早稻秸秆还田对后茬作物产量的影响

石子建，李建辉

（衢州市农业科学研究院，浙江衢州 324000）



早稻秸秆还田对后茬作物产量的影响

石子建，李建辉

（衢州市农业科学研究院，浙江衢州 324000）

摘 要：以早稻-晚稻连作和早稻-大豆轮作体系为对象，通过盆栽试验，设置0，33%，50%，100%和150%早稻秸秆还田量处理，测定不同秸秆还田量处理下晚稻和大豆的产量、产量构成要素以及生物量指标，探讨不同早稻秸秆还田量对后茬作物的影响。研究结果表明，在不同耕作体系中，早稻秸秆还田均可增加后茬作物产量和生物量，并在一定程度上影响其产量构成要素。

关键词：秸秆还田；水稻；大豆；产量

文献著录格式:石子建，李建辉.早稻秸秆还田对后茬作物产量的影响［J］.浙江农业科学，2016，57（6）: 829-831.

作为农业大国，我国目前每年秸秆总产量达到8亿t以上［1］，除部分用作燃料造纸饲料外，大部分被焚烧，还田率仅1/4［2］，造成资源浪费和环境污染。农作物秸秆是一种含碳丰富的能源物质，是重要的绿色环保有机源之一，含有一定数量的营养元素。从已有的研究结果来看，实施秸秆还田不仅可以充分利用秸秆资源，改善空气质量和土壤理化性质，提高微生物及酶活性，减少化肥的使用，而且可以提高作物产量［3-5］。然而，已有对秸秆还田的研究主要关注还田后的环境效应和产量效应［3-7］，对不同耕作体系进行定量化秸秆还田的研究较少。另一方面，我国是世界上最重要的水稻生产国，约占世界水稻种植面积的19%，每年都会生产大量的水稻秸秆［8］。在水稻种植过程中，早稻-晚稻连作和早稻-大豆轮作是比较常见的种植体系。为此，本文以早稻-晚稻连作和早稻-大豆轮作体系为对象，研究不同早稻秸秆还田量对后茬作物产量的影响，确定不同种植体系中的适宜秸秆还田量，以实现秸秆资源的高效利用并提高后茬作物的产量。

1 材料与方法

1.1 材料

盆栽试验布置于衢州市农科院梨园基地，盆栽容器为长×宽×高为60 cm×40 cm×36 cm的聚乙烯塑料箱。每盆装土壤100 kg。试验土壤含速效氮、速效磷、速效钾分别为121.0，9.37和148.3 mg·kg-1，pH值为7.13，有机质含量18.2 g·kg-1，容重为1.32 g·cm-3。

1.2 处理设计

前茬水稻（中早39）于2015年4月22日插秧，7月23日收割，收割后称量秸秆鲜重和干重。随后将秸秆切割为5～7 cm的小段进行还田，设置5个处理，处理1—5秸秆还田量比例分别为0，33%，50%，100%和150%，即还田秸秆鲜重0，12 000，18 000，36 000和54 000 kg·hm-2，还田秸秆干重0，1 764，2 646，5 292和7 9380 kg· hm-2。重复3次。秸秆还田后，7月27日进行晚稻（岳优9113）插秧，8月2日播种大豆（衢鲜5号），日常管理根据大田栽培经验按一般盆栽试验进行。于10月27日和11月6日分别对晚稻和大豆进行收获和测产。

1.3 测定指标

对收获的晚稻和大豆进行生物量、产量和产量构成等指标的测定，其中对生物量和产量进行换算，产量构成的测定按常规方法进行。

1.4 数据处理

试验数据采用Excel2010进行处理，SASV8软件进行数据统计分析，利用Duncan新复极差法（LSR）进行处理间显著性检验，显著水平设定为a=0.05。

2 结果与分析

2.1 晚稻

不同早稻秸秆还田量对晚稻地上部生物量、产量及产量构成因素的影响见表1所示。

从表中可以看出，早稻秸秆还田对晚稻地上部生物量影响显著，秸秆还田处理较空白的地上部生物量均有所增加，增加幅度为32.4%～51.4%，其中处理2和处理5较空白显著增加，不同秸秆还田量之间差异不显著。秸秆还田对水稻产量的影响呈现出和地上部生物量大致相同的规律，均表现为秸秆还田处理较空白处理增加了产量，增加幅度为30.2%～60.7%，其中处理5较空白显著增加，而还田处理间差异不显著。秸秆还田对穗数、穗总粒数、穗实粒数和穗长的影响较空白均未达到显著水平，处理4和5较空白增加了穗总粒数和穗实粒数，秸秆还田处理较空白均增加了穗长。但是秸秆还田处理降低了后茬水稻结实率，其中处理5较空白处理显著降低了水稻结实率。秸秆还田对水稻千粒重的影响呈波动的趋势，其中全量秸秆还田较其他处理显著降低了千粒重。

