丘陵地小麥秸稈全量還田對土壤肥力及水稻生長的影響

張志才 陳加銀 張永明

摘 要 為了探究丘陵地小麥秸稈全量還田對土壤肥力與水稻生長的影響，進行了秸稈全量還田、秸稈全量還田+酵素菌腐熟劑、秸稈未還田處理對比試驗，結果表明：1）小麥秸稈還田能改善土壤結構，增加孔隙度，降低土壤容重，提高土壤中營養元素和有機質含量;2）在水稻生育前期，小麥秸稈全量還田處理會抑制水稻生長，發苗較未還田處理遲緩;3）在水稻生長中后期，秸稈腐解釋放營養物質，促進水稻生長，延緩中后期群體的衰亡，提高了水稻的成穗數、每穗總粒數、結實率和千粒重，對水稻有顯著的增產作用。

關鍵詞 小麥;秸稈還田;土壤肥力;水稻;丘陵地

中圖分類號：S512.1 文獻標志碼：A DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2021.07.011

近20多年來，我國糧食作物生產中有機肥投入量顯著減少，土壤肥力主要靠化肥維持。這不僅增加了生產成本，而且導致了土壤有機質含量逐年下降，結構變劣，生產力降低。同時，傳統的秸稈焚燒方式不僅浪費了資源，而且污染環境 [1]。近年來，國家出臺了一系列政策來推進秸稈禁燒禁拋和綜合利用工作，取得了顯著成效。秸稈還田是最簡單、最直接的綜合利用方式，目前在農業生產中應用普遍[2]。為了進一步探究丘陵地小麥秸稈全量還田對土壤肥力與水稻生長的影響，特進行了小麥秸稈全量還田對比試驗。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗田安排在江蘇省金湖縣金北街道陳渡村，該地塊肥力中等，排灌方便，土壤類型為泥黃土，質地為輕黏，耕層厚度20 cm，土壤有機質含量22.45 g·kg-1、全氮含量1.27 g·kg-1、有效磷含量13.10 mg·kg-1、速效鉀含量102.90 mg·kg-1。試驗地塊前茬作物為小麥，產量水平5 700 kg/hm2。

1.2 供試品種

選用當地主導水稻品種“淮稻5號”。

1.3 試驗設計

試驗設3個處理。1）處理A：秸稈全量還田;2）處理B：秸稈全量還田+酵素菌腐熟劑（淮安市大華生物制品廠生產）;3）處理C：CK（秸稈未還田）。小區面積100 m2，小區間筑埂相隔并包裹塑料薄膜。隨機區組排列，重復3次。

處理A和處理B在小麥收獲時留茬高度小于10 cm，將小麥秸稈機械切碎至8～10 cm，人工輔助勻撒田間（其中處理B隨后撒施酵素菌腐熟劑），再灌深5 cm左右的水層泡田，持續時間約50 h，后降低水位旋耕作業，旋耕深度大于12 cm。處理C在機械收割時未進行切碎，收割后人工清出田間小麥秸稈，留茬高度小于10 cm，其他灌水泡田、耕前放水、旋耕作業等措施與處理A相同。

1.4 田間管理

水稻采用工廠化育秧，2020年5月24日播種，每公頃大田的育秧軟盤為330只，每盤播芽谷130 g，6月12日機插，機插密度采用行距30 cm、株距13.1 cm。基肥移栽前2 d施用，分蘗肥移栽后7 d施用，穗肥促保兼顧，葉齡余數2.0葉時1次施用。采用深水活棵，淺水分蘗，中期擱田，揚花期建立淺水層，灌漿期干濕交替。病蟲防治嚴格按照植保部門要求進行。

1.5 調查內容及方法

大田生長期間，試驗各小區定點10穴，進行苗情考查，每隔5～10 d調查1次，主要考查葉齡和莖蘗動態，成熟前考查植株性狀、穗粒結構和產量結果。移栽前和收獲后分別取樣測定土壤理化性狀，其中：土壤容重和孔隙度采用環刀法，有機質采用重鉻酸鉀容量法測定，全氮采用半微量開氏法測定，速效氮采用堿解擴散法測定，速效磷采用碳酸氫鈉浸提-鉬銻抗比色法測定，速效鉀采用乙酸銨浸提-火焰光度法測定[3]。

2 結果與分析

2.1 秸稈還田對土壤理化性狀的影響

秸稈還田后經過微生物發酵形成腐植酸鈣和腐植酸鎂，促進了土壤中微生物的活性和養分的分解利用，改善了土壤團粒結構，降低了土壤容重[4]。秸稈未還田區的土壤容重從1.21 g·cm-3增加到1.24 g·cm-3，而秸稈還田區的平均土壤容重降低至1.19 g·cm-3，秸稈還田區較秸稈未還田區的土壤容重低0.05 g·cm-3;秸稈還田區的平均土壤孔隙度由45.82%增加到47.76%，秸稈未還田區的土壤孔隙度降低到45.32%，秸稈還田區較秸稈未還田區的土壤孔隙度高2.44個百分點;秸稈還田區土壤的平均有機質含量由22.45 g·kg-1提高至23.94 g·kg-1，秸稈未還田區土壤的平均有機質含量下降至22.11 g·kg-1，秸稈還田區較秸稈未還田區高1.83 g·kg-1;秸稈還田區土壤的全氮、堿解氮、速效磷、速效鉀的平均含量較未還田區分別高0.12 g·kg-1、8.71 mg·kg-1、1.45 mg·kg-1、10.7 mg·kg-1，特別是速效鉀增幅較大，原因可能是小麥秸稈中含鉀量豐富，秸稈腐解后提高了土壤的速效鉀含量 （見表1）。

