國水稻重要產(chǎn)區(qū)。對低產(chǎn)白土的改良，前人作了很多研究，提出了深翻土壤、增施有機(jī)肥、種植綠肥和稻草還田等技術(shù)措施，取得了明顯的培肥效果［1-4］。近年有機(jī)肥用量急劇下降，綠肥種植面積迅速萎縮，耕作方式大多是 10 cm 左右深度的旋耕，傳統(tǒng)改良措施很難應(yīng)用。然而本區(qū)域秸稈資源豐富，秸稈還田能培肥土壤，促進(jìn)作物生長發(fā)育［5-15］，研究白土秸稈還田與氮肥運籌組合改良白土理化性狀、提高水稻產(chǎn)量的效果，以期為改良培肥華中低產(chǎn)白土稻田，提高水稻產(chǎn)量提供科學(xué)依據(jù)。

1　材料與方法

1.1試驗設(shè)計

試驗于 2011～2014年在安徽省長豐縣和肥西縣進(jìn)行，選擇長豐徐廟、肥西嚴(yán)店、長豐羅塘和肥西豐樂 4 個試驗地，供試土壤為下蜀黃土發(fā)育而成的低產(chǎn)白土型水稻土。試驗前 4個試驗地 0—20 cm 耕作層土壤養(yǎng)分狀況：pH 5.48、5.28、6.35 和 5.89，有機(jī)質(zhì) 20.9、19.6、18.72 和 19.5 g/kg，全氮 1.49、1.07、1.09 和 1.05 g/kg，有效磷 5.0、8.0、33.7 和7.9 mg/kg，速效鉀 42.2、62.3、133.1 和 59.1 mg/kg。第三年試驗地位于村莊附近，因農(nóng)民長期施用有機(jī)肥培肥改良成為鱔血白土，肥力較高［2］，土壤有效磷含量較離村莊較遠(yuǎn)的其他三地也高得多。

2011～2014年長豐徐廟、肥西嚴(yán)店、長豐羅塘和肥西豐樂 4 地試驗方案完全一致，在施氮（N）180 kg/hm2、磷（P2O5）90 kg/hm2和鉀（K2O）120 kg/hm2基礎(chǔ)上，采用裂區(qū)試驗設(shè)計，主處理是小麥干秸稈3000 kg/hm2直接還田（簡稱 S），以不施秸稈為對照；副處理為水稻氮肥基追比例運籌方式，設(shè)置基肥-分蘗肥-穗肥施用百分比分別為 80-0-20、60-20-20 和 40-30-30 共 3 種方式，表示為 N80-0-20、N60-20-20和 N40-30-30，共構(gòu)成 6 個處理。小區(qū)面積 4 m×5 m 計 20.0 m2，四次重復(fù)，區(qū)組裂區(qū)內(nèi)隨機(jī)排列。小區(qū)間以田埂和薄膜分隔，單灌單排。供試水稻品種為當(dāng)?shù)刂髟云贩N，栽插密度 25×15 cm 約 2.7×105plant/hm2。供試氮肥為尿素（含N46%），磷肥為磷酸二銨（含N18%、P2O546%），鉀肥為氯化鉀（含K2O 60%）。所有磷、鉀肥作基肥，與小麥秸稈一起均在水稻移栽前一次性施入。每年4 月下旬水稻育秧，6月初移栽，9 月底按小區(qū)單獨收獲計實產(chǎn)。其他栽培管理措施如水分和病蟲草害防治同當(dāng)?shù)匾话愦筇锼尽?/p>

