張志才 陳加銀 張永明

摘 要 為了探究丘陵地小麥秸稈全量還田對(duì)土壤肥力與水稻生長(zhǎng)的影響，進(jìn)行了秸稈全量還田、秸稈全量還田+酵素菌腐熟劑、秸稈未還田處理對(duì)比試驗(yàn)，結(jié)果表明：1）小麥秸稈還田能改善土壤結(jié)構(gòu)，增加孔隙度，降低土壤容重，提高土壤中營(yíng)養(yǎng)元素和有機(jī)質(zhì)含量;2）在水稻生育前期，小麥秸稈全量還田處理會(huì)抑制水稻生長(zhǎng)，發(fā)苗較未還田處理遲緩;3）在水稻生長(zhǎng)中后期，秸稈腐解釋放營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，促進(jìn)水稻生長(zhǎng)，延緩中后期群體的衰亡，提高了水稻的成穗數(shù)、每穗總粒數(shù)、結(jié)實(shí)率和千粒重，對(duì)水稻有顯著的增產(chǎn)作用。

關(guān)鍵詞 小麥;秸稈還田;土壤肥力;水稻;丘陵地

中圖分類號(hào)：S512.1 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2021.07.011

近20多年來(lái)，我國(guó)糧食作物生產(chǎn)中有機(jī)肥投入量顯著減少，土壤肥力主要靠化肥維持。這不僅增加了生產(chǎn)成本，而且導(dǎo)致了土壤有機(jī)質(zhì)含量逐年下降，結(jié)構(gòu)變劣，生產(chǎn)力降低。同時(shí)，傳統(tǒng)的秸稈焚燒方式不僅浪費(fèi)了資源，而且污染環(huán)境 [1]。近年來(lái)，國(guó)家出臺(tái)了一系列政策來(lái)推進(jìn)秸稈禁燒禁拋和綜合利用工作，取得了顯著成效。秸稈還田是最簡(jiǎn)單、最直接的綜合利用方式，目前在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用普遍[2]。為了進(jìn)一步探究丘陵地小麥秸稈全量還田對(duì)土壤肥力與水稻生長(zhǎng)的影響，特進(jìn)行了小麥秸稈全量還田對(duì)比試驗(yàn)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)田安排在江蘇省金湖縣金北街道陳渡村，該地塊肥力中等，排灌方便，土壤類型為泥黃土，質(zhì)地為輕黏，耕層厚度20 cm，土壤有機(jī)質(zhì)含量22.45 g·kg-1、全氮含量1.27 g·kg-1、有效磷含量13.10 mg·kg-1、速效鉀含量102.90 mg·kg-1。試驗(yàn)地塊前茬作物為小麥，產(chǎn)量水平5 700 kg/hm2。

1.2 供試品種

選用當(dāng)?shù)刂鲗?dǎo)水稻品種“淮稻5號(hào)”。

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)設(shè)3個(gè)處理。1）處理A：秸稈全量還田;2）處理B：秸稈全量還田+酵素菌腐熟劑（淮安市大華生物制品廠生產(chǎn)）;3）處理C：CK（秸稈未還田）。小區(qū)面積100 m2，小區(qū)間筑埂相隔并包裹塑料薄膜。隨機(jī)區(qū)組排列，重復(fù)3次。

處理A和處理B在小麥?zhǔn)斋@時(shí)留茬高度小于10 cm，將小麥秸稈機(jī)械切碎至8～10 cm，人工輔助勻撒田間（其中處理B隨后撒施酵素菌腐熟劑），再灌深5 cm左右的水層泡田，持續(xù)時(shí)間約50 h，后降低水位旋耕作業(yè)，旋耕深度大于12 cm。處理C在機(jī)械收割時(shí)未進(jìn)行切碎，收割后人工清出田間小麥秸稈，留茬高度小于10 cm，其他灌水泡田、耕前放水、旋耕作業(yè)等措施與處理A相同。

1.4 田間管理

水稻采用工廠化育秧，2020年5月24日播種，每公頃大田的育秧軟盤(pán)為330只，每盤(pán)播芽谷130 g，6月12日機(jī)插，機(jī)插密度采用行距30 cm、株距13.1 cm。基肥移栽前2 d施用，分蘗肥移栽后7 d施用，穗肥促保兼顧，葉齡余數(shù)2.0葉時(shí)1次施用。采用深水活棵，淺水分蘗，中期擱田，揚(yáng)花期建立淺水層，灌漿期干濕交替。病蟲(chóng)防治嚴(yán)格按照植保部門(mén)要求進(jìn)行。

