饒慶琳,胡廷會,成良強(qiáng),呂建偉,王 軍
(貴州省農(nóng)業(yè)科學(xué)院 油料研究所,貴州 貴陽 550006)
作物秸稈是農(nóng)作物的主要副產(chǎn)品,是一種重要的可再生資源[1]。在過去的幾十年里,農(nóng)村普遍將玉米、小麥、水稻、油菜等秸稈作為燃料使用,有時為安排茬口,直接在田里焚燒秸稈造成資源浪費(fèi)和環(huán)境污染。秸稈中含有豐富的碳、氮、磷、鉀以及中微量元素成分,秸稈還田不僅能提高土壤有機(jī)質(zhì)含量,培肥地力,還能夠降低土壤容重,改善土壤理化結(jié)構(gòu),增強(qiáng)保水性等[2]。此外,作物秸稈中的礦物質(zhì)元素來自于土壤,通過還田方式又釋放到土壤中,使土壤養(yǎng)分維持平衡狀態(tài)以供作物持續(xù)利用,該循環(huán)利用模式有利于農(nóng)業(yè)耕地可持續(xù)利用,符合當(dāng)前提倡的減施、增效政策要求。
研究表明,秸稈還田使作物平均增產(chǎn)12.8%[3],再配合化肥的施用能夠有效維持作物的穩(wěn)定增產(chǎn)[4],秸稈還田對農(nóng)作物生長具有顯著的持續(xù)促進(jìn)作用。油菜是我國南方冬季主要種植的農(nóng)作物之一,在油菜收獲后,秸稈還田對于環(huán)境保護(hù)和耕地品質(zhì)提升具有重要意義。有報道指出,油菜秸稈還田可改善烤煙的農(nóng)藝性狀,使上等煙比例、產(chǎn)量、產(chǎn)值均有所提高[5];油菜秸稈還田可增加水稻的有效穗,使得穗大、粒多、粒重,促進(jìn)水稻增產(chǎn)。同時,稻田施用油菜秸稈,能提升土壤有機(jī)質(zhì),增加全氮、有效磷,促進(jìn)鉀的釋放,降低土壤pH和容重,明顯改善土壤結(jié)構(gòu)[6]。在我國西南地區(qū),油菜收獲后可接茬種植花生,這種“一地兩油”的種植模式極大地緩解了我國油脂供應(yīng)短缺的問題。目前,油菜秸稈還田后,其降解釋放的養(yǎng)分對花生生長和產(chǎn)量的影響還未見報道。為此,筆者等以油菜秸稈還田量和復(fù)合肥施用量為考察變量,研究其對花生出苗率以及產(chǎn)量性狀的影響,旨在為油菜秸稈還田和復(fù)合肥合理施用提供科學(xué)依據(jù)。
試驗(yàn)花生品種為黔花生五號, 由貴州省農(nóng)業(yè)科學(xué)院油料研究所提供;供試肥料為三元復(fù)合肥(N∶P∶K=15∶15∶15),貴州開磷(集團(tuán))有限責(zé)任公司生產(chǎn);油菜秸稈為生物量較大的雜交油菜秸稈,整地時施入。
以三元復(fù)合肥施用量與油菜秸稈還田量為試驗(yàn)因子,分別設(shè)4個施肥水平及3個秸稈還田量水平,采用2因子隨機(jī)區(qū)組設(shè)計,共12個處理。復(fù)合肥4個施肥水平:肥料1,10 kg/667m2;肥料2,15 kg/667m2;肥料3,30 kg/667m2;肥料4,45 kg/667m2。油菜秸稈還田量3個水平分別為無秸稈還田、秸稈全量還田和秸稈2倍全量還田。全量還田是指在花生小區(qū)同等種植面積下收獲的油菜秸稈量。每個處理重復(fù)3次,小區(qū)面積13.2 m2,每小區(qū)花生播種300粒。
試驗(yàn)于2018年5月在貴州省農(nóng)業(yè)科學(xué)院內(nèi)開展,試驗(yàn)地土壤肥力中等,采用撒施的方式施肥?;ㄉズ?5 d調(diào)查小區(qū)花生株數(shù),考察不同處理的田間出苗情況。收獲時調(diào)查各小區(qū)5株花生的植株及產(chǎn)量性狀,具體包括主莖高、側(cè)枝長、總枝數(shù)、結(jié)果枝數(shù)、單株果數(shù)、百果重、百仁重、出仁率,性狀測量參照《花生種質(zhì)資源描述規(guī)范和數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)》[7]進(jìn)行。利用Excel軟件處理數(shù)據(jù)并作圖。