1.2樣品采集、測定項目和分析方法

水稻收獲后采集各小區(qū) 0—20 cm 耕作層土壤樣品，選取代表性 5 點采樣，組成混合原狀土壤樣品，用硬質(zhì)塑料盒裝好，保證不受擠壓，帶回實驗室后室內(nèi)自然風(fēng)干。當(dāng)土壤含水量達(dá)塑限時，用手將大土塊沿自然斷裂面輕輕掰成 1 cm 左右的土塊，剔除植物殘體和石塊等，過 8 mm 篩后繼續(xù)風(fēng)干保存?zhèn)溆?。土壤容重采用環(huán)刀法測定；土壤團(tuán)聚體組成參照姜燦爛等［16］的方法，采用干/濕篩法對土壤團(tuán)聚體進(jìn)行分組。部分土壤樣品繼續(xù)研磨，分別過 2 mm和 0.15 mm 篩，土壤 pH 用玻璃電極法，有機(jī)質(zhì)采用H2SO4-K2CrO7氧化法，全氮用開氏半微量定氮法，堿解氮用擴(kuò)散法，有效磷采用氟化銨-稀鹽酸浸提（酸性土）—鉬藍(lán)比色法，速效鉀用乙酸銨浸提—火焰光度計法，CEC 用 1 mol/L 乙酸銨交換法測定［17］。

數(shù)據(jù)采用 Excel 和 DPS 進(jìn)行統(tǒng)計分析，LSD 法進(jìn)行樣本平均數(shù)的差異顯著性比較。

2　結(jié)果與分析

2.1不同氮肥運籌方式下小麥秸稈直接還田對白土化學(xué)性狀的影響

2.1.1土壤 pH 和有機(jī)質(zhì)從表1看出，江淮丘陵低產(chǎn)白土地區(qū)，小麥?zhǔn)斋@后實施秸稈直接還田對土壤化學(xué)性狀有明顯影響。適宜氮肥基追比運籌下，實施小麥秸稈直接還田能明顯提高土壤有效態(tài)氮磷鉀養(yǎng)分含量和陽離子交換量，土壤 pH 升高，酸化程度減輕，有機(jī)質(zhì)含量明顯提高。2012年肥西試驗，3種氮肥運籌方式下，秸稈還田處理較無秸稈對照，土壤 pH 升高 0.02～0.30 個單位，N60-20-20處理提高最多為 5.9%；2013年長豐試驗與此相似，秸稈還田后土壤 pH 升高 0.15～0.77 個單位，由微酸性變?yōu)橹行?，后期追肥比例較大的 40-30-30 方式升高的幅度最大，N40-30-30+S 與 N40-30-30間差異達(dá) 5% 顯著水平，并且超過基礎(chǔ)土 pH。這一結(jié)果說明，小麥秸稈直接還田能有效減輕單施化肥導(dǎo)致的土壤酸化。從表1還看出，無論是否實施麥秸還田，不同氮肥運籌方式間土 壤 pH 差異不顯著。

表1　不同氮肥運籌方式下秸稈還田對白土化學(xué)性狀的影響Table 1　Effect of straw addition on chemical properties in white soil at different nitrogen applications

實施麥秸還田后，土壤有機(jī)質(zhì)含量明顯提高。2013年長豐試驗，與不施秸稈的對照相比，3 種氮肥運籌方式下，秸稈還田處理土壤有機(jī)質(zhì)含量相對提高 3.7%、6.8% 和 6.5%，平均升高 5.7%，氮肥后移的 2 個處理提高幅度較大，N80-0-20處理升高的幅度較小，表明前期基肥比例較大有利于小麥秸稈腐爛降解，有機(jī)物分解較快，阻礙了土壤有機(jī)質(zhì)的積累提高。2012年肥西試驗，土壤有機(jī)質(zhì)升高幅度與2013年長豐試驗相似。與 pH 變化一樣，無論是否實施小麥秸稈直接還田，水稻氮肥 3 種不同運籌方式間土壤有機(jī)質(zhì)含量差異不顯著（表1）。

