劉曉霞，陸若輝，陶云彬，吳東濤，陳一定*

(1.浙江省農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心，浙江 杭州 310020； 2.蘭溪市農(nóng)林局 土壤肥料工作站，浙江 蘭溪 321100；3.麗水市農(nóng)業(yè)局 土肥植保站，浙江 麗水 323000)

秸稈還田對(duì)不同類(lèi)型土壤改良培肥的效果

劉曉霞1，陸若輝1，陶云彬2，吳東濤3，陳一定1*

(1.浙江省農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心，浙江 杭州 310020； 2.蘭溪市農(nóng)林局 土壤肥料工作站，浙江 蘭溪 321100；3.麗水市農(nóng)業(yè)局 土肥植保站，浙江 麗水 323000)

以潮土和水稻土為試驗(yàn)材料，連續(xù)開(kāi)展秸稈還田試驗(yàn)，研究秸稈還田對(duì)不同類(lèi)型土壤的改良培肥效果。結(jié)果表明，秸稈還田顯著提高了潮土種植水稻的產(chǎn)量，但是對(duì)水稻土種植水稻的產(chǎn)量無(wú)明顯影響；秸稈還田有效提高了潮土和水稻土土壤有機(jī)質(zhì)水平，但對(duì)土壤全氮含量無(wú)顯著影響；開(kāi)展秸稈還田顯著提高了潮土和水稻土有效磷、速效鉀含量，降低了土壤容重，但對(duì)潮土陽(yáng)離子交換量無(wú)顯著影響。

潮土； 水稻土； 有機(jī)質(zhì)； 土壤養(yǎng)分

我國(guó)擁有豐富的農(nóng)作物秸稈資源，統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，當(dāng)前我國(guó)農(nóng)作物秸稈年產(chǎn)量約8億t[1]。隨著農(nóng)村能源結(jié)構(gòu)的改進(jìn)和調(diào)整，農(nóng)作物秸稈呈現(xiàn)出了地區(qū)性、季節(jié)性、結(jié)構(gòu)性過(guò)剩的現(xiàn)象，就地焚燒現(xiàn)象頻發(fā)[2]，不僅浪費(fèi)了資源，而且污染了環(huán)境[3]。當(dāng)前，秸稈還田作為有效的秸稈資源處置方式被廣泛推廣[4]，秸稈還田具有顯著的培肥改土作用和良好的生態(tài)環(huán)境效益，在一定的氣候條件及土壤肥力水平下，秸稈還田對(duì)農(nóng)作物的生長(zhǎng)及產(chǎn)量、土壤的肥力狀況等都有不同的影響。研究顯示，水稻穗粒數(shù)、千粒重、結(jié)實(shí)率以及產(chǎn)量隨秸稈還田量的增加呈上升趨勢(shì)[5]，且秸稈還田后土壤中有機(jī)質(zhì)、堿解氮和全氮含量均高于對(duì)照以及試驗(yàn)前的土壤養(yǎng)分水平[6-7]。

水稻土和潮土是浙江省的主要農(nóng)業(yè)土壤類(lèi)型之一，在耕地面積中所占比例僅次于紅壤，是浙江省糧食、蔬菜、瓜果類(lèi)作物主要生產(chǎn)基地中的常見(jiàn)土類(lèi)[8]。在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，土壤養(yǎng)分豐缺是影響作物生長(zhǎng)發(fā)育與產(chǎn)量品質(zhì)的重要因素。研究證實(shí)，秸稈還田可以提高土壤養(yǎng)分含量和作物產(chǎn)量，但秸稈還田對(duì)農(nóng)作物產(chǎn)量，以及土壤肥力狀況的作用效果受到土壤類(lèi)型的影響[7]；為此，本試驗(yàn)研究秸稈還田對(duì)水稻土和潮土養(yǎng)分含量的影響，以期為不同類(lèi)型土壤上秸稈還田技術(shù)的應(yīng)用提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 供試材料

