


摘 要:分別應用“湘潤邦”、“九業”、“?谷霖”3?個品牌的秸稈腐熟劑對還田的晚稻草秸稈進行處理,試驗結果表明,3?種秸稈腐熟劑都能夠有效促進水稻秸稈的充分腐熟,均有利于水稻的生長和產量的提高,其中“湘潤邦”牌秸稈腐熟劑效果最佳。“湘潤邦”牌秸稈腐熟劑在5a時間的應用推廣過程中環境效益、經濟效益、社會效益顯著,但是目前還需進一步加大政策支持力度、投入更多推廣經費、進一步擴大秸稈腐熟劑適應范圍和提升秸稈腐熟速度,從而進一步促進高效秸稈腐熟劑的研究和應用推廣。
關鍵詞:秸稈腐熟劑;水稻秸稈;效益;應用推廣
中圖分類號:S-3
文獻標識碼:A
DOI:10.19754/j.nyyjs.20190815007
湖南省是農業大省,糧食作物以雙季水稻為主。每年總秸稈量約4000多萬t,其中約90%為稻草秸稈。秸稈生物發酵降解還田是秸稈利用最有效途徑之一,符合國家政策,能提高土壤有機質,增加土壤的礦物質營養,改善土壤結構,是培肥地力、減少排放的有效方法。湖南省微生物研究院研制的“湘潤邦”牌秸稈腐熟劑在品比試驗中效果明顯,通過五年多時間的應用推廣,共計推廣此項產品和技術至湖南地區30多個縣市區,產品8300多t,28萬hm2秸稈得到有效還田處理,環境效益、經濟效益、社會效益顯著。
1?“湘潤邦”牌秸稈腐熟劑用于水稻秸稈還田品比試驗
結合實施中的政府采購工程《土壤有機質提升秸稈還田腐熟技術補貼項目》,在湖南省土肥站安排下于2014年7月在湖南雙峰縣印塘鄉澎沙灣村開展不同品種品比試驗,通過品比試驗,驗證了“湘潤邦”牌秸稈腐熟劑產品在翻耕耕作模式的使用效果。
1.1?試驗材料與方法
試驗地點:雙峰縣印塘鄉澎沙灣村金偉愚責任田。
供試土壤:試驗田為潴育型水稻土,灰黃泥土屬,灰黃泥土種,有機質的含量為41.7g/kg,全氮為1.7g/kg,有效磷為8.9mg/kg,速效鉀為75.0mg/kg,pH值為5.9。
供試作物及品種:雜交水稻-中優9918。
供試材料:稻草,40%配方肥(18:10:12),尿素,氯化鉀;不同秸稈腐熟劑:即湖南泰谷生物科技有限公司出產的“九業”牌腐熟劑,上海聯業公司出產的“谷霖”牌腐熟劑以及湖南省微生物研究院下屬湖南潤邦生物工程有限公司出產的“湘潤邦”牌秸稈腐熟劑。
試驗設計:本試驗,設置5個處理,設3次重復,共計15個區,隨機區組進行排列,區面積為33.3m2,小區做埂,用薄膜覆蓋,獨立進行排灌,四周設置2.5m寬保護行,各個處理設置如下。
處理1:CKI無秸稈還田常規施肥;處理2:CKII常規施肥+秸稈還田(無秸稈腐熟劑秸稈);處理3:常規施肥+秸稈還田+腐熟劑(“湘潤邦”牌秸稈腐熟劑);處理4:常規施肥+秸稈還田+腐熟劑(湖南泰谷“九業”牌);處理5:常規施肥+秸稈還田+腐熟劑(上海聯業“谷霖”牌)。
秸稈腐熟劑均為粉劑,秸稈還田統一按照折合施干稻草300kg/667m2,為了測試稻草腐爛的速度,在稻草還田區域,每個小區放置紗網袋裝好100g稻草5袋。在前作早稻收獲后取耕地作層混合土樣并測定土壤容量,試驗收獲后小區分別取植株和土樣并進行容量重測定,室內土樣檢測項目為有機質、全氮、堿解氮、全磷、有效磷、全鉀、緩效鉀、速效鉀、PH值、CEC10項指標,室內植株檢測項目為全氮、全磷、全鉀3項指標[1]。
