秸秆还田后水稻生长需氮量研究

许爱霞　于倩倩　王艳蓉　李莲

摘要[目的]筛选秸秆还田配施化学氮肥最佳方案。[方法]试验设置7个秸秆还田配施化学氮肥方案，考察不同处理对土壤养分、水稻产量及其结构的影响。[结果]秸秆还田后施纯氮315 kg/hm2时，产量最高，达9 600.90 kg/hm2。[结论]秸秆还田后配施315 kg/hm2氮能满足秸秆腐解与水稻生长的需要，该方案具有广泛的应用价值。

关键词秸秆还田；氮肥；水稻生长

中图分类号S511文献标识码A文章编号0517-6611（2017）31-0023-02

Abstract[Objective]To select the best scheme of nitrogen fertilizer application after returning straw to fields.[Method]Seven straw mulching plus nitrogen fertilizer treatments were conducted in the experiment， the effects of different treatments on soil nutrients， rice yield and structure were investigated. [Result] The yield would be the highest and up to 9 600.90 kg/hm2 when pure nitrogen was applied at a concentration of 315 kg/hm2 after straw mulching. [Conclusion]Application of 315 kg/hm2 nitrogen fertilizer after returning straw to fields can meet the needs of straw decomposition and rice growth.

Key wordsReturning straw to fields；Nitrogen fertilizer；Rice growth

随着各项栽培新技术的推广应用，农作物产量大幅度提高，秸秆数量随之增加。据统计，全国每年农作物秸秆产量达7×108 t，总养分含量达1.905×107 t，接近1999年全国化肥用量的1/2[1-2]。秸秆还田后，经过一段时间腐解转化成有机质和速效养分，既为作物生长供应了所需的养分，也为土壤理化性状的改善提供了有利条件[3]。

随着农村劳动力的转移以及石油农业的发展，土地规模经营成为农业发展的趋势，秸秆还田已成为政府和农业部门广为重视的一项改土培肥的增产措施，一方面杜绝了秸秆焚烧所带来的环境污染，另一方面还有利于作物产量的提高，对化肥减量增效目标任务的实现有推动作用。该研究提出秸秆还田配施化学氮肥方案，以期缓解秸秆还田前期秸秆腐解与水稻生长争氮的矛盾，并提高水稻生长中后期土壤氮、磷、钾的供应水平。

1材料与方法

1.1试验地基本情况

试验于2015年在江苏省泰州市姜堰区张甸镇进行，该地块种植制度为一年两熟的稻麦轮作。供试土壤质地为砂土，其土壤养分含量为全氮1.02 g/kg、碱解氮85.67 mg/kg、速效磷9.92 mg/kg、速效钾69 mg/kg、有机质24.76 g/kg，pH 7.22，全田地面平整，地力均匀。

1.2供试品种

供试水稻品种为南粳9108。

1.3试验设计

试验设7个处理（表1），3次重复，共21个小区，随机区组排列，小区面积为40 m2。小区间筑埂并包膜，防止窜水窜肥，各小区单独排灌。秸秆为麦秸，经切碎耕埋，深度7～8 cm。氮肥为普通尿素，基蘖肥（其中基肥∶蘖肥为7∶3）与穗肥比例为6∶4，基肥统一在耕翻时施用，蘖肥在移栽5 d后施用，穗肥在倒4、倒3叶各施1/2。磷、钾按当地常规施肥施用。采取旱育秧，5月8日播种，6月13日移栽，移栽秧龄为5.7，栽插密度为2.36×105穴/hm2（15.0 cm×28.3 cm），每穴3本，采用高产栽培管理方式。

1.4测定项目

在水稻生长的关键时期取土样，取样深度为20 cm，测定土壤碱解氮、速效磷和速效钾含量。

成熟期每个小区普查100穴，折算成单位面积穗数后按照平均茎蘖数取有代表性的水稻10穴，考察穗粒结构，并计算理论产量。

小区分别收割、脱粒、晒干测实产。

1.5数据分析

有关数据分析和表格绘制采用SPSS数据分析系统和Word、Excel软件进行。

2结果与分析

2.1不同处理对土壤养分含量的影响

2.1.1碱解氮含量。

由表2可知，空白（CK1）的碱解氮含量随生育进程的发展呈下降趋势，而秸秆还田处理（CK2）碱解氮含量以拔节期为最高，随生物进程的发展呈先上升后下降再上升趋势，成熟期秸秆还田处理（CK2）碱解氮含量比空白（CK1）增加10.9%，这说明秸秆还田能缓解土壤碱解氮的下降。从整个生育期来看，秸秆还田和氮肥配施的处理（A2、A3、A4、A5）碱解氮含量与秸秆还田处理（CK2）趋势一致，在成熟期A2、A3、A4、A5处理碱解氮含量分别比A1处理提高3.87%、5.09% 、6.46%、6.48%，可见秸秆还田和氮肥配施有协同提高土壤碱解氮含量的作用，且碱解氮含量随着无机氮肥施用量的增加而增加，其中A4处理成熟期碱解氮含量较CK1提高了53.50%，当施氮量为360 kg/hm2（A5）时，碱解氮增加不明显。