供試物料為小麥秸稈，供試作物為晚稻嘉58，土壤類(lèi)型為潮土和水稻土，土壤基本理化性狀：潮土，有機(jī)質(zhì)15.70 g·kg-1，全氮0.91 g·kg-1，有效磷21.20 mg·kg-1，速效鉀56.70 mg·kg-1，陽(yáng)離子交換量1.23 cmol·kg-1，容重9.20 g·cm-3，pH值7.9；水稻土，有機(jī)質(zhì)19.60 g·kg-1，全氮1.29 g·kg-1，有效磷18.20 mg·kg-1，速效鉀67.90 mg·kg-1，陽(yáng)離子交換量1.13 cmol·kg-1，容重11.10 g·cm-3，pH值7.3。

1.2 處理設(shè)計(jì)

連續(xù)4 a開(kāi)展田間試驗(yàn)(2009—2013年)，試驗(yàn)設(shè)2個(gè)處理。處理1，對(duì)照，無(wú)秸稈還田。處理2，秸稈粉碎全量還田。各處理隨機(jī)排列，單灌單排，重復(fù)3次。各處理施肥均按照常規(guī)施肥處理進(jìn)行，即667 m2施肥折純N 20.2 kg、P2O53.6 kg、K2O 5.6 kg，肥料分別選擇尿素、過(guò)磷酸鈣和氯化鉀。各處理田間管理措施按照常規(guī)栽培進(jìn)行。

1.3 樣品采集及測(cè)定

水稻收獲期測(cè)產(chǎn)，并測(cè)定土壤有機(jī)質(zhì)、全氮、有效磷、速效鉀含量，以及土壤容重、陽(yáng)離子交換量。

1.4 數(shù)據(jù)分析

采用DPS 2000軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)整理和方差分析(ANOVA)，對(duì)有顯著差異的處理采用Duncan′s新復(fù)極差法進(jìn)行多重比較。利用Origin 8.0軟件制圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 對(duì)不同類(lèi)型土壤種植作物產(chǎn)量的影響

與2010年相比，連續(xù)實(shí)施秸稈還田顯著提高了在潮土上種植水稻的產(chǎn)量，但秸稈還田對(duì)水稻土種植水稻的產(chǎn)量無(wú)顯著影響(表1)，可見(jiàn)秸稈還田對(duì)潮土上水稻增產(chǎn)的效果較為明顯。

表1 秸稈還田對(duì)不同類(lèi)型土壤種植水稻

注：同列數(shù)據(jù)后無(wú)相同小寫(xiě)字母的表示差異顯著(P<0.05)。

2.2 對(duì)不同類(lèi)型土壤有機(jī)質(zhì)水平和全氮含量的影響

土壤有機(jī)質(zhì)是穩(wěn)定而長(zhǎng)效的碳源物質(zhì)，也是衡量土壤肥力的重要指標(biāo)[9]。由圖1可見(jiàn)，秸稈還田能夠明顯改善潮土和水稻土的有機(jī)質(zhì)狀況，與土壤的原始狀況相比，開(kāi)展秸稈還田后，潮土和水稻土土壤有機(jī)質(zhì)含量分別增加12.8%和11.5%。

氮素是農(nóng)作物必需的大量營(yíng)養(yǎng)元素之一，作物吸收氮素總量的50%～70%來(lái)自土壤，因此，土壤氮素含量豐缺程度是限制農(nóng)作物產(chǎn)量的重要指標(biāo)之一[10]。圖1顯示，與土壤背景值相比，實(shí)施秸稈還田對(duì)土壤全氮含量影響不大，這可能是由于秸稈還田實(shí)施年限較短，對(duì)土壤全氮含量的影響尚不明顯。

2.3 對(duì)不同類(lèi)型土壤有效磷和速效鉀含量的影響

由圖2可見(jiàn)，秸稈還田顯著提高了潮土和水稻土有效磷和速效鉀含量，其中，潮土有效磷和速效鉀含量分別提高了23.1%和13.7%，水稻土有效磷和速效鉀含量分別提高了19.2%和14.8%。