田間操作:前作早稻于2014年7月16日收獲,7月17日進行翻耕整田,同時施用基肥,每667m2田施用配方肥30kg,尿素5kg用量,7月18日小區做埂,薄膜覆蓋,同時按照試驗要求施稻草和腐熟劑,即處理3、4、5每個小區各種施用供試驗腐熟劑100g加尿素250g,7月18日移栽,7月24日施用追肥,按照每667m2尿素10kg,氯化鉀5kg用量,8月4日、8月28日、9月27日分別進行稻縱卷葉螟、稻飛虱、紋枯病等防治。試驗于2014年10月9日進行經濟性狀調查,10月16日收獲。
1.2?試驗結果與分析
1.2.1?不同處理對稻草腐解速度影響
晚稻移栽后第5天觀察1次,第10天觀察1次,第30天觀察1次[2]。秸稈腐解程度作定性對比,統計時把秸稈顏色中黃、微黃、褐黃、黑黃分別定為1、2、3、4級,秸稈氣味中霉味、氨味、酒味、腐爛味分別定為1、2、3、4級,手感軟化程度中的硬、微軟、軟、腐爛分別定為1、2、3、4級,同級時各處理中的腐解程度數值為3大指標數值之和,數值越大表示該處理秸稈腐爛越快,腐熟作用越明顯(表1)[3]。
試驗結果表明:晚稻施用腐熟劑后能加速秸稈腐熟,3種腐熟劑均有明顯效果,處理3較對照處理2腐爛速度提早10d、處理4、處理5與對照處理2相比稻草秸稈腐爛速度提早8d,同時處理3比處理4和處理5提前2d。
1.2.2?不同處理對土壤養分影響
試驗結果表明:施用秸稈腐熟劑能夠提高土壤的肥力,處理3土壤有機質、全氮、有效磷、全磷、速效磷、緩效鉀、全鉀、pH值、CEC比處理2分別提高0.3g/kg、0.4/kg、1mg/kg、0.11mg/kg、10mg/kg、40mg/kg、3.9g/kg、0.1、2.4cmol/kg,容重減少0.2g/cm3。
處理4土壤有機質、全氮、有效磷、全磷、速效磷、緩效鉀、全鉀、pH值、CEC比處理2分別提高0.1g/kg、0.2/kg、0.6mg/kg、0.1mg/kg、4mg/kg、20mg/kg、1.6g/kg、0.1、1.5cmol/kg,容重減少0.11g/cm3。
處理5土壤有機質、全氮、有效磷、全磷、速效磷、緩效鉀、全鉀、pH值、CEC比處理5分別提高0g/kg、0.1/kg、0.4mg/kg、0.8mg/kg、2mg/kg、11mg/kg、1g/kg、0.1、1.4cmol/kg,容重減少0.08g/cm3。
1.2.3?不同處理對晚稻生長與經濟性狀影響
試驗結果表明:稻草秸稈還田后,晚稻施用不同腐熟劑能夠明顯改善水稻經濟性狀。處理3株高、穗長、有效穗、總粒數、實粒數、結實率、千粒重比處理2分別提高1cm、0.2cm、0.1萬/667m2、1粒、4.5粒、2.3%、0.1g。
處理4株高、穗長、有效穗、總粒數、實粒數、結實率、千粒重比處理2分別提高1cm、0.1cm、0萬/667m2、0粒、3粒、1.9%、0.1g。
處理5株高、穗長、有效穗、總粒數、實粒數、結實率、千粒重比處理2二分別提高1cm、0.2cm、0.1萬/667m2、1粒、3.1粒、1.5%、0.1g。
1.2.4?不同處理對晚稻產量影響
試驗結果表明,試驗田施用不同秸稈腐熟劑對晚稻產量影響明顯。處理3比處理2增產20kg/667m2,增產率為3.9%;處理4比處理2增產12kg/667m2,增產率為3.9%;處理4比處理2增產12kg/667m2,增產率為2.4%;處理5比處理2增產16kg/667m2,增產率為3.1%。經方差分析處理3、5比處理2增產效果顯著,處理4比處理2增產效果不顯著。