2.1.2速效磷含量。

土壤中的速效磷以化学固定和微生物固定2种模式存在，化学固定在很大程度上降低磷的有效性，而生物固定具有减少磷化學固定、提高磷素利用率的作用，秸秆还田对土壤微生物和土壤酶的活性有提高作用[4]。由表3可知，随着生育进程的发展，除空白（CK1）外，其他处理土壤速效磷含量的变化基本呈先上升后下降再上升的趋势，A2、A3、A4、A5处理各个生育期土壤速效磷的含量均高于空白（CK1）以及A1处理。由此可见，秸秆还田有利于土壤速效磷的提高，特别是水稻生长中后期的土壤速效磷含量。

2.1.3速效钾含量。麦秸秆含有较多的钾素，并以离子态存在于秸秆内，极易被淋洗出来。从表4可以看出，与空白（CK1）相比，秸秆还田处理（CK2）可以延缓速效钾的下降速度，由成熟期速效钾含量可以看出，秸秆还田处理（CK2）速效钾含量比空白（CK1）增加27.15%。秸秆分解初期由于微生物争氮，会降低土壤中氮含量，配施氮肥有利于加快秸秆腐熟进程，从A1与A2、A3、A4、A5各处理的速效钾含量对比看，土壤中速效钾含量随氮肥用量增加呈上升趋势，当施氮量为315 kg/hm2（A4）时，成熟期的速效钾含量比A1处理增加10.67%；当施氮量为360 kg/hm2（A5）时，成熟期的速效钾含量比A1处理增加10.77%，速效钾增加效果不明显，可见秸秆还田配施化学氮肥有利于土壤速效钾大幅度提高，但当氮肥用量超过315 kg/hm2时，对生产贡献不大。

2.2不同处理对产量及其结构的影响

从实际产量来看（表5），不管在无氮空白区，还是施肥区（315 kg/hm2），秸秆还田都增加了水稻产量，其中，秸秆还田无氮区增产量为157.35 kg/hm2，达2.45%的增产水平；秸秆还田施氮区（A4）增产量为534.15 kg/hm2，达5.89%的增产水平。由此可见，秸秆还田与化学氮肥配施对水稻增产效果更为明显[5]。

从产量结构来看，秸秆还田无氮区（CK2）较对照（CK1）成穗数减少2.34%、每穗总粒数增加3.97%、千粒重增加022%、结实率增加0.31%，可能是因为在无氮情况下秸秆腐解与水稻争氮，引起水稻分蘖期氮营养不够，导致成穗数减少，而秸秆经过一段时间腐解后，养分逐渐释放出来，刚好满足穗分期的需求，起到增大穗型的作用。对秸秆还田施氮区各处理产量构成因素进行分析，成穗数随氮肥用量增加而增加，随氮肥用量的增加，结实率和千粒重有逐渐减少的趋势，穗粒数呈先增加后减少的趋势，并以A4处理最大，其理论单产和实收产量也最大，与预期一致。由此可见，秸秆还田后配施315 kg/hm2无机氮已能满足秸秆腐解和水稻生长的需要。而高氮处理的A5之所以穗粒数、结实率、千粒重较A4处理低，可能因氮肥施用量过大，致使大量无效蘖增加，水稻通风透光性差，易造成群体恶化，病害加重，水稻穗型变小，生育期推迟[6]。

3小结与讨论

（1）秸秆还田配施化学肥料能较大程度地满足水稻生长对氮素养分的需要，而过度的氮肥用量不利于水稻高产的形成，只能造成无形的浪费，这与化肥减量增效行动目标不一致。

（2）秸秆还田后，315 kg/hm2氮水平处理的理论单产和实际产量都最大。由此可见，秸秆还田后配施315 kg/hm2氮已能满足秸秆腐解和水稻生长的需要。

（3）该试验在姜堰南部高砂土地区进行，对姜堰北部里下河地区生产指导意义不大，随着秸秆全量还田年限的增加，长期秸秆全量还田对水稻生长的持续效应还需要继续定位研究。

参考文献

[1] 高祥照，马文奇，马常宝，等.中国作物秸秆资源利用现状分析[J].华中农业大学学报，2002，21（3）：242-247.

[2] 安成立，杜建，岳秀琴，等.作物秸秆高效综合利用途径探析[J].中国资源综合利用，2004（1）：25-27.

[3] 毛伟，李文西，张富春，等.稻麦轮作制下连续秸秆全量还田对耕地质量的影响[J].江苏农业科学，2012，40（6）：361-362.

[4] 陈留根，张宝生，庄恒扬，等.太湖地区稻田保护性耕作条件下水稻生育期土壤肥力的变化[J].江苏农业学报，2008，24（6）：826-832.

[5] 黃俏丽.秸秆还田和施氮量对水稻产量形成的影响[D].扬州：扬州大学，2007.

[6] 朱从海，蔡爱琴，严军，等.小麦秸秆还田后施氮量对机插水稻产量的影响[J].中国稻米，2011，17（4）：32-34.