2.1.2土壤有效態(tài)氮磷鉀小麥秸稈直接還田后白土稻田土壤有效態(tài)氮磷鉀含量的變化趨勢各不相同（表1），土壤有效磷含量明顯升高，速效鉀含量增加較多，堿解氮含量變化不明顯。2012年肥西試驗，3種氮肥運籌方式下，秸稈還田較非還田對照土壤堿解氮含量分別增長-1.3%、4.5% 和-14.8%，基肥少的 N40-30-30處理顯著降低，表明秸稈還田時前期氮肥用量不足會導(dǎo)致微生物吸收土壤氮素而使土壤有效氮含量下降，而適宜的氮肥運籌可略微提高土壤有效氮含量。實施小麥秸稈還田后，土壤有效磷含量均明顯提高，3 種氮肥基追比例分別增長 7.7%、10.4% 和 10.1%，平均提高 9.4%，其中 N60-20-20處理達(dá)顯著水平。土壤速效鉀變化各不相同，3 種氮肥運籌方式下，秸稈還田處理土壤速效鉀含量分別升降變化為 3.2%、3.2% 和-3.4%，N40-30-30降低而另 2 種方式下升高，只是升高和降低的幅度均不顯著。2013年長豐試驗表現(xiàn)出相似的變化規(guī)律（表1）。這一結(jié)果表明，小麥秸稈直接還田時結(jié)合適宜的氮肥基追比例運籌，可以有效提高白土稻田土壤有效態(tài)磷、鉀、氮含量。

2.1.3土壤陽離子交換量實施小麥秸稈直接還田后，土壤陽離子交換量（CEC）明顯升高。2012年肥西試驗，與不施秸稈的對照相比，3 種氮肥運籌方式下秸稈還田的 3 個處理土壤 CEC 分別提高 2.4%、 9.6% 和 7.4%，氮肥后移的 2 個處理提高幅度較大，但差異不顯著。2013年長豐試驗，秸稈還田的 3 個處理土壤 CEC 也較對照相應(yīng)增大，只是增加幅度較小，差異不顯著。土壤陽離子交換量增加趨勢與有機(jī)質(zhì)升高趨勢相似（表1）。

2.2不同氮肥運籌方式下小麥秸稈直接還田對白土物理性狀的影響

2.2.1土壤團(tuán)聚體從表2可以看出，實施小麥秸稈直接還田對白土團(tuán)聚體結(jié)構(gòu)及其穩(wěn)定性有明顯影響。機(jī)械穩(wěn)定性團(tuán)聚體百分率，秸稈還田處理較不施秸稈對照，6 個級別的粒徑有增有減，其中＞5 mm 的大團(tuán)聚體數(shù)量明顯增多，3 種氮肥基追比運籌方式下分別增加-0.03、1.09 和 1.03 個百分點，氮肥后移的 2 個處理增加較多，但不同處理間差異很??；1～0.25 mm 中等粒徑團(tuán)聚體也有所增加，而0.25～0.053 mm 和＜0.053 mm 兩個小粒徑團(tuán)聚體數(shù)量則明顯減少，雖然絕對數(shù)量減少不多但幅度較大，差異達(dá) 5% 顯著水平。秸稈還田對白土水穩(wěn)定性團(tuán)聚體結(jié)構(gòu)及其穩(wěn)定性也有明顯影響，實施秸稈還田后，＞5 mm、1～0.25 mm 和＞0.25 mm 3 個粒徑團(tuán)聚體數(shù)量均明顯增多，特別是 1～0.25 mm 的中等粒徑團(tuán)聚體數(shù)量增加較多，3 種氮肥運籌方式下分別提高 1.10、2.16 和 1.73 個百分點，而 0.25～0.053 mm 和＜0.053 mm 兩個小粒徑團(tuán)聚體數(shù)量則明顯減少，其中 N40-30-30處理下降幅度較大，但差異不顯著。這一結(jié)果說明適宜氮肥運籌下秸稈還田能有效增加穩(wěn)定的大團(tuán)聚體數(shù)量，減少可遷移的小團(tuán)聚體百分含量，提高團(tuán)聚體質(zhì)量，改善白土物理性狀。表2還可看出，無論是否實施麥秸還田，氮肥基追比運籌方式對白土機(jī)械穩(wěn)定性團(tuán)聚體和水穩(wěn)定性團(tuán)聚體結(jié)構(gòu)及其穩(wěn)定性的影響均較小。

