水稻田秸稈還田條件下的氮肥調控與鉀肥替代試驗

鄭霞++孫玉海++王關林++劉東++蘇章鋒++潘久四++孫世清++丁亨虎

摘要 進行了水稻田秸稈還田條件下的氮肥調控與鋅肥替代試驗。結果表明：氮肥分基肥、蘗肥、拔節肥3次施用比分基肥、蘗肥2次施用，增產效果明顯，增加778 kg/hm2、增幅15.48%；氮肥3次施用+秸稈還田也有一定增產效果，與未施秸稈還田比較，產量增加80 kg/hm2、增幅1.38%。氮磷鉀配施+秸稈還田與不施鉀肥比較，產量增加878 kg/hm2、增幅17.54%；在秸稈還田條件下，鉀肥施用量應為推薦使用量的3/4為宜。

關鍵詞 水稻；秸稈還田；氮肥調控；鉀肥替代；產量

中圖分類號 S511.32；S147.5 文獻標識碼 A 文章編號 1007-5739（2017）01-0018-02

農作物秸稈直接還田，是秸稈綜合利用重要途徑之一。秸稈還田可以提高土壤有機質的含量，降低土壤的容重，增強土壤的透水性、透氣性及蓄水保墑能力，并可使土壤的團粒結構發生變化，保持疏松狀態，有效緩解土壤板結的問題[1-2]。秸稈還田的增產作用還有明顯的后效[3-4]。利用秸稈腐熟劑加快秸稈腐熟是近年小麥水稻秸稈還田方法之一；秸稈腐熟還田能提高秸稈的腐熟程度，有利于水稻的早期生長[5]。秸稈還田后，在0～30 d腐解較快，后期腐解速率逐漸變慢[6]。鉀肥在中稻生長中具有不可替代的作用，而且隨著秸稈還田量的增加產量有所提高；中稻早期秸稈全量還田+腐熟劑對中稻的分蘗有一定的影響，中期促進分蘗，后期增加實粒數，提高產量[7]。本文通過水稻田腐熟劑腐解秸稈還田條件下的不同氮鉀肥施用試驗，進一步探討秸稈還田條件下氮鉀肥施用時期及施用量，對科學利用小麥秸稈資源，減少化肥使用量，實現主要農作物化肥到2020年零增長具有重大意義。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗設在湖北省潛江市農業科學研究所。前茬為小麥，產量4 500 kg/hm2，試驗土壤類型為水稻土，土種為灰潮砂泥田，耕層質地為砂壤土。土壤檢測結果：有機質20.1 g/kg，堿解氮116 mg/kg，有效磷9.4 mg/kg，速效鉀118 mg/kg，pH值7.25。當季麥稈養分含量檢測結果：C 32.28%，N 0.83%，P2O5 0.08%，K2O 1.22%。

1.2 試驗材料

供試作物為中稻，品種為川優8377；肥料：氮肥為尿素（含N 46%），磷肥為普鈣（含P2O5 12%），鉀肥為氯化鉀（含K2O 60%），腐熟劑為合緣牌秸稈腐熟劑。

1.3 試驗設計

試驗為大區，不設重復，共設10個處理，編號為A、B、C、D、E、F、G、H、I、J，小區面積50 m2，各處理試驗方案設計如表1所示。

試驗肥料用量：氮（純N）、鉀（K2O）肥用量按試驗方案執行，磷肥用量（P2O5）60 kg/hm2。

秸稈還田量6 000 kg/hm2；各秸稈還田處理腐熟劑用量30 kg/hm2。施用方法除氮肥施用方法按試驗方案進行外；磷、鉀肥均作基肥使用。試驗田在劃小區和整田前將前茬秸稈全部移走，再按處理設計準確還田。腐熟劑同秸稈一起施用，灌水7～10 cm泡田。

1.4 試驗實施

本試驗采用水育秧技術育苗，于2016年5月4日播種，6月7日移栽，移栽時苗數4.2株/穴（基本苗2 株、分蘗苗2.2株），栽植密度16.785萬穴/hm2；6月5日施腐熟劑、還田小麥秸稈翻耕上水。其他農事活動各處理相同。于9月22日中稻收割前各個小區取10穴考種，計算取其平均值收割時測定實際產量。

2 結果與分析

2.1 對中稻苗情的影響

試驗分別于移栽期（6月7日）、分蘗盛期（7月8日）、齊穗期（8月19日）苗情調查，分析得各處理基本苗、最高苗、有效穗數、成穗率（表2）。

2.1.1 不同氮肥施肥處理對中稻苗情的影響。從表2可以看出，氮肥分3次施用的處理A、B、E之間比較，最高苗排序為處理B>處理A>處理E，有效穗數排序為處理B>處理A>處理E，成穗率排序為處理E>處理B>處理A。由此說明，氮磷鉀配施+秸稈還田能增加水稻分蘗和有效穗，秸稈還田能提高水稻成穗率。

