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寒地水稻秸秆还田配施氮素效果研究(转载)

寒地水稻秸秆还田配施氮素效果研究

摘要   采用大区对比的方法研究了水稻秸秆在不同处理条件下还田对水稻生长和产量以及对土壤肥力的影响。结果表明,各处理秸秆还田后对水稻产量均产生增产作用,增产范围在2.7%~10.6%之间。其中秸秆全量还田(500kg/亩)配施碳铵14kg/亩+碳酸钙20kg/亩时水稻产量最高,达到553.4kg/亩,比对照亩增产10.6%;其次是秸秆半量还田,配施碳铵14kg/亩的处理,亩产547.8kg,比对照亩增产9.5%;秸秆全量还田+施碳铵6kg/亩的处理产量最低,增产率为2.7%。同一调查日期内各处理株高相近。处理4对水稻稻瘟病、胡麻斑病、褐变穗等病害的抗性明显增强,稻瘟病发病率降低20%,抗倒伏和抗早衰能力明显增强。随着秸秆还田量的增加,穗粒数、空瘪率呈递增趋势,千粒重呈下降趋势。碳铵施用量与产量呈良好的正相关,相关系数为1。处理4比处理3每亩增产水稻18.3kg,增产率为3.4%。

 

关键词   寒地水稻  秸秆还田  氮肥   产量

0 前言   

在农业生产中,水稻收获后秸秆多数被烧掉,既浪费又污染环境。为了改变这一现状,同时探明水稻秸秆还田结合施用氮肥后对水稻生长、产量以及土壤结构、肥力的影响和适宜的秸秆还田量的确定。为此我们于2007-2008连续两年进行稻田秸秆还田试验,为农业生产提供科学的理论依据。

材料与方法

1.1  试验地情况

试验安排在七星研发中心科技园区水田区,土壤类型草甸白浆土,土壤中养分含量见表1。

表1  土壤养分含量

处理

有机质(%)

PH值

速效磷(mg/kg)

速效钾(mg/kg)

碱解氮(mg/kg)

1

3.30

6.28

30.2

188.2

118.9

2

3.23

6.37

31.0

173.5

122.64

3

3.52

6.25

31.6

190.1

114.98

4

3.40

6.30

29.5

176.6

116.4

5

3.56

6.26

28.7

170.4

112.42

6

3.33

6.33

27.0

188.7

127.75

7

3.12

6.35

26.1

168.1

120.09

1.2 试验材料

供试水稻品种:空育131,主茎11片叶。

供试肥料:尿素(N46%)、磷酸二铵(N18%、P2O546%)、氯化钾(K2O60%)、碳铵(N17%)以及碳酸钙(CaCO3)。

1.3试验方法

1.3.1试验设计

本试验采取大区对比的方法,大区面积为315平方米(4.5m×70m),不设重复,试验设7个处理,分别为:

处理1:秸秆全量还田,配施碳铵6kg/亩;

处理2:秸秆全量还田,配施碳铵10kg/亩;

处理3:秸秆全量还田,配施碳铵14kg/亩;

处理4:秸秆全量还田,配施碳铵14kg亩,碳酸钙20kg/亩;

处理5:秸秆半量还田,配施碳铵14kg/亩;

处理6:秸秆半量还田,不施碳铵和碳酸钙;

处理7:秸秆不还田,不施碳铵和碳酸钙。

1.3.2  秸秆还田方式方法

在上年秋季,用半喂入式直收机(日本产洋马)对水稻进行低茬收割,全量还田的水稻秸秆在收获时秸秆全部粉碎抛撒田中,半量还田的水稻秸秆在收获时一半秸秆粉碎抛撒田中,另外一半未粉碎的秸秆及时移出稻田,不还田的水稻秸秆在收获时将秸秆全部移出稻田。秸秆还田处理方法:粉碎的秸秆长度标准为10-15cm,在秋季翻地时掩埋于地下。碳铵和碳酸钙施用时间:翻地前施入。