1.2.5不同處理對晚稻經濟效益影響
不同處理對晚稻經濟效益的影響見表7。
試驗結果表明,晚稻秸稈還田施用腐熟劑(粉劑)處理3平均產量為530kg/667m2,比處理1對照(CKI)增產35kg/667m2,晚稻按照當地市場價格2.5元/kg計算,增加產值87.5元/667m2。減去施用腐熟劑(粉劑)成本11.8元/667m2和施肥人員工資10.0元/667m2,增施尿素10.0元/667m2,合計31.8元/667m2,增加純收入55.7元/667m2;晚稻秸稈還田施用腐熟劑(粉劑)處理4平均產量為522kg/667m2,比處理1對照(CKI)增產27kg/667m2,晚稻按照當地市場價格2.5元/kg計算,增加產值67.5元/667m2,減去施用腐熟劑(粉劑)成本11.8元/667m2和施肥人員工資10.0元/667m2,增施尿素10.0元/667m2,合計31.8元/667m2,增加純收入35.7元/667m2;晚稻秸稈還田施用腐熟劑(粉劑)處理5平均產量為526kg/667m2,比處理1對照(CKI)增產31kg/667m2,晚稻按照當地市場價格2.5元/kg計算,增加產值77.5元/667m2。減去施用腐熟劑(粉劑)成本11.8元/667m2和施肥人員工資10.0元/667m2,增施尿素10.0元/667m2,合計31.8元/667m2,增加純收入45.7元/667m2。
1.3?試驗結論
晚稻施用腐熟劑(粉劑)對加快稻草腐解速度有較高效果。試驗結果表明,晚稻施用腐熟劑后能加快秸稈腐熟,3種腐熟劑均有明顯效果,處理3較對照處理2腐爛速度提早10d、處理4、處理5與對照處理2相比稻草秸稈腐爛速度提早8d,同時處理3比處理4和處理5提前2d。
晚稻施用腐熟劑(粉劑)能改善土壤理化性狀。試驗結果表明,晚稻稻草還田后,當年有機質略有上升,而施用腐熟劑的上升0.8~1.1,其它項目也有所上升,稻草還田,施用腐熟劑能改善土壤理化性狀。
晚稻施用腐熟劑(粉劑)有利于改善晚稻經濟性狀。試驗結果表明,晚稻施用腐熟劑(粉劑)處理3與處理2對照(CKII)比較,平均株高增加1.0cm,有效穗增加0.2萬/667m2,穗長增加0.1cm,穗平總粒數增加1粒,穗平實粒數增加4.5粒,結實率增加2.3%,千粒重量增加0.1g;處理4與處理2對照(CKII)比較,平均株高增加1.0cm,穗長增加0.1cm,穗平實粒數增加5粒,結實率增加3%,千粒重增加0.1g;處理5與處理2對照(CKII)比較,平均株高增加1.0cm,有效穗增加0.1萬/667m2,穗長增加0.2cm,穗平總粒數增加1粒,穗平實粒數增加3.1粒,結實率增加1.5%,千粒重量增加0.1g。
增產效果顯著。試驗結果表明,晚稻秸稈還田施用腐熟劑(粉劑)處理3平均產量為530kg/667m2,比處理1對照(CKI)增產35kg/667m2,增產率為7.0%;處理4平均產量為522kg/667m2,比處理1對照(CKI)增產27kg/667m2,增產率為5.5%;處理5平均產量為526kg/667m2,比處理1對照(CKI)增產31kg/667m2,增產率為6.3%,增產顯著。
