油菜秸秆腐解效果对水稻生长及产量的影响

杜 鹃, 罗光琼, 杨 杰

(正安县农业农村发展中心, 贵州 正安 563400)

土壤有机质(SOM)是土壤肥力的关键指标之一,不仅对作物产量产生重要的影响,而且在降低大气CO2含量和缓解全球气候变暖中发挥着重要的作用。秸秆类型和还田量对土壤有机碳(SOC)及其组分有显著影响,稻麦秸秆全量还田增加SOC含量及稳定性,还田是影响SOC转化和积累的重要农牧管理措施[1]。遵义市油菜秸秆资源丰富,年产量77.2万t,以燃烧方式处理为主,形成大量烟雾,引发环境污染,而随意堆放的秸秆腐烂严重污染水质[2]。研究证明,秸秆还田的水稻产量和土壤有机质、全氮、全磷、速效钾含量、土壤pH均高于常规施肥,具有提高作物产量、改善土壤养分的双重功效[3]。在南方稻区,与常规翻耕和免耕相比,秸秆还田条件下采取长期旋耕的方式,能够进一步提高土壤肥力质量和水稻产量[4]。王维钰等[5]认为,秸秆还田可平衡和改善土壤湿度,抑制表层土壤水分的蒸发,具有明显的保墒作用。

为探索使用和不使用腐杆剂情况下油菜秸秆粉碎还田后的腐解效果及对水稻产量的影响,分别于2020年在正安县安场镇官井村富裕组(沙井)、2021年在正安县瑞溪镇三把车村马渡河(银盘大田),实施油菜秸秆腐解效果对水稻产量的影响试验,旨在研究使用腐杆剂后油菜秸秆腐烂效果及对水稻产量的影响,为油菜秸杆还田提供理论依据。

1 试验设计

试验设3个处理、3次重复,随机区组排列,小区长4.8 m、宽4 m,面积19.2 m2。小区间隔0.5 m,重复间隔0.7 m,小区间田坎(间隔)高于25 cm,为避免小区间肥水串灌,用薄膜包田埂。处理A:用粉碎的秸秆500 kg/667 m2,不加腐杆剂;处理B:用粉碎的秸秆500 kg/667 m2,加腐杆剂2 kg/667 m2;处理C:秸秆不还田(ck)。除试验测量样品外,其余油菜秸秆均为粉碎后称量撒施旋耕还田。

2 材料与方法

2.1 试验材料

2020年试验选用“蓉18优198”水稻品种、2021年选用“渝香203”水稻品种,均为三系杂交稻品种,市场上采购。两年试验各个处理移栽前施复混肥50 kg/667 m2(N∶P2O5∶K2O=15∶15∶15),油菜秸秆为本田内油菜收割后的秸秆,腐秆剂为广东佛山金葵子植物营养有限公司生产,记载水稻生育期,并分别于油菜秸秆还田后10 d、20 d、30 d对还田秸秆干重进行称重,分别计算出秸秆干重腐解率和原始秸秆重腐解率并进行比较。

2.2 试验地及试验实施情况

两试验地光线充足,肥力一致,水稻全生育期能够保灌,养分情况见表1。

表1 试验地养分情况

试验地位于安场镇官井村富强组祝正明家责任田(28°38′01.39″N,107°25′25.43″E),海拔613 m,为淹育型大眼泥田。试验于2020年4月1日采取旱育秧方式育苗, 4月12日用50%的多菌灵1 000倍液喷施秧苗,4月26日用100 g尿素、10 g敌克松兑水15 kg喷施秧苗补充营养和防治立枯病,苗床期保持床土湿度,床土发白后早上用清水浇苗。在移栽前,将秸秆粉碎(1 cm左右),称取50 g装入孔径为2 mm的尼龙网袋中,称取35包,5包恒温箱中烘干。处理A在水稻移栽前将粉碎的秸秆按用量500 kg/667 m2称取还田,不使用腐杆剂;处理B在水稻移栽前按用量500 kg/667 m2称取,用腐杆剂2 kg腐秆剂将秸秆拌均撒入田中后。5月25日移栽,于移栽前同日将3个重复的处理A和处理B的水稻行中埋入5袋没有经过烘干的秸秆,并用竹片插好标记;间隔10 d分别从处理A和处理B中取出5袋,用清水将取出的秸秆上的泥土冲洗干净,烘干称重。分别于2020年6月5日、6月15日及6月25日将埋入水稻行中的秸秆取出用清水洗净,烘干称重(表3)。生育期内重视病虫害管理,减少虫卵入田。试验移栽时间和生育期情况见表2。