表2　不同氮肥運籌方式下秸稈還田白土稻田的不同粒徑團(tuán)聚體組成（%）Table 2　Composition of different size aggregates in white soil with straw addition under different N applications

2.2.2土壤容重與總孔隙度不同氮肥基追比運籌方式下，小麥秸稈直接還田對白土稻田土壤物理性狀也有明顯影響。3年試驗，與無秸稈對照相比，3 種氮肥運籌方式下，實施麥秸還田后，土壤容重平均由1.455、1.427 和 1.453 g/cm3分別降至 1.395、1.346 和 1.373 g/cm3，降低了 4.1%、5.7% 和 5.5%，氮肥基追比例適宜的運籌方式 N60-20-20處理降幅較大，但差異均不顯著。與此同時，土壤總孔隙度相應(yīng)提高，由不施秸稈的對照的 45.1%、46.1% 和45.2% 分別升高至 47.4%、49.2% 和 48.2%，提高2.3、3.1 和 3.0 個百分點。這一結(jié)果表明，實施小麥秸稈直接還田能有效降低白土耕作層過高的容重，提高土壤的孔隙度和通透性，改善白土板結(jié)的不良物理性狀。試驗結(jié)果還表明，小麥?zhǔn)斋@后秸稈直接還田及未還田 2 種方式下，3 種氮肥基追比運籌方式間土壤容重和總孔隙度極為接近，差異很小，說明氮肥基追比例運籌方式對白土稻田土壤容重和總孔隙度沒有明顯影響。

2.3不同氮肥運籌方式下小麥秸稈直接還田對水稻產(chǎn)量的影響

前述表明，適宜氮肥基追比運籌方式下實施小麥秸稈直接還田，土壤有機(jī)質(zhì)和有效態(tài)氮磷鉀等速效養(yǎng)分含量明顯提高、物理性狀改善，有效提高了低產(chǎn)白土稻田的肥力，從而促進(jìn)了水稻生長發(fā)育，為籽粒產(chǎn)量的提高打下了基礎(chǔ)。 表3表明，4年4地試驗，與不施秸稈的對照相比，實施麥秸還田的 3個處理，3 種氮肥運籌方式下，水稻籽粒產(chǎn)量分別提高 10.2%～23.4%、0.8%～5.5%、4.9%～6.4% 和6.4%～9.6%，平均增產(chǎn) 16.2%、3.6%、5.5% 和8.1%，2011年長豐試驗 N80-0-20+S 和 N60-20-20+S 處理較對照的增產(chǎn)效應(yīng)達(dá) 1% 極顯著水平、N40-30-30+S增產(chǎn)效應(yīng)達(dá) 5% 顯著水平，2014年肥西試驗 N80-0-20+S 和 N60-20-20+S 增產(chǎn)效應(yīng)達(dá) 5% 顯著水平，并且 4年試驗均是 N60-20-20方式下水稻產(chǎn)量最高。4年試驗平均，秸稈還田較不還田的對照，水稻籽粒產(chǎn)量平均提高 5.4%～10.3%，平均增產(chǎn) 7.8%。

表3　不同氮肥運籌方式下秸稈還田水稻籽粒產(chǎn)量（kg/hm2）Table 3　Effect of straw addition on rice grain yield at different N applications