氮肥分2次施用的處理C、氮肥2次施用+秸稈還田的處理D之間比較，最高苗排序為處理D>處理C，有效穗數排序為處理D>處理C，成穗率排序為處理C>處理D。由此說明，秸稈還田具有后期肥料效應，若后期不追施氮肥秸稈還田肥料效應明顯。

等量氮肥分2次施用的處理C與3次施的處理A之間比較，處理A的最高苗高于處理C，有效穗數持平，處理C成穗率高于處理A。由此說明，分3次施用氮肥有利于水稻分蘗，但后期追施氮肥也會增加水稻無效分蘗。

氮肥分3次施用的處理A、2次施用的處理C與不施氮肥的處理J之間比較，處理J其最高苗、有效穗數明顯低于處理A、C，處理J成穗率高達90%以上。由此說明，氮肥能有效地增加水稻的分蘗數，同時也會增加無效分蘗。

2.1.2 不同鉀肥施肥處理對中稻苗情的影響。從表2可以看出，全量施用氮磷鉀的處理C，與不施鉀肥的處理F之間比較，處理F最高苗、有效穗數明顯低于處理C，處理F成穗率高達70%以上。由此說明，鉀肥能有效增加水稻分蘗數，同樣會增加無效分蘗。

施用不同鉀肥量的處理G、H、I、D，與不施鉀肥的處理F之間比較，最高苗數排序為處理I>處理D>處理H>處理G>處理F，有效穗數排序為處理D>處理I>處理H=處理G>處理F，成穗率排序為處理F>處理G>處理H>處理D>處理I。由此說明，在秸稈還田條件下，隨著鉀肥施用量的增加，水稻分蘗增加明顯，在秸稈還田條件下，以處理I施用3/4鉀分蘗為最多，最高苗數為459萬株/hm2；有效穗數隨著鉀肥施用增加而增加，鉀肥施用也會增加水稻無效分蘗，增加鉀肥其成穗率反而降低。

2.2 對中稻產量結構的影響

2.2.1 不同氮肥施肥處理對中稻產量結構的影響。從表3可以看出，氮肥3次施用處理A、B、E之間比較，株高、穗長排序為處理E>處理B>處理A，有效穗數排序為處理B>處理A>處理E，穗總粒數排序為處理E>處理B>處理A，穗實粒數排序為處理B>處理A>處理E，結實率、千粒重排序為處理A>處理B>處理E，產量排序為處理B>處理A>處理E。由此說明，氮肥3次施用+秸稈還田能促進植株生長，增加穗粒數和產量，但增施氮肥+秸稈還田（處理E）穗實粒數反而降低；秸稈還田對千粒重有一定的影響。

氮肥2次施用的處理C與氮肥2次施用+秸稈還田的處理D之間比較，株高、穗長、有效穗數、穗總粒數、穗實粒數、結實率均為處理D>處理C，只有千粒重為處理C>處理D，產量排序為處理D>處理C。由此說明，秸稈還田具有一定肥料后效作用，能補充水稻后期生長一定氮肥，且產量以秸稈還田為高。

等量氮肥分2次施的處理C與3次施的處理A之間比較，株高、穗長、有效穗數、穗總粒數、穗實粒數、結實率、千粒重、測產均為處理A>處理C。由此說明，3次施用氮肥有利于植株生長、株有效穗數及穗粒數形成。因此，合理氮肥施用方法能增加水稻產量。

氮肥3次施用的處理A、2次施用的處理C與不施氮肥的處理J之間比較，株高、穗長、有效穗數處理A、C高于處理J，穗總粒數、穗實粒數排序均為處理A>處理J>處理C，結實率、千粒重排序為處理J>處理A>處理C，測產排序為處理A>處理J>處理C。由此說明，氮肥能促進植株生長、增加水稻的分蘗數，且氮肥3次施用的穗實粒數、千粒重高于2次施氮或不施氮肥；測產結果不施氮肥處理產量反而高于2次氮肥處理，此結果有待進一步試驗。

2.2.2 不同鉀肥施肥處理對中稻產量結構的影響。從表3可以看出，全量施用氮磷鉀的處理C，與不施鉀肥的處理F之間比較，株高、穗長、有效穗數排序為處理C>處理F，穗總粒數、穗實粒數、結實率、千粒重、產量排序為處理C<處理F。由此說明，鉀肥能促進植株生長、增加水稻分蘗數，對穗總粒數、穗實粒數、結實率、千粒重影響不明顯，有待進一步試驗。

