腐稈劑在稻草還田中的應(yīng)用研究探討

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(jìn)作物增產(chǎn)，而且可以固碳減排，培肥土壤，提高地力[1-2]。因此，推進(jìn)作物翻耕秸稈還田和免耕秸稈覆蓋還田，發(fā)展低碳農(nóng)業(yè)，是提高土壤有機(jī)質(zhì)和培肥地力的重要途徑。但是，在生產(chǎn)實(shí)際中，秸稈還田，既費(fèi)工又費(fèi)時，如果翻壓還田技術(shù)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(chǎn)實(shí)際中，農(nóng)民往往將秸稈焚燒或拋棄，既嚴(yán)重污染大氣和水域[3]，又導(dǎo)致大量碳素和養(yǎng)分的損失，嚴(yán)重影響到土壤有機(jī)質(zhì)的平衡，致使耕地質(zhì)量逐漸下降。

醴陵市是雙季稻主產(chǎn)區(qū)，優(yōu)勢作物為水稻，作物秸稈資源豐富。從20世紀(jì)50年代起，就有稻草還田的習(xí)慣，但面積不大，進(jìn)入80年代以后，由于耕作制度的改革、噸糧田的開發(fā)、高產(chǎn)耐肥品種的推廣、水稻栽培技術(shù)的改進(jìn)，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(jī)肥等傳統(tǒng)施肥方式因費(fèi)時、費(fèi)工、低效而不為農(nóng)民重視；出現(xiàn)了重化肥輕有機(jī)肥、重用地輕養(yǎng)地、重產(chǎn)出輕投入的現(xiàn)象，導(dǎo)致農(nóng)作物攝走的養(yǎng)分增加，引起土壤有機(jī)質(zhì)明顯下降。因此，廣辟肥源，加強(qiáng)有機(jī)肥料建設(shè)，推進(jìn)稻草還田，促進(jìn)有機(jī)物質(zhì)循環(huán)利用，是確保耕地質(zhì)量提升，促進(jìn)水稻高產(chǎn)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(chǎn)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(dǎo)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(jìn)作物秸稈高效利用，加速稻草腐爛分解，實(shí)現(xiàn)糧食增產(chǎn)、農(nóng)民增收。筆者于2009年開展了作物秸稈腐稈劑在稻草還田應(yīng)用技術(shù)中的試驗(yàn)研究。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)地點(diǎn)為湖南省醴陵市大障鎮(zhèn)陶家垅村，供試土壤為第四紀(jì)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(yàn)設(shè)計(jì)

本試驗(yàn)設(shè)稻田翻耕和免耕兩種土壤不同耕作方式，設(shè)5個試驗(yàn)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(shí)業(yè)集團(tuán)有限公司生產(chǎn)）；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(chǎn)）；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(chǎn)）。小區(qū)面積33.3 m2，3次重復(fù)，采用隨機(jī)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(fù)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(yàn)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(nèi)，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(jì)算產(chǎn)量。土樣在試驗(yàn)前大田取混合樣一個（采用X型20點(diǎn)法，取樣深度0～20 cm），試驗(yàn)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(jī)質(zhì)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(jié)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(jīng)濟(jì)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(jīng)濟(jì)性狀，促進(jìn)水稻產(chǎn)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(jié)實(shí)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(chǎn)（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(chǎn) 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(shù)分別增加6.0、22.1、16.8粒；結(jié)實(shí)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(chǎn)9.96%、7.47%、7.20%（表3）。上述結(jié)果表明，秸稈還田有利 于促進(jìn)水稻的生長發(fā)育，能顯著提高有效穗數(shù)，改善穗部經(jīng)濟(jì)性狀，有利于水稻增產(chǎn)。

表2 施用不同腐稈劑對晚稻穗部經(jīng)濟(jì)性狀的影響

表3 施用不同腐稈劑對晚稻產(chǎn)量的影響

2.3 施用不同腐稈劑對晚稻產(chǎn)量的影響

已有研究表明，稻草還田能促進(jìn)水稻增產(chǎn)[1]。由于稻草C/N比較高，往往C/N比協(xié)調(diào)不好，常導(dǎo)致水稻減產(chǎn)。本試驗(yàn)無論翻耕或者免耕，均表現(xiàn)明顯的增產(chǎn)。其原因是施用不同腐稈劑后，促進(jìn)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(chǎn)16.03%～19.01%，平均增產(chǎn)17.12%；比翻耕稻草還田（CK2）增產(chǎn)7.20%～9.96%，平均增產(chǎn)8.21%，增產(chǎn)效果顯著。經(jīng)方差分析，F(xiàn)檢驗(yàn)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(chǎn)效果達(dá)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(chǎn)9.55%～13.00%，平均增產(chǎn)10.8%；比免耕稻草覆蓋還田（CK2）增產(chǎn)1.26%～4.48%，平均增產(chǎn)2.43%，增產(chǎn)效果明顯。經(jīng)方差分析，F(xiàn)檢驗(yàn)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(chǎn)效果均達(dá)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(jīng)礦化后，不僅土壤有機(jī)質(zhì)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(jī)質(zhì)含量和速效養(yǎng)分的含量，彌補(bǔ)土壤鉀素養(yǎng)分的不足，提高土壤肥力，促進(jìn)水稻平衡增產(chǎn)。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(jī)質(zhì)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(jī)質(zhì)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(jī)質(zhì)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(jī)質(zhì)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(jī)質(zhì)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(yàn)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(guān)，有待進(jìn)一步研究。

2.5 施用不同腐稈劑對經(jīng)濟(jì)效益的影響

本試驗(yàn)在未考慮品種、翻耕、栽培管理等成本的條件下，通過對總產(chǎn)量、總產(chǎn)值與用肥和腐稈劑的成本進(jìn)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(chǎn)投比分別達(dá)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(chǎn)投比分別達(dá)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(jīng)濟(jì)效益的提高。

表5 不同腐解劑經(jīng)濟(jì)效益分析評價(jià)

3 結(jié) 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?yàn)榈静莞癄€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(jīng)濟(jì)性狀，顯著提高水稻產(chǎn)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(jié)實(shí)率均低于 CK1；其水稻增產(chǎn)幅度為16.03%～19.01%，平均增產(chǎn)17.12%。與CK1相比，免耕稻草覆蓋還田處理每穗總粒數(shù)分別增加6.0、22.1、16.8 粒；結(jié)實(shí)率分別增加 2.1%、6.7%、6.1%；其水稻產(chǎn)量增加9.55%～13.00%，平均增產(chǎn)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(jī)質(zhì)、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(jìn)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(yàn)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(nóng)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(jī)理與技術(shù)模式[M].北京：中國農(nóng)業(yè)出版社，2001.2.

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