秸稈還田對水稻產(chǎn)量的影響

秸稈還田對水稻產(chǎn)量的影響

江淮山區(qū)是中國典型的易旱農(nóng)業(yè)區(qū)。該區(qū)農(nóng)業(yè)種植以水稻、油菜為主,在我省農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中占有重要地位。該區(qū)雖有年平均降水900~1100mm,但降水季節(jié)性分配不均,年際間變化很大,至使該區(qū)水稻在栽插時期常發(fā)生因缺水造成不能按時栽插或減少栽插面積而減產(chǎn)。水分資源分布不均衡給我省江淮地區(qū)的水稻生產(chǎn)帶來十分嚴(yán)重的不利影響。水稻無水層灌溉栽培,是在水稻秧苗栽插后田面上無積水,根據(jù)水稻不同生長期的需要,使土壤保持70%~100%的含水量。按常規(guī)一季水稻約需灌水12~20次,而采用這種灌溉技術(shù),只需2~6次,灌溉水量節(jié)省一半多。既可高效利用水資源,又可提高水稻產(chǎn)量的新措施。這一技術(shù)在一些地方得到了大面積推廣和應(yīng)用,我省江淮地區(qū)的水稻產(chǎn)區(qū)也可引進(jìn)和推廣。施用有機(jī)肥、實(shí)施秸稈還田是提高土壤有機(jī)質(zhì)的重要措施。淹水的稻田和旱作土壤上,油菜、小麥等作物秸稈還田、綠肥翻壓的研究報道很多,而無水層灌溉下的土壤水分狀況、土壤養(yǎng)分轉(zhuǎn)化、土壤物理化學(xué)性質(zhì)、土壤生物學(xué)性質(zhì)既不同于淹水稻田的土壤,也不同于灌溉的旱地土壤,這種不同勢必影響到土壤的肥力狀況、土壤養(yǎng)分形態(tài)和有效性,以及有機(jī)物對土壤肥力的影響程度,也影響到土壤的肥力狀況、土壤養(yǎng)分形態(tài)和有效性等。目前對無水層灌溉下秸稈還田方式對土壤肥力和水稻產(chǎn)量影響的研究尚缺。本研究采用田間試驗(yàn)方法,探明寬壟聚土和豐產(chǎn)溝秸稈還田對土壤養(yǎng)分有效性以及水稻產(chǎn)量的影響,為提高江淮地區(qū)水稻土土壤肥力、合理施用有機(jī)肥以及秸稈還田技術(shù)提供依據(jù)。1化學(xué)肥料設(shè)計及施肥用量處理設(shè)計:水稻試驗(yàn)共設(shè)5個處理,分別為:(1)對照,不施秸稈;(2)豐產(chǎn)溝內(nèi)施油菜秸稈;(3)豐產(chǎn)溝內(nèi)施小麥秸稈;(4)豐產(chǎn)溝內(nèi)施油菜秸稈+腐稈靈;(5)不施秸稈,小區(qū)內(nèi)少二條豐產(chǎn)溝。試驗(yàn)小區(qū)面積20m2,分3個壟,寬壟1.2m,小區(qū)內(nèi)溝寬0.3m,小區(qū)間溝寬0.4m,溝深0.2m。溝內(nèi)(豐產(chǎn)溝)放秸稈,水稻溝灌,保持田面濕潤無水層。三次重復(fù),完全隨機(jī)區(qū)組設(shè)計。后茬油菜在水稻處理的基礎(chǔ)上,處理(1)對照,不施秸稈;處理(2)、(3)、(4)為水稻秸稈覆蓋;處理(5)不施秸稈,小區(qū)內(nèi)少二條豐產(chǎn)溝。水稻和油菜化學(xué)肥料施用量:N-P2O5-K2O=180-90-120kghm-2,水稻全部P、K和70%N作基肥,30%N作追肥,油菜全部P、K和60%N作基肥,40%N作追肥。秸稈施用量3000kghm-2。第一年水稻品種:富優(yōu)1號。栽插時間:6月20日,收獲時間:10月20日。密度:18×24穴/小區(qū)。油菜品種:華油雜9號。栽插時間,11月2日,收獲時間:5月29日。密度:12×17穴/小區(qū)。第二年水稻品種:Ⅱ優(yōu)2027,栽插時間:6月14日,收獲時間:9月22日。密度:12×16穴/小區(qū)。籽粒和秸稈養(yǎng)分含量分析方法:H2SO4-H2O2消煮,開氏法測氮,比色法測磷,火焰光度法測鉀。土壤養(yǎng)分含量分析方法:有機(jī)質(zhì)—重鉻酸鉀法,堿解氮—擴(kuò)散吸收法,速效磷—碳酸氫鈉浸提鉬銻抗比色法,速效鉀-醋酸銨浸提火焰光度法。2結(jié)果與分析2.1小麥、從秸稈還田對水稻產(chǎn)量的影響由表1中可以看出,在第一年水稻無水層節(jié)水灌溉豐產(chǎn)溝內(nèi)小麥、油菜秸稈還田,無論是否施用了腐稈靈對產(chǎn)量的影響效果都不明顯。