表2 品种生育期记载

表3 秸秆腐熟效果

试验地位于瑞溪镇三把车村马渡河组郑新明家责任田(28°34′47″N,107°21′33″E),海拔614 m。2021年4月2日采取旱育秧方式育苗,4月14日用50%的多菌灵1 000倍液喷施秧苗,4月28日用100 g尿素、10 g敌克松兑水15 kg喷施秧苗补充营养和防治立枯病。3个处理(处理A、处理B、ck)小区面积、底肥及秸秆还田方式、施用量、称重等与2020年相同,5月23日移栽,分别于2021年6月3日、6月13日、6月23日将埋入处理A、处理B水稻行中的秸秆取出,清水洗净、烘干称重(表3)。采取宽窄行栽培,宽行行距35 cm,窄行行距25 cm,株距20 cm,密度1.11万穴/667 m2。试验移栽时间和生育期情况见表3,成熟期各处理分区抽样、考种、分区收割折干记产进行统计分析(表4)。

表4 产量分析

3 结果与分析

3.1 腐杆剂对秸秆及水稻生育期的影响

从表2可知,在两年试验中,处理A、处理B对水稻品种生育期没有明显影响,但与处理C相比,虽品种不同、年度不同,但在同一年度内,在移栽时间、移栽叶龄相同的情况下,同一品种生育期因秸秆还田比不还田长2 d,这一结论在两地两年同一试验中的表现均相同,于抽穗期、成熟期可充分表现。

3.2 腐杆剂对秸秆腐解程度的影响

从表3可知,使用腐杆剂(处理A)后的腐解率明显提高,还田10 d、20 d、30 d后的秸秆干重腐解率比处理B分别高5.53%,7.12%,7.76%,还田30 d后使用腐杆剂的油菜秸秆腐解率达峰值,比不用腐杆剂的高7.01%～8.52%。与原始秸秆重比,还田10 d、20 d、30 d后的原始秸秆重腐解率分别为2.36%～2.64%,2.32%～3.56%,3%～3.8%,比处理B平均高2.5%,2.94%,3.4%。试验表明,在稻油轮作中开展油菜秸秆还田,还田30 d时达最高值,折干腐解率、原重腐解率分别比不用腐杆剂的高7.76%,3.4%,利于有机营养的释放与供给,改善田间土壤墒情,构建良好的土壤环境。

3.3 油菜秸秆还田对水稻产量的影响

统计分析表明(表4),在黔北低海拔区开展油菜秸秆还田,对水稻产量有明显影响,两年均表现为油菜秸秆还田使用腐杆剂产量高于油菜秸秆还田不使用腐杆剂产量,分别增产2.21%,1.93%,但差异不显著。处理A、处理B与秸秆不还田(ck)相比,油菜秸秆还田比油菜秸秆不还田每667 m2水稻产量高56.71～87.38 kg,增产11.23%～13.27%,产量差异极显著。

4 结论与讨论

在黔北海拔700 m地区开展油菜秸秆还田水稻生产,试验表明使用和不使用腐杆剂对水稻产量、秸秆腐烂及生育期均有明显影响。秸秆还田比不还田增产达极显著水平,与成臣等[4]在双季稻种植区的研究结论相同;水稻生育期因秸秆还田比不还田长2 d,与金鑫等[6]研究秸秆还田后土壤还原性物质含量显著增加,对水稻有一定的毒害作用,进而导致水稻返青期缓慢的结论基本相同,即因秸秆还田,有机营养等富集,提升了土壤肥力,延长作物营养生长期,致水稻生育期延长;施用腐杆剂可显著加快油菜秸秆的腐烂进程,还田30 d秸秆腐烂达最高值,折干腐解率比不用腐杆剂高7.76%。