稻草還田減施化肥對水稻泰豐優3301 產量及土壤養分的影響

張彩燕

（福建省尤溪縣溪尾鄉農業技術推廣站 福建尤溪 365109）

2022 年尤溪縣糧食總播種面積2.0 萬hm2，其中水稻播種面積1.8 萬hm2，稻谷總產14.2 萬t，產生干稻草5.0 萬t 以上。 由于在生產過程中大量使用化肥，平時只注重氮、磷、鉀的使用而忽略鈣、鎂等堿性離子的使用，造成土壤酸化嚴重及不同程度的板結，還會造成環境污染。 作為秸稈的綜合利用，推廣稻田秸稈還田對農業可持續發展、凈化環境、提高土壤肥力都具有重要作用； 而且稻草本身含有大量的有機質、氮、磷、鉀和微量元素[1-4]。 稻草還田還能改善土壤理化性質，增加土壤養分和有機質含量，是農業生產中有機肥料的重要來源。 因此，本研究在田間試驗的基礎上，結合當地種植習慣，在稻草還田的前提下，通過開展中稻品種泰豐優3301 的化肥施用減量試驗，探索稻草還田對水稻主要農藝性狀、產量及土壤理化性質的影響， 為稻草還田后減施化肥用量提供科學依據。

1 材料與方法

1.1 試驗地基本情況

試驗布置在尤溪縣溪尾鄉莘田村水稻種植基地里，該試驗地塊平坦、肥力均勻，具有代表性[5]。 土壤類型為灰泥田，質地為黏壤土，基礎土壤樣品理化性狀檢測結果為pH 4.82、 有機質38.7 g/kg、 堿解氮220.0 mg/kg、有效磷16.8 mg/kg、速效鉀43.5 mg/kg。

1.2 供試肥料、稻草

25%水稻專用肥復合肥（N∶P2O5∶K2O 為12∶5∶8），來源于中化農業生態科技有限公司。 供試稻草為干稻草并切碎。

1.3 供試作物品種

泰豐優3301 雜交稻, 是福建省農業科學院生物技術研究所、廣東省農業科學院水稻研究所選育，作中稻栽培生育期135 d 左右，產量654.5 kg/畝。 小區試驗于2022 年3 月23 日播種、4 月25 日移栽、7 月5 日齊穗、8 月6 日成熟測產驗收， 并取各試驗小區耕作層土壤樣品備測。

1.4 試驗設計

試驗于2022 年由尤溪縣農業農村局能源站委托溪尾鄉經濟發展綜合服務中心開展， 試驗分小區試驗和大區示范。

1.4.1 小區試驗 試驗設置4 個處理，3 次重復，每個小區面積18 m2。 隨機區組排列。 小區間筑小田埂高25 cm、寬20 cm，用農膜包埂隔離，防止肥水串灌。 試驗區四周保留1 m 寬以上保護行，各小區除定量稻草還田和按計劃施肥外， 其他田間管理措施與習慣性大田生產一致。具體試驗處理設計如下。處理1（CK）：（對照，稻草不還田、不施肥）；處理Ⅱ：100%常規化肥+無稻草還田，常規施肥量為25%水稻專用肥（N∶P2O5∶K2O 為12∶5∶8）50 kg/畝；處理Ⅲ：80%常規化肥稻草還田，稻草還田量為每小區8.1 kg 干稻草；處理Ⅳ：100%常規化肥稻草還田。

其中稻草還田量折合300 kg/畝。

1.4.2 大區示范 在小區試驗地周邊選擇3 個田塊，開展大區試驗示范，設置3 個處理，不設重復，試驗示范各大區除定量稻草還田和不同施肥量外，其他田間管理措施與習慣性大田生產一致。 具體試驗處理設計如下，T1： 面積284 m2，100%常規化肥+無稻草還田，T2：面積433 m2，80%常規化肥+195 kg 稻草還田；T3： 面積507 m2，100%常規化肥+228 kg 稻草還田。