圖中柱上無(wú)相同小寫(xiě)字母的表示處理間差異顯著(P<0.05)。圖2～3同圖1 秸稈還田對(duì)潮土和水稻土有機(jī)質(zhì)、全氮含量的影響

圖2 秸稈還田對(duì)潮土和水稻土有效磷、速效鉀含量的影響

2.4 對(duì)不同類(lèi)型土壤容重和陽(yáng)離子交換量的影響

土壤容重是衡量土壤質(zhì)量的重要指標(biāo)，容重的大小反映了土壤的結(jié)構(gòu)、透氣性、透水性以及保水保肥能力的高低[11]。由圖3可見(jiàn)，秸稈還田顯著降低了原始土壤的容重，與基礎(chǔ)值相比，潮土和水稻土容重分別降低7.1%和5.7%。

圖3 秸稈還田對(duì)潮土和水稻土容重、陽(yáng)離子交換量的影響

3 討論

秸稈還田是提高作物產(chǎn)量的有效措施。玉米秸稈還田條件下，后茬水稻產(chǎn)量顯著提高[13]；楊帆等[14]的研究證實(shí)，秸稈還田條件下，水稻增產(chǎn)7.2%，油菜增產(chǎn)8.1%，小麥增產(chǎn)11.9%；玉米秸稈連續(xù)還田2～6 a，玉米增產(chǎn)率為2.6%～6.1%[15]。本研究表明，秸稈還田對(duì)在不同類(lèi)型土壤上種植的水稻的增產(chǎn)作用不同，實(shí)施秸稈還田顯著提高了在潮土上種植水稻的產(chǎn)量，但是對(duì)在水稻土上種植水稻的產(chǎn)量無(wú)顯著影響(表1)，這表明秸稈還田對(duì)水稻產(chǎn)量的影響因土壤種類(lèi)而異。

秸稈還田能有效增加土壤中有機(jī)質(zhì)含量，改善土壤肥力狀況[16]。此外，由于秸稈含有作物生長(zhǎng)發(fā)育所必需的氮、磷、鉀等營(yíng)養(yǎng)元素，秸稈還田還可有效提高土壤養(yǎng)分含量。例如，長(zhǎng)期秸稈還田有效改善了土壤的理化性狀，土壤有機(jī)質(zhì)、孔隙度、速效氮含量、鋅含量、鐵含量、錳含量、酶活性等理化指標(biāo)與秸稈還田量呈顯著正相關(guān)[17]。本研究發(fā)現(xiàn)：秸稈還田顯著提高了潮土和水稻土的土壤有機(jī)質(zhì)水平，但對(duì)土壤全氮含量無(wú)顯著影響(圖1)；秸稈還田顯著提高了潮土和水稻土有效磷、速效鉀含量，降低了土壤容重(圖2、圖3)，但是對(duì)陽(yáng)離子交換量的影響因土壤類(lèi)型而異。如圖3所示，秸稈還田提高了水稻土陽(yáng)離子交換量，但對(duì)潮土陽(yáng)離子交換量無(wú)顯著影響。綜上，秸稈還田對(duì)潮土和水稻土均有較好的改良培肥作用，可在生產(chǎn)實(shí)踐中推廣應(yīng)用。

[1] WANG Y J, BI Y Y, GAO H Y. The assessment and utilization of straw resources in China[J]. Agricultural Sciences in China, 2010, 9(12): 1807-1815.

[2] 張婷, 李志洪, 趙傳拓,等. 秸稈還田對(duì)土壤肥力及作物生長(zhǎng)的影響研究進(jìn)展[J]. 安徽農(nóng)業(yè)科學(xué), 2015, 43(21): 89-91.

[3] WANG Q L, LI W, GAO X, et al. Life cycle assessment on biogas production from straw and its sensitivity analysis[J]. Bioresource Technology, 2016, 201: 208-214.

[4] 江永紅, 宇振榮, 馬永良. 秸稈還田對(duì)農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)及作物生長(zhǎng)的影響[J]. 土壤通報(bào), 2001, 32(5): 209-213.