2.2 秸稈還田對水稻莖蘗動態的影響

秸稈在腐解過程中與水稻爭肥明顯，一定程度地導致水稻前期生長受抑[5]。根據定點苗情考查，秸稈還田區的葉齡進程較未還田區慢0.2～0.6葉，秸稈還田區前期莖蘗數也較未還田區少，尤其在移栽后20～30 d秸稈還田區的莖蘗數增長較為緩慢，致使高峰苗數明顯低于未還田區。6月23日、7月3日、7月8日、7月13日、7月21日秸稈還田區的平均葉齡分別比未還田區分別少0.3葉、0.4葉、0.5葉、0.6葉、0.3葉，平均總莖蘗數分別比未還田區少5.7、43.6、61.3、42.1、18.8萬個/公頃。但隨著秸稈腐解過程的完成，不斷釋放的營養物質在水稻生長中后期開始發揮作用，促進了分蘗的提高與穩定。從7月28日開始，處理A、處理B的總莖蘗數均比對照多，7月28日、8月4日、8月11日秸稈還田區的平均總莖蘗數分別比未還田區多4.2、26.2、40.5萬個/公頃。從8月4—11日莖蘗的日消亡量來比較，秸稈還田區的平均日消亡量為7.7萬個/公頃，未還田區為9.6萬個/公頃。7月21日后各處理的總莖蘗數均呈下降趨勢，但是秸稈還田區的總莖蘗數下降速度較未還田區明顯緩慢[6]，這為秸稈還田區最終獲得較高的有效穗數奠定了基礎（見表2）。

2.3 秸稈還田對水稻植株性狀的影響

由表3可知，秸稈還田區水稻的株高、穗長、最后3張功能葉的長、寬均較未還田區有所增加。秸稈還田區的平均株高為97.58 cm，比未還田區增1.84 cm，其中處理B的株高98.46 cm，比對照高2.72 cm;秸稈還田區的平均穗長為15.29 cm，比未還田區增0.36 cm，其中處理B的穗長15.58 cm，比對照長0.65 cm;秸稈還田區的第4、5、6節間平均長度分別為15.36、19.82、28.28 cm，分別較未還田區長0.15、1.47、1.85 cm;秸稈還田區的劍葉、倒2葉、倒3葉的平均長度分別為23.87、34.49、39.00 cm，分別較未還田區長3.83、4.25、4.74 cm。秸稈還田區的劍葉、倒2葉平均寬度分別為1.75、1.68 cm，分別較未還田區寬0.23、0.16 cm。秸稈還田區的株高、穗長、最后3張功能葉長寬的增加，可能是因為秸稈后期腐解，釋放養分后土壤肥力增加所致。

2.4 秸稈還田對水稻產量構成因素的影響

由表4可知，秸稈還田區的平均有效穗數為339.6萬穗/公頃，比未還田區高10.4萬穗/公頃;秸稈還田區的每穗總粒數平均為124.7粒，比未還田區多5.3粒，其中以處理B最高，為125.8粒，較對照多6.4粒;秸稈還田區的結實率平均為94.5%，較未還田區高2.0個百分點;秸稈還田區的千粒重平均為27.4 g，較未還田區高0.4 g;秸稈還田區的理論產量平均為10 961.3 kg/hm2，較未還田區高1 144.5 kg/hm2，其中處理B理論產量最高，為11 170.0 kg/hm2，較對照高1 353.2 kg/hm2;秸稈還田區的實收產量平均為9 916.7 kg/hm2，較未還田區高1 026.4 kg/hm2，增產11.5%，其中處理B實收產量最高，為10 129.8 kg/hm2，較對照高1 239.5 kg/hm2，增產13.9%。

3 結論

1）秸稈還田可促進土壤中微生物的活性和養分的分解利用，改善土壤結構，增加孔隙度，增強通透性，降低土壤容重，提高土壤的營養元素和有機質含量。

2）小麥秸稈全量還田在水稻生育前期會抑制水稻生長，發苗較未還田的遲緩;但秸稈還田在水稻生長中后期，腐解秸稈釋放營養物質，延緩中后期水稻分蘗的衰亡，促進水稻的生長。

3）小麥秸稈全量還田能有效地提高水稻的成穗數、每穗總粒數、結實率和千粒重，對水稻有顯著的增產作用。

參考文獻：

[1]? 陸江林，吳崇友，石磊，等.麥稻秸稈全量機械還田定位試驗研究[J].中國農機化學報，2014（02）：165-170，187.

[2]? 蔡曉衛，周振宇，王美勇，等.丘陵地區秸稈全量機械還田對水稻生育性狀及產量的影響[J].現代農業科技，2011（12）：55-56.

[3]? 王會斌，楊濱齊，劉越，等.秸稈還田對引黃水稻產量和土壤肥力影響的研究[J].寧夏農林科技，2014，55（04）：26-27.

[4]? 葉麗麗，王翠紅，彭新華，等.秸稈還田對土壤質量影響研究進展[J].湖南農業科學，2010（19）：52-55.

[5]? 楊美英，劉建，魏亞鳳，等.麥稻兩季秸稈還田不同施氮量對水稻產量及其產量結構的影響[J].江西農業學報，2011，23（01）：62-64.

[6]? 盛麗萍，陸桂清，侯彩蘭，等.不同秸稈還田方式對機插水稻植株性狀及產量構成因素的影響[J].現代農業科技，2012（06）：63-64.

（責任編輯：敬廷桃）