表3還表明，氮肥運籌方式對秸稈還田下水稻籽粒產(chǎn)量也有明顯影響，3 種氮肥基追比例中，基肥比例較高的 N80-0-20處理，實施秸稈還田后，水稻籽粒產(chǎn)量增加的幅度較大，4年試驗增產(chǎn)5.3%～23.4%，平均增產(chǎn) 10.3%，其中 2011年長豐試驗增產(chǎn)效應(yīng)極顯著，2014年肥西試驗增產(chǎn)效應(yīng)達(dá)5% 的顯著水平，并且 4年試驗中有 3年的增產(chǎn)幅度最大；其次為基追比例適中的 N60-20-20處理，增產(chǎn)1.4%～15.0%，平均增產(chǎn) 7.8%，2011年長豐試驗增產(chǎn)效應(yīng)達(dá) 1% 的極顯著水平，2014年肥西試驗增產(chǎn)幅度最大且增產(chǎn)效應(yīng)達(dá) 5% 顯著水平，與 N80-0-20趨勢基本一致且差異不顯著；效果最差的是氮肥基肥比例較低的 N40-30-30處理，增產(chǎn) 0.8%～10.2%，平均增產(chǎn) 5.4%，僅 2011年長豐試驗增產(chǎn)效應(yīng)達(dá) 5% 顯著水平。這一結(jié)果說明，實施小麥秸稈直接還田時，必須保證充足的氮肥基施比例，才能保證秸稈有效腐爛降解釋放養(yǎng)分供后季水稻生長發(fā)育，使其獲得較高的籽粒產(chǎn)量。

3　討論

秸稈還田對土壤理化性狀和水稻生長的影響已有一些報道［8-15］。大量研究表明，適量的秸稈還田能明顯提高土壤有機(jī)質(zhì)及氮磷鉀等有效養(yǎng)分含量，改善土壤理化性狀，培肥土壤［18-22］。楊志臣等［18］研究表明，直接施用作物秸稈與施用腐熟有機(jī)肥對土壤的培肥效果基本相同，均對土壤理化性質(zhì)有很大的改善作用。朱利群等［19］研究認(rèn)為，深耕+秸稈還田對土壤容重的降低最有效，一年免耕一年淺翻耕+秸稈還田最能增加土壤有機(jī)質(zhì)含量，秸稈還田處理全土層速效磷含量增加較明顯。勞秀榮等［20］指出，長期秸稈還田并配施適量的化肥是培肥地力、提高產(chǎn)量的有效措施之一，土壤有機(jī)質(zhì)積累量、速效氮磷鉀的生物有效性等指標(biāo)與秸稈還田量呈極顯著正相關(guān)。徐國偉等［21］研究發(fā)現(xiàn)，秸稈還田后土壤 pH 值明顯降低，土壤全磷、可溶性鉀含量明顯上升，水稻成熟時土壤有機(jī)質(zhì)含量增加。本研究表明，不同氮肥運籌方式下實施小麥秸稈直接還田，土壤 pH 明顯升高，由酸性、微酸性向微酸性中性方向發(fā)展；土壤有機(jī)質(zhì)含量明顯提高。土壤堿解氮含量變化較小，速效鉀含量增加較多，有效磷含量顯著提高，與朱利群等［19］、李鳳博等［8］的研究結(jié)果相似。土壤磷鉀含量大幅度提高除與秸稈還田帶入的養(yǎng)分有關(guān)外，實施秸稈還田還有其他重要作用。江淮丘陵低產(chǎn)白土，由于雨水和灌溉水長期的沖涮、側(cè)滲、淋溶、下滲和漂洗，導(dǎo)致耕作層粘粒和養(yǎng)分大量流失［1-2］，耕層淺薄，有機(jī)質(zhì)及有效磷鉀含量低于下層［3］。秸稈還田處理，采用人工方法將秸稈盡量踩壓到耕層下部土體以免影響秧苗移栽，此過程會將部分犁底層粘重土壤翻攪上來與耕層土壤混和，從而增加了耕層土壤養(yǎng)分含量。

