王 艷,王建文,宋宇寧,閆美瑛,童傳洪
(1.當陽市王店鎮(zhèn)農(nóng)業(yè)服務(wù)中心,湖北 當陽 444124;2.當陽市農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心,湖北 當陽 444100;3.當陽市玉陽街道黨群服務(wù)中心,湖北 當陽 444100)
農(nóng)作物秸稈是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中可再利用的產(chǎn)物,常被燃燒或廢棄造成污染,少數(shù)過腹還田和漚肥,增加了秸稈焚燒和環(huán)境治理的難度[1]。油菜是主要的油料作物,是中國食用植物油的重要來源,油菜生產(chǎn)發(fā)展對改善人民生活和增加農(nóng)民收入具有重要意義[2]。在化肥減量情況下適當?shù)卦鍪┯袡C肥可顯著提高油菜產(chǎn)量和施肥收益[3],但生產(chǎn)中增施有機肥料普及較慢[4]。稻油輪作區(qū)作物收獲后秸稈殘留量大,留茬較高,土壤板結(jié)黏重,秸稈還田難度較大。水稻機械平地收割、對秸稈進行零留樁粉碎還田,作為肥料利用后種植油菜,避免水稻秸稈對環(huán)境的污染,替代部分化肥,還能增加土壤有機質(zhì)含量,減少種植成本[5]。開展了水稻茬油菜不同方式化肥減量的試驗,探索水稻與油菜輪作方式下實現(xiàn)油菜化肥減量的合理方案。
供試田塊位于當陽市王店鎮(zhèn)史店村2 組席勇軍的方形水稻田,黃棕壤性第四紀黏土,黃泥田。面積0.3 hm2,土壤肥力均勻中等,前茬水稻。水稻收割后測定土壤的理化性狀,采用五點取樣法。
供試作物為冬油菜,品種為華油雜62R[6],登記編號為GPD 油菜(2018)420213,湖北國科高新技術(shù)有限公司生產(chǎn)。
供試肥料,珍珠泉尿素,含氮量為46%;壩陵橋碳酸氫銨,含氮量為17%;51%(25-10-16)雙高塔復(fù)合肥料[7],華強化工集團股份有限公司生產(chǎn)。30%(15-6-9+15%有機質(zhì))復(fù)合肥料[8],湖北宜施壯農(nóng)業(yè)科技有限公司生產(chǎn)。
試驗設(shè)3 個處理,小區(qū)隨機排列、面積540 m2,不設(shè)重復(fù),各小區(qū)間和四周用寬溝隔開。處理1(CK),當?shù)剞r(nóng)戶常規(guī)施肥,基施51%復(fù)合肥375 kg/hm2,苗期追施尿素75 kg/hm2。處理2,有機質(zhì)化肥減量,基施30%有機復(fù)合肥600 kg/hm2,苗期追施尿素75 kg/hm2。處理3,化肥減量+秸稈還田,基施碳酸氫銨247.5 kg/hm2+51%復(fù)合肥247.5 kg/hm2,苗期追施尿素75 kg/hm2,秸稈腐熟會消耗氮肥[9],小區(qū)用增施碳酸氫銨保證對氮肥的需要。各處理小區(qū)肥料施用量見表1。
水稻平地收割后將稻草清出田外,標注試驗小區(qū)后施基肥和翻耕,翻耕前將稻草還原于秸稈還田的試驗區(qū),小區(qū)秸稈還田量與實際相近(鮮稻草9 000 kg/hm2左右,粉碎5 cm 左右[10]),翻耕后漫灌平廂(干旱)。搶墑直播油菜,各小區(qū)用種量一致、保證出苗或定苗后基本苗數(shù)一樣,油菜五葉期前后追施尿素;其他田間管理保持相同,并與當?shù)卮筇锷a(chǎn)相對一致。
油菜收獲前對各處理考種結(jié)果見表2。由表2可知,株高、第一有效分枝數(shù)、單株角果數(shù)和單株產(chǎn)量的大小排列順序均為處理3>CK>處理2。說明水稻秸稈還田腐熟利用后可以促進油菜的生長發(fā)育、增加了角果數(shù),提高單株產(chǎn)量,冬至苗綠葉數(shù)、角果粒數(shù)和千粒重的大小排列順序為CK>處理3>處理2。處理3 施肥方式促進越冬前油菜發(fā)育,改善油菜產(chǎn)量構(gòu)成因素,從而提高作物產(chǎn)量;這主要對改善越冬前土壤養(yǎng)分供給,與土壤溫濕度、含氧量和根系生長、病蟲草害等方面有關(guān)。
表2 油菜農(nóng)藝性狀表現(xiàn)
油菜產(chǎn)量及效益結(jié)果見表3。由表3 可知,處理3 產(chǎn)量最高,肥料成本最少,與其他處理增效最為明顯;CK 肥料投產(chǎn)比適中,產(chǎn)值僅次于處理3;處理2雖增加了150 元/hm2肥料投入,但種植收益因施肥量和肥料成本高而降低。表明水稻秸稈還田配合化肥減量可以增加油菜作物的總產(chǎn)值和純收益。
表3 油菜產(chǎn)量及效益
試驗后各處理土樣數(shù)據(jù)結(jié)果見表4。由表4 可知,處理2、處理3 土壤有機質(zhì)含量明顯高于CK 和試驗前的土樣,施肥對土壤pH、土壤容重有一定影響。處理2 比試驗前的土樣養(yǎng)分含量高,說明植株根系并未充分利用肥料養(yǎng)分,該處理植株根系對養(yǎng)分利用率低,可適當減少化肥施用量。處理3 與試驗前土樣的養(yǎng)分含量變化不明顯,說明該處理提升了養(yǎng)分利用率。
表4 試驗后土樣的情況
施用有機復(fù)合肥料和秸稈粉碎還田腐熟利用后土壤有機質(zhì)含量明顯提高,能影響土壤理化性質(zhì)。有機復(fù)合肥料在提高養(yǎng)分利用率的基礎(chǔ)上,減量施用降低成本才較為合理。在增加碳酸氫銨前提下實施水稻秸稈全部粉碎、澆足水腐熟還田后化肥減量種植油菜,其化肥成本降低14%、用量減少10%,還可以促進油菜生長發(fā)育、提高單株角果數(shù)和產(chǎn)量、增加油菜子產(chǎn)量、顯著提高種植效益。
秸稈還田能減少化肥的施用量,在一定程度上提高作物產(chǎn)量;在農(nóng)作物秸稈全量還田的前提下,可減少約20%的化肥用量,保證作物不減產(chǎn)[11]。建議利用秸稈還田替代化肥減量技術(shù)時,秸稈應(yīng)平地收割零留樁粉碎還田[12],增加秸稈還田腐熟劑,主推肥料深施、合理灌溉等技術(shù),實現(xiàn)農(nóng)田廢棄物秸稈的可持續(xù)循環(huán)利用,減少化肥用量和增加農(nóng)民收入。