秸秆还田对不同类型土壤改良培肥的效果

2017-02-27刘晓霞陆若辉陶云彬吴东涛陈一定

浙江农业科学 2017年2期

关键词：潮土全氮速效

刘晓霞，陆若辉，陶云彬，吴东涛，陈一定*

(1.浙江省农业技术推广中心，浙江杭州 310020； 2.兰溪市农林局土壤肥料工作站，浙江兰溪 321100；3.丽水市农业局土肥植保站，浙江丽水 323000)

秸秆还田对不同类型土壤改良培肥的效果

刘晓霞1，陆若辉1，陶云彬2，吴东涛3，陈一定1*

(1.浙江省农业技术推广中心，浙江杭州 310020； 2.兰溪市农林局土壤肥料工作站，浙江兰溪 321100；3.丽水市农业局土肥植保站，浙江丽水 323000)

以潮土和水稻土为试验材料，连续开展秸秆还田试验，研究秸秆还田对不同类型土壤的改良培肥效果。结果表明，秸秆还田显著提高了潮土种植水稻的产量，但是对水稻土种植水稻的产量无明显影响；秸秆还田有效提高了潮土和水稻土土壤有机质水平，但对土壤全氮含量无显著影响；开展秸秆还田显著提高了潮土和水稻土有效磷、速效钾含量，降低了土壤容重，但对潮土阳离子交换量无显著影响。

潮土；水稻土；有机质；土壤养分

我国拥有丰富的农作物秸秆资源，统计数据显示，当前我国农作物秸秆年产量约8亿t[1]。随着农村能源结构的改进和调整，农作物秸秆呈现出了地区性、季节性、结构性过剩的现象，就地焚烧现象频发[2]，不仅浪费了资源，而且污染了环境[3]。当前，秸秆还田作为有效的秸秆资源处置方式被广泛推广[4]，秸秆还田具有显著的培肥改土作用和良好的生态环境效益，在一定的气候条件及土壤肥力水平下，秸秆还田对农作物的生长及产量、土壤的肥力状况等都有不同的影响。研究显示，水稻穗粒数、千粒重、结实率以及产量随秸秆还田量的增加呈上升趋势[5]，且秸秆还田后土壤中有机质、碱解氮和全氮含量均高于对照以及试验前的土壤养分水平[6-7]。

水稻土和潮土是浙江省的主要农业土壤类型之一，在耕地面积中所占比例仅次于红壤，是浙江省粮食、蔬菜、瓜果类作物主要生产基地中的常见土类[8]。在农业生产中，土壤养分丰缺是影响作物生长发育与产量品质的重要因素。研究证实，秸秆还田可以提高土壤养分含量和作物产量，但秸秆还田对农作物产量，以及土壤肥力状况的作用效果受到土壤类型的影响[7]；为此，本试验研究秸秆还田对水稻土和潮土养分含量的影响，以期为不同类型土壤上秸秆还田技术的应用提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 供试材料

供试物料为小麦秸秆，供试作物为晚稻嘉58，土壤类型为潮土和水稻土，土壤基本理化性状：潮土，有机质15.70 g·kg-1，全氮0.91 g·kg-1，有效磷21.20 mg·kg-1，速效钾56.70 mg·kg-1，阳离子交换量1.23 cmol·kg-1，容重9.20 g·cm-3，pH值7.9；水稻土，有机质19.60 g·kg-1，全氮1.29 g·kg-1，有效磷18.20 mg·kg-1，速效钾67.90 mg·kg-1，阳离子交换量1.13 cmol·kg-1，容重11.10 g·cm-3，pH值7.3。

1.2 处理设计

连续4 a开展田间试验(2009—2013年)，试验设2个处理。处理1，对照，无秸秆还田。处理2，秸秆粉碎全量还田。各处理随机排列，单灌单排，重复3次。各处理施肥均按照常规施肥处理进行，即667 m2施肥折纯N 20.2 kg、P2O53.6 kg、K2O 5.6 kg，肥料分别选择尿素、过磷酸钙和氯化钾。各处理田间管理措施按照常规栽培进行。