經濟效益明顯。試驗結果表明,晚稻秸稈還田施用腐熟劑(粉劑)處理3平均產量為530kg/667m2,比處理1對照(CKI)增產35kg/667m2,晚稻按照當地市場價格2.5元/kg計算,增加產值87.5元/667m2。減去施用腐熟劑(粉劑)成本11.8元/667m2和施肥人員工資10.0元/667m2,增施尿素10.0元/667m2,合計31.8元/667m2,增加純收入55.7元/667m2;晚稻秸稈還田施用腐熟劑(粉劑)處理4平均產量為522kg/667m2,比處理1對照(CKI)增產27kg/667m2,晚稻按照當地市場價格2.5元/kg計算,增加產值67.5元/667m2,減去施用腐熟劑(粉劑)成本11.8元/667m2和施肥人員工資10.0元/667m2,增施尿素10.0元/667m2,合計31.8元/667m2,增加純收入35.7元/667m2;晚稻秸稈還田施用腐熟劑(粉劑)處理5平均產量為526kg/667m2,比處理1對照(CKI)增產31kg/667m2,晚稻按照當地市場價格2.5元/kg計算,增加產值77.5元/667m2。減去施用腐熟劑(粉劑)成本11.8元/667m2和施肥人員工資10.0元/667m2,增施尿素10.0元/667m2,合計31.8元/667m2增加純收入45.7元/667m2。
綜上所述,在本次秸稈腐熟劑品比試驗中,3種秸稈腐熟劑在前期均有加速秸稈腐爛作用,能夠改善土壤的理化性狀,具有增產增收的效果。其中“湘潤邦”牌秸稈腐熟劑效果更為明顯。
2?推廣效益分析
2.1?環境生態效益
“湘潤邦”牌秸稈腐熟劑依托湖南省微生物研究院的政府采購項目和科研成果轉化課題,同時通過市場運作,在5d時間里共計推廣至湖南地區30多個縣市區,28萬hm2秸稈得到有效還田處理,“湘潤邦”牌秸稈腐熟劑的使用直接避免將近168萬t秸稈焚燒造成的環境污染,從根本上解決了農作物秸稈對大氣、水和土壤的污染,改善了當地的生態環境。“湘潤邦”牌秸稈腐熟劑的使用可直接提高土壤生物活性,改善土壤理化性狀,提高土壤有機質的含量,提高農作物品質。
2.2?經濟效益
“湘潤邦”牌秸稈腐熟劑產品在湖南省內推廣28萬hm2,共計生產“湘潤邦”牌秸稈腐熟劑產品8300萬t,銷售收入4800萬元,實現凈利潤730萬元。
“湘潤邦”牌秸稈腐熟劑產品在應用于秸稈還田上,施用“湘潤邦”牌秸稈腐熟劑的處理組平均產量比常規施肥組增產35kg/667m2,晚稻按當地市場價格2.5元/kg計算,增加產值87.5元/667m2。減去施用“湘潤邦”牌秸稈腐熟劑的成本11.8元/667m2和施肥人員工資10.0元/667m2,增施尿素10.0元/667m2,合計31.8元/667m2,增加純收入55.7元/667m2。湖南省推廣28萬hm2,則湖南省新增純收入達到2.3億元,經濟效益顯著。
2.3?社會效益
“湘潤邦”牌秸稈腐熟劑為落實政府采購工程《土壤有機質提升秸稈還田腐熟技術補貼項目》目標責任,與“湘潤邦”牌秸稈腐熟劑產品用戶簽訂了示范推廣合同,與技術人員簽訂目標責任書,明確目標任務,對項目實施全程監控,及時了解和解決示范過程中出現的新情況和新問題。為督促用戶按技術要求和標準操作,與示范用戶簽訂“湘潤邦牌秸稈腐熟劑示范推廣責任合同書”。做到統一設計方案、統一供應菌種、統一操作規程,使項目的核心技術在實施過程中得到完全應用。