小區(qū)內(nèi)少二條豐產(chǎn)溝而未施秸稈處理(5)(對照+寬行)水稻產(chǎn)量較對照略有增加。這可能因?yàn)樾←湣⒂筒私斩掃€田都施在豐產(chǎn)溝內(nèi),而且是第一年,秸稈還田并未起到多大效果;處理(5)少了二條豐產(chǎn)溝增加了水稻栽插面積有關(guān)。第二年豐產(chǎn)溝內(nèi)秸稈還田對水稻產(chǎn)量的影響效果明顯。結(jié)果表明(表2),施用小麥、油菜秸稈處理水稻產(chǎn)量比對照增產(chǎn)6.3~8.8%,差異達(dá)5%顯著水平,而與少了二條豐產(chǎn)溝的處理相比水稻產(chǎn)量增加的更多。其中油菜秸稈還田水稻產(chǎn)量與少了豐產(chǎn)溝的處理相比增加9.5%,差異達(dá)極顯著水平。說明無水層節(jié)水灌溉豐產(chǎn)溝秸稈還田增加水稻產(chǎn)量不僅是聚土栽培技術(shù)提高了耕作層厚度的影響,秸稈還田也起到了很重要的作用。2.2秸稈還田對14444444444444444444444444445454545454545455555455555554554444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444不同處理對第一年水稻后茬油菜產(chǎn)量構(gòu)成因素的影響,前茬不同秸稈和后茬水稻秸稈覆蓋還田方式(處理(2)~(4)),對后茬油菜產(chǎn)量構(gòu)成因素影響不明顯(表3)。所有秸稈還田的(處理(2)~(4))油菜產(chǎn)量比不施秸稈的處理(1)對照提高3.0%~4.0%,千粒重提高0.09~0.16g,分枝數(shù)提高0.4~0.7枝/株,結(jié)莢數(shù)提高4~24莢/株。與水稻試驗(yàn)結(jié)果不同的是,少了二條豐產(chǎn)溝的處理(5)雖然增加了油菜栽插面積,但處理(2)~(4)的油菜產(chǎn)量與其相比略有增加。這可能是水稻試驗(yàn)秸稈還田處理豐產(chǎn)溝內(nèi)小麥、油菜秸稈經(jīng)腐爛施入油菜試驗(yàn)土壟中,并在油菜試驗(yàn)秸稈還田處理進(jìn)行了水稻秸稈覆蓋,起到了活化土壤、油菜的抗凍性能增強(qiáng)。2.3對水稻、從低碳經(jīng)濟(jì)、現(xiàn)行秸稈處理的比對因?yàn)樘幚?1)至處理(4)中都有二條豐產(chǎn)溝,占用了一定面積的土地,如以單位實(shí)際面積計算產(chǎn)量(表4),可以看出,施用小麥、油菜秸稈明顯提高水稻產(chǎn)量,與少二條豐產(chǎn)溝而未施秸稈處理(5)(對照+寬行)相比,第一年增產(chǎn)11.7%~15.3%,第二年增產(chǎn)24.8%~27.7%。既使是未施秸稈的對照處理都比它增產(chǎn)14.8%~17.4%。水稻后茬油菜試驗(yàn)秸稈還田處理(處理⑵~⑷)油菜籽產(chǎn)量比處理⑸增產(chǎn)16.6%~17.7%。這可能是;(一)高壟聚土栽培技術(shù)提高了耕作層厚度,有利于水稻、油菜生長;(二)單位面積施肥量是以小區(qū)面積計算的,這樣一來有二條豐產(chǎn)溝的小區(qū)單位面積施肥量就明顯高于無二條豐產(chǎn)溝的處理;(三)有二條豐產(chǎn)溝的小區(qū)水稻、油菜存在邊際效應(yīng),有利水稻、油菜通風(fēng)透光和生長。2.4不同無水層灌溉2.4.1秸稈還田對水稻養(yǎng)分吸收的影響二年試驗(yàn)結(jié)果表明(表5),不同無水層節(jié)水灌溉秸稈還田對水稻氮磷鉀養(yǎng)分吸收利用的影響明顯。第一年水稻NPK吸收量,以對照+寬行處理最多,小麥秸稈還田處理最少。對照+寬行處理與小麥、油菜秸稈還田處理相比,N分別增加7.9%、4.7%,P分別增加11.2%、7.1%,K分別增加5.2%、2.0%。第二年水稻NPK吸收量,以小麥、油菜秸稈還田處理最多,沒有秸稈還田的對照處理最少。與對照處理相比,秸稈還田處理養(yǎng)分吸收量,N增加6.8%~12.6%,P增加11.4%~22.4%,K增加21.0%~27.0%,秸稈還田處理之間以小麥秸稈還田水稻植株吸收NPK最多。