秸稈還田對不同類型土壤改良培肥的效果

劉曉霞，陸若輝，陶云彬，吳東濤，陳一定*

(1.浙江省農業技術推廣中心，浙江 杭州 310020； 2.蘭溪市農林局 土壤肥料工作站，浙江 蘭溪 321100；3.麗水市農業局 土肥植保站，浙江 麗水 323000)

秸稈還田對不同類型土壤改良培肥的效果

劉曉霞1，陸若輝1，陶云彬2，吳東濤3，陳一定1*

(1.浙江省農業技術推廣中心，浙江 杭州 310020； 2.蘭溪市農林局 土壤肥料工作站，浙江 蘭溪 321100；3.麗水市農業局 土肥植保站，浙江 麗水 323000)

以潮土和水稻土為試驗材料，連續開展秸稈還田試驗，研究秸稈還田對不同類型土壤的改良培肥效果。結果表明，秸稈還田顯著提高了潮土種植水稻的產量，但是對水稻土種植水稻的產量無明顯影響；秸稈還田有效提高了潮土和水稻土土壤有機質水平，但對土壤全氮含量無顯著影響；開展秸稈還田顯著提高了潮土和水稻土有效磷、速效鉀含量，降低了土壤容重，但對潮土陽離子交換量無顯著影響。

潮土； 水稻土； 有機質； 土壤養分

我國擁有豐富的農作物秸稈資源，統計數據顯示，當前我國農作物秸稈年產量約8億t[1]。隨著農村能源結構的改進和調整，農作物秸稈呈現出了地區性、季節性、結構性過剩的現象，就地焚燒現象頻發[2]，不僅浪費了資源，而且污染了環境[3]。當前，秸稈還田作為有效的秸稈資源處置方式被廣泛推廣[4]，秸稈還田具有顯著的培肥改土作用和良好的生態環境效益，在一定的氣候條件及土壤肥力水平下，秸稈還田對農作物的生長及產量、土壤的肥力狀況等都有不同的影響。研究顯示，水稻穗粒數、千粒重、結實率以及產量隨秸稈還田量的增加呈上升趨勢[5]，且秸稈還田后土壤中有機質、堿解氮和全氮含量均高于對照以及試驗前的土壤養分水平[6-7]。

水稻土和潮土是浙江省的主要農業土壤類型之一，在耕地面積中所占比例僅次于紅壤，是浙江省糧食、蔬菜、瓜果類作物主要生產基地中的常見土類[8]。在農業生產中，土壤養分豐缺是影響作物生長發育與產量品質的重要因素。研究證實，秸稈還田可以提高土壤養分含量和作物產量，但秸稈還田對農作物產量，以及土壤肥力狀況的作用效果受到土壤類型的影響[7]；為此，本試驗研究秸稈還田對水稻土和潮土養分含量的影響，以期為不同類型土壤上秸稈還田技術的應用提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 供試材料

供試物料為小麥秸稈，供試作物為晚稻嘉58，土壤類型為潮土和水稻土，土壤基本理化性狀：潮土，有機質15.70 g·kg-1，全氮0.91 g·kg-1，有效磷21.20 mg·kg-1，速效鉀56.70 mg·kg-1，陽離子交換量1.23 cmol·kg-1，容重9.20 g·cm-3，pH值7.9；水稻土，有機質19.60 g·kg-1，全氮1.29 g·kg-1，有效磷18.20 mg·kg-1，速效鉀67.90 mg·kg-1，陽離子交換量1.13 cmol·kg-1，容重11.10 g·cm-3，pH值7.3。

1.2 處理設計

連續4 a開展田間試驗(2009—2013年)，試驗設2個處理。處理1，對照，無秸稈還田。處理2，秸稈粉碎全量還田。各處理隨機排列，單灌單排，重復3次。各處理施肥均按照常規施肥處理進行，即667 m2施肥折純N 20.2 kg、P2O53.6 kg、K2O 5.6 kg，肥料分別選擇尿素、過磷酸鈣和氯化鉀。各處理田間管理措施按照常規栽培進行。

