水稻田秸秆还田条件下的氮肥调控与钾肥替代试验

郑霞++孙玉海++王关林++刘东++苏章锋++潘久四++孙世清++丁亨虎

摘要 进行了水稻田秸秆还田条件下的氮肥调控与锌肥替代试验。结果表明：氮肥分基肥、蘖肥、拔节肥3次施用比分基肥、蘖肥2次施用，增产效果明显，增加778 kg/hm2、增幅15.48%；氮肥3次施用+秸秆还田也有一定增产效果，与未施秸秆还田比较，产量增加80 kg/hm2、增幅1.38%。氮磷钾配施+秸秆还田与不施钾肥比较，产量增加878 kg/hm2、增幅17.54%；在秸秆还田条件下，钾肥施用量应为推荐使用量的3/4为宜。

关键词 水稻；秸秆还田；氮肥调控；钾肥替代；产量

中图分类号 S511.32；S147.5 文献标识码 A 文章编号 1007-5739（2017）01-0018-02

农作物秸秆直接还田，是秸秆综合利用重要途径之一。秸秆还田可以提高土壤有机质的含量，降低土壤的容重，增强土壤的透水性、透气性及蓄水保墒能力，并可使土壤的团粒结构发生变化，保持疏松状态，有效缓解土壤板结的问题[1-2]。秸秆还田的增产作用还有明显的后效[3-4]。利用秸秆腐熟剂加快秸秆腐熟是近年小麦水稻秸秆还田方法之一；秸秆腐熟还田能提高秸秆的腐熟程度，有利于水稻的早期生长[5]。秸秆还田后，在0～30 d腐解较快，后期腐解速率逐渐变慢[6]。钾肥在中稻生长中具有不可替代的作用，而且随着秸秆还田量的增加产量有所提高；中稻早期秸秆全量还田+腐熟剂对中稻的分蘖有一定的影响，中期促进分蘖，后期增加实粒数，提高产量[7]。本文通过水稻田腐熟剂腐解秸秆还田条件下的不同氮钾肥施用试验，进一步探讨秸秆还田条件下氮钾肥施用时期及施用量，对科学利用小麦秸秆资源，减少化肥使用量，实现主要农作物化肥到2020年零增长具有重大意义。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验设在湖北省潜江市农业科学研究所。前茬为小麦，产量4 500 kg/hm2，试验土壤类型为水稻土，土种为灰潮砂泥田，耕层质地为砂壤土。土壤检测结果：有机质20.1 g/kg，碱解氮116 mg/kg，有效磷9.4 mg/kg，速效钾118 mg/kg，pH值7.25。当季麦秆养分含量检测结果：C 32.28%，N 0.83%，P2O5 0.08%，K2O 1.22%。

1.2 试验材料

供试作物为中稻，品种为川优8377；肥料：氮肥为尿素（含N 46%），磷肥为普钙（含P2O5 12%），钾肥为氯化钾（含K2O 60%），腐熟剂为合缘牌秸秆腐熟剂。

1.3 试验设计

试验为大区，不设重复，共设10个处理，编号为A、B、C、D、E、F、G、H、I、J，小区面积50 m2，各处理试验方案设计如表1所示。

试验肥料用量：氮（纯N）、钾（K2O）肥用量按试验方案执行，磷肥用量（P2O5）60 kg/hm2。

秸秆还田量6 000 kg/hm2；各秸秆还田处理腐熟剂用量30 kg/hm2。施用方法除氮肥施用方法按试验方案进行外；磷、钾肥均作基肥使用。试验田在划小区和整田前将前茬秸秆全部移走，再按处理设计准确还田。腐熟剂同秸秆一起施用，灌水7～10 cm泡田。

1.4 试验实施

本试验采用水育秧技术育苗，于2016年5月4日播种，6月7日移栽，移栽时苗数4.2株/穴（基本苗2 株、分蘖苗2.2株），栽植密度16.785万穴/hm2；6月5日施腐熟剂、还田小麦秸秆翻耕上水。其他农事活动各处理相同。于9月22日中稻收割前各个小区取10穴考种，计算取其平均值收割时测定实际产量。

2 结果与分析

2.1 对中稻苗情的影响

试验分别于移栽期（6月7日）、分蘖盛期（7月8日）、齐穗期（8月19日）苗情调查，分析得各处理基本苗、最高苗、有效穗数、成穗率（表2）。

2.1.1 不同氮肥施肥处理对中稻苗情的影响。从表2可以看出，氮肥分3次施用的处理A、B、E之间比较，最高苗排序为处理B>处理A>处理E，有效穗数排序为处理B>处理A>处理E，成穗率排序为处理E>处理B>处理A。由此说明，氮磷钾配施+秸秆还田能增加水稻分蘖和有效穗，秸秆还田能提高水稻成穗率。

