稻草還田對土壤養分及水稻生物量和產量的影響

周永山

摘 要：水稻在中國糧食生產和消費中歷來處于主導地位，對糧食安全的貢獻也高居首位，其生產水平穩定對中國乃至世界范圍的糧食安全均至關重要。水稻生產布局的變化會對中國糧食供給總量和糧價水平造成影響，亦可能進一步影響國際稻米市場的穩定。掌握水稻生產時空變化特征，可以理清生產現狀，判斷未來的生產發展趨勢。本文對稻草還田對土壤養分及水稻生物量和產量的影響進行分析，以供參考。

關鍵詞：秸稈還田;產量影響;土壤性狀

引言

水稻是我國的主要糧食作物，水稻育秧移栽技術增產增收效果顯著，在我國得到了廣泛的應用，秧盤作為育秧載體對保證育秧質量起著至關重要的作用。作為農業大國，我國年產秸稈8億噸，如何實現秸稈的合理利用對于農業的可持續發展具有重要意義。

1水稻整體歷史變化趨勢的概述

種植面積3增2減我國是世界上最大的水稻生產國，水稻種植面積位居世界第2。1949年以來，水稻種植面積出現3增2減，1949—1956年升高，1956—1961年下降，而1961年后，也呈現出先升高后降低的態勢，1961—1976年間增長，于1976年達到歷史最高，3696.9萬hm2，之后呈波動，降至2650.8萬hm2，減少約28.3%，2004年起又開始第3次增長，此后我國水稻種植面積基本穩定在3000萬hm2左右。同時，從1961年起，與全球水稻種植面積日趨擴增的形勢相伴的，是我國水稻種植面積占世界的份額整體表現出下降趨勢;而作為我國三大主要糧食作物（水稻·小麥·玉米）之首，水稻種植面積占全國糧食種植面積比例整體先升后降，1961年占比29.87%，至1976年達到37.48%的最高比例，之后日趨下落，2007年起低于玉米種植面積，占比并逐步被拉大差距。

2材料和方法

2.1試驗材料

水稻品種為常規稻中早39，“稻草直接還田”和“稻草粉碎還田”為本田全部秸稈，“稻草碳化還田”為稻草生物炭。

2.2試驗方法

選擇土壤肥力適中的連片平整稻田，早稻種植前將田塊整出15塊200m2的小區田塊，田埂用厚塑料膜覆蓋，兩側埋入土中30cm深，以防串水串肥。早稻按當地習慣種植中早39，統一肥水管理，早稻收割時進行稻草處理。CD處理的小區手割，脫粒后稻草移至田外，按考種數據計算出的干稻草量的70%勻撒生物炭;ZD處理的小區手割，脫粒后稻草勻撒田中;FD處理的小區機收，稻草粉碎后留在田中;BD、BR處理的小區手割，脫粒后稻草移至田外。然后灌水浸泡3d，機器打田平田，施基肥，施肥7d后插秧，株行距為20cm×23cm。施肥方法：基肥施用氮肥總量的50%、鉀肥總量的50%和全部磷肥;在分蘗期追施氮肥總量的40%、鉀肥總量的40%;孕穗期追施氮肥總量的10%、鉀肥總量的10%;3種化肥的總量分別為：氮肥純N為150.0kg/hm2，N∶P2O5∶K2O早稻為1∶0.5∶1.0，晚稻為1∶0.5∶0.8。

2.3土壤理化性質

在試驗處理前、水稻孕穗期、灌漿期、成熟期，每個小區采用5點取樣法，采取0～20cm耕層土壤樣品，風干后磨碎，過篩分裝備用。土壤有效磷采用鉬銻抗比色法;土壤速效鉀采用醋酸銨浸提—火焰光度法;土壤堿解氮采用堿解擴散法。

2.4植株生物量

于分蘗期、孕穗期、灌漿期、成熟期，每個小區隨機挖取5穴植株用水洗凈泥土，分根、莖、葉、穗，用信封袋裝好。105℃殺青30min，80℃烘干至恒重，稱重，粉碎，封裝用于測定植株養分。植株全氮、磷采用濃硫酸消煮—流動分析儀法;植株全鉀采用濃硫酸消煮—火焰光度法。

2.5水稻產量

于水稻收獲前1d，每個小區采取有代表性的水稻植株15穴，進行考種，計算理論產量。在水稻收獲當天，每個小區隨機割取3個1m2的樣方，脫粒后曬干，風選并對每個樣方的稻谷稱重，計算實際產量。

