稻草还田对土壤肥力与作物产量的影响陈世正，杨邦俊，宋光煜，魏朝富，袁玲，高明（西南农业大 学资源环境学院）提要研究了稻草还田对土壤理化性质和作物产量的影响，结果表明稻草还田与适 量化肥配合，可以提高腐解率，促进Ｎ的矿化，提供钾、硅营养元素。增加有机质累积，有利土粒 团聚，改善土壤孔隙状况，每亩施用稻草３００～４５０ｋｇ，可获得较好的经济效益．关键词稻 草，
有机肥料，
钾素，土壤肥力秸秆作为重要的有机肥资源，直接还田利用，已在西南各省迅速推 广。仅四川省的还田面积已达一千余万亩。对维持土壤养分平衡，补充钾源，培肥地力和作物的持 续增产有十分重要作用。在西南地区还田的秸秆中以稻草为主，还田量约占全部稻草产量的２５％ ～３５％，占还田各种秸秆的６５％以上。为了摸清稻草还田对土壤培肥与施肥效应的影响，对作 物增产及经济效益的作用，为制定稻草还田技术规程提供科学依据。采取田间定位试验与大田对比 及示范试验相结合的方法。进行了稻草还田量与还田方式的试验和稻草、猪粪尿与化肥的对比试验 。“八．五”农０３－０１－０２专题１研究方法１．１供试土壤：试验地属四川盆地中性紫色水 稻土，中等肥力水平，土壤基本理化性状表见１。１．２试验方法试验１：稻草与猪粪尿和化肥的 对比试验。分５个处理，（１）对照（无肥区）、（２）
化肥（ＮＰＫ）、（３）稻草（稻草＋化 肥）、（４）猪粪（猪粪＋化肥）、（５）草粪（稻草＋猪粪＋化肥），小区面积０．０４亩，４ 次重复。除对照外，各处理均按每亩施氮素７ｋｇ、磷４ｋｇ、钾４ｋｇ计算，有机氮与化学氮比 例为４：３，供试稻草含Ｎ７．５ｇ／ｋｇ，猪粪含Ｎ５ｇ／ｋｇ，以此计算有机肥用量每亩施稻 草５００ｋｇ，猪粪８００ｋｇ，草粪处理区则草、粪各以一半施用。冬季作物播种小麦，夏作为 水稻。并另设单施稻草及猪粪小区作参比。试验连续进行３年。试验２：稻草施用量与施用方法的 对比试验。分四个处理，即（Ａ）稻草翻耕还田４５０ｋｇ／亩，（Ｂ）稻草翻耕还田３００ｋｇ ／亩，（Ｃ）稻草覆盖还田３００ｋｇ／亩，（Ｄ）对照（不施稻草）。小区面积０．０５亩，三 次重复。在麦季各处理均施入尿素１０ｋｇ／亩，过磷酸钙３３ｋｇ／亩。稻季施入尿素８ｋｇ／ 亩，过磷酸钙３０ｋｇ／亩。盆钵试验：以研究稻草不同还田方式对土壤钾供应的影响。设５个处 理；（１）ＣＫ（不施肥）；（２）ＮＰ化肥；（３）ＮＰ＋稻草翻压；（４）ＮＰ＋稻草覆盖； （５）ＮＰ＋稻草灰。５次重复。每盆装土１．５ｋｇ，用稻草８．０ｇ或同量稻草烧灰２．２３ ｇ，尿素０．５ｇ，过磷酸钙１．０ｇ。供试稻草含Ｎ０．９８％，全Ｐ０．１５％，全Ｋ０．１ ４％，草灰含Ｋ２Ｏ１０．１％。测定方法：土壤和植株均采用常规化学分析方法测定有关项目。 ２结果与讨论２．１稻草还田对土壤有机质的影响２．１．１有机物料在土壤中的腐解与残留：有 机物料进入土壤中，不久即分解矿化，部分残留于土壤逐渐形成稳定的腐殖物质。试验（１）的结 果表明（见表２），旱耕季节的腐解率比水耕季节高，残留ｃ则较少。稻草的腐解率低，但配施化 肥后腐解率提高。稻草还田对土壤有机质的积累，受还田量和还田方式的影响。试验（２）在麦季 和稻季收获期测定结果（见表３），均以（Ａ）处理有机质与腐殖质的含量最高，比对照分别提高 ２２．２％和１４．