1.4  田间管理

按照水稻旱育稀植“三化”栽培技术进行栽培管理,其它管理技术措施均按照当地生产现状进行。亩施肥商品量25kg,其中尿素12kg/亩、磷酸二铵8kg/亩、硫酸钾5kg/亩。

结果与分析

2.1 还田秸秆养分变化

表2  秸秆中养分变化

 

处理

6月29日

7月23日

9月6日

有机碳(%)

全氮

(%)

C/N

比值

有机碳(%)

全氮

(%)

C/N

比值

有机碳(%)

全氮

(%)

C/N

比值

1

40.00

0.5861

68.2

38.26

0.5949

64.3

32.33

0.5565

58.1

2

40.45

0.6730

60.1

40.21

0.6852

58.7

33.84

0.5916

57.2

3

40.68

0.5226

77.8

38.80

0.5307

73.1

31.98

0.5125

62.4

4

38.80

0.5521

70.3

39.36

0.5875

67.0

31.12

0.5607

55.5

5

44.23

0.5519

80.1

38.98

0.5212

74.8

30.56

0.5556

55.0

6

41.67

0.5123

81.3

41.91

0.4571

92.8

39.45

0.4560

86.5

水稻的腐解程度常用碳氮比来衡量。C/N比是一种传统的方法,常常被作为评价腐熟度的一个经典参数。一般地,C/N比从最初的35-40或更高降低到18-20%,表示秸秆已腐熟。

    水稻秸秆的碳氮比值一般较大,一般在60-100:1。从表2看出,在不同日期取水稻各处理中秸秆,经化验后C/N有明显差别。处理1-处理5 C/N均低于处理6(半量还田,不施碳铵和石灰),原因可能是秸秆还田为土壤微生物提供了充足的碳源,促进微生物的生长、繁殖,提高土壤的生物活性。微生物在分解作物秸秆时,需要吸收一定的氮营养自身,处理1-5补充了氮素的缺乏,加快了秸秆的分解速度,从而处理1-处理5 C/N较处理6低。

2.2土壤养分变化

2.2.1有机质变化

 

土壤有机质含量在6月1日-7月21日有机质含量呈明显增加的趋势,在9月6日调查,除处理5、6、7含量降低外,其它处理有机质含量略有增加。分析原因是秸秆经水泡泥沤,处理1-4由于是秸秆全量还田,分解的有机物质和矿物元素较多,从而提高了土壤有机质含量,改善了土壤物理性状;另外有机质在淹水缺氧的情况下,分解较缓慢,腐殖化程度较高,故肥效较长。

2.3.2 土壤pH值变化

 

自7月22日以后土壤pH值呈明显递增趋势,其中处理4(施碳酸钙的处理)PH值最大,分析原因是前期秸秆分解要产生大量的有机酸,待秸秆分解逐渐趋于完全后,土壤酸性变弱,pH值呈上升趋势。土壤中碳酸钙经分解与泥浆中0H-结合生成Ca(OH)2,逐渐使土壤pH值升高。

2.3 对水稻分蘖的影响

试验结果表明,秸秆还田对水稻的生长作用主要表现为前期抑制水稻生长,中后期促进水稻生长,处理1-6与处理7(CK)比较,返青期与分蘖期推迟1-2天,但分蘖高峰期基本不变,也就是说,分蘖力相对增强了,群体也加大了,处理4较对照最高分蘖数可增加94个/㎡,有效分蘖数增加89个/㎡左右。各处理生育前期生长发育变化不大,7月11日以后处理4分蘖数明显增加,这种现象可能是碳铵和石灰对水稻交互作用的结果,一方面促进了水稻生育后期氮元素的供应,另一方面土壤施入石灰后能够及时地杀灭土壤中的病原菌,病原菌基数降低,使处理4有效分蘖数量明显增加。

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