穩(wěn)定的團(tuán)聚體可組成良好的土壤結(jié)構(gòu)，順暢地傳輸土壤養(yǎng)分、水分和空氣，給作物提供良好的運輸通道，但是不穩(wěn)定的團(tuán)聚體產(chǎn)生更小可遷移的顆粒，不僅阻礙土壤養(yǎng)分的運移，也加劇地表徑流和土壤侵蝕［17，23］。姜燦爛等［16］的研究發(fā)現(xiàn)，長期稻草還田能明顯增加旱地紅壤機(jī)械穩(wěn)定性大團(tuán)聚體數(shù)量和水穩(wěn)定性團(tuán)聚體比率，減少 0.25 mm 以下小團(tuán)聚體數(shù)量，改善團(tuán)聚體結(jié)構(gòu)，降低土壤容重，提高孔隙度。劉禹池等［23］得出了類似的研究結(jié)果，長期秸稈覆蓋還田+免耕能顯著降低 0—5 cm 土層土壤容重，增加孔隙度、非水穩(wěn)性和水穩(wěn)性團(tuán)聚體的數(shù)量，改善土壤物理性狀。本研究表明，適宜氮肥運籌下秸稈還田能有效增加＞5 mm、1～0.25 mm 2 個粒徑的機(jī)械穩(wěn)定性大團(tuán)聚體數(shù)量和水穩(wěn)定性大團(tuán)聚體數(shù)量，減少 0.25 mm 以下可遷移的小團(tuán)聚體百分含量，增加團(tuán)聚體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，提高團(tuán)聚體質(zhì)量，改善白土物理性狀，與姜燦爛等［16］的結(jié)果基本一致。土壤機(jī)械穩(wěn)定性、水穩(wěn)定性大團(tuán)聚體含量上升是由土壤中有機(jī)質(zhì)含量的增加與膠結(jié)物質(zhì)的改變所致。與此同時，土壤容重降低，總孔隙度增加，白土容重過高和淀漿板結(jié)的不良物理性狀得以初步改善。前人研究表明，白土耕作層粉砂粒含量高、粘粒少、容重高、孔隙度小，而下層則相反，土壤粘重、粘粒多、有機(jī)質(zhì)高［1-2］。實施秸稈還田的處理，將部分犁底層粘重土壤翻攪上來與耕層土壤混和，從而增加了耕層土壤粘粒含量，降低了粉砂粒含量［3-4］，使白土有機(jī)質(zhì)含量提高，增加了土壤膠結(jié)物質(zhì)，結(jié)果土壤機(jī)械穩(wěn)定性、水穩(wěn)定性大團(tuán)聚體數(shù)量均增多。與此同時，白土容重降低，孔隙度增加，淀漿板結(jié)的性狀得以改善。

