饒慶琳,胡廷會,成良強,呂建偉,王 軍
(貴州省農業科學院 油料研究所,貴州 貴陽 550006)
作物秸稈是農作物的主要副產品,是一種重要的可再生資源[1]。在過去的幾十年里,農村普遍將玉米、小麥、水稻、油菜等秸稈作為燃料使用,有時為安排茬口,直接在田里焚燒秸稈造成資源浪費和環境污染。秸稈中含有豐富的碳、氮、磷、鉀以及中微量元素成分,秸稈還田不僅能提高土壤有機質含量,培肥地力,還能夠降低土壤容重,改善土壤理化結構,增強保水性等[2]。此外,作物秸稈中的礦物質元素來自于土壤,通過還田方式又釋放到土壤中,使土壤養分維持平衡狀態以供作物持續利用,該循環利用模式有利于農業耕地可持續利用,符合當前提倡的減施、增效政策要求。
研究表明,秸稈還田使作物平均增產12.8%[3],再配合化肥的施用能夠有效維持作物的穩定增產[4],秸稈還田對農作物生長具有顯著的持續促進作用。油菜是我國南方冬季主要種植的農作物之一,在油菜收獲后,秸稈還田對于環境保護和耕地品質提升具有重要意義。有報道指出,油菜秸稈還田可改善烤煙的農藝性狀,使上等煙比例、產量、產值均有所提高[5];油菜秸稈還田可增加水稻的有效穗,使得穗大、粒多、粒重,促進水稻增產。同時,稻田施用油菜秸稈,能提升土壤有機質,增加全氮、有效磷,促進鉀的釋放,降低土壤pH和容重,明顯改善土壤結構[6]。在我國西南地區,油菜收獲后可接茬種植花生,這種“一地兩油”的種植模式極大地緩解了我國油脂供應短缺的問題。目前,油菜秸稈還田后,其降解釋放的養分對花生生長和產量的影響還未見報道。為此,筆者等以油菜秸稈還田量和復合肥施用量為考察變量,研究其對花生出苗率以及產量性狀的影響,旨在為油菜秸稈還田和復合肥合理施用提供科學依據。
試驗花生品種為黔花生五號, 由貴州省農業科學院油料研究所提供;供試肥料為三元復合肥(N∶P∶K=15∶15∶15),貴州開磷(集團)有限責任公司生產;油菜秸稈為生物量較大的雜交油菜秸稈,整地時施入。
以三元復合肥施用量與油菜秸稈還田量為試驗因子,分別設4個施肥水平及3個秸稈還田量水平,采用2因子隨機區組設計,共12個處理。復合肥4個施肥水平:肥料1,10 kg/667m2;肥料2,15 kg/667m2;肥料3,30 kg/667m2;肥料4,45 kg/667m2。油菜秸稈還田量3個水平分別為無秸稈還田、秸稈全量還田和秸稈2倍全量還田。全量還田是指在花生小區同等種植面積下收獲的油菜秸稈量。每個處理重復3次,小區面積13.2 m2,每小區花生播種300粒。
試驗于2018年5月在貴州省農業科學院內開展,試驗地土壤肥力中等,采用撒施的方式施肥。花生播后15 d調查小區花生株數,考察不同處理的田間出苗情況。收獲時調查各小區5株花生的植株及產量性狀,具體包括主莖高、側枝長、總枝數、結果枝數、單株果數、百果重、百仁重、出仁率,性狀測量參照《花生種質資源描述規范和數據標準》[7]進行。利用Excel軟件處理數據并作圖。
從表1看出,油菜秸稈不同還田量和復合肥施用量對花生出苗影響較大。花生出苗率表現為秸稈全量還田的處理最高,平均出苗率為85.6%,其中,當油菜秸稈為全量還田+復合肥10 kg/667m2時,花生出苗率最高,達90%以上。油菜秸稈2倍全量還田處理的花生出苗率最低,平均出苗率為49.2%。無秸稈還田處理花生平均出苗率為80.9%,高于秸稈2倍全量還田處理,低于秸稈全量還田處理。表明,適量的油菜秸稈還田,有助于花生出苗,配施適量復合肥花生出苗效果更好,而過量油菜秸稈還田則影響花生出苗。