1.5 調(diào)查內(nèi)容及方法

大田生長(zhǎng)期間，試驗(yàn)各小區(qū)定點(diǎn)10穴，進(jìn)行苗情考查，每隔5～10 d調(diào)查1次，主要考查葉齡和莖蘗動(dòng)態(tài)，成熟前考查植株性狀、穗粒結(jié)構(gòu)和產(chǎn)量結(jié)果。移栽前和收獲后分別取樣測(cè)定土壤理化性狀，其中：土壤容重和孔隙度采用環(huán)刀法，有機(jī)質(zhì)采用重鉻酸鉀容量法測(cè)定，全氮采用半微量開(kāi)氏法測(cè)定，速效氮采用堿解擴(kuò)散法測(cè)定，速效磷采用碳酸氫鈉浸提-鉬銻抗比色法測(cè)定，速效鉀采用乙酸銨浸提-火焰光度法測(cè)定[3]。

2 結(jié)果與分析

2.1 秸稈還田對(duì)土壤理化性狀的影響

秸稈還田后經(jīng)過(guò)微生物發(fā)酵形成腐植酸鈣和腐植酸鎂，促進(jìn)了土壤中微生物的活性和養(yǎng)分的分解利用，改善了土壤團(tuán)粒結(jié)構(gòu)，降低了土壤容重[4]。秸稈未還田區(qū)的土壤容重從1.21 g·cm-3增加到1.24 g·cm-3，而秸稈還田區(qū)的平均土壤容重降低至1.19 g·cm-3，秸稈還田區(qū)較秸稈未還田區(qū)的土壤容重低0.05 g·cm-3;秸稈還田區(qū)的平均土壤孔隙度由45.82%增加到47.76%，秸稈未還田區(qū)的土壤孔隙度降低到45.32%，秸稈還田區(qū)較秸稈未還田區(qū)的土壤孔隙度高2.44個(gè)百分點(diǎn);秸稈還田區(qū)土壤的平均有機(jī)質(zhì)含量由22.45 g·kg-1提高至23.94 g·kg-1，秸稈未還田區(qū)土壤的平均有機(jī)質(zhì)含量下降至22.11 g·kg-1，秸稈還田區(qū)較秸稈未還田區(qū)高1.83 g·kg-1;秸稈還田區(qū)土壤的全氮、堿解氮、速效磷、速效鉀的平均含量較未還田區(qū)分別高0.12 g·kg-1、8.71 mg·kg-1、1.45 mg·kg-1、10.7 mg·kg-1，特別是速效鉀增幅較大，原因可能是小麥秸稈中含鉀量豐富，秸稈腐解后提高了土壤的速效鉀含量 （見(jiàn)表1）。

2.2 秸稈還田對(duì)水稻莖蘗動(dòng)態(tài)的影響

秸稈在腐解過(guò)程中與水稻爭(zhēng)肥明顯，一定程度地導(dǎo)致水稻前期生長(zhǎng)受抑[5]。根據(jù)定點(diǎn)苗情考查，秸稈還田區(qū)的葉齡進(jìn)程較未還田區(qū)慢0.2～0.6葉，秸稈還田區(qū)前期莖蘗數(shù)也較未還田區(qū)少，尤其在移栽后20～30 d秸稈還田區(qū)的莖蘗數(shù)增長(zhǎng)較為緩慢，致使高峰苗數(shù)明顯低于未還田區(qū)。6月23日、7月3日、7月8日、7月13日、7月21日秸稈還田區(qū)的平均葉齡分別比未還田區(qū)分別少0.3葉、0.4葉、0.5葉、0.6葉、0.3葉，平均總莖蘗數(shù)分別比未還田區(qū)少5.7、43.6、61.3、42.1、18.8萬(wàn)個(gè)/公頃。但隨著秸稈腐解過(guò)程的完成，不斷釋放的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)在水稻生長(zhǎng)中后期開(kāi)始發(fā)揮作用，促進(jìn)了分蘗的提高與穩(wěn)定。從7月28日開(kāi)始，處理A、處理B的總莖蘗數(shù)均比對(duì)照多，7月28日、8月4日、8月11日秸稈還田區(qū)的平均總莖蘗數(shù)分別比未還田區(qū)多4.2、26.2、40.5萬(wàn)個(gè)/公頃。從8月4—11日莖蘗的日消亡量來(lái)比較，秸稈還田區(qū)的平均日消亡量為7.7萬(wàn)個(gè)/公頃，未還田區(qū)為9.6萬(wàn)個(gè)/公頃。7月21日后各處理的總莖蘗數(shù)均呈下降趨勢(shì)，但是秸稈還田區(qū)的總莖蘗數(shù)下降速度較未還田區(qū)明顯緩慢[6]，這為秸稈還田區(qū)最終獲得較高的有效穗數(shù)奠定了基礎(chǔ)（見(jiàn)表2）。

