川明参种植地土壤有机质提升成效与评价

杨玉梅 赵平文

摘要    设置常规施肥对照、秸秆还田、腐熟剂腐熟秸秆还田3个处理，定点监测土壤有机质提升效果。结果表明，在常规施肥基础上还田秸秆，可有效增加川明参产量和经济效益;秸秆还田对土壤肥力具有显著的改善作用，其有机质、速效磷含量由试验前的第四等级提升到第三等级，速效钾含量由第三等级变化至第二等级;3种处理方式土壤肥力综合指数表现为腐熟剂腐熟秸秆还田>不加腐熟剂秸秆还田>常规施肥（对照），表明秸秆腐熟还田培肥地力效果更为明显。

关键词    秸秆还田;有机质;土壤肥力;川明参;提升成效

中图分类号    S158.3        文献标识码    A

文章编号   1007-5739（2019）20-0064-02                                                                                     开放科学（资源服务）标识码（OSID）

农作物秸秆是农业生产过程中产生的副产物，是一种重要的可再生资源，富含多种营养元素和有机物。由于人们对秸秆资源认识不充分，通常将秸秆直接焚烧，不仅加速了土壤有机质和养分的流失，浪费有机肥资源，还增加了碳排放，引起空气污染，同时也降低了土壤微生物活性[1]，破坏了土壤微生态平衡[2-3]。秸秆等作物残渣的资源化利用对促进农业和环境可持续发展具有重要意义[4]，也是保护性耕作的重要环节。同时，秸秆也是促进农业生态系统土壤物理、化学和生物循环的关键[5]，已被视为保证粮食安全和减少人为CO2排放的环境友好战略[6]。科学合理利用农作物秸秆是保护农田生态环境、提高耕地综合生产能力的重要研究课题。阆中市是典型的农业大市，农业经济在国民经济中占据重要地位。近年来，阆中市致力于秸秆综合利用研究，尤其是秸秆肥料化利用——丘区秸秆还田研究，在项目区积极推广秸秆还田技术的同时配施秸秆腐熟菌剂，取得了显著的经济效益和社会效益。

川明参作为阆中市优势特色效益农产品之一，是农民增收致富的骨干产业之一。基于川明参对种植环境的特殊要求，提高土壤可持续利用能力，培肥地力特别是提升土壤有机质储备成为拓展川明参发展空间、增加其产投比的重要途径。针对这一实际，阆中市将秸秆还田腐熟技术在川明参中的应用做了一些探索性研究。

1    材料与方法

1.1    试验地概况

阆中市属中亚热带湿润季风气候区，气候温和，雨量充沛，光照适度，全年平均气温17.1 ℃，全年日照时数1 022.7 h，年降水量1 059.4 mm。试验于2018年8月20日在阆中市解元乡东邻村进行。供试土壤为黄壤。

1.2    试验材料

秸秆腐熟剂：圃园牌秸秆腐熟剂，粉剂，2 kg/袋。供试秸秆为玉米秸秆。供试作物为川明参。

1.3    试验设计

本试验设计3个处理，分别为处理1（CK）：常规施肥，无秸秆还田;处理2：不加腐熟剂秸秆还田（常规施肥+秸秆还田）;处理3：腐熟剂腐熟秸秆还田（常规施肥+秸秆腐熟剂+秸秆还田）。3次重复，随机排列，小区面积20 m2。小区间隔离0.5 m，分带间隔1.0 m，四周设保护行走道1.0 m，做到各小区完全独立。

1.4    试验过程

1.4.1    移栽与施肥。移栽川明参的最佳时期为立秋至处暑期。因此，于2018年8月20日移栽，株行距6.7 cm×23.3 cm。施硫酸钾型复合肥（15-15-15）1 200 kg/hm2作底肥。第1次追肥在川明参齐苗后15～20 d进行，用尿素75 kg/hm2，兑清粪水30.0～37.5 t/hm2泼施;第2次追肥在立春前进行，用硫酸钾型复合肥225 kg/hm2兑水浇灌。