1.3 样品采集及测定

水稻收获期测产，并测定土壤有机质、全氮、有效磷、速效钾含量，以及土壤容重、阳离子交换量。

1.4 数据分析

采用DPS 2000软件进行数据整理和方差分析(ANOVA)，对有显著差异的处理采用Duncan′s新复极差法进行多重比较。利用Origin 8.0软件制图。

2 结果与分析

2.1 对不同类型土壤种植作物产量的影响

与2010年相比，连续实施秸秆还田显著提高了在潮土上种植水稻的产量，但秸秆还田对水稻土种植水稻的产量无显著影响(表1)，可见秸秆还田对潮土上水稻增产的效果较为明显。

表1 秸秆还田对不同类型土壤种植水稻

注：同列数据后无相同小写字母的表示差异显著(P<0.05)。

2.2 对不同类型土壤有机质水平和全氮含量的影响

土壤有机质是稳定而长效的碳源物质，也是衡量土壤肥力的重要指标[9]。由图1可见，秸秆还田能够明显改善潮土和水稻土的有机质状况，与土壤的原始状况相比，开展秸秆还田后，潮土和水稻土土壤有机质含量分别增加12.8%和11.5%。

氮素是农作物必需的大量营养元素之一，作物吸收氮素总量的50%～70%来自土壤，因此，土壤氮素含量丰缺程度是限制农作物产量的重要指标之一[10]。图1显示，与土壤背景值相比，实施秸秆还田对土壤全氮含量影响不大，这可能是由于秸秆还田实施年限较短，对土壤全氮含量的影响尚不明显。

2.3 对不同类型土壤有效磷和速效钾含量的影响

由图2可见，秸秆还田显著提高了潮土和水稻土有效磷和速效钾含量，其中，潮土有效磷和速效钾含量分别提高了23.1%和13.7%，水稻土有效磷和速效钾含量分别提高了19.2%和14.8%。

图中柱上无相同小写字母的表示处理间差异显著(P<0.05)。图2～3同图1 秸秆还田对潮土和水稻土有机质、全氮含量的影响

图2 秸秆还田对潮土和水稻土有效磷、速效钾含量的影响

2.4 对不同类型土壤容重和阳离子交换量的影响

土壤容重是衡量土壤质量的重要指标，容重的大小反映了土壤的结构、透气性、透水性以及保水保肥能力的高低[11]。由图3可见，秸秆还田显著降低了原始土壤的容重，与基础值相比，潮土和水稻土容重分别降低7.1%和5.7%。

图3 秸秆还田对潮土和水稻土容重、阳离子交换量的影响

3 讨论

秸秆还田是提高作物产量的有效措施。玉米秸秆还田条件下，后茬水稻产量显著提高[13]；杨帆等[14]的研究证实，秸秆还田条件下，水稻增产7.2%，油菜增产8.1%，小麦增产11.9%；玉米秸秆连续还田2～6 a，玉米增产率为2.6%～6.1%[15]。本研究表明，秸秆还田对在不同类型土壤上种植的水稻的增产作用不同，实施秸秆还田显著提高了在潮土上种植水稻的产量，但是对在水稻土上种植水稻的产量无显著影响(表1)，这表明秸秆还田对水稻产量的影响因土壤种类而异。

秸秆还田能有效增加土壤中有机质含量，改善土壤肥力状况[16]。此外，由于秸秆含有作物生长发育所必需的氮、磷、钾等营养元素，秸秆还田还可有效提高土壤养分含量。例如，长期秸秆还田有效改善了土壤的理化性状，土壤有机质、孔隙度、速效氮含量、锌含量、铁含量、锰含量、酶活性等理化指标与秸秆还田量呈显著正相关[17]。本研究发现：秸秆还田显著提高了潮土和水稻土的土壤有机质水平，但对土壤全氮含量无显著影响(图1)；秸秆还田显著提高了潮土和水稻土有效磷、速效钾含量，降低了土壤容重(图2、图3)，但是对阳离子交换量的影响因土壤类型而异。如图3所示，秸秆还田提高了水稻土阳离子交换量，但对潮土阳离子交换量无显著影响。综上，秸秆还田对潮土和水稻土均有较好的改良培肥作用，可在生产实践中推广应用。

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