冀東稻區(qū)水稻秸稈全量還田技術(shù)與防傷苗措施

杜 琪，張 薇，耿雷躍，鄒 拓，孟令啟，李建廣，韓民利，趙 輝,張啟星*

（1 河北省農(nóng)林科學(xué)院濱海農(nóng)業(yè)研究所，河北 唐山 063299；2 唐山市曹妃甸區(qū)第五農(nóng)場(chǎng)，河北 唐山 063205）

冀東稻區(qū)是河北省水稻種植的主要區(qū)域， 占河北省水稻總種植面積的80%以上。 水稻收獲后產(chǎn)生大量秸稈，但目前利用率較低。 水稻秸稈中富含氮、磷、鉀、硅等多種營(yíng)養(yǎng)成分，秸稈直接還田能夠?qū)⒆魑镂盏酿B(yǎng)分大部分歸還到土壤中，不僅可以避免秸稈露天焚燒、改善環(huán)境質(zhì)量，還可以培肥地力，從而減少化肥施用和提高資源循環(huán)利用率，這對(duì)實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)綠色發(fā)展與推進(jìn)社會(huì)主義生態(tài)文明建設(shè)意義重大。 但是，秸稈全量還田后易產(chǎn)生大量有毒物質(zhì)和有害氣體，嚴(yán)重影響水稻的正常生長(zhǎng)發(fā)育，阻礙了冀東稻區(qū)秸稈還田技術(shù)的推廣。通過(guò)多年對(duì)水稻秸稈還田技術(shù)研究，總結(jié)出適宜冀東稻區(qū)水稻秸稈全量還田的方法和防傷苗技術(shù)。

1 水稻秸稈還田優(yōu)點(diǎn)及存在問(wèn)題

1.1 秸稈還田的優(yōu)點(diǎn)

1.1.1 減少化肥施用量 水稻秸稈含有機(jī)質(zhì)78.6%、氮0.63%、磷0.11%、鉀0.85%和鈣、鎂、硫、硅等多種養(yǎng)分及微量元素。 以冀東稻區(qū)每667 m2地還田秸稈700 kg 計(jì)算，相當(dāng)于施用土雜肥3500 kg，尿素9.46 kg，過(guò)磷酸鈣8.68 kg，硫酸鉀6.65 kg，僅秸稈還田就可以減少化肥用量18.92%以上。 同時(shí)秸稈還田可提高肥料利用率，是水稻減肥中最簡(jiǎn)單、最有效、最經(jīng)濟(jì)方法，也是促進(jìn)水稻生產(chǎn)機(jī)械化和良性循環(huán)，建立現(xiàn)代生態(tài)農(nóng)業(yè)，保障可持續(xù)發(fā)展，降低環(huán)境污染的有利措施。

1.1.2 改善土壤理化性質(zhì)，提升耕地地力水平 水稻秸稈還田能增強(qiáng)土壤團(tuán)粒結(jié)構(gòu)和土壤通透性、滲透性，提高地表溫度、土壤釋肥作用和蓄水能力，有利于提高水稻抗旱能力和洗鹽效果。 同時(shí)秸稈還田增加了土壤有機(jī)質(zhì)、養(yǎng)分含量和轉(zhuǎn)化酶、葡聚糖酶、焦磷酸化酶的活性及微生物數(shù)量，連續(xù)秸稈還田可持續(xù)增加土壤質(zhì)量，提升耕地地力水平［1，2］。

1.1.3 提高水稻產(chǎn)量，改善水稻品質(zhì) 秸稈還田可使水稻增產(chǎn)3.00%～7.85%，隨稻草還田量、還田時(shí)間延長(zhǎng)，產(chǎn)量逐年增加，同時(shí)可提高水稻加工品質(zhì)、外觀品質(zhì)和營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)。

1.2 秸稈還田存在的問(wèn)題

1.2.1 水稻秸稈碳氮比高 水稻秸稈碳氮比約為60～80：1，這使得秸稈在土壤中無(wú)法迅速分解，對(duì)水稻前期生長(zhǎng)生產(chǎn)抑制作用［3］。 秸稈還田后引起土壤中微生物活動(dòng)增加，使土壤中一部分氮被固持，推遲了養(yǎng)分釋放，到了水稻生長(zhǎng)中期和后期，大量養(yǎng)分釋放，對(duì)水稻生長(zhǎng)發(fā)揮促進(jìn)作用。

1.2.2 秸稈還田腐解產(chǎn)生有毒物質(zhì)和氣體 秸稈還田腐解過(guò)程中，會(huì)產(chǎn)生一些有毒物質(zhì)，如有機(jī)酸、芳香酸等和有毒氣體，如甲烷、硫化氫、二氧化碳等，積累到一定程度后會(huì)對(duì)水稻根系產(chǎn)生一定抑制作用和損害，進(jìn)而對(duì)水稻生長(zhǎng)發(fā)育產(chǎn)生不利影響，水稻出現(xiàn)紅苗、縮苗、死苗等現(xiàn)象［4］。