其中稻草還田量折合300 kg/畝。

1.5 水稻測產及土壤養分測定

1.5.1 水稻測產 小區試驗：于2022 年8 月6 日對試驗各小區實割測產， 并考察其農藝性狀和進行室內考種。 各小區單收單打單曬，記錄稻谷濕重及稻草鮮重，折合干谷產量。大區示范：8 月8 日對示范各大區全面積實割測產，收獲前分別取樣室內考種，并記錄稻谷濕重及稻草鮮重，折合干谷產量。

1.5.2 土壤養分測定 于9 月17 日, 采集小區試驗田塊試驗前后耕作層的土壤樣品， 委托福建省地質礦產局三明實驗室檢測土壤樣品的pH、 有機質、堿解氮、速效磷、速效鉀等主要理化性狀[5-6]。

1.6 數據分析

試驗數據處理采用Microsoft Excel 2003 辦公軟件、SPSS 11.0 統計軟件分析及進行LSD 多重比較。

2 結果與分析

2.1 不同處理對水稻性狀的影響

由表1 可知， 稻草還田化肥減施對水稻的農藝性狀和經濟性狀有較大的影響。 處理Ⅱ、處理Ⅲ、處理Ⅳ與處理Ⅰ（CK）相比，株高、穗長、每穗粒數都有明顯變化，處理Ⅲ、處理Ⅳ有效穗數變化明顯，但對水稻的千粒重影響不大。 株高最高的是處理Ⅳ，與處理Ⅰ、處理Ⅱ株高差異顯著；株高最矮的是處理Ⅰ，與處理Ⅱ株高無顯著差異，可見，在定量稻草還田和減施化肥的前提下， 水稻株高隨著化肥用量的減少有變矮的趨勢。 穗長最長的是處理Ⅳ， 與處理Ⅰ、處理Ⅱ、處理Ⅲ之間差異顯著；穗長最短的是處理Ⅰ，與處理Ⅳ差異顯著，與處理Ⅱ、處理Ⅲ差異不顯著。 有效穗最多的是處理Ⅲ，與處理Ⅰ、處理Ⅱ差異顯著，處理Ⅰ與處理Ⅱ之間無顯著差異。 結實率最高的是處理Ⅰ，與處理Ⅳ的結實率差異極顯著，但處理Ⅰ與處理Ⅱ之間、 處理Ⅱ與處理Ⅲ之間的結實率差異不顯著。 由此可見，在定量稻草還田和減施化肥的前提下，產量隨著有效穗數、結實率的增加而增加。

表1 不同處理對水稻農藝性狀和經濟性狀的影響

2.2 不同處理對稻谷產量與經濟效益的影響

由表2 可知，處理Ⅲ稻谷產量最高，每畝平均產量802.93 kg，處理IV 次高，處理Ⅰ產量最低。處理Ⅲ和處理Ⅳ均比處理Ⅱ、處理Ⅰ（CK）增產，處理Ⅲ、處理Ⅳ相比處理Ⅰ增產幅度分別達34.96%、30.07%，達極顯著水平。 處理Ⅱ和處理I 間的產量差異不顯著。施用化肥加定量稻草還田的處理Ⅲ和處理Ⅳ都比100%施用化肥稻草不還田的處理Ⅱ增產， 增幅分別達24.73%和20.21%，達顯著水平。 處理Ⅲ產量雖比處理Ⅳ有所增加，但兩者差異不顯著。 由此可見，施用化肥加定量稻草還田對水稻生產具有較好的增產效果，尤其是減施化肥加稻草還田的增產效果好。

表2 小區試驗水稻干谷產量

由表3 可知，減施化肥加定量稻草還田的T2 產量最高，為688.7 kg/畝，T1 稻谷產量最低。 施用化肥加定量稻草還田的T2、T3 產量分別比常規施用化肥無稻草還田的T1 增產10.09%、3.77%，同比T2 又比T3 增產6.08%。 由此可見，在大區示范栽培條件下，減施化肥加定量稻草還田的增產效應比較明顯。