４％，依次为（Ｂ）（Ｃ）处理，由于覆盖的稻草到稻季才翻入土壤，因此， 在水稻收获期，（Ｃ）处理的有机质高于（Ｂ）处理。２．１．２土壤腐殖质酸的形成与氮素的矿 化：土壤腐殖质化程度，常以胡敏酸与富里酸对比关系确定，富里酸含量标志腐殖化作用强弱。通 过试验２的测定（见表３），表中数据说明，腐殖酸的总量和富里酸含量以（Ａ）处理最多，（Ｂ ）、（Ｃ）次之，（Ｄ）处理最少，与还田量相关。但Ｈ／Ｆ的比值大小的次序则相反。故（Ａ） 处理更有利于有机质的积累和更新。据里胡洛娃研究，富里酸中Ｎ素的矿化率最高，可达３８．１ ％～５２．０％，而且固定土壤Ｎ素的活性也较大，试验１表明在旱耕季节富里酸生成量较大，水 解Ｎ也高于水耕季节，如表２所示，分解高峰期，水解Ｎ与土壤富里酸含量成正相关。２．２稻草 还田对土壤养分供应的影响稻草含有大量的碳素和一定量的氮、磷、钾养分元素。在稻草腐解过程 中，通过养分的转化及对土壤养分的活化，可改善土壤养分供应状况。２．２．１对土壤氮素供应 的影响：试验（１）为等氮量的施肥试验，通过三年连续试验，土壤的主要农化性状的分析结果列 于表４。数据显示：稻草配施化肥对土壤氮素的贡献可与单施化肥相当，但草、粪、化肥配合后， 可提高土壤Ｎ的含量。稻草的Ｃ／Ｎ比值较高，在分解初期可固定部分矿质态Ｎ，但配施化学Ｎ肥 后，对作物生长及Ｎ素利用，没有发生不利影响。在肥力较低的土壤上（长寿与北碚农科所土壤） ，小麦对肥料中氮的利用率，甚至高于化肥区。草粪处理有更好的效果。根据示踪法的试验结果， 在小麦上单施氮素化肥，氮的利用率为１８．８％～２９．８％，稻草＋化肥处理，氮的利用率为 ２１．８％～３２．９％，稻草＋猪粪＋化肥处理，氮的利用率为最高达２３．３％～３９．６％ 。２．２．２对土壤钾素供应的影响：稻草含钾量较高，且是速效性的，稻草还田后，能显著提高 土壤有效钾含量。由表４的资料看出，稻草还田比单施化肥区的有效钾提高２２．１％，草粪处理 的更提高２９．１％，因此，稻草应作为钾源加以利用。不同的还田方式，对土壤钾素形态的变化 影响不同。在盆体试验的水稻幼苗收获后，土壤分析结果（见表５）表明，各处理速效和缓效钾均 明显下降，但下降幅度存在明显差异，以对照和化肥下降较明显，而以稻草翻压处理土壤速钾仍保 持较高水平，这就为水稻生育后期钾的吸收奠定了基础。而土壤缓效钾与原土相比各处理均有不同 程度的亏损，以化肥、稻草覆盖和草灰处理为甚，而稻草翻压处理保持较高水平。地上部生物产量 也以稻草翻压和稻草覆盖处理为最高，故稻草还田可以提高土壤供钾力。２．２．３对土壤有效硅 和植株吸硅量影响：硅虽然不是植物生长所需的大量元素，但若植物缺硅，茎秆及叶片的刚性就会 减低，抗倒伏和抗病虫害的能力减弱，光合作用的能力下降。试验证明，不同稻草还田量和还田方 式对土壤有效硅的贡献不同，在水稻收获期测定，土壤中的有效硅含量随稻草还田量增加而增加， 每亩翻压４５０ｋｇ和３００ｋｇ处理，分别比试验前增加２５ｍｇ／ｋｇ和２０ｍｇ／ｋｇ。覆 盖３００ｋｇ的处理，增加５ｍｇ／ｋｇ，翻压的效果又大于覆盖。测定水稻植株中的二氧化硅含 量也同样证明稻草还田对增加植株中二氮化硅含量有显著作用。２．３稻草还田对土壤物理性的影 响２．３．１对土壤容重和孔隙度的影响：土壤容重和孔隙度对土壤通透性具有重要的意义。