1.3 樣品采集及測定

水稻收獲期測產，并測定土壤有機質、全氮、有效磷、速效鉀含量，以及土壤容重、陽離子交換量。

1.4 數據分析

采用DPS 2000軟件進行數據整理和方差分析(ANOVA)，對有顯著差異的處理采用Duncan′s新復極差法進行多重比較。利用Origin 8.0軟件制圖。

2 結果與分析

2.1 對不同類型土壤種植作物產量的影響

與2010年相比，連續實施秸稈還田顯著提高了在潮土上種植水稻的產量，但秸稈還田對水稻土種植水稻的產量無顯著影響(表1)，可見秸稈還田對潮土上水稻增產的效果較為明顯。

表1 秸稈還田對不同類型土壤種植水稻

注：同列數據后無相同小寫字母的表示差異顯著(P<0.05)。

2.2 對不同類型土壤有機質水平和全氮含量的影響

土壤有機質是穩定而長效的碳源物質，也是衡量土壤肥力的重要指標[9]。由圖1可見，秸稈還田能夠明顯改善潮土和水稻土的有機質狀況，與土壤的原始狀況相比，開展秸稈還田后，潮土和水稻土土壤有機質含量分別增加12.8%和11.5%。

氮素是農作物必需的大量營養元素之一，作物吸收氮素總量的50%～70%來自土壤，因此，土壤氮素含量豐缺程度是限制農作物產量的重要指標之一[10]。圖1顯示，與土壤背景值相比，實施秸稈還田對土壤全氮含量影響不大，這可能是由于秸稈還田實施年限較短，對土壤全氮含量的影響尚不明顯。

2.3 對不同類型土壤有效磷和速效鉀含量的影響

由圖2可見，秸稈還田顯著提高了潮土和水稻土有效磷和速效鉀含量，其中，潮土有效磷和速效鉀含量分別提高了23.1%和13.7%，水稻土有效磷和速效鉀含量分別提高了19.2%和14.8%。

圖中柱上無相同小寫字母的表示處理間差異顯著(P<0.05)。圖2～3同圖1 秸稈還田對潮土和水稻土有機質、全氮含量的影響

圖2 秸稈還田對潮土和水稻土有效磷、速效鉀含量的影響

2.4 對不同類型土壤容重和陽離子交換量的影響

土壤容重是衡量土壤質量的重要指標，容重的大小反映了土壤的結構、透氣性、透水性以及保水保肥能力的高低[11]。由圖3可見，秸稈還田顯著降低了原始土壤的容重，與基礎值相比，潮土和水稻土容重分別降低7.1%和5.7%。

圖3 秸稈還田對潮土和水稻土容重、陽離子交換量的影響

3 討論

秸稈還田是提高作物產量的有效措施。玉米秸稈還田條件下，后茬水稻產量顯著提高[13]；楊帆等[14]的研究證實，秸稈還田條件下，水稻增產7.2%，油菜增產8.1%，小麥增產11.9%；玉米秸稈連續還田2～6 a，玉米增產率為2.6%～6.1%[15]。本研究表明，秸稈還田對在不同類型土壤上種植的水稻的增產作用不同，實施秸稈還田顯著提高了在潮土上種植水稻的產量，但是對在水稻土上種植水稻的產量無顯著影響(表1)，這表明秸稈還田對水稻產量的影響因土壤種類而異。

秸稈還田能有效增加土壤中有機質含量，改善土壤肥力狀況[16]。此外，由于秸稈含有作物生長發育所必需的氮、磷、鉀等營養元素，秸稈還田還可有效提高土壤養分含量。例如，長期秸稈還田有效改善了土壤的理化性狀，土壤有機質、孔隙度、速效氮含量、鋅含量、鐵含量、錳含量、酶活性等理化指標與秸稈還田量呈顯著正相關[17]。本研究發現：秸稈還田顯著提高了潮土和水稻土的土壤有機質水平，但對土壤全氮含量無顯著影響(圖1)；秸稈還田顯著提高了潮土和水稻土有效磷、速效鉀含量，降低了土壤容重(圖2、圖3)，但是對陽離子交換量的影響因土壤類型而異。如圖3所示，秸稈還田提高了水稻土陽離子交換量，但對潮土陽離子交換量無顯著影響。綜上，秸稈還田對潮土和水稻土均有較好的改良培肥作用，可在生產實踐中推廣應用。

[1] WANG Y J, BI Y Y, GAO H Y. The assessment and utilization of straw resources in China[J]. Agricultural Sciences in China, 2010, 9(12): 1807-1815.