秸稈還田對水稻產(chǎn)量的影響已有很多報道，但各地研究結(jié)果差異較大。袁玲等［7］在浙江的研究表明，秸稈還田較不還田處理，常規(guī)水作、祼地旱作和覆膜旱作 3 種栽培方式下水稻產(chǎn)量平均增加3.3%。李鳳博等［8］在江蘇研究發(fā)現(xiàn)，秸稈還田量對水稻產(chǎn)量影響差異不顯著。單提波等［9］在黑龍江研究表明，不同還田量處理的水稻穗粒數(shù)和結(jié)實率與對照相比差異均達(dá)顯著水平，產(chǎn)量隨還田量增加有提高趨勢。葛立立等［15］總結(jié)了有關(guān)秸稈還田文獻(xiàn)后指出，秸稈還田量處理使早稻產(chǎn)量增加 10.0%～12.9%，晚稻增產(chǎn) 1.3%～2.6%，一般增產(chǎn) 5%～8%，但也有減產(chǎn)的報道。本研究表明，江淮丘陵低產(chǎn)白土區(qū)，小麥?zhǔn)斋@后實施秸稈直接還田對后季水稻產(chǎn)量有明顯影響。與不施秸稈的對照相比，4年4 地試驗，3 種氮肥運籌方式下，水稻籽粒產(chǎn)量分別提高10.2%～23.4%、0.8%～5.5%、4.9%～6.4% 和6.4%～9.6%，平均增產(chǎn) 16.2%、3.6%、5.5% 和8.1%，2011 和 2014年試驗增產(chǎn)效應(yīng)達(dá)顯著或極顯著水平，基-蘗-穗肥比例 60-20-20 的運籌方式增產(chǎn)作用顯著，N60-20-20+S 處理水稻籽粒產(chǎn)量最高，表明江淮丘陵低產(chǎn)白土區(qū)，小麥?zhǔn)斋@后實施秸稈直接還田，在適宜的氮肥基追比運籌方式下，土壤有效氮磷鉀養(yǎng)分含量提高，物理性狀改善，從而促進(jìn)了水稻生長發(fā)育，籽粒產(chǎn)量增加，研究結(jié)果與袁玲等［7］以及四川的劉禹池等［23］的相似。秸稈還田處理不同年份間增產(chǎn)幅度差異較大，其原因與當(dāng)年的氣象條件有關(guān)。2011年8 月份江淮地區(qū)出現(xiàn)長時間低溫陰雨寡照，無秸稈還田處理前期由于缺少秸稈腐解爭奪氮肥使得氮素供應(yīng)充足，水稻分蘗多造成田間郁閉，后期病蟲害較重，水稻籽粒產(chǎn)量較秸稈還田處理低很多，增產(chǎn)幅度較大。2012及2013年秸稈還田增產(chǎn)幅度較小，其原因是兩年夏季均遭遇長期連續(xù)干旱，秸稈腐爛降解受到不利影響，加之水稻穗肥追施較遲效果差，2012年肥西試驗基礎(chǔ)產(chǎn)量較高，土壤有效鉀也較高，故實施小麥秸稈還田的處理增產(chǎn)幅度較小。當(dāng)前有專家提出水稻氮肥后移或加大后期追氮量［12-13］，但在江淮低產(chǎn)白土地區(qū)需具體分析。當(dāng)前保護(hù)環(huán)境、禁止焚燒秸稈、實施秸稈還田是政府重要的工作，秸稈直接還田已得到全面推廣應(yīng)用。小麥秸稈由于較高的碳氮比，需要補(bǔ)施氮肥調(diào)節(jié)才能快速腐爛降解。如果一味強(qiáng)調(diào)氮肥后移，不能保證水稻基肥用量，勢必造成前期秸稈分解時，土壤微生物與秧苗爭奪土壤氮素，氮供應(yīng)不足，影響水稻生長發(fā)育，前期有效分蘗少，后期成穗率低，導(dǎo)致減產(chǎn)。

總之，不同氮肥基追比例下小麥秸稈直接還田對土壤理化性狀和水稻產(chǎn)量有多方面影響。總體上，小麥秸稈直接還田，配合適宜的氮肥基追比例不僅能明顯增加土壤有效養(yǎng)分供給，改善白土不良物理性狀，還可提高水稻籽粒產(chǎn)量。綜合考慮小麥秸稈還田后土壤養(yǎng)分狀況、團(tuán)聚體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性等理化指標(biāo)和水稻籽粒產(chǎn)量，當(dāng)前生產(chǎn)水平條件下，安徽省江淮丘陵低產(chǎn)白土單季稻區(qū)，水稻基肥-分蘗肥-穗肥施用比例 60-20-20 運籌方式下配合實施小麥秸稈直接還田，土壤有機(jī)質(zhì)和陽離子交換量升高、有效磷鉀氮含量提高、機(jī)械和水穩(wěn)定性團(tuán)聚體數(shù)量增多，容重降低，孔隙度增加，水稻籽粒產(chǎn)量提高，白土淀漿板結(jié)的不良性狀改善，培肥改土效果好。

4　結(jié)論

1）水稻氮肥基肥-分蘗肥-穗肥施用百分比60-20-20 運籌方式下實施小麥秸稈直接還田，白土稻田土壤有機(jī)質(zhì)、堿解氮、有效磷和速效鉀含量明顯高于對照，CEC 增大，土壤 pH 升高，酸化程度減輕；耕作層土壤＞5 mm 和 1～0.25 mm 兩個粒徑機(jī)械穩(wěn)定性及水穩(wěn)定性大團(tuán)聚體數(shù)量均增多，而可遷移的＜0.25 mm 粒徑小團(tuán)聚體百分含量則減少，團(tuán)聚體穩(wěn)定性增加，質(zhì)量提高；土壤容重降低、總孔隙度增加，白土容重過高和淀漿板結(jié)的不良物理性狀改善，表明適宜水稻氮肥基追比運籌結(jié)合小麥秸稈直接還田提高了白土的肥力水平，中低產(chǎn)田改良效果明顯。

