寒地粳稻秸桿加速腐熟技術研究

本課題來源/編號： “十二五”國家科技支撐計劃“糧食豐產科技工程”黑龍江粳稻春玉米大面積均衡增產技術集成研究與示范/2012BAD04B01（國家科技部統一編號）

一、試驗目的與意義

針對我省秋季溫度低、時間短，當年水稻秸桿不能完全熟化，第二年稻田生態不良等特點，開展初期秸桿還田土壤環境演化特點及水稻生長發育狀態研究。

二、試驗設計與方法

本試驗是研究北方高寒地區粳稻秸稈還田情況下，依據土壤的供肥特性及施肥體系的構建，進一步加快秸稈腐解，具體設計如下表：

如表1所示，試驗為大區對比，共設6個處理，以秸稈不還田、春季水整地前施基肥、本地常規施肥標準（純氮100kg/hm2、純磷50kg/hm2，純鉀75 kg/hm2）既處理1為對照，處理2-6均為秸稈全量還田同時施用適量氮肥以調節碳氮比，所不同的是處理2還田操作是在春季淺層耙耕時進行的，而處理3-6的還田操作均是在秋季以深翻覆蓋的方式進行的，這是它們的共同點，不同之處在于施肥標準的不同，處理3是以本地常規施肥為標準既常量氮肥，處理4是低量氮肥，處理5是高量氮肥，處理6是常量氮肥情況下添加磷肥，我們的研究重點在于秸稈秋季深度翻壓還田的同時配施不同氮肥水平，充分利用秋、春兩季短暫而有效的溫度和充足的水分，加速腐熟，盡最大努力避免在水稻生育的關鍵時期因秸稈腐熟不充分等出現負面效應。

全年氮肥施用分基（為第一次施肥）、蘗、穗肥，各占50、20、30%，磷肥施入時間和施入量如上表所示，其余的量的水整地前一次性補齊，各處理的鉀肥的施用均同為75 kg/hm2，基、穗期各半，試驗4月10日播種，5月15日插秧，插秧規格30cm×15cm，每穴4苗，田間管理同一般生產田，試驗品種為空育131。

三、試驗結果與分析

1、各處理相關時期性狀調查

本試驗分別在水稻生長發育的關鍵時期：分蘗期、孕穗期、齊穗期做了相關的植株性狀調查，結果我們發現試驗各處理在水稻分蘗初期的植株性狀沒有太大的差別，但隨著生育進程的進行，其差別逐漸顯現。

如下列各圖表所示，差別最明顯的就是處理2，由于受春季淺層耙耕的影響，秸稈在水稻生育初期于表層腐熟較慢且不充分對水稻植株影響不大，但隨著溫度升高且持續穩定，特別是在分蘗盛期到孕穗初期，土壤表層的秸稈腐熟加快，過多的沼氣，短期內對水稻根系的生長發育產生了一定的負面反應，其直接后果就是水稻植株生長慢、株高矮、分蘗莖數少、莖葉干物質含量低，其生育進程比較不還田的對照是明顯減慢的，但后期有所改善，這個現象說明，秸稈還田不宜過遲過淺，又遲又淺則有害無益。

處理4，在水稻分蘗期間從各性狀的表現來看，與處理1（對照）基本持平，而進入孕穗期后明顯后勁不足，這一現象說明，單純依賴秸稈還田來培肥地力，還不足以滿足水稻中后期生長發育的要求；對于高肥力的處理5 來說，進入分蘗盛期后，就顯示出了其強大的肥力優勢，各性狀表現均較突出，但從圖表4可以看出，齊穗期其莖葉生長過于旺盛、葉色濃綠、抽穗晚、籽粒干物質積累慢、貪青晚熟。

對于常規肥力的處理3和處理6來說，它們之間從始至終都沒有太大的差別，相對于處理1（對照）來說，生育進程也相對比較平穩，進入到孕穗期后其優勢性狀表現也越加明顯，葉片的葉綠素相對含量略有增加，分蘗莖數略多，莖稈的干物質含量略重，秸稈還田的效果也初步顯現，這些現象說明了秋季秸稈深度翻壓還田的同時，要配施適量氮肥。

2、產量各因素的結果與分析

綜觀產量因素表我們發現，與秸稈不還田的對照比較，處理4減產7.7%，主要原因是全年施入氮肥過少，致使每穗粒數減少5粒，千粒重減少0.5g，說明單純依賴秸稈還田來培肥地力，還不足以滿足水稻中后期生長發育對氮素的需求；處理2減產2.0%，主要原因是由于春季秸稈淺層耙耕效果不佳，秸稈大部浮于表面，特別是在分蘗盛期到孕穗初期，土壤表層的秸稈腐熟加快，過多的沼氣短期內對水稻根系的生長發育產生了一定的負面反應，致使每穴有效穗減少1.6，每穗粒數減少4.1，到水稻生育的中后期秸稈得以完全腐熟，環境得以優化，千粒重提高0.4g，這些現象說明秸稈還田在農業生產中的重要性，但秸稈必須早期還田，爭取一切有利因素加速熟化

處理3、5、6與秸稈不還田的對照比較，均表現為增產，但處理5是以較高的氮肥為代價的，在促進分蘗、增加穎花數的同時也致使生長過于旺盛、葉色濃綠、抽穗晚、籽粒干物質積累慢、貪青晚熟、無效分蘗多、千粒重小、出米率低，而處理3、6相對于處理1（對照）來說，從始至終生育進程都比較平穩，進入到孕穗期后其優勢性狀表現也越加明顯，葉片的葉綠素相對含量略有增加，分蘗莖數略多，莖稈的干物質含量略重，各產量因素也都相應地得到提高，這是秸稈還田的效果的最終體現，這些現象說明了秋季秸稈深度翻壓還田的同時，要配施適量氮肥。

四、試驗討論與結論

在水稻生長發育的關鍵時期：分蘗期、孕穗期、齊穗期植株健壯性狀優勢顯著；產量各因素的效果明顯；必須在秋季水稻收獲后盡早盡快還田，同時為提高還田效果，在深翻覆蓋的基礎上配施適量氮肥以爭取一切有利因素加速熟化。

秸稈還田是一項連續性的工作，短期內的技術和措施雖然不能帶來土壤養分供給的飛躍性改變，但是多年連續還田養分累積的過程就非常期待。

總之，農業是國家的基礎，而糧食是農業的基礎，因此改善作物土肥生長狀況，提高水稻單產是現代農業發展的基礎。大力實施秸稈腐熟技術為主的秸稈還田配套技術集成，既能直接減少化學肥料的施用量，緩解農資價格上漲的壓力，又能實施土壤有效養護，還能最大限度減少秸稈野外焚燒造成的環境污染，提升土壤肥力，對發展黑龍江墾區這樣的“現代農業的國家隊”具有重要的意義。