氮肥分2次施用的处理C、氮肥2次施用+秸秆还田的处理D之间比较，最高苗排序为处理D>处理C，有效穗数排序为处理D>处理C，成穗率排序为处理C>处理D。由此说明，秸秆还田具有后期肥料效应，若后期不追施氮肥秸秆还田肥料效应明显。

等量氮肥分2次施用的处理C与3次施的处理A之间比较，处理A的最高苗高于处理C，有效穗数持平，处理C成穗率高于处理A。由此说明，分3次施用氮肥有利于水稻分蘖，但后期追施氮肥也会增加水稻无效分蘖。

氮肥分3次施用的处理A、2次施用的处理C与不施氮肥的处理J之间比较，处理J其最高苗、有效穗数明显低于处理A、C，处理J成穗率高达90%以上。由此说明，氮肥能有效地增加水稻的分蘖数，同时也会增加无效分蘖。

2.1.2 不同钾肥施肥处理对中稻苗情的影响。从表2可以看出，全量施用氮磷钾的处理C，与不施钾肥的处理F之间比较，处理F最高苗、有效穗数明显低于处理C，处理F成穗率高达70%以上。由此说明，钾肥能有效增加水稻分蘖数，同样会增加无效分蘖。

施用不同钾肥量的处理G、H、I、D，与不施钾肥的处理F之间比较，最高苗数排序为处理I>处理D>处理H>处理G>处理F，有效穗數排序为处理D>处理I>处理H=处理G>处理F，成穗率排序为处理F>处理G>处理H>处理D>处理I。由此说明，在秸秆还田条件下，随着钾肥施用量的增加，水稻分蘖增加明显，在秸秆还田条件下，以处理I施用3/4钾分蘖为最多，最高苗数为459万株/hm2；有效穗数随着钾肥施用增加而增加，钾肥施用也会增加水稻无效分蘖，增加钾肥其成穗率反而降低。

2.2 对中稻产量结构的影响

2.2.1 不同氮肥施肥处理对中稻产量结构的影响。从表3可以看出，氮肥3次施用处理A、B、E之间比较，株高、穗长排序为处理E>处理B>处理A，有效穗数排序为处理B>处理A>处理E，穗总粒数排序为处理E>处理B>处理A，穗实粒数排序为处理B>处理A>处理E，结实率、千粒重排序为处理A>处理B>处理E，产量排序为处理B>处理A>处理E。由此说明，氮肥3次施用+秸秆还田能促进植株生长，增加穗粒数和产量，但增施氮肥+秸秆还田（处理E）穗实粒数反而降低；秸秆还田对千粒重有一定的影响。

氮肥2次施用的处理C与氮肥2次施用+秸秆还田的处理D之间比较，株高、穗长、有效穗数、穗总粒数、穗实粒数、结实率均为处理D>处理C，只有千粒重为处理C>处理D，产量排序为处理D>处理C。由此说明，秸秆还田具有一定肥料后效作用，能补充水稻后期生长一定氮肥，且产量以秸秆还田为高。

等量氮肥分2次施的处理C与3次施的处理A之间比较，株高、穗长、有效穗数、穗总粒数、穗实粒数、结实率、千粒重、测产均为处理A>处理C。由此说明，3次施用氮肥有利于植株生长、株有效穗数及穗粒数形成。因此，合理氮肥施用方法能增加水稻产量。

氮肥3次施用的处理A、2次施用的处理C与不施氮肥的处理J之间比较，株高、穗长、有效穗数处理A、C高于处理J，穗总粒数、穗实粒数排序均为处理A>处理J>处理C，结实率、千粒重排序为处理J>处理A>处理C，测产排序为处理A>处理J>处理C。由此说明，氮肥能促进植株生长、增加水稻的分蘖数，且氮肥3次施用的穗实粒数、千粒重高于2次施氮或不施氮肥；测产结果不施氮肥处理产量反而高于2次氮肥处理，此结果有待进一步试验。

2.2.2 不同钾肥施肥处理对中稻产量结构的影响。从表3可以看出，全量施用氮磷钾的处理C，与不施钾肥的处理F之间比较，株高、穗长、有效穗数排序为处理C>处理F，穗总粒数、穗实粒数、结实率、千粒重、产量排序为处理C<处理F。由此说明，钾肥能促进植株生长、增加水稻分蘖数，对穗总粒数、穗实粒数、结实率、千粒重影响不明显，有待进一步试验。