二年試驗(yàn)秸稈還田對水稻氮磷鉀養(yǎng)分吸收利用的影響效果不一致,這是因?yàn)榈谝荒杲斩掃€田都在豐產(chǎn)溝內(nèi)未起效果,而少了豐產(chǎn)溝相對增加面積產(chǎn)量提高,養(yǎng)分吸收量增加。經(jīng)過第一年水稻豐產(chǎn)溝內(nèi)的秸稈翻入壟上和油菜試驗(yàn)時的秸稈覆蓋,改善了秸稈還田的土壤環(huán)境和養(yǎng)分狀況,水稻產(chǎn)量提高養(yǎng)分吸收量增加,且增加的幅度比產(chǎn)量提高比例更大。2.4.2影響作物氮磷鉀養(yǎng)分吸收的影響2.5對試驗(yàn)地土壤速效養(yǎng)分含量的分析經(jīng)過二年三季的無水層節(jié)水灌溉豐產(chǎn)溝秸稈還田小區(qū)試驗(yàn),所有秸稈還田處理試驗(yàn)后的土壤有機(jī)質(zhì)含量都比不施秸稈的對照和對照+寬行處理明顯提高(表7)。與不施秸稈對照處理相比,小麥、油菜(腐稈靈)秸稈還田處理土壤有機(jī)質(zhì),第一年提高0.9%~1.9%,第二年提高5.7%~6.6%。試驗(yàn)后土壤速效氮含量(堿解氮)變化趨勢與土壤有機(jī)質(zhì)相似。試驗(yàn)后土壤速效磷含量,以寬行未聚土高壟不施秸稈的對照+寬行處理最高。有節(jié)水灌溉豐產(chǎn)溝的處理,以施秸稈還田處理較高,與不施秸稈對照處理相比,第一年提高0.8%~4.7%,第二年提高4.9%~9.1%。這可能是有節(jié)水灌溉豐產(chǎn)溝的處理在開挖豐產(chǎn)溝時把相對不肥沃的土壤翻入了聚土高壟上,使土壤速效磷含量降低。試驗(yàn)后土壤速效鉀含量,以還田秸稈處理較高,不施秸稈的對照和對照+寬行處理較低。3秸稈還田對水稻養(yǎng)分吸收量的影響試驗(yàn)第一年在水稻無水層節(jié)水灌溉豐產(chǎn)溝內(nèi)小麥、油菜秸稈還田對產(chǎn)量的影響效果都不明顯。小區(qū)內(nèi)少二條豐產(chǎn)溝而未施秸稈處理水稻產(chǎn)量較對照略有增加。試驗(yàn)第二年豐產(chǎn)溝內(nèi)秸稈還田對水稻產(chǎn)量的影響效果明顯。施用小麥、油菜秸稈的處理水稻產(chǎn)量增加6.3%~8.8%,而比少了二條豐產(chǎn)溝未施秸稈的處理水稻產(chǎn)量增加9.5%。試驗(yàn)水稻后茬油菜產(chǎn)量,秸稈還田的比不施秸稈的對照提高3.0%~4.0%,千粒重提高0.09g~0.16g,分枝數(shù)提高0.4~0.7枝/株,結(jié)莢數(shù)提高4~24莢/株。而且油菜產(chǎn)量與少了二條豐產(chǎn)溝的處理相比略有增加。以單位面積計算產(chǎn)量,與少二條豐產(chǎn)溝而未施秸稈處理相比,施用小麥、油菜秸稈處理水稻產(chǎn)量第一年增產(chǎn)11.7%~15.3%,第二年增產(chǎn)24.8%~27.7%。后茬油菜試驗(yàn)秸稈還田處理油菜籽產(chǎn)量增產(chǎn)16.6%~17.7%。水稻NPK吸收量,第一年以對照+寬行處理最多,與小麥、油菜秸稈還田處理相比,N分別增加7.9%、4.7%,P分別增加11.2%、7.1%,K分別增加5.2%、2.0%。第二年以小麥、油菜秸稈還田處理最多,沒有秸稈還田的對照處理最少。與對照相比,N增加6.8%~12.6%,P增加11.4%~22.4%,K增加21.0%~27.0%,秸稈還田處理不同秸稈種類之間以小麥秸稈還田水稻植株吸收NPK最多。后茬油菜NPK養(yǎng)分吸收量,與對照處理相比,N增加12.0%~19.5%,P增加14.3%~25.2%,K增加0.4%~1.9%,前茬水稻不同秸稈還田處理之間以小麥秸稈還田后茬油菜植株吸收NPK最多。經(jīng)過二年三季的無水層節(jié)水灌溉豐產(chǎn)溝秸稈還田小區(qū)試驗(yàn),所有秸稈還田處理試驗(yàn)后的土壤有機(jī)質(zhì)含量都比不施秸稈的對照和對照+寬行處理明顯提高。第一年提高0.9%~1.9%,第二年提高5.7%~6.6%。試驗(yàn)后土壤速效氮含量(堿解氮)變化趨勢與土壤有機(jī)質(zhì)相似。土壤速效磷含量,秸稈還田處理與不施秸稈對照處理相比,第一年提高0.8%~4.7%,第二年提高4.9%~9.