表1 油菜秸稈不同還田量及復合肥施用量處理花生的出苗率
由表2看出,油菜秸稈全量還田和秸稈2倍全量還田的處理其花生平均(4個復合肥處理平均值)主莖高、側枝長、總枝數、結果枝數低于無秸稈還田處理,單株果數以秸稈2倍全量還田的處理最高,百果重和百仁重隨油菜秸稈還田量增加而增大,出仁率秸稈還田處理略高于無秸稈還田處理。表明,油菜秸稈還田對花生田間生長的影響不明顯,而對于籽粒的充實效果明顯,油菜秸稈還田的處理其花生的百果重和百仁重明顯高于無秸稈還田處理。

表2 油菜秸稈不同還田量處理花生的植物學性狀
從圖1看出,在復合肥施用量為15 kg/667m2(肥料2)和45 kg/667m2(肥料4)水平下,花生產量油菜秸稈全量還田處理高于秸稈2倍全量還田和無秸稈還田處理,其中,以秸稈2倍全量還田的產量最低,這可能是秸稈還田量多,阻礙花生出苗,最終影響其產量。在復合肥施入量為10 kg/667m2(肥料1)和30 kg/667m2(肥料3)水平下,無秸稈還田處理的花生產量高于秸稈還田處理,且隨油菜秸稈還田量增加,花生產量呈降低趨勢。總體看,以無秸稈還田的肥料1處理產量最高,這可能是因為在施入油菜秸稈當季,秸稈發酵程度不高,其肥效未得到充分發揮,最終未能促進花生產量的提高。

圖1 油菜秸稈不同還田量與復合肥不同施用量處理花生的產量
Fig.1 Yield of peanuts applied with different amount of rapeseed straw returning and compound fertilizer
油菜秸稈還田能提高土壤透氣性和保水能力,配合適量復合肥施用對后茬作物花生的前期出苗和后期籽粒充實具有促進作用。研究表明,當油菜秸稈全量還田時,能夠促進花生出苗,花生出苗率最高;當油菜秸稈施入量過多(秸稈2倍全量還田),花生的正常發芽和出苗受到影響,這可能與秸稈在土壤中的阻礙作用有關。
從花生植株性狀與產量表現看,油菜秸稈還田對花生生長發育的促進作用不明顯,但對花生籽粒充實有促進作用,油菜秸稈還田的處理花生籽粒的充實效果明顯,花生百果重和百仁重明顯高于無秸稈還田處理。油菜秸稈還田對花生產量也未產生正向影響,這與施肥情況和秸稈肥效有關,因為油菜秸稈還田當季發酵程度可能不夠,其肥效未能充分釋放,另外秸稈還田后會導致土壤中堿解氮含量下降[8],從而影響花生對氮肥的吸收與利用。甄麗莎等[9]研究發現,小麥秸稈還田導致后茬玉米的產量不增反減,其原因是微生物在分解小麥秸稈的過程中與玉米爭奪土壤中的速效氮肥,而秸稈中的速效養分需要在完全分解后才能夠釋放出來。在花生生長季節氣溫和土壤濕度均較高,土壤中微生物代謝活躍,油菜秸稈分解速度較快,加劇了秸稈還田初期土壤速效氮的虧缺,這可能是油菜秸稈還田對當季花生長勢和產量促進作用不明顯的原因。下一步將針對秸稈還田第二季土壤肥力變化及對作物生長的影響進行研究,以期對秸稈還田產生的效應有系統的了解和認識。
綜合花生的前期出苗、后期籽粒充實度、產量及秸稈合理化處理情況,最適的油菜秸稈還田量為全量還田,根據土壤肥力情況,配合施用10 kg/667m2左右復合肥,可兼顧后茬作物花生的生長與產量以及秸稈的合理處置,能取得較好的環境保護效應與經濟效益。