稻草 还田能降低耕层土壤容重，提高孔隙度，特别是非毛管孔隙度，在一定程度上改善了土壤的通透性 。经３年试验（试验１）的结果，以稻草还田处理土壤容重最低，而总孔隙度与非毛管孔隙度最高 ，分别比对照提高４．９７％与２９．７％，而化肥区则分别比对照降低２．４％与１８．８％。 猪粪尿的作用不及稻草（见表６）。试验２的结果则表明，每亩施用４５０ｋｇ稻草，对土壤容重 、孔隙度有较显著的改善，而亩施３００ｋｇ的处理，其作用不及前者，翻压或覆盖的差异不大。 ２．３．２对土壤微团聚体的影响：土壤中＞０．２５ｍｍ的微团聚体被认为对土壤物理性和营养 条件具有良好的作用。稻草还田有利于１～０．２５ｍｍ团聚体的形成（见表７）。连续３年试验 后，１～０．２５ｍｍ团聚体由１８．６０％提高到３２．２８％，增加了７３．５％，增加数为 对照的１．１倍，化肥的１．７倍（猪粪处理增加了３８．７％）。而＜０．０１ｍｍ的团聚体则 减少５０％。试验（２）表明稻草还田量与土壤１～０．２５ｍｍ微团聚体的含量变化成正相关， 但在亩施３００ｋｇ稻草的水平下，稻草翻压或用于覆盖，对粗微团聚体的影响不显著。２．４稻 草还田对作物产量与经济效益的影响稻草还田改善了土壤理化生物学性质，提高了有效养分的平衡 供应，为作物高产稳产创造了良好的土壤条件，起到了增产增收的作用。对试验一（不同肥料的对 比试验）的小麦，测定了不同生育期植株的Ｃ／Ｎ比值。发现在分蘖期，化肥区Ｃ／Ｎ比值明显下 降，而稻草及猪粪区的较稳定，说明植株在吸收氮的同时，也增加对碳的积累。在孕穗后干物质大 量累积，Ｃ／Ｎ明显上升（见表８）。对增加粒数与粒重，提高产量和谷草比有明显的作用。如表 ８所示，草粪处理的小麦产量最高，依次为猪粪与稻草，它们的增产率分别为２６．８％、１８． ３％和１７．５％，化肥区仅为１３．５％。经方差分析，几种处理与对照比较均达到极显著标准 ，而处理间草粪与化肥和其他处理达显著标准。稻草与猪粪处理的差异不大，以稻草与猪粪配合再 配施化肥，增产效果最好。稻草等有机肥料与化肥配合施用后，二者可相辅相成，充分发挥肥料的
经济效益。表９所示，两处试验地有机肥与化肥配合施用处理，每公斤Ｎ增产的小麦均高于单施化 肥区。其中以草粪化肥组合区经济效益最显著，每公斤纯Ｎ可增产小麦７．１８～１７．４３ｋｇ 。比化肥区提高３．５～５．７ｋｇ，如以投入的化学Ｎ计算，则比化肥区提高１３．０９～２８ ．６３ｋｇ，经济效益更加显著。稻草区与猪粪区差异不大，每公斤化学Ｎ的经济效益仍比化肥区 提高７．２９～１９．９６ｋｇ。在低肥力的土壤上，经济效益比高肥力土壤显著。３结论（１） 稻草还田翻压后，在麦季其腐解率为７８．３７％，如与适量化学Ｎ配合，可提高到８０．５１％ ，残留的Ｃ为０．１％左右。同时比其他有机肥更有利于有机质的累积和提高腐殖酸总量与富里酸的含量。Ｎ素矿化形成的水解Ｎ与富里酸量成正相关。（２）稻草还田可改善土壤的养分供应状况，尤以钾。硅的补给较为突出。稻草配施适量化学Ｎ肥，可避免分解初期的生物固定对作物的影响，再矿化的Ｎ有利于作物吸收利用，提高对Ｎ的利用率。（３）稻草施入土壤中，能显著促使土粒
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