從表1看出,油菜秸稈不同還田量和復(fù)合肥施用量對花生出苗影響較大?;ㄉ雒缏时憩F(xiàn)為秸稈全量還田的處理最高,平均出苗率為85.6%,其中,當(dāng)油菜秸稈為全量還田+復(fù)合肥10 kg/667m2時,花生出苗率最高,達(dá)90%以上。油菜秸稈2倍全量還田處理的花生出苗率最低,平均出苗率為49.2%。無秸稈還田處理花生平均出苗率為80.9%,高于秸稈2倍全量還田處理,低于秸稈全量還田處理。表明,適量的油菜秸稈還田,有助于花生出苗,配施適量復(fù)合肥花生出苗效果更好,而過量油菜秸稈還田則影響花生出苗。
表1 油菜秸稈不同還田量及復(fù)合肥施用量處理花生的出苗率
由表2看出,油菜秸稈全量還田和秸稈2倍全量還田的處理其花生平均(4個復(fù)合肥處理平均值)主莖高、側(cè)枝長、總枝數(shù)、結(jié)果枝數(shù)低于無秸稈還田處理,單株果數(shù)以秸稈2倍全量還田的處理最高,百果重和百仁重隨油菜秸稈還田量增加而增大,出仁率秸稈還田處理略高于無秸稈還田處理。表明,油菜秸稈還田對花生田間生長的影響不明顯,而對于籽粒的充實(shí)效果明顯,油菜秸稈還田的處理其花生的百果重和百仁重明顯高于無秸稈還田處理。
表2 油菜秸稈不同還田量處理花生的植物學(xué)性狀
從圖1看出,在復(fù)合肥施用量為15 kg/667m2(肥料2)和45 kg/667m2(肥料4)水平下,花生產(chǎn)量油菜秸稈全量還田處理高于秸稈2倍全量還田和無秸稈還田處理,其中,以秸稈2倍全量還田的產(chǎn)量最低,這可能是秸稈還田量多,阻礙花生出苗,最終影響其產(chǎn)量。在復(fù)合肥施入量為10 kg/667m2(肥料1)和30 kg/667m2(肥料3)水平下,無秸稈還田處理的花生產(chǎn)量高于秸稈還田處理,且隨油菜秸稈還田量增加,花生產(chǎn)量呈降低趨勢??傮w看,以無秸稈還田的肥料1處理產(chǎn)量最高,這可能是因?yàn)樵谑┤胗筒私斩挳?dāng)季,秸稈發(fā)酵程度不高,其肥效未得到充分發(fā)揮,最終未能促進(jìn)花生產(chǎn)量的提高。
圖1 油菜秸稈不同還田量與復(fù)合肥不同施用量處理花生的產(chǎn)量
Fig.1 Yield of peanuts applied with different amount of rapeseed straw returning and compound fertilizer
油菜秸稈還田能提高土壤透氣性和保水能力,配合適量復(fù)合肥施用對后茬作物花生的前期出苗和后期籽粒充實(shí)具有促進(jìn)作用。研究表明,當(dāng)油菜秸稈全量還田時,能夠促進(jìn)花生出苗,花生出苗率最高;當(dāng)油菜秸稈施入量過多(秸稈2倍全量還田),花生的正常發(fā)芽和出苗受到影響,這可能與秸稈在土壤中的阻礙作用有關(guān)。
從花生植株性狀與產(chǎn)量表現(xiàn)看,油菜秸稈還田對花生生長發(fā)育的促進(jìn)作用不明顯,但對花生籽粒充實(shí)有促進(jìn)作用,油菜秸稈還田的處理花生籽粒的充實(shí)效果明顯,花生百果重和百仁重明顯高于無秸稈還田處理。油菜秸稈還田對花生產(chǎn)量也未產(chǎn)生正向影響,這與施肥情況和秸稈肥效有關(guān),因?yàn)橛筒私斩掃€田當(dāng)季發(fā)酵程度可能不夠,其肥效未能充分釋放,另外秸稈還田后會導(dǎo)致土壤中堿解氮含量下降[8],從而影響花生對氮肥的吸收與利用。甄麗莎等[9]研究發(fā)現(xiàn),小麥秸稈還田導(dǎo)致后茬玉米的產(chǎn)量不增反減,其原因是微生物在分解小麥秸稈的過程中與玉米爭奪土壤中的速效氮肥,而秸稈中的速效養(yǎng)分需要在完全分解后才能夠釋放出來。在花生生長季節(jié)氣溫和土壤濕度均較高,土壤中微生物代謝活躍,油菜秸稈分解速度較快,加劇了秸稈還田初期土壤速效氮的虧缺,這可能是油菜秸稈還田對當(dāng)季花生長勢和產(chǎn)量促進(jìn)作用不明顯的原因。下一步將針對秸稈還田第二季土壤肥力變化及對作物生長的影響進(jìn)行研究,以期對秸稈還田產(chǎn)生的效應(yīng)有系統(tǒng)的了解和認(rèn)識。
綜合花生的前期出苗、后期籽粒充實(shí)度、產(chǎn)量及秸稈合理化處理情況,最適的油菜秸稈還田量為全量還田,根據(jù)土壤肥力情況,配合施用10 kg/667m2左右復(fù)合肥,可兼顧后茬作物花生的生長與產(chǎn)量以及秸稈的合理處置,能取得較好的環(huán)境保護(hù)效應(yīng)與經(jīng)濟(jì)效益。