莊迎春 季林章 李山東 孫 楠
(泗陽縣農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心 江蘇泗陽223700)
泗陽縣地處蘇北黃淮海平原,耕地面積105 萬畝,土壤主要為黃潮土,成土母質(zhì)主要為黃泛沖積物,沙土面積占68%,土壤有機質(zhì)含量較低,秸稈還田成為本地區(qū)耕地質(zhì)量提升的主要措施之一。泗陽縣農(nóng)作物常年播種面積165 萬畝,其中小麥面積71.0 萬畝、水稻54.0 萬畝、稻麥輪作面積51.6 萬畝,是典型的稻麥輪作糧食主產(chǎn)區(qū),年產(chǎn)稻麥秸稈56.0 萬t 左右,其中,小麥秸稈29.5 萬t 左右。近年來,隨著機械化水平的不斷提高,小麥、水稻機械收割面積在99%以上,加上政府秸稈禁燒的常態(tài)化管理,泗陽縣積極推廣小麥、水稻秸稈機械化全量還田,全縣小麥、水稻秸稈80%以上實行機械還田,2020 年小麥秸稈全量還田面積67.5 萬畝。為了實現(xiàn)稻麥輪作地區(qū)夏季小麥秸稈還田后的快速腐解,增加土壤有機質(zhì)積累、提高農(nóng)作物產(chǎn)量,自2015 年以來,充分利用夏季雨水充足、高溫條件,在小麥秸稈全量還田條件下應(yīng)用秸稈腐熟劑技術(shù),幾年來,小麥秸稈全量還田應(yīng)用腐熟劑面積達75 萬畝次,2020 年化肥用量較2015 年降低了5.2%,土壤有機質(zhì)含量逐年提高,耕地質(zhì)量等級提升了0.8 個等級,農(nóng)作物產(chǎn)量逐年提高。
試驗田設(shè)在眾興鎮(zhèn)陶圩臧勇承包田 (稻麥輪作),田面較平整,肥力均勻,排灌方便,土質(zhì)為沙土,試驗前土壤有機質(zhì)為17.6 g/kg、全氮1.12 g/kg、有效磷11.3 mg/kg、速效鉀87 mg/kg、緩效鉀519 mg/kg。
參試水稻品種為寧粳4 號; 腐熟劑為有機廢物發(fā)酵菌曲。
6 月20 日整地施肥,每畝施尿素12 kg、復(fù)合肥(NPK 比例為20∶10∶15)30 kg;水稻機插,移栽密度為30 cm×12 cm,基本苗為5.6 萬/畝。苗高17.4 cm,葉齡3.5 葉。移栽時間為6 月22 日;苗期防治灰飛虱,移栽后7 d 進行一次化除,分蘗期防治2 次螟蟲和紋枯病,拔節(jié)后防治1 次稻飛虱和稻瘟??;8 月5 日畝施尿素10 kg,8 月13 日畝施尿素5 kg。未發(fā)生卷葉螟,無倒伏。收獲期為10 月28 日。
機械全量還田。前茬小麥產(chǎn)量420 kg/畝。
每畝3 kg,在整地前對細土5 kg 均勻撒施于小麥秸稈上。
試驗設(shè)3 個處理,重復(fù)3 次,隨機排列,每個小區(qū)30 m2,小區(qū)間做埂30 cm。3 個處理設(shè)置如下,對照:常規(guī)施肥,無秸稈還田;處理1:秸稈全量還田,施肥及管理同對照;處理2:秸稈全量還田+“有機廢物發(fā)酵菌曲”,施肥及管理同對照。
應(yīng)用腐熟劑的秸稈5 d 后變軟,顏色變微黃,10 d后秸稈變軟、褐黃、出現(xiàn)霉味,15 d 后開始腐爛,未用腐熟劑的秸稈,20 d 后顏色變褐黃并出現(xiàn)霉味,秸稈變軟,25 d 后開始腐爛。說明使用秸稈腐熟劑,可以使秸稈提前10~15 d 腐爛(表1)。
表1 應(yīng)用腐熟劑不同天數(shù)后秸稈腐爛程度