[5] 季陸鷹, 葛勝, 郭靜, 等. 不同麥秸稈還田量對(duì)機(jī)插水稻生長(zhǎng)發(fā)育和產(chǎn)量的影響[J]. 安徽農(nóng)業(yè)科學(xué), 2013, 41(5): 1982-1984.

[6] 許仁良, 王建峰, 張國(guó)良,等. 秸稈、有機(jī)肥及氮肥配合使用對(duì)水稻土微生物和有機(jī)質(zhì)含量的影響[J]. 生態(tài)學(xué)報(bào), 2010, 30(13):3584-3590.

[7] 趙士誠(chéng), 曹彩云, 李科江, 等. 長(zhǎng)期秸稈還田對(duì)華北潮土肥力、氮庫(kù)組分及作物產(chǎn)量的影響[J]. 植物營(yíng)養(yǎng)與肥料學(xué)報(bào), 2014 (6): 1441-1449.

[8] 邊武英, 董越勇, 周江明. 浙江省水稻土四大土屬土壤養(yǎng)分狀況及變化特征[J]. 浙江農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào), 2009, 21(4): 354-357.

[9] 張永春, 汪吉東, 聶國(guó)書(shū), 等. 不同量秸稈機(jī)械化還田對(duì)稻麥產(chǎn)量及土壤碳活性的影響[J]. 江蘇農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào), 2008, 24(6): 833-838.

[10] 陳雅君, 閆慶偉, 張璐, 等. 氮素與植物生長(zhǎng)相關(guān)研究進(jìn)展[J]. 東北農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào), 2013 (4): 144-148.

[11] 李卓, 吳普特, 馮浩, 等. 容重對(duì)土壤水分入滲能力影響模擬試驗(yàn)[J]. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào), 2009, 25(6): 40-45.

[12] 劉世全, 蒲玉琳, 張世熔, 等. 西藏土壤陽(yáng)離子交換量的空間變化和影響因素研究[J]. 水土保持學(xué)報(bào), 2004, 18(5): 1-5.

[13] 葛立立, 馬義虎, 卞金龍, 等. 玉米秸稈還田與實(shí)地氮肥管理對(duì)水稻產(chǎn)量與米質(zhì)的影響[J]. 中國(guó)水稻科學(xué), 2013, 27(2): 153-160.

[14] 楊帆, 李榮, 崔勇, 等. 我國(guó)南方秸稈還田的培肥增產(chǎn)效應(yīng)[J]. 中國(guó)土壤與肥料, 2011 (1): 10-14.

[15] 趙凡, 何秀云, 沈玉梅, 等. 玉米秸稈還田保護(hù)性耕作對(duì)產(chǎn)量及土壤理化性狀影響的灰色關(guān)聯(lián)分析[J]. 干旱地區(qū)農(nóng)業(yè)研究, 2011, 29(4): 208-213.

[16] 勞秀榮, 孫偉紅, 王真, 等. 秸稈還田與化肥配合施用對(duì)土壤肥力的影響[J]. 土壤學(xué)報(bào), 2003, 40(4): 618-623.

[17] 勞秀榮, 吳子一,高燕春. 長(zhǎng)期秸稈還田改土培肥效應(yīng)的研究[J]. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào), 2002, 18(2): 49-52.

(責(zé)任編輯： 高 峻)

2016-11-14

劉曉霞(1986—)，女，山東膠州人，農(nóng)藝師，博士，從事土肥技術(shù)推廣工作，E-mail: 10914048@zju.edu.cn。

陳一定(1964—)，女，浙江慈溪人，推廣研究員，從事土肥技術(shù)推廣工作，E-mail: 148101952@qq.com。

10.16178/j.issn.0528-9017.20170243

S156

A

0528-9017(2017)02-0330-03

文獻(xiàn)著錄格式：劉曉霞，陸若輝，陶云彬，等. 秸稈還田對(duì)不同類(lèi)型土壤改良培肥的效果[J].浙江農(nóng)業(yè)科學(xué)，2017，58(2)：330-332，337.