表1　秸秆还田量对晚稻地上部生物量、产量及产量构成因素的影响

2.2 大豆

从不同早稻秸秆还田量对大豆的影响来看（表2），秸秆还田处理较空白处理其地上部生物量均有所增加，增加幅度为17.9%～37.0%，处理3 和4较空白显著增加了地上部生物量，而秸秆还田处理间差异不显著。秸秆还田各处理的产量较不还田的增加幅度为17.3%～33.4%，但未达到显著水平。各处理间的大豆密度差异不显著。秸秆还田对产量构成要素有重要影响，秸秆还田处理的单株荚数、单株粒数、单株粒重和百粒重均高于空白处理，其中处理2的单株荚数、单株粒数、单株粒重，处理3的单株粒重，处理4的百粒重，处理5的单株粒数、单株粒重均显著高于空白处理，各秸秆还田处理间单株荚数、单株粒数、单株粒重差异不显著，处理4的百粒重较处理2显著提高。处理3，4，5较处理2的根瘤数显著提高，处理4较处理1的根瘤数显著提高。各秸秆还田处理较空白株高差异不显著。

表2　秸秆还田量对大豆生物量、产量及产量构成因素的影响

3 小结与讨论

对于早稻-晚稻连作和早稻-大豆轮作体系而言，早稻秸秆还田对后茬作物的生物量、产量和产量构成要素均有一定影响。早稻秸秆还田在一定程度上提高了2种耕作体系中后茬作物的生物量和产量，其中早稻-晚稻连作体系中的33%和150%秸秆还田量、早稻-大豆轮作体系中的50%和100%秸秆还田量处理较空白其生物量均显著提高，这与已有研究结果基本一致［8-9］。此外，从本文研究结果来看，4个秸秆还田量处理间的产量和地上部分生物量差异不显著。然而已有的一些研究表明，秸秆还田过量会使产量降低［10-11］，认为过多的秸秆还田会降低土壤微生物和土壤酶活性，减缓秸秆的分解速率，不利于营造良好的土壤肥力；同时秸秆还田初期会造成土壤的碳氮比较高，可能会造成微生物与作物争氮的现象［12-13］。虽然本文研究结果并未出现这种情况，但在后续试验中将予以重点关注。

在产量构成要素中，一些研究表明，秸秆还田处理可提高有效穗数、穗总粒数、实粒数、千粒重和结实率［8］，认为秸秆还田促进了水稻分蘖，能够维持生育中后期较高的叶面积指数和干物质积累量，增加了单位面积有效穗数每穗实粒数，从而提高了水稻产量［14-15］。然而，有些研究却发现，随着秸秆还田量的增加，水稻千粒重和穗粒数增加，而单位面积有效穗数则减少，产量增幅降低［16-17］。水稻千粒重和穗粒数增加可能是因为秸秆还田作为一种重要的补钾方式，增加了土壤钾含量，促进了光合产物向穗部的转移［18-19］，而过量秸秆还田会影响出苗，最后导致有效穗减少［9］。在本研究中，秸秆还田对大豆产量构成要素的影响要较之对晚稻的影响更加明显，早稻-大豆轮作体系中，早稻秸秆还田处理的大豆单株荚数、单株粒数、单株粒重和百粒重均高于空白处理，而早稻-晚稻连作体系中晚稻穗总粒数、穗实粒数和穗长较空白却并未达到显著水平，仅100%秸秆还田处理后的晚稻较其余处理显著降低了千粒重。

此外，较高的秸秆还田量比秸秆不还田和少量的还田可提高大豆的根瘤数，这可能是因为秸秆还田过程中会竞争土壤中的氮素，而氮素减少可促进根瘤增生［12，20］。

在早稻-晚稻连作和早稻-大豆轮作体系中，早稻秸秆还田可在一定程度上提高后茬作物生物量和产量。早稻秸秆还田对早稻-大豆轮作体系产量构成要素的影响要比对早稻-晚稻连作体系的影响更加明显。同时，秸秆还田可促进根瘤增生，减少氮肥用量。

参考文献:

［1］ 毕于运.秸秆资源评价与利用研究［D］.北京:中国农业科学院，2010.