水稻栽后14 d,莖蘗數(shù)處理2 均略低于對照和處理1,說明秸稈還田使用腐熟劑處理前期微生物活動強,有奪氮現(xiàn)象,35 d 后,施用腐熟劑的處理總莖蘗數(shù)略高于對照,未用腐熟劑的仍低于對照。抽穗期,處理1、處理2 莖蘗數(shù)分別比對照增加1.2 個、1.7 個(表2)。
產(chǎn)量結(jié)果表明,處理1、處理2 當(dāng)季水稻產(chǎn)量均比對照增加,處理1 比對照每畝增產(chǎn)27 kg,增產(chǎn)4.8%,處理2 產(chǎn)量較對照增加38 kg,增加6.7%(表3~表6)。
從試驗前后的養(yǎng)分變化情況來看,處理1 和處理2 土壤有機質(zhì)、有效磷、速效鉀、緩效鉀、CEC 值都有增加,容重降低,處理1、處理2 有機質(zhì)比對照分別增加0.30 g/kg、0.40 g/kg,全氮比對照分別增加0.01 g/kg、0.02 g/kg,有效磷分別增加0.10 mg/kg、0.20 mg/kg,全磷均增加0.02 g/kg,速效鉀比對照分別增加2.00 mg/kg、3.00 mg/kg,全鉀分別增加0.40 g/kg、0.60 g/kg,緩效鉀比對照分別增加3.00 mg/kg、5.00 mg/kg。CEC 值比對照分別增加0.20、0.40,容重比對照分別降低0.02 g/cm3、0.03 g/cm3(表7)。
表2 不同處理水稻莖蘗動態(tài)
表3 產(chǎn)量結(jié)構(gòu)分析(取重復(fù)平均值)
表4 產(chǎn)量分析
表5 產(chǎn)量結(jié)果方差分析
表6 產(chǎn)量結(jié)果分析——多重比較(LSR 法)
(1) 秸稈全量還田應(yīng)用腐熟劑的秸稈,5 d 后秸稈變軟,10 d 后顏色變褐黃,并出現(xiàn)霉味,15 d 后開始腐爛;秸稈全量還田未用腐熟劑的秸稈,20 d 后顏色變褐黃并出現(xiàn)霉味,秸稈變軟,25 d 后開始腐爛。說明使用秸稈腐熟劑,可以使秸稈提前10~15 d腐爛。
(2)秸稈全量還田前期微生物活動旺盛,有奪氮現(xiàn)象,前期應(yīng)注意補充速效氮肥,后期水稻生長較好可適量減少追肥量。
(3)秸稈全量還田、秸稈還田應(yīng)用腐熟劑,當(dāng)季水稻產(chǎn)量均比對照增加,未用腐熟劑的比對照每畝增產(chǎn)27 kg,增產(chǎn)4.8%,應(yīng)用有機廢物發(fā)酵菌曲處理的產(chǎn)量較對照增加38 kg,增加6.7%。產(chǎn)量差異達到顯著水平。
(4)秸稈全量還田與應(yīng)用腐熟劑的土壤有機質(zhì)、全氮、有效磷、速效鉀、緩效鉀、CEC 值都有增加,秸稈全量還田、秸稈全量還田+“有機廢物發(fā)酵菌曲” 有機質(zhì)比對照分別增加0.30 g/kg、0.40 g/kg,全氮比對照分別增加0.01 g/kg、0.02 g/kg,有效磷分別增加0.10 mg/kg、0.20 mg/kg,速效鉀比對照分別增加2.00 mg/kg、3.00 mg/kg,緩效鉀比對照分別增加3.00 mg/kg、5.00 mg/kg。CEC 值比對照分別增加0.20 cmol/kg、0.30 cmol/kg,容重比對照分別降低0.02 g/cm3、0.03 g/cm3。
表7 小麥秸稈還田應(yīng)用腐熟劑對土壤理化性狀的影響