不同施用鉀肥量處理G、H、I、D，與不施鉀肥處理F之間比較，株高排序為處理H>處理I>處理D>處理G>處理F，穗長排序為處理H>處理D>處理G>處理F>處理I，有效穗數排序為處理D>處理I>處理H=處理G>處理F，穗總粒數排序為處理D>處理F>處理G>處理H>處理I，穗實粒數排序為處理D>處理F>處理I>處理G>處理H，結實率排序為處理I>處理D>處理F>處理H>處理G，千粒重數排序為處理F>處理I>處理H>處理G>處理D，產量排序為處理D>處理F>處理I>處理G>處理H。由此說明，在秸稈還田條件下，隨著鉀肥施用增加，水稻其株高、分蘗增加明顯，穗總粒數、穗實粒數、產量影響不明顯，但仍以氮磷鉀配施+秸稈還田為最高，千粒重在秸稈還田條件下隨著鉀肥施用增加千粒重有所下降，有待進一步試驗。

2.3 對中稻產量的影響

2.3.1 不同氮肥施肥處理對中稻產量的影響。從表4可以看出，氮肥分3次施用處理A、B、E之間產量比較，氮肥3次施用+秸稈還田的處理B產量為5 884 kg/hm2，較處理A增產80 kg/hm2、增幅1.38%，較處理E增產770 kg/hm2、增幅15.06%。處理B增產效果明顯，而處理E由于前期氮肥過多無效蘗分蘗過多反而影響產量。

氮肥2次施用的處理C與氮肥2次施用+秸稈還田的處理D之間比較，處理D產量為5 078 kg/hm2，較處理C增產52 kg/hm2、增幅1.03%。秸稈還田有一定的增產作用。

等量氮肥3次施的處理A與氮肥2次施的處理C之間比較，處理A產量為5 804 kg/hm2，較處理C單產增加778 kg/hm2、增幅15.48%。等量氮肥分基肥、蘗肥、拔節肥3次施用比分基肥、分蘗肥施用增產效果明顯。

氮肥3次施用的處理A與不施氮肥的處理J之間比較，處理A較處理J增產812 kg/hm2、增幅16.27%。氮肥增產作用明顯。

2.3.2 不同鉀肥施肥處理對中稻產量的影響。從表4可以看出，氮磷鉀處理A、C，與不施鉀肥的處理F之間比較，處理C與施處F產量基本持平，較處理A減產778 kg/hm2、減幅13.40%。由此說明，鉀肥在水稻上具有不可替代的作用。

不同施用鉀肥量的處理G、H、I、D，與不施鉀肥的處理F之間比較，產量排序為處理I>處理G>處理H>處理D>處理F。由此說明，在秸稈還田條件下，隨著鉀肥施用的增加，產量也有所增加，與不施鉀肥的處理F相比，氮磷鉀配施+秸稈還田處理B增幅最大，增產878 kg/hm2、增幅17.54%。同樣說明鉀肥在水稻生產中具有不可替代的作用。

3 結論與討論

由于本試驗水稻楊花授粉期間遇到持續高溫（2016年8月10—25日，日最高氣溫33 ℃以上，8月18日，最高氣溫37.7 ℃，超歷史4 ℃，嚴重影響水稻生長發育），結實率、千粒重比常年偏低，產量比常年低30%以上，對試驗結果也有一定的影響。該試驗結果表明，氮磷鉀配施+秸稈還田能增加水稻分蘗和有效穗數，秸稈還田能提高水稻成穗率。秸稈還田具有后期肥料效應，若后期不追施氮肥秸稈還田肥料效應明顯。鉀肥在中稻生長中具有不可替代的作用。氮磷鉀配施+秸稈還田增產明顯，較不施鉀肥產量增加878 kg/hm2、增幅17.54%。目前，對秸稈鉀利用率研究相對較少，本試驗秸稈氮磷鉀素累計還田量分別為49.8、4.8、73.2 kg/hm2，有研究認為秸稈還田鉀素可以替代20%～50%的鉀肥。秸稈鉀素一次性投入，容易受到淋洗、徑流、下滲等環境因素的影響[8-10]。在秸稈還田條件下，鉀肥施用量應為常規推薦施用量3/4為宜。關于鉀肥替代率有待進一步研究。

等量氮肥分基肥、蘗肥、拔節肥3次施用比分基肥、分蘗肥2次施用增產效果明顯，產量增加778 kg/hm2、增幅15.48%；氮肥3次施用+秸稈還田也有一定增產效果，與未秸稈還田比較增產80 kg/hm2、增幅1.38%。

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