1.2.3 增加病蟲(chóng)害的發(fā)生 當(dāng)年病蟲(chóng)害發(fā)生較重時(shí)，未能有效防治的， 秸稈還田地塊來(lái)年病蟲(chóng)害有加重發(fā)生趨勢(shì)。如科研育種田不能進(jìn)行病蟲(chóng)害防治，秸稈還田后可能來(lái)年病蟲(chóng)害發(fā)生加重，應(yīng)實(shí)行輪換用地［5］。

2 水稻秸稈還田要求

秸稈隨機(jī)收全部粉碎還田地塊進(jìn)行秋耕或春耕，90%以上的高茬和秸稈翻入耕層中；秸稈切碎長(zhǎng)度、留茬高度應(yīng)小于15 cm，粉碎長(zhǎng)度合格率90%以上；秸稈粉碎后應(yīng)達(dá)到拋散均勻，不得有稻草的堆積，不得漏切；結(jié)合生產(chǎn)計(jì)劃， 根據(jù)土壤適耕性確定耕作時(shí)間， 以土壤相對(duì)持水量75%左右時(shí)為宜，耕深≥20 cm，翻耕后秸稈覆蓋要嚴(yán)密；秋耕時(shí)間從水稻收獲秸稈粉碎還田后到耕層結(jié)凍，春耕時(shí)間從耕層解凍到距離水稻插秧30 d 以前；犁耕翻壓前，可選擇施用高效秸稈腐熟劑，促進(jìn)秸稈腐熟。

3 水稻秸稈還田防傷苗措施

3.1 準(zhǔn)確掌握初始腐解時(shí)間

經(jīng)過(guò)2010～2019 年連續(xù)觀察， 冀東稻區(qū)秸稈還田地塊腐解初始時(shí)間在5 月下旬至6 月初開(kāi)始（前期溫度為關(guān)鍵因子），高峰期在6 月上中旬，此時(shí)正處水稻插秧或分蘗期，如不采取措施輕者造成水稻縮苗、分蘗減少和滯后，重者分蘗數(shù)顯著減少、造成死苗，嚴(yán)重減產(chǎn)。

受當(dāng)年溫度影響，每年初始腐解時(shí)間不盡相同，不采用腐熟劑處理的地塊從5 月20 日開(kāi)始進(jìn)行監(jiān)測(cè)， 采用腐熟劑處理的從插秧后開(kāi)始監(jiān)測(cè)。

3.2 初始腐解時(shí)間預(yù)測(cè)方法

用鍬或木棍插入土壤中出現(xiàn)氣泡，說(shuō)明開(kāi)始腐解，腐解過(guò)程（氣泡多少）呈拋物線(xiàn)型。

3.3 深耕結(jié)合秸稈腐熟劑措施

冀東稻區(qū)每年耕地1 次已形成了常態(tài)化， 建議秸稈還田地塊實(shí)行深耕，耕深不低于20 cm。 秸稈還田后噴施腐熟劑能夠加速秸稈腐解進(jìn)程。與不噴施腐熟劑深耕地塊相比，噴施腐熟劑處理的秸稈還田深耕地塊前期已出現(xiàn)大量秸稈腐解，可顯著降低對(duì)水稻苗的傷害，但未腐解的秸稈在插秧后會(huì)仍對(duì)水稻生長(zhǎng)造成一定程度影響。 因此，單一深耕結(jié)合腐熟劑處理不能完全徹底解決傷苗問(wèn)題。

3.4 水層調(diào)控措施

從2010 年開(kāi)始連續(xù)多年對(duì)水層調(diào)控預(yù)防秸稈還田防傷苗研究，并研究出通過(guò)單一水層調(diào)控的方法有效解決秸稈全量還田后傷苗的問(wèn)題，且不需要采用腐熟劑等處理。

3.5 秸稈直接還田地塊具體措施

秸稈腐解初期保持淺水層 （2～3 cm）——自然落干3 d——淺水層（2～3 cm）——自然落干3 d，循環(huán)往復(fù)，直至腐解基本結(jié)束（腐解初期氣泡水平）或不足以對(duì)水稻造成傷害程度為止。

3.6 救急措施

對(duì)于未能及時(shí)在初期采取措施，當(dāng)?shù)久绯霈F(xiàn)紅苗、縮苗等癥狀時(shí)，根據(jù)實(shí)際苗情情況采取相應(yīng)補(bǔ)救措施：（1）根系變黃、稻苗處于生長(zhǎng)停滯等癥狀時(shí)，先排水落干4～5 d，此后按照上面所述腐解初期程序進(jìn)行；（2）根系由黃變黑、縮苗、葉片出現(xiàn)銹斑等癥狀時(shí)，先排水落干7～8 d（長(zhǎng)出1 cm 新根為準(zhǔn)），此后按照上面腐解初期程序進(jìn)行；（3）全部為黑根、明顯縮苗、葉片大量銹斑等癥狀時(shí)，先排水落干10～12 d（長(zhǎng)出1 cm 新根為準(zhǔn)），此后按照上面腐解初期程序進(jìn)行。