表3 各處理對水稻干谷產量及經濟效益的影響

由表3 可知，稻谷市場價按3.0 元/kg 計算，扣除肥料成本（其他物化成本一致），小區試驗，以處理Ⅲ的收益最高，產值2 277.2 元/畝，處理Ⅱ最低，產值1 766.7 元/畝，比處理Ⅲ減少510.5 元/畝，各試驗小區產值處理Ⅲ＞處理Ⅳ＞處理Ⅰ＞處理Ⅱ。 由此可見，在小區試驗中， 常規施化肥加定量稻草還田的經濟效益比常規施化肥的處理經濟效益明顯增加， 尤其處理Ⅲ在同樣定量稻草還田并減施化肥栽培條件下與處理Ⅱ對比，畝產值增加222.2 元，效果顯著。

大區示范，以T2 產值2 066.1 元/畝最高，扣除肥料成本后，產值1 934.6 元/畝，與T1、T3 相比較效益增加明顯，T3 產值比T1 也有增加但不顯著。 由此可見，在大區示范栽培條件下，常規施化肥加定量稻草還田的處理經濟效益比常規施化肥的大區示范明顯增加，尤其T2 在同樣定量稻草還田并減施化肥條件下與T1 對比，畝產值增加222.2 元，達顯著效果。

2.3 不同處理對水稻收獲后耕層土壤基本肥力的影響

由表4 可知， 小區試驗后各處理耕層土壤基本肥力與處理Ⅰ（CK）相比均有變化。 土壤pH、速效鉀呈現降低趨勢，有機質、速效磷含量明顯增加，堿解氮含量變化不明顯。 處理Ⅲ、處理IV 與處理Ⅱ相比有機質含量分別增加2.6 g/kg、2.0 g/kg； 速效磷含量分別增加2.7 mg/kg、4.6 mg/kg。 大區示范后各示范田塊耕層土壤基本肥力也均有變化，由表4 可知，T2 土壤基本肥力與T1 相比有機質含量增加4.4 g/kg、堿解氮增加19 mg/kg、速效磷增加3.2 mg/kg、速效鉀增加4 mg/kg。 通過小區試驗和大區示范可知稻草還田可以提升土壤有機質、速效磷含量，而且在比常規施肥減少20%的情況下效果最明顯。 由此可見，不同處理水稻收獲后耕作層土壤基本肥力與試驗地塊基礎土壤樣品理化性狀檢測結果相比均有變化。

表4 不同處理對水稻收獲后耕層土壤基本肥力的影響

3 討論與結論

試驗結果表明，在常規施化肥加定量稻草還田的前提下與100%常規施化肥不加稻草相比可以改善耕層土壤基本肥力。 從小區試驗和大區示范可以看出表現明顯的是土壤有機質、速效磷含量的提高。

稻草還田減施化肥對水稻生長的經濟性狀也有一定的影響，從小區試驗、大區示范2 個部分分析，無稻草還田的100%常規施化肥產值效益最差，稻草還田并減施20%化肥產值效益最佳[7-10]，因此建議每畝干稻草還田量300 kg、化肥減施總量的20%。

傳統現代農業生產為糧食高產而大量施用化學肥料現象，造成農用耕作用地的土壤結構、微生物種群及土壤養分循環都受到破壞。 通過稻草還田改善土壤理化性質，增加土壤有機質和速效磷含量，稻草鉀含量高， 稻草還田后釋放的鉀元素可以被作物直接吸收利用，是一種有效的養分，是農業生產中有機肥料的重要來源。 稻草還田是對稻草最直接的利用方式，既能減少稻草焚燒造成的環境污染及勞動力，又能提高社會效益和改變生態環境[12]。因此通過稻草還田可以減少化肥的使用量， 既能改善土壤有機質含量，又能提高產量，減少肥料成本。