通過加強宣傳引導和技術培訓。在項目實施過程中,利用互聯網、電視、報紙、廣播媒體以及組織現場觀摩等方式,充分宣傳“湘潤邦”牌秸稈腐熟劑技術優勢及應用對社會、生態環境的貢獻作用,提高用戶意識。組織專家對用戶進行有組織、系統的技術培訓,發放宣傳材料,使用戶充分掌握核心技術[4]。
辦好示范點,以點帶面,穩步推進。在湖南省設立多個“湘潤邦”牌秸稈腐熟劑秸稈還田的示范區,在效果明顯時組織省、市、鄉鎮、村的相關領導各各地種植大戶參加的現場會,并通過媒體進行宣傳。發放各種技術及宣傳資料,培訓現場播放視頻資料,并安排技術答疑;印制“湘潤邦”牌秸稈腐熟劑使用手冊,參加培訓人員人手一冊,參加項目農戶每戶1張技術招貼畫。在《湖南農業科學》發布了“湘潤邦”牌秸稈腐熟劑產品整幅版面廣告,進行廣告宣傳。在項目實施地區醒目位置發布墻體廣告,要求到村。計劃橫幅到村,標語到組。在項目實施中小地區,置辦宣傳欄。設立24h電話服務熱線,由本項目研發人員負責電話服務熱線,單位的所有專門的網絡平臺,隨項目進展網絡更新。
多方籌措資金,加大資金投入。多渠道爭取國家環保、肥料、科技部門的資金投入。采用“公司+用戶”的模式籌集資金。充分調動社會各方的積極因素,利用社會各界、各單位投入資金、物質和勞力,確保了項目順利實施,擴大了“湘潤邦”牌秸稈腐熟劑的社會影響力。
3?存在的問題及展望
3.1?政策支持力度還需加大
因為秸稈腐熟劑促使秸稈還田是一項長遠的公益性的環保事業,具有連續性和長遠性,環境效益和經濟效益不是短期內可以馬上突現出來,要在基層農戶推廣使用需要政府給予大力度的政策扶持,雖然目前在我國出臺了一系列政策鼓勵秸稈還田,并且近幾年也都組織了農作物秸稈資源豐富的市縣進行了政府采購秸稈腐熟劑,但是目前來說,政策扶持力度還和宣傳力度還不夠[6],由于農村主要勞動力轉移,新技術還需要改變傳統生產模式農戶接受還較難,國家需要加大宣傳力度,對于政府加大對科研機構研發經費的投入,進一步落實監管機制,落實秸稈腐熟劑的施用管理,避免出現農戶領用腐熟劑后未施用,或者未按要求施用情況出現。并且可以給予農戶一定的工作補貼。同時在制定桔稈還田等補貼項目時應充分把握和考慮秸稈腐熟技術的周期特點[7],盡可能按照3~5a為1個周期對1個區域進行財政補助,避免補貼項目每年換地方而影響其效果[8]。
3.2?推廣經費不足
在目前政府組織的秸稈腐熟劑政府采購項目中,國內技術培訓費比例為8%~13%,而按照實際情況,技術服務費比例需要達到30%以上才能保證基層農技工作者和廣大農戶真正認識到秸稈還田重要性和充分掌握秸稈腐熟劑應用技術。
3.3?需要進一步擴大秸稈腐熟劑適應范圍
秸稈腐熟劑對環境條件有一定的要求,大田在噴撒秸稈腐熟劑后遇到低溫或者下雨時,催腐效果會明顯降低[5],理想秸稈腐熟劑必須適用范圍廣,抗逆性強,在不利環境中,同樣具有較好的催腐效果。在以后的工作中主要通過研制克服低溫和下雨環境中的秸稈腐熟劑和不斷提升配套設施,利用大棚和科學預報等手段減少環境對秸稈腐熟劑發揮作用的不利影響[9];目前應用推廣的“湘潤邦”牌秸稈腐熟劑主要是針對南方地區的水稻秸稈,對于其它作物秸稈,如油菜、小麥、玉米等作物也有較好效果,但是并沒有針對具體作物品種開發特定的高效秸稈腐熟劑。在后續工作中,可以結合現有基礎,進行再開發研究,針對不同農作物秸稈研制不同配比,不同菌劑組合的秸稈腐熟劑,還可以進一步研制針對畜禽糞便處理等一系列有機物料的腐熟劑產品,形成一個腐熟劑系列家族,更好的服務于三農事業,為兩型社會服務。