3不同處理對土壤理化性狀的影響

水稻生物收獲后，試驗田各處理土壤容重、總孔隙度以及堿解氮、有效磷、速效鉀、有機質含量和pH值均發生了變化。稻草還田處理土壤容重較試驗前都有所下降，減少量在0.01～0.03g/cm3之間，以處理4和處理6降幅最大，均為2.40%，而處理1（CK）土壤容重卻比試驗前增加了0.01g/cm3，增幅0.80%。稻草還田處理土壤總孔隙度較試驗前均有所增加，增加量在0.06%～0.18%之間，以處理4增幅最大，為0.36%，而處理1（CK）土壤總孔隙度卻比試驗前降低了0.15%，降幅0.30%。分析可知，稻草還田和化肥減量可有效地改善土壤結構，增加土壤通透性，減輕土壤板結。稻草還田處理的堿解氮、有效磷、速效鉀、有機質含量較試驗前都有所增加，堿解氮含量增加了0.5～2.8mg/kg，以處理4增幅最大，為1.31%;有效磷含量增加了0.4～1.7mg/kg，以處理5增幅最大，為7.76%;速效鉀含量增加了1.6～5.4mg/kg，以處理4增幅最大，為2.76%;有機質含量增加了0.4～1.2g/kg，以處理4增幅最大，為3.34%。而處理1（CK）土壤堿解氮、有效磷、速效鉀、有機質含量較試驗前分別減少了0.2mg/kg、0.1mg/kg、0.8mg/kg和0.2g/kg，減幅分別為0.09%、0.46%、0.41%和0.56%。各處理土壤pH值與試驗前相比，除處理1（CK）下降外，稻草還田處理的pH值均呈上升趨勢，分別增加了0.01、0.01、0.03、0.02和0.03，增幅分別為0.18%、0.18%、0.55%、0.36%和0.55%。分析得出，稻草還田和化肥適當減量可有效增加土壤養分含量，同時對土壤pH值也有一定的調節作用。

4稻草還田對土壤養分的影響

秸稈中含有大量的養分資源，我國每年所產秸稈的N、P、K總量相當于年化肥用量的三成左右。秸稈還田有助于增加土壤全量N、P、K含量和速效N、P、K含量。長期的秸稈還田有利于氮肥的穩定，但單一的秸稈還田仍會使土壤全氮含量降低90%左右。秸稈中含有豐富的碳源，還田后有利于促進土壤礦化作用，提高土壤有機質含量，改善土壤pH值，秸稈還田還能顯著提高干旱時期土壤水分含量。本研究結果顯示，種植后HR的土壤堿解氮含量較BR提高了1467%，達到顯著性差異。說明稻草還田能顯著提高土壤堿解氮含量，但對土壤全N、P、K含量無顯著影響。

5稻草還田對水稻生物量和產量的影響

稻草還田，腐解釋放養分，相當于增加了施肥量，從而對水稻生物量和產量都有積極影響。研究表明，秸稈還田前期一定程度上使水稻分蘗起步延遲，水稻莖蘗數減少，干物質積累減慢。秸稈還田后期，養分釋放增多，促進水稻生長，使干物質積累加快，從而增加水稻生物量。研究表明，秸稈還田主要通過增加單位面積有效穗數來提高水稻產量，不施氮肥的情況下，秸稈還田比常規對照增產189%～320%？也有研究表明，秸稈還田會降低有效穗數，但通過增加每穗粒數和千粒重，形成大穗，從而顯著提高水稻產量？本研究結果顯示，HR水稻生物量從水稻抽穗期開始顯著高于BR，平均高出1694%～1899%？BR處理的營養器官生物量在水稻孕穗期達到最大值，HR則在水稻抽穗期達到最大值，較BR高出1437%，與水稻莖？葉干重規律一致較BR晚了10d？HR較BR水稻株高矮41cm，且差異顯著？HR的有效穗數？實際產量？干稻草產量均顯著高于BR，其中有效穗高出2254%，實際產量高出1888%，干稻草產量高出2255%。水稻產量和干稻草產量均與有效穗數顯著正相關，與株高負相關。說明稻草還田能顯著降低水稻株高，增加水稻生物量和有效穗數，從而增加當季水稻產量和干稻草產量。

結束語

綜上所述，本研究表明稻草還田，特別是稻草經過炭化處理后，對水稻生長發育、稻田環境改善都有很好的效果。

參考文獻：

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