冷明珠， 金月， 童喻浩， 侯建軍， 裴惠民

(1.安吉縣農(nóng)業(yè)與機(jī)械化技術(shù)推廣中心，浙江 安吉 313300； 2.安吉縣梅溪鎮(zhèn)農(nóng)業(yè)農(nóng)村辦公室，浙江 安吉 313306)

秸稈還田有利于提高土壤有機(jī)質(zhì)含量和促進(jìn)土壤養(yǎng)分循環(huán)，能夠改善土壤結(jié)構(gòu)和土壤墑情，是培肥土壤、提高耕地綜合生產(chǎn)能力的沃土措施[1]。安吉縣秸稈產(chǎn)量高達(dá)20萬(wàn)t，但是作物秸稈在短期內(nèi)不易腐解，如何高效利用作物秸稈已經(jīng)成為安吉農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中急需解決的問(wèn)題。往年許多農(nóng)戶(hù)為搶時(shí)省事，選擇直接焚燒秸稈，這不但會(huì)造成大量農(nóng)業(yè)資源的浪費(fèi)，而且嚴(yán)重污染大氣環(huán)境，阻礙農(nóng)業(yè)綠色發(fā)展[2]。作物秸稈富含氮、磷、鉀、鈣、鎂和有機(jī)質(zhì)等養(yǎng)分，是一種具有多用途的可再生生物資源，其利用方式有很多[3]，如秸稈直接還田、通過(guò)牛羊等食用過(guò)腹還田、工廠回收等，目前最快最有效的方式是直接還田。而安吉縣水稻秸稈產(chǎn)量每667 m2都在600 kg以上，由于季節(jié)緊，秸稈在田里降解緩慢，往往是上一季秸稈還沒(méi)腐爛就已經(jīng)種植了下一茬的作物，這會(huì)造成降解過(guò)程中產(chǎn)生有害物質(zhì)阻礙作物根系生長(zhǎng)；秸稈層太厚也會(huì)影響出苗率，使作物根系不能扎下去；還可能產(chǎn)生微生物分解秸稈與作物爭(zhēng)氮等問(wèn)題。因此,在稻-麥輪作制度下，秸稈還田不是越多越好，而是應(yīng)遵從因地制宜、具體分析的原則，根據(jù)當(dāng)?shù)靥飰K的肥力情況、氣候環(huán)境和農(nóng)藝措施等綜合考量。本研究旨在通過(guò)分析不同秸稈還田量對(duì)下茬小麥產(chǎn)量和土壤肥力的影響，探討在稻-麥輪作制度下秸稈還田的適宜量，為減少肥料的使用和指導(dǎo)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 供試材料

試驗(yàn)設(shè)在浙江省安吉縣天子湖鎮(zhèn)曉云村(E109°39′24″，N30°46′16″)農(nóng)田中。安吉縣屬亞熱帶海洋性季風(fēng)氣候，年平均降水量1 413.2 mm，年日照時(shí)間1 732.6 h，年平均氣溫15.6 ℃，光照充足、氣候溫和、雨量充沛、四季分明，適宜作物生長(zhǎng)發(fā)育。試驗(yàn)前農(nóng)田稻-麥種植季已經(jīng)開(kāi)展了兩年秸稈全量還田，供試土壤為培泥砂田，肥力中等，土壤基本理化性質(zhì)為pH 5.82，有機(jī)質(zhì)含量28.34 g·kg-1，全氮含量1.89 g·kg-1，有效磷含量19 mg·kg-1，速效鉀含量82 mg·kg-1；供試小麥品種為揚(yáng)麥12；供試地塊前茬水稻品種為浙粳99，每667 m2稻谷產(chǎn)量為560 kg，每667 m2秸稈產(chǎn)量為680 kg；秸稈含養(yǎng)分量為全氮6.75 g·kg-1，全磷1.75 g·kg-1，全鉀9.91 g·kg-1；供試肥料為尿素(N 46%)、復(fù)合肥(N 18%、P2O518%、K2O 8%)和氯化鉀(K2O 60%)。

1.2 處理設(shè)計(jì)

試驗(yàn)設(shè)4個(gè)處理，3次重復(fù)，共設(shè)12個(gè)小區(qū)，隨機(jī)區(qū)組排列，每個(gè)小區(qū)面積為33.3 m2，試驗(yàn)田周?chē)O(shè)置保護(hù)行。對(duì)照秸稈不還田，處理1、處理2、處理3分別為上一茬水稻秸稈每667 m2還田227、340和680 kg(即是秸稈1/3量、1/2量和全量還田)，秸稈先用秸稈粉碎機(jī)鍘成5 cm后鋪勻，每667 m2撒施復(fù)合肥30 kg翻壓掩埋于土層中還田。11月15日播種小麥；次年1月20日施用分蘗肥，每667 m2追施尿素7 kg；3月15日施用拔節(jié)肥，每667 m2追施尿素5 kg，氯化鉀5 kg；田間管理措施按常規(guī)進(jìn)行。

