農作物秸稈還田對土壤養分和作物產量的影響研究初報

許立廣

摘 要：隨著經濟社會的發展，作為農作物生產系統中一項主要生物資源的農作物秸稈已經不再是廣大農村的主要燃料和飼料來源了，而是在作物收獲后付之一炬。秸稈焚燒既污染環境、影響交通，又造成了資源浪費和人員財產損失。該文通過開展農作物秸稈還田試驗，探討農作物秸稈還田后對土壤肥力和作物產量的影響，從而為農作物秸稈綜合利用提供技術參考。

關鍵詞：農作物；秸稈還田；土壤養分；作物產量；影響

中圖分類號 S141.4 文獻標識碼 A 文章編號 1007-7731（2016）02-63-02

農作物秸稈是農作物生產系統中一項主要的生物資源，推廣農作物秸稈還田技術對于農業生態系統中提高土壤肥力、改善土壤環境，增加作物產量，促進農業可持續發展具有重要意義。為探討作物秸稈還田對土壤肥力和作物產量的影響，2014年6月～2015年5月濉溪縣農技推廣中心在淮北市各地開展了多點單季秸稈還田和雙季秸稈還田試驗研究工作，現就秸稈還田試驗研究結果初報如下。

1 試驗材料與方法

1.1 試驗地概況 本次試驗分別在濉溪縣南坪鎮路東村、濉溪縣百善鎮永建家庭農場和杜集區高岳辦蔣莊村3個地點進行。其中，濉溪縣南坪鎮路東村和濉溪縣百善鎮永建家庭農場試驗地土壤類型為砂姜黑土，0～20㎝土層有機質含量為19.3～19.9g/kg，全氮1.74～1.86g/kg，速效磷14.9～28.6mg/kg，速效鉀102～144mg/kg，土壤pH值6.14，種植制度為小麥—玉米一年兩熟制，每667m2產小麥500～550kg，玉米500～550kg；杜集區高岳辦徐暨村、蔣莊村試驗地土壤類型為沙壤土，0～20㎝土層有機質含量為17.9～19.1g/kg，全氮1.55～1.81g/kg，速效磷9.8～31.9mg/kg，速效鉀69～124mg/kg，土壤pH值8.20，種植制度為小麥—玉米（大豆）一年兩熟制，每667m2產小麥430～520kg，玉米450～550kg（大豆110～130kg）。各試驗點的試驗田和對比田屬于同一地塊，面積均為667m2。

1.2 作物秸稈還田方式、方法

1.2.1 小麥秸稈還田量 小麥秸稈全量還田，每667m2還田小麥秸稈量450～500kg，養分還田量氮（N）3.79kg，磷（P2O5）0.65kg，鉀（K2O）8.55kg。

1.2.2 玉米秸稈還田量 每667m2還田玉米秸稈量690kg，養分還田量氮（N）2.10kg，磷（P2O5）0.30kg，鉀（K2O）2.65kg。

1.2.3 大豆秸稈還田量 每667m2還田大豆秸稈量188kg，養分還田量氮（N）1.08kg，磷（P2O5）0.12kg，鉀（K2O）0.69kg。

1.2.4 秸稈還田方式 作物收獲時，用聯合收割機將小麥、玉米或大豆的秸稈進行粉碎、均勻拋撒覆蓋還田，再旋耕田塊。

1.3 秸稈還田地塊下茬作物種植管理情況

1.3.1 供試作物品種 小麥供試品種為煙農19、周麥26，玉米供試品種為鄭單958、蒿玉961，大豆供試品種為中黃13。

1.3.2 小麥種植管理 小麥于2014年10月13日播種，每667m2播量10～12.5kg，施45%復合肥（N23-P10-K12）50kg，配施46%尿素5～7.5kg，3月中旬每667m2追施拔節肥10kg，4月中下旬“一噴三防”1～2次，防治小麥蚜蟲、赤霉病等病蟲害。