3.4?需進一步提升秸稈腐熟速度
雖然目前研制推廣的秸稈腐熟劑已經能夠較快的腐解作物秸稈,但還沒有達到最為理想狀態,仍然需要繼續提高秸稈腐熟的速效。在以后的工作中還應不斷篩選和優化催腐快的復合菌種,相關研究表明,瑞萊特菌系可與土壤或秸稈的微生物產生協同作用,促使腐解微生物的種類和數量大幅度增加[10],加速作物秸稈木質纖維素的降解,使秸稈快速腐熟,實現大量秸稈直接還田,以復合生物酶、表面活性劑為主要成分和以嗜熱、耐熱細菌、真菌、防線菌和生物復合酶為主要成分的秸稈腐熟劑是小麥秸稈有氧發酵培養較好的微生物催腐劑,在以后的工作中將不斷進行研究探索,開發出更為高效的秸稈腐熟劑產品。
3.5?配套技術有待提升
目前在南方,特別是丘陵地區,大多數農戶在秸稈還田時還是利用人工播散、翻耕進行還田,不僅效率較低,而且翻耕效果也不好,同時使用秸稈腐熟劑的功效得不到最大的發揮[7]。所以還應該科學開展機械化還田,要做好秸稈機械化還田方面工作,應該加強對秸稈還田利益的宣傳,讓廣大農戶充分了解秸稈還田重要性,對秸稈還田帶來的持久經濟效益以實例示范,以數據說話,充分調動和激發廣大農民積極性與主動性;增強還田機械的研究和推廣,針對丘陵地區面積小落差大的地塊,研究適合小型機械的投入應用,使還田機械得到普及,使農戶對機械還田形成習慣;科研工作者在現有秸稈還田技術基礎上還需不斷創新研究,針對還田技術較難的麥秸和油菜秸稈,對秸稈還田量和還田深度等配套技術應深入研究[5],配合效果穩定的腐熟劑,應加快優秀成果的推廣應用,保證秸稈還田工作順利推進。
參考文獻
[1]張建青.中國作物秸稈資源量估算與利用狀況研究進展[J].中國農技推廣,2017(10):51-52.
[2]陸顯華.秸稈腐熟劑品種篩選試驗總結[J].農業與技術,2019(08):17-18.
[3]宋艷華,郭鐵光,肖清平,等?.三種秸稈腐熟劑在湘潭縣秸稈還田晚稻種植中的應用研究?[J].湖南農業科學,2013(12):24-26.
[4]薩如拉,楊恒山,范富,邰繼承.秸稈還田量和腐熟劑對秸稈降解率和土壤理化性質的影響[J].河南農業科學,2018,47(09):56-61.
[5]郭粹錦.不同秸稈腐熟劑應用效果比較試驗[J].安徽農學通報,2019,25(06):102-104.
[6]彭春艷,羅懷良,孔靜.中國作物秸稈資源量估算與利用狀況研究進展[J].中國農業資源與區劃,2014(03):61.
[7]趙荷娟,魏啟舜.南京市農作物秸稈綜合利用現狀及發展[J].江蘇農業科學,2013,41(12):384-386.
[8]陸欣.土壤肥料學[M].北京:中國農業大學出版社,2002:85.
[9]呂軍.土壤改良學[M].杭州:浙江大學出版社,2011:37-38.
[10]李傳林,吳家華,王永邦,余自強.改善耕地質量,促農業綠色升級[J].農業工程技術,2016(05):30-32.
作者簡介:
鄧中榕(1986-),男,碩士,經濟師。研究方向:農業經濟。