［2］ 叶丽丽，王翠红，彭新华，等.秸秆还田对土壤质量影响研究进展［J］.湖南农业科学，2010（19）: 52-55.

［3］ 董守坤，刘丽君，马秀峰，等.秸秆还田对白浆土养分含量的影响［J］.作物杂志，2011（1）: 53-55.

［4］ 刘芳，张长生，陈爱武，等.秸秆还田技术研究及应用进展［J］.作物杂志，2012（2）: 18-23.

［5］ 李锦.秸秆还田及其基础上氮肥减量对土壤碳氮含量及作物产量的影响［D］.杨凌:西北农林科技大学，2013.

［6］ 强学彩，袁红莉，高旺盛.秸秆还田量对土壤CO2释放和土壤微生物量的影响［J］.应用生态学报，2004，15 （3）: 469-472.

［7］ 江永红，宇振荣，马永良.小麦秸秆还田对农田生态系统及作物生长的影响［J］.土壤通报，2001，32（5）: 209-213.

［8］ 裴鹏刚，张均华，朱练峰，等.秸秆还田对水稻固碳特性及产量形成的影响［J］.应用生态学报，2014，25（10）: 2885-2891.

［9］ 游来勇，李冰，王昌全，等.秸秆还田量对麦-稻轮作体系作物产量、氮素吸收利用效率的影响［J］.核农学报，2015，29（12）: 2394-2401.

［10］ 徐国伟，翟志华，陈珂，等.不同秸秆还田量对直播水稻生长特性的影响［J］.广东农业科学，2015（16）: 1-6.

［11］ 李军，郭贵东，何敏，等.不同秸秆还田量对水稻产量的影响［J］.现代农业科技，2013（2）: 27.

［12］ 顾爱星，张艳，石书兵，等.秸秆覆盖法对土壤微生物区系的影响［J］.新疆农业大学学报，2005，28（4）: 64-68.

［13］ 刘义国，刘永红，刘洪军，等.秸秆还田量对土壤理化性状及小麦产量的影响［J］.中国农学通报，2013，29 （3）: 131-135.

［14］ 袁玲，张宣，杨静，等.不同栽培方式和秸秆还田对水稻产量和营养品质的影响［J］.作物学报，2013，39（2）: 350-359.

［15］ 汪军，王德建，张刚.太湖地区稻麦轮作体系下秸秆还田配施氮肥对水稻产量及经济效益的影响［J］.中国生态农业学报，2011，19（2）: 165-170.

［16］ 张萍，王宁宁.秸秆覆盖量对小麦出苗及生长的影响［J］.中国集体经济，2009，21（7）: 185-186.

［17］ 陈新红，叶玉秀，许仁良，等.小麦秸秆还田量对水稻产量和品质的影响［J］.作物杂志，2009（1）: 54-57.

［18］ 朱彩云，张炜，颜培敏.氮磷钾平衡施肥对水稻产量和植株性状的影响［J］.现代农业科技，2014，43（1）: 23-25.

［19］ 谭德水，金继运，黄绍文.长期施钾与秸秆还田对西北地区不同种植制度下作物产量及土壤钾素的影响［J］.植物营养与肥料学报，2008，14（5）: 886-893.

［20］ 沈世华，荆玉祥.中国生物固氮研究现状和展望［J］.科学通报，2003，48（6）: 535-540.

（责任编辑：张瑞麟）

中图分类号：S511

文献标志码：B

文章编号：0528-9017（2016）06-0829-03

DOI：10.16178/j.issn.0528-9017.20160609

收稿日期:2016-02-22

基金项目:衢州市科技计划项目（2013Y022；20132006；2014Y022；2015Y023）

作者简介:石子建（1991—），男，硕士研究生，从事根际磷养分研究工作，E-mail: zijiansh@126.com。

通信作者:李建辉（1979—），男，农艺师，博士，从事农业生态学研究工作，E-mail: lijianhui@yeah.net。