2.3 秸稈還田對(duì)水稻植株性狀的影響

由表3可知，秸稈還田區(qū)水稻的株高、穗長(zhǎng)、最后3張功能葉的長(zhǎng)、寬均較未還田區(qū)有所增加。秸稈還田區(qū)的平均株高為97.58 cm，比未還田區(qū)增1.84 cm，其中處理B的株高98.46 cm，比對(duì)照高2.72 cm;秸稈還田區(qū)的平均穗長(zhǎng)為15.29 cm，比未還田區(qū)增0.36 cm，其中處理B的穗長(zhǎng)15.58 cm，比對(duì)照長(zhǎng)0.65 cm;秸稈還田區(qū)的第4、5、6節(jié)間平均長(zhǎng)度分別為15.36、19.82、28.28 cm，分別較未還田區(qū)長(zhǎng)0.15、1.47、1.85 cm;秸稈還田區(qū)的劍葉、倒2葉、倒3葉的平均長(zhǎng)度分別為23.87、34.49、39.00 cm，分別較未還田區(qū)長(zhǎng)3.83、4.25、4.74 cm。秸稈還田區(qū)的劍葉、倒2葉平均寬度分別為1.75、1.68 cm，分別較未還田區(qū)寬0.23、0.16 cm。秸稈還田區(qū)的株高、穗長(zhǎng)、最后3張功能葉長(zhǎng)寬的增加，可能是因?yàn)榻斩捄笃诟?，釋放養(yǎng)分后土壤肥力增加所致。

2.4 秸稈還田對(duì)水稻產(chǎn)量構(gòu)成因素的影響

由表4可知，秸稈還田區(qū)的平均有效穗數(shù)為339.6萬(wàn)穗/公頃，比未還田區(qū)高10.4萬(wàn)穗/公頃;秸稈還田區(qū)的每穗總粒數(shù)平均為124.7粒，比未還田區(qū)多5.3粒，其中以處理B最高，為125.8粒，較對(duì)照多6.4粒;秸稈還田區(qū)的結(jié)實(shí)率平均為94.5%，較未還田區(qū)高2.0個(gè)百分點(diǎn);秸稈還田區(qū)的千粒重平均為27.4 g，較未還田區(qū)高0.4 g;秸稈還田區(qū)的理論產(chǎn)量平均為10 961.3 kg/hm2，較未還田區(qū)高1 144.5 kg/hm2，其中處理B理論產(chǎn)量最高，為11 170.0 kg/hm2，較對(duì)照高1 353.2 kg/hm2;秸稈還田區(qū)的實(shí)收產(chǎn)量平均為9 916.7 kg/hm2，較未還田區(qū)高1 026.4 kg/hm2，增產(chǎn)11.5%，其中處理B實(shí)收產(chǎn)量最高，為10 129.8 kg/hm2，較對(duì)照高1 239.5 kg/hm2，增產(chǎn)13.9%。

3 結(jié)論

1）秸稈還田可促進(jìn)土壤中微生物的活性和養(yǎng)分的分解利用，改善土壤結(jié)構(gòu)，增加孔隙度，增強(qiáng)通透性，降低土壤容重，提高土壤的營(yíng)養(yǎng)元素和有機(jī)質(zhì)含量。

2）小麥秸稈全量還田在水稻生育前期會(huì)抑制水稻生長(zhǎng)，發(fā)苗較未還田的遲緩;但秸稈還田在水稻生長(zhǎng)中后期，腐解秸稈釋放營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，延緩中后期水稻分蘗的衰亡，促進(jìn)水稻的生長(zhǎng)。

3）小麥秸稈全量還田能有效地提高水稻的成穗數(shù)、每穗總粒數(shù)、結(jié)實(shí)率和千粒重，對(duì)水稻有顯著的增產(chǎn)作用。

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（責(zé)任編輯：敬廷桃）