1.4.2    秸秆覆盖处理。玉米收割时，将秸秆集中在地边，待川明参排栽好后，根据各个处理要求，将玉米秸秆均匀铺撒至处理2（不加腐熟剂秸秆还田）与处理3（腐熟剂腐熟秸秆还田）各小区，然后将腐熟剂30 kg/hm2均匀撒在秸秆上（处理3），用铁锨轻拍，使腐熟剂与秸秆混合均匀。

1.4.3    田间管理。在川明参出苗60%～80%时，将影响川明参齐苗的未腐秸秆传移至空行中，保证齐苗;人工扯除杂草，或用川明参专用除草剂30袋/hm2兑水450 kg/hm2噴雾。虫害主要为前期的蚜虫，齐苗后用重茬地菌净500～800倍液喷雾防治，间隔20 d喷1次，连续2次。

1.4.4    收获。川明参在清明前后收获最佳，过迟收挖块根老化，粉质少，易空心，甚至抽苔开花，严重影响产量和品质。本试验于2019年4月8日收获。

2    结果与分析

2.1    产量结果与效益分析

由表1可知，处理2、3产量分别为14 000、15 100 kg/hm2，较处理1（CK）分别增产3 350、4 450 kg/hm2，增幅分别为31.5%、41.8%。由此表明，在常规施肥基础上还田秸秆增产效果明显。玉米秸秆还田后，秸秆附近微生物大量繁殖，形成土壤微生物活动层，土壤的生化活性强度显著提高，多种酶的活性得到增强，加速秸秆中有机态养分的释放，既改善了土壤结构，又协调了土壤水、肥、气、热状况[7-8]，对川明参的生长具有很大的促进作用，有利于增加川明参产量。秸秆腐熟剂含有大量能分解纤维素、半纤维素和木质素的微生物菌种，能够有效缩短秸秆腐熟时间，改善土壤理化性状[9]，使用秸秆腐熟剂进行秸秆还田川明参产量增加更加明显。

由表2可知，扣除成本，各处理纯收入由高到低的顺序为处理3（腐熟剂腐熟秸秆还田）>处理2（不加腐熟剂秸秆还田）>处理1（CK）。与CK相比，各处理纯收入增收处理3（腐熟剂腐熟秸秆还田）>处理2（不加腐熟剂秸秆还田）。由此表明，常规施肥基础上秸秆还田或常规施肥基础上腐熟秸秆还田均比CK收益好。由于CK无秸秆覆盖，杂草生长迅速，蓄水保墒较差，土壤易板结，对川明参的产量影响较大。秸秆覆盖既节省劳力，又能起到遮阳保湿、防草的作用，使土壤理化性状保持良好，增加土壤中养分含量，对川明参的生长起促进作用。从各处理的产投比来看，秸秆还田或秸秆腐熟还田处理，川明参产投比明显高于CK。由此进一步证实实行秸秆还田或秸秆腐熟还田技术是拓展川明参增产增效的重要途径。

2.2    秸秆还田对土壤理化性质的影响分析

由表3可知，处理2（不加腐熟剂秸秆还田）与处理3（腐熟剂腐熟秸秆还田）的养分较处理1（CK）有增加的趋势，表明秸秆还田对土壤培肥有較明显的作用。处理2（不加腐熟剂秸秆还田）全氮含量、有机质含量、碱解氮含量、速效磷含量、速效钾含量、pH值较处理1（CK）分别增加了20.87%、24.74%、8.4%、48.07%、22.86%、3.18%。处理3（腐熟剂腐熟秸秆还田）全氮含量、有机质含量、碱解氮含量、速效磷含量、速效钾含量、pH值较处理1（CK）分别增加了27.83%、51.55%、12.98%、52.99%、32.86%、4.59%。由此表明秸秆还田或秸秆腐熟还田可以有效改善土壤养分状况。处理2（不加腐熟剂秸秆还田）、处理3（腐熟剂腐熟秸秆还田）土壤容重较处理1（CK）分别下降了3.68%和5.88%，表明秸秆还田后土壤的结构性趋于优化，适耕性增强。