2）適宜氮肥運籌方式下實施小麥秸稈直接還田能有效提高水稻籽粒產(chǎn)量，氮肥基肥-分蘗肥-穗肥 3種運籌方式中 60-20-20 比例效果好，N60-20-20+S 處理產(chǎn)量最高。

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Effect of wheat straw addition with nitrogen application on physical-chemical properties of white paddy soil

LI Lu-jiu1，WU Ping-ping1，GENG Yan-an2，YAO Wen-qi2，WANG Jia-jia1*
（1 Soil and Fertilizer Institute， Anhui Academy of Agricultural Sciences， Hefei 230031， China； 2 The Extension Center of Agricultural Technology at Changfeng County， Changfeng， Anhui 231100， China）

【Objectives】The effects of wheat straw directly returning to paddy soil under different ratios of basal-topdressing of nitrogen（N）applications on soil physical-chemical properties and rice yield were studied to provide a scientific base for fertility improvement of low-yield white paddy soil in Jianghuai hilly lands.【Methods】Two factor split field experiments were conducted concussively for four years. Wheat straw returning（3000 kg/hm2）or not was the main factor； N fertilizer was divided into three parts and applied in basal， tillering stage and heading stage 80-0-20， 60-20-20， and 40-30-30. The treatments were coded as N80-0-20， N80-0-20+S， N60-20-20， N60-20-20+S， N40-30-30and N40-30-30+S. Samples of 0-20 cm topsoil were collected toanalyze soil physical-chemical properties， aggregates composition and bulk density. Rice yields were investigated.【Results】Compared with no wheat straw returning， wheat straw returning improved soil pH effectively under the three N ratios. Under the N ratio of 40-30-30， the soil pH was significantly increased，from acidic and slightly acidic to slightly acidic and neutral， respectively. The soil organic matter， available P，K contents and CEC were also increased significantly with the returning of wheat straw. The contents of＞5 mm and 1-0.25 mm mechanical-stable and water stable aggregates were increased， and micro aggregates（＜0.25 mm）were reduced， which indicated the improvement of soil aggregate quality. Soil bulk density was decreased，and total porosity was increased which showed the adverse physical properties of white soil were improved. Straw addition under the N application ratio of 60-20-20 showed the best effect on the improvement of white soil. Rice grain yields in four experimental sites under three N application ratios were increased by 10.2%-23.4%， 0.8%-5.5%， 4.9%-6.4% and 6.4%-9.6%， with the mean of 16.2%， 3.6%， 5.5% and 8.1%，respectively， the N60-20-20+S treatment obtained the highest grain yield.【Conclusions】Considering the rice grain yield， soil nutrient contents， aggregate stability， bulk density and porosity， N application ratio of 60-20-20 combined with wheat straw directly returning to field can effectively improve the fertility of lowyield white paddy soil， and increase rice yield in Jianghuai hilly lands under single-rice cropping system in Anhui Province.

white paddy soil； straw addition； nitrogen management； aggregates composition； grain yield

S153

A

1008-505X（2016）05-1259-08

2015-08-10接受日期：2016-01-25

日期：2016-05-26

公益性行業(yè)（農(nóng)業(yè)）科研專項“南方低產(chǎn)水稻土改良技術(shù)研究與示范”（201003016）；“水田合理耕層構(gòu)建技術(shù)指標(biāo)研究與集成示范”（2015031118）；國家科技支撐計劃“淮北平原中低產(chǎn)砂姜黑土改良關(guān)鍵技術(shù)研究與示范”（2012BAD05B0206）資助。

李錄久（1962—），男，安徽長豐人，博士，研究員，主要從事植物營養(yǎng)與施肥研究。E-mail：ljli68@yaliyun.com

E-mail: wangjiajiahaha@sina.com