1.3.3 玉米種植管理情況 玉米等行距播種、行距60㎝，于2014年6月10日播種，每667m2播量2～2.5kg，施50%三元素復合肥（N28-P6-K6）40kg，為調節碳氮比增施46%尿素5kg。

1.3.4 大豆種植管理情況 大豆于2014年6月23日播種，每667m2播量6kg，增施尿素5kg。

1.4 對比田作物種植管理情況 各對比田在上茬作物收獲后，作物秸稈進行了離田處理；各對比田均未單獨增施46%尿素；各對比田作物的播期、播量、施肥和田管等措施相同。

2 試驗數據統計和結果分析

2.1 秸稈還田對改善土壤結構和增加孔隙度的作用分析 通過對3個地點土壤物理性狀測試，從表1土壤容重變化情況統計表可以看出，無論是沙姜黑土還是沙壤土的土壤類型，3個地點0～20cm的土壤容重減少0.026～0.155g/cm3，土壤孔度增加2.1%，由原來的51.3%增加到53.4%。這表明，秸稈還田后經腐解形成的腐殖質是土壤結構的膠結劑，可使土壤團粒結構變好，增加土壤孔隙度，減少土壤容重，改善土壤理化性狀，使土壤耕性變好，促進土壤保墑性能增強，土壤持水量增加，水肥氣熱得以協調，土壤物理性質得以改善，從而為土壤中微生物的活動創造了良好環境，對耕作層養分來源不斷積累形成了良性循環（表1）。

2.2 秸稈還田對土壤水分和溫度的效應分析 秸稈覆蓋農田是提高土壤水分利用率的重要途徑，可以緩和土壤溫度的日變化，對作物起到保護作用。秸稈還田后，土壤水分損失量相比較，覆蓋還田的土壤水分損失量減少56.9%，旋耕還田的土壤水分損失量減少45.8%。但是秸稈覆蓋保水作用主要表現在0～10cm的表層土壤，對深層土壤的保水作用不明顯，隨著土壤深度的增加，保水效果逐漸減小。

2.3 秸稈還田對作物產量的影響分析 從表2、表3和表4可以看出，在前茬作物收獲并進行秸稈還田后，與未秸稈還田田塊相比較，進行秸稈還田田塊的大豆、玉米和小麥的每667m2株數（穗數）均出現不同程度的減少，如玉米株數減少90～440株，大豆株數減少735株，小麥穗數減少0.8萬穗～7.1萬穗，這也就是說，在常規田管措施下，秸稈還田后，對下茬作物的出苗（株、穗數）有一定的影響；但株（穗）粒數相應增加，如玉米每穗粒數增加63.9～105.7粒，大豆株粒數增加3.2粒/株，小麥每穗粒數增加0.8～5.6粒；表現在最終產量上（粒重按該種作物常年粒重計算）均呈增產態勢，尤其是在玉米上，增產效果極為顯著，玉米每667m2增產58.1～115.3kg，增幅均在12%以上，但在大豆和小麥上增產效果不顯著，如大豆每667m2增產3.2kg，增幅2.8%，小麥每667m2增產2.6～12.0kg，增幅均在2.5%以內。

2.4 秸稈還田對土壤肥力影響 土壤有機質積累是一個漫長的過程，由于本次試驗的時間較短，經測試，秸稈還田前后的土壤有機質變化不明顯，秸稈還田田塊全氮增加0.11～0.21g/kg、速效磷增加3.0～11.9mg/kg、速效鉀增加6.0～22.0mg/kg。

3 結論

秸稈還田是解決當前農作物秸稈資源綜合利用的最直接、最有效、最主要的途徑之一，農作物秸稈還田可以有效解決因焚燒秸稈而產生的環境污染、影響交通、資源浪費和造成人員財產損失等問題。同時，在同樣施肥、管理的條件下，秸稈還田可以改善土壤理化性狀，調節土壤溫度，提高土壤保水保肥能力，培肥地力，增加作物單位面積產量，促進農業生產可持續發展，該項技術值得大力推廣應用。 （責編：徐煥斗）