2.3    土壤有机质提升效果评价及方法

通过秸秆还田实现土壤有机质提升，培肥地力，除需要关注其肥力变化趋势外，对其变化效果的科学评价以及通过适当评价技术手段获取土壤质量演化同样具有现实意义。现有的土壤肥力变化效果评价思路与土壤质量及其耕地地力评价方法类似，多采用单因素评价方法和多因素综合评价方法等评价技术手段。

2.3.1    单因素评价方法与效果评价。单因素评价方法是根据现有的土壤等级划分方式，比较培肥前后单一指标的等级差异，由此体现培肥效果。表4是全国第二次土壤普查部分分级标准，根据这一标准进行不同秸秆还田方式土壤培肥效果分析。

川明参种植地土壤有机质、全氮、碱解氮、速效磷和速效钾等指标秸秆还田后均有不同程度的增加，但等级变化存在差异。由表5 可以看出，处理2（不加腐熟剂秸秆还田）、3（腐熟剂腐熟秸秆还田）有机质含量、速效磷含量均由第四等级变化至第三等级，而全氮、碱解氮含量无等级变化，速效钾含量处理3（腐熟剂腐熟秸秆还田）由第三等级变化至第二等级，处理2（不加腐熟剂秸秆还田）无等级变化。由此表明，秸秆还田对土壤肥力有显著提升作用，添加秸秆腐熟剂效果更加明显。

2.3.2    综合评价方法与效果评价。综合评价方法是在单一评价方法存在独立指标难以反映土壤多因子肥力响应的基础上，综合考虑各个指标和指标间交叉影响下的土壤肥力及肥力变化的评价方法。其按照主导性、敏感性和实用性原则选取供选指标，通过隶属度计算和权重打分，获取土壤综合指数及其评价结果。

运用综合评价方法获得的土壤综合肥力结果如图1所示。可以看出，处理2（不加腐熟剂秸秆还田）、处理3（腐熟剂腐熟秸秆还田）综合肥力指数显著高于处理1（CK），分别是处理1（CK）的1.09倍和1.17倍，再次表明秸秆还田处理具有明显的土壤培肥效果，且添加腐熟剂的秸秆还田对土壤的增肥效果明显优于秸秆直接还田方式。

3    结论与讨论

（1）秸秆还田特别是秸秆腐熟还田有效促进了川明参产量的提高，增加了产投比，是拓展川明参发展空间的重要途径。

（2）秸秆还田对土壤肥力具有显著的改善作用，将成为土壤培肥的重要途径。通过对不同方式的秸秆还田土壤有机质提升、培肥效果的分析和比较发现，秸秆还田能促进土壤有机质的积累，迅速提高土壤中速效磷、速效钾的含量，特别是对增强作物钾素营养作用尤为明显。此外，秸秆还田可降低土壤容重，有效改善土壤结构，提高土壤适耕性，是维系友好型环境的有效途径之一。

4    参考文献

[1] 高燕，张延，郭亚飞，等.不同秸秆还田模式对土壤有机碳周转的影响[J].土壤与作物，2019，8（1）：93-101.

[2] 丁峰，殷丽萍，苏建平，等.如皋市2007年土壤有机质提升项目实施效果分析[J].现代农业科技，2009（4）：195.

[3] 孙星，刘勤，王德建，等.长期秸秆还田对土壤肥力质量的影响[J].土壤，2007，39（5）：782-786.

[4] SHAHBAZ M，KUZYAKOV Y，HEITKAMP F.Decrease of soil organic matter stabilization with increasing inputs：Mechanisms and controls[J].Geoderma，2017，304：76-82.

[5] TURMEL M S，SPERATT A，BAUDRON F，et al.Crop residue managem-ent and soil health：A systems analysis[J].Agricultural Systems，2015， 134：6-16.

[6] 韩冰，王效科，逯非，等.中国农田土壤生态系统固碳现状和潜力[J].生态学报，2008，28（2）：612-619.

[7] 邵东彦，邵瑞.肥料对提升豆田土壤有机质含量的效果初探[J].中国农村小康科技，2010（11）：63-65.

[8] 张春芝.大豆有机质提升试验示范初报[J].现代农业科技，2008（9）：129.

[9] 郭粹锦.不同秸秆腐熟剂应用效果比较试验[J].安徽农学报，2019，25（6）：102-104.