1.3 取樣和測(cè)定

1.3.1 采集土壤樣品及檢測(cè)分析

試驗(yàn)前、試驗(yàn)后(小麥?zhǔn)斋@后)分別采集試驗(yàn)田土樣，在試驗(yàn)田中采用“X”法，使用不銹鋼土鉆工具，每個(gè)小區(qū)隨機(jī)選取15點(diǎn)，每點(diǎn)采取樣品不少于100 g，充分混合后采用四分法留取1 kg土壤樣品。風(fēng)干后采用《土壤農(nóng)業(yè)化學(xué)分析方法》測(cè)定土壤基本理化性質(zhì)：pH采用無(wú)CO2的蒸餾水浸提，土液比1∶2.5，按照玻璃電極法(NY/T 1121.2—2006)；有機(jī)質(zhì)含量的測(cè)定采用重鉻酸鉀容量-外加熱法(NY/T 1121.6—2006)；全氮含量的測(cè)定采用濃硫酸催化消煮-凱氏定氮儀定氮法(NY/T 53—1987)；有效磷含量的測(cè)定采用氟化銨-稀鹽酸浸提(酸性土)，分光光度法(NY/T 1121.7—2006)；速效鉀含量的測(cè)定采用乙酸銨提取，火焰光度法(NY/T 889—2004)。

1.3.2 經(jīng)濟(jì)性狀調(diào)查與測(cè)產(chǎn)

每小區(qū)固定3個(gè)1 m2方塊，用鐵絲圍住，在小麥各個(gè)生育期調(diào)查莖糵穗數(shù)，成熟期調(diào)查每穗總粒數(shù)、實(shí)粒數(shù)和千粒重，計(jì)算理論產(chǎn)量；收獲時(shí)各小區(qū)單獨(dú)收割，記錄產(chǎn)量。

1.4 數(shù)據(jù)分析

本試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用Excel 2010和SPSS 20.0軟件進(jìn)行分析。利用SPSS 20.0統(tǒng)計(jì)軟件對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行單因素方差分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 秸稈還田量對(duì)土壤養(yǎng)分的影響

由表1可知，秸稈還田各處理組均不同程度地提高了土壤養(yǎng)分含量。與對(duì)照相比，處理1、處理2和處理3均提高了土壤養(yǎng)分含量，酸堿度也略有提高；有機(jī)質(zhì)含量分別比對(duì)照提高了0.90、0.42和0.29 g·kg-1；全氮含量分別比對(duì)照提高了0.05、0.08和0.03 g·kg-1；速效磷含量分別比對(duì)照提高了0.25、0.42和0.37 g·kg-1；速效鉀含量提升效果明顯，分別比對(duì)照提高了2.24、2.91和2.70 mg·kg-1。而收獲后養(yǎng)分?jǐn)?shù)據(jù)與種植前養(yǎng)分?jǐn)?shù)據(jù)比較，秸稈還田各處理的有機(jī)質(zhì)、全氮、有效磷和速效鉀含量均有提高；沒(méi)有秸稈還田的對(duì)照均比種植前養(yǎng)分含量略有下降，下降幅度不大，分別為0.01、0.02、0.10和0.79 mg·kg-1。

表1 不同秸稈還田量對(duì)土壤養(yǎng)分的影響

2.2 秸稈還田量對(duì)小麥籽粒產(chǎn)量的影響

從表2可看出，對(duì)照每667 m2小麥產(chǎn)量為309 kg；處理1產(chǎn)量最高，每667 m2產(chǎn)量為330 kg；處理2每667 m2產(chǎn)量為312 kg；處理3每667 m2產(chǎn)量為265 kg。處理1較對(duì)照增產(chǎn)21 kg，處理2較對(duì)照增產(chǎn)3 kg，處理3較對(duì)照減產(chǎn)44 kg。經(jīng)統(tǒng)計(jì)分析，對(duì)照與處理1、處理2相互之間無(wú)顯著差異，而處理3與前三者呈顯著差異，且處理3與處理1、處理2呈極顯著差異。這說(shuō)明1/3量和1/2量的秸稈還田相較于對(duì)照對(duì)小麥籽粒產(chǎn)量的影響并不明顯，但全量水稻秸稈還田會(huì)導(dǎo)致小麥籽粒產(chǎn)量顯著降低。