不同施用钾肥量处理G、H、I、D，与不施钾肥处理F之间比较，株高排序为处理H>处理I>处理D>处理G>处理F，穗长排序为处理H>处理D>处理G>处理F>处理I，有效穗数排序为处理D>处理I>处理H=处理G>处理F，穗总粒数排序为处理D>处理F>处理G>处理H>处理I，穗实粒数排序为处理D>处理F>处理I>处理G>处理H，结实率排序为处理I>处理D>处理F>处理H>处理G，千粒重数排序为处理F>处理I>处理H>处理G>处理D，产量排序为处理D>处理F>处理I>处理G>处理H。由此说明，在秸秆还田条件下，随着钾肥施用增加，水稻其株高、分蘖增加明显，穗总粒数、穗实粒数、产量影响不明显，但仍以氮磷钾配施+秸秆还田为最高，千粒重在秸秆还田条件下随着钾肥施用增加千粒重有所下降，有待进一步试验。

2.3 对中稻产量的影响

2.3.1 不同氮肥施肥处理对中稻产量的影响。从表4可以看出，氮肥分3次施用处理A、B、E之间产量比较，氮肥3次施用+秸秆还田的处理B产量为5 884 kg/hm2，较处理A增产80 kg/hm2、增幅1.38%，较处理E增产770 kg/hm2、增幅15.06%。处理B增产效果明显，而处理E由于前期氮肥过多无效蘖分蘖过多反而影响产量。

氮肥2次施用的处理C与氮肥2次施用+秸秆还田的处理D之间比较，处理D产量为5 078 kg/hm2，较处理C增产52 kg/hm2、增幅1.03%。秸秆还田有一定的增产作用。

等量氮肥3次施的处理A与氮肥2次施的处理C之间比较，处理A产量为5 804 kg/hm2，较处理C单产增加778 kg/hm2、增幅15.48%。等量氮肥分基肥、蘖肥、拔节肥3次施用比分基肥、分蘖肥施用增产效果明显。

氮肥3次施用的处理A与不施氮肥的处理J之间比较，处理A较处理J增产812 kg/hm2、增幅16.27%。氮肥增产作用明显。

2.3.2 不同钾肥施肥处理对中稻产量的影响。从表4可以看出，氮磷钾处理A、C，与不施钾肥的处理F之间比较，处理C与施处F产量基本持平，较处理A减产778 kg/hm2、减幅13.40%。由此说明，钾肥在水稻上具有不可替代的作用。

不同施用钾肥量的处理G、H、I、D，与不施钾肥的处理F之间比较，产量排序为处理I>处理G>处理H>處理D>处理F。由此说明，在秸秆还田条件下，随着钾肥施用的增加，产量也有所增加，与不施钾肥的处理F相比，氮磷钾配施+秸秆还田处理B增幅最大，增产878 kg/hm2、增幅17.54%。同样说明钾肥在水稻生产中具有不可替代的作用。

3 结论与讨论

由于本试验水稻杨花授粉期间遇到持续高温（2016年8月10—25日，日最高气温33 ℃以上，8月18日，最高气温37.7 ℃，超历史4 ℃，严重影响水稻生长发育），结实率、千粒重比常年偏低，产量比常年低30%以上，对试验结果也有一定的影响。该试验结果表明，氮磷钾配施+秸秆还田能增加水稻分蘖和有效穗数，秸秆还田能提高水稻成穗率。秸秆还田具有后期肥料效应，若后期不追施氮肥秸秆还田肥料效应明显。钾肥在中稻生长中具有不可替代的作用。氮磷钾配施+秸秆还田增产明显，较不施钾肥产量增加878 kg/hm2、增幅17.54%。目前，对秸秆钾利用率研究相对较少，本试验秸秆氮磷钾素累计还田量分别为49.8、4.8、73.2 kg/hm2，有研究认为秸秆还田钾素可以替代20%～50%的钾肥。秸秆钾素一次性投入，容易受到淋洗、径流、下渗等环境因素的影响[8-10]。在秸秆还田条件下，钾肥施用量应为常规推荐施用量3/4为宜。关于钾肥替代率有待进一步研究。

等量氮肥分基肥、蘖肥、拔节肥3次施用比分基肥、分蘖肥2次施用增产效果明显，产量增加778 kg/hm2、增幅15.48%；氮肥3次施用+秸秆还田也有一定增产效果，与未秸秆还田比较增产80 kg/hm2、增幅1.38%。

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