[2] 張婷, 李志洪, 趙傳拓,等. 秸稈還田對土壤肥力及作物生長的影響研究進展[J]. 安徽農業科學, 2015, 43(21): 89-91.

[3] WANG Q L, LI W, GAO X, et al. Life cycle assessment on biogas production from straw and its sensitivity analysis[J]. Bioresource Technology, 2016, 201: 208-214.

[4] 江永紅, 宇振榮, 馬永良. 秸稈還田對農田生態系統及作物生長的影響[J]. 土壤通報, 2001, 32(5): 209-213.

[5] 季陸鷹, 葛勝, 郭靜, 等. 不同麥秸稈還田量對機插水稻生長發育和產量的影響[J]. 安徽農業科學, 2013, 41(5): 1982-1984.

[6] 許仁良, 王建峰, 張國良,等. 秸稈、有機肥及氮肥配合使用對水稻土微生物和有機質含量的影響[J]. 生態學報, 2010, 30(13):3584-3590.

[7] 趙士誠, 曹彩云, 李科江, 等. 長期秸稈還田對華北潮土肥力、氮庫組分及作物產量的影響[J]. 植物營養與肥料學報, 2014 (6): 1441-1449.

[8] 邊武英, 董越勇, 周江明. 浙江省水稻土四大土屬土壤養分狀況及變化特征[J]. 浙江農業學報, 2009, 21(4): 354-357.

[9] 張永春, 汪吉東, 聶國書, 等. 不同量秸稈機械化還田對稻麥產量及土壤碳活性的影響[J]. 江蘇農業學報, 2008, 24(6): 833-838.

[10] 陳雅君, 閆慶偉, 張璐, 等. 氮素與植物生長相關研究進展[J]. 東北農業大學學報, 2013 (4): 144-148.

[11] 李卓, 吳普特, 馮浩, 等. 容重對土壤水分入滲能力影響模擬試驗[J]. 農業工程學報, 2009, 25(6): 40-45.

[12] 劉世全, 蒲玉琳, 張世熔, 等. 西藏土壤陽離子交換量的空間變化和影響因素研究[J]. 水土保持學報, 2004, 18(5): 1-5.

[13] 葛立立, 馬義虎, 卞金龍, 等. 玉米秸稈還田與實地氮肥管理對水稻產量與米質的影響[J]. 中國水稻科學, 2013, 27(2): 153-160.

[14] 楊帆, 李榮, 崔勇, 等. 我國南方秸稈還田的培肥增產效應[J]. 中國土壤與肥料, 2011 (1): 10-14.

[15] 趙凡, 何秀云, 沈玉梅, 等. 玉米秸稈還田保護性耕作對產量及土壤理化性狀影響的灰色關聯分析[J]. 干旱地區農業研究, 2011, 29(4): 208-213.

[16] 勞秀榮, 孫偉紅, 王真, 等. 秸稈還田與化肥配合施用對土壤肥力的影響[J]. 土壤學報, 2003, 40(4): 618-623.

[17] 勞秀榮, 吳子一,高燕春. 長期秸稈還田改土培肥效應的研究[J]. 農業工程學報, 2002, 18(2): 49-52.

(責任編輯： 高 峻)

2016-11-14

劉曉霞(1986—)，女，山東膠州人，農藝師，博士，從事土肥技術推廣工作，E-mail: 10914048@zju.edu.cn。

陳一定(1964—)，女，浙江慈溪人，推廣研究員，從事土肥技術推廣工作，E-mail: 148101952@qq.com。

10.16178/j.issn.0528-9017.20170243

S156

A

0528-9017(2017)02-0330-03

文獻著錄格式：劉曉霞，陸若輝，陶云彬，等. 秸稈還田對不同類型土壤改良培肥的效果[J].浙江農業科學，2017，58(2)：330-332，337.