表2 不同秸稈還田量對(duì)小麥經(jīng)濟(jì)性狀的影響

2.3 秸稈還田量對(duì)小麥經(jīng)濟(jì)性狀的影響

不同秸稈還田量對(duì)小麥每667 m2有效穗數(shù)影響較大，對(duì)照、處理1、處理2和處理3有效穗數(shù)分別為27.9萬(wàn)、30.2萬(wàn)、28.1萬(wàn)和25.3萬(wàn)，處理1、處理2分別比對(duì)照增加2.3萬(wàn)和0.2萬(wàn)有效穗；而處理3比對(duì)照有效穗數(shù)下降2.6萬(wàn)。秸稈還田量對(duì)每穗實(shí)粒數(shù)也有一定影響，對(duì)照組每穗實(shí)粒數(shù)為38.5粒，處理1每穗實(shí)粒數(shù)為40.0粒，處理2每穗實(shí)粒數(shù)為39.0粒，處理3每穗實(shí)粒數(shù)為37.5粒，處理1、處理2每穗實(shí)粒數(shù)分別比對(duì)照增加1.5粒和0.5粒，處理3每穗實(shí)粒數(shù)比對(duì)照下降1.0粒。秸稈還田量對(duì)結(jié)實(shí)率和千粒重影響較小，對(duì)照組結(jié)實(shí)率為96.3%，處理1結(jié)實(shí)率為97.6%，處理2結(jié)實(shí)率為97.5%，處理3結(jié)實(shí)率為94.9%。對(duì)照組千粒重為43.2 g，處理1千粒重為43.6 g，處理2千粒重為43.2 g，處理3千粒重為43.1 g，處理1比對(duì)照千粒重增加0.4 g，處理2與對(duì)照千粒重持平，處理3比對(duì)照千粒重下降0.1 g。由此可見(jiàn)，不同秸稈還田量通過(guò)影響小麥有效穗和每穗實(shí)粒數(shù)影響產(chǎn)量的(表2)。

2.4 秸稈還田量對(duì)小麥基本苗的影響

不同秸稈還田量對(duì)小麥基本苗有影響，影響程度不同，對(duì)照、處理1、處理2和處理3分別為12.5萬(wàn)、12.1萬(wàn)、11.2萬(wàn)和9.5萬(wàn)，處理1、處理2、處理3分別比對(duì)照減少0.4萬(wàn)、1.3萬(wàn)和3.0萬(wàn)(表2)。由此可見(jiàn)，隨著秸稈還田量的增加，基本苗數(shù)呈減少趨勢(shì)。

3 討論

3.1 秸稈還田對(duì)土壤養(yǎng)分的影響

秸稈還田作為提高農(nóng)業(yè)資源利用率、促進(jìn)農(nóng)業(yè)綠色發(fā)展的重要措施之一，能夠?yàn)橥寥捞峁┲参锷L(zhǎng)所必需的氮、磷、鉀及其他中微量元素[4]。大量研究表明，秸稈還田能夠顯著改善土壤肥力狀況[5-7]。本試驗(yàn)結(jié)果表明，在連續(xù)兩年秸稈全量還田的情況下，經(jīng)過(guò)不同秸稈還田量處理后，相比對(duì)照，土壤有機(jī)質(zhì)、全氮、速效磷和速效鉀的含量均有不同程度的提高，說(shuō)明秸稈還田對(duì)改善土壤肥力有一定的作用。本研究結(jié)果也發(fā)現(xiàn)，不同秸稈還田量對(duì)土壤養(yǎng)分的影響并不是越多越好，原因可能是秸稈還田量過(guò)多會(huì)導(dǎo)致土壤持續(xù)處于高溫狀態(tài)，易造成土壤缺氧，直接降低土壤微生物數(shù)量，抑制秸稈的分解[8]。

3.2 秸稈還田對(duì)小麥產(chǎn)量的影響

大量研究表明，秸稈還田能增加作物產(chǎn)量[9-10]。本試驗(yàn)中，以每667 m2水稻秸稈還田量1/3量(還田秸稈227 kg)的處理產(chǎn)量最高，為330 kg；每667 m2還田量1/2量(還田秸稈340 kg)的處理產(chǎn)量次之，為312 kg；而全量秸稈還田的增產(chǎn)效果最差，每667 m2小麥產(chǎn)量為265 kg。因此,在本試驗(yàn)條件下，以水稻秸稈還田量為1/3量時(shí)對(duì)土壤肥力的提升和小麥產(chǎn)量的增產(chǎn)效果最佳。即在兩年秸稈全量還田后，小麥產(chǎn)量隨秸稈還田量的增加呈先增加后減少的趨勢(shì)，而在全量還田的情況下，小麥產(chǎn)量反而降低，表明適量的秸稈還田較沒(méi)有秸稈還田和過(guò)量的秸稈還田有顯著的增產(chǎn)效果，這可能是在該肥力下適量秸稈還田使得秸稈腐熟較快，其腐熟后的養(yǎng)分釋放使得土壤在小麥生長(zhǎng)后期有較高的肥力供給，從而促進(jìn)產(chǎn)量的提高；而過(guò)量的秸稈還田，引起土壤中C/N過(guò)高，造成秸稈腐熟慢，在腐熟的過(guò)程中出現(xiàn)和作物爭(zhēng)肥、小麥產(chǎn)量下降現(xiàn)象[11]。

3.3 秸稈還田對(duì)小麥基本苗的影響

大量的秸稈還田造成小麥出苗率下降，其原因可能是秸稈還田量過(guò)大，種子易落入秸稈中，影響出苗，從而使小麥減產(chǎn)。