农作物秸秆全量还田循环利用模式研究

郭粹锦

摘  要：为了减少环境污染，推动全县秸秆禁烧、综合利用工作的开展，肥东县土肥站近年来进行了秸秆还田5年跟踪定位监测试验。通过试验，跟踪调查秸秆还田后农作物各个时期的生物学性状、秸秆腐熟程度、土壤理化性状、病虫草害发生、农业节本增效化情况，为秸秆全量还田循环利用模式的研究提供数据支持，为政府制定秸秆禁烧、综合利用等政策提供参考。

关键词：农作物;秸稈;全量还田;模式;研究

中图分类号 S141.4文献标识码 A文章编号 1007-7731（2019）04-0095-04

通过秸秆还田长期定位监测点试验的实施，验证和评价秸秆还田利用率，力争实施区域秸秆还田率达到95%以上，每年土壤有机质含量提升0.2～0.3g/kg，减少化肥施用量10%以上，增产幅度在3%以上，促进农业的可持续发展和提高农产品质量安全。

1 材料与方法

1.1 供试材料 供试水稻品种为两优3905。

1.2 试验田概况 试验地位于肥东县桥头集镇竹塘村，沟渠配套，交通便捷。试验田面积为200hm2，前茬作物小麦。

1.3 试验设计 试验点设置4个处理，3次重复，共12个小区，每个小区面积30m2，小区间设置小埂隔离，每个处理的秸秆还田量按秸秆全量还田折算，处理1、2、3可以增加氮素化肥，调节碳氮比（按还田7500kg/hm2秸秆增施45kg/hm2尿素的用量）。处理1：午、秋两季农作物秸秆全量还田+腐熟剂（习惯施肥+秸秆）;处理2：午季农作物秸秆全量还田+腐熟剂（习惯施肥+秸秆）;处理3：秋季农作物秸秆全量还田+腐熟剂（习惯施肥+秸秆）;处理4：无秸秆对照（习惯施肥+无秸秆+无腐熟剂）。

1.4 试验过程 试验地小麦收获时秸秆粉碎，各小区间用小埂隔离，按试验要求秸秆还田。5月27日上浅水泡田，各小区采用人工翻耕，5月31日施配方肥45%（15-15-15）375kg/hm2。处理1（午、秋两季农作物秸秆全量还田）施尿素45kg/hm2，秸秆腐熟剂30kg/hm2;处理2（午季农作物秸秆全量还田）施尿素45kg/hm2，秸秆腐熟剂30kg/hm2;处理3（秋季农作物秸秆全量还田）、处理4（无秸秆对照）秸秆不还田，不施尿素和秸秆腐熟剂。水稻于4月28日播种，5月1日出苗，湿润育秧，6月2日移栽，秧龄31d。6月7日各处理追施分蘖肥和化学除草，撒施尿素90kg/hm2+苄·乙除草剂375g/hm2。7月28日，用氯虫苯甲酰胺300g/hm2+己唑醇375g/hm2+吡蚜酮300g/hm2对水675kg/hm2喷雾，主治二代二化螟、稻曲病，兼治纹枯病、稻飞虱等。田间管理按照农户正常水平进行管理，9月15日成熟，9月21日收获。

1.5 测定项目与内容

1.5.1 考查各时期水稻、小麦、油菜作物生物学性状 水稻调查基本苗、分蘖期每隔5d调查一次茎蘖数;小麦调查基本苗和越冬期、返青期、拔节期茎蘖数。油菜调查基本苗，越冬期、返青期调查绿叶数、根颈粗、开盘度、叶面积指数，蕾薹期调查绿叶数、根颈粗、叶面积指数和薹高。

1.5.2 秸秆腐熟程度监测 监测点秸秆腐熟程度记载与测定，秸秆还田使用腐熟剂后5d、10d、30d、70d观察记载秸秆定性腐解度。一般条件下，秸秆腐解程度为定性比较，统计时把秸秆颜色中黄、微黄、褐黄、黑黄分别定为1、2、3、4级，秸秆气味中的霉味、氨味、酒味、腐烂味分别定为1、2、3、4级。手感软化程度中的硬、微软、软、腐烂分别定为1、2、3、4级，统计时各处理中的腐解程度数值为3大指标级别数值之和，数值越大表示该处理的秸秆腐烂越快，腐熟作用越明显。

1.5.3 土壤理化性状监测 试验前后分别取监测点混合土样，分析土壤容重、孔隙度、有机质、全氮、有效磷、全磷、速效钾、缓效钾、全钾、pH值、CEC值等性状，对比秸秆还田前后土壤的理化性状变化情况。同时，对还田秸秆的有机质、氮、磷、钾含量进行检测，采集的土样与秸秆样需备份，以备复检。

1.5.4 病虫害及抗逆性监测 调查秸秆还田后作物不同时期的病虫草害发生指数等情况以及作物抗逆性（冻害、倒伏）表现。

1.5.5 产量构成因素调查 每小区查3点，每点查1m2，调查穗（株）数、每穗粒数、每株角果数、每角粒数、结实率等;收获时各小区分别单收单称计实际产量。

1.5.6 生产成本及经济效益调查 记载产值、物资费用、人工费、机械投入等生产成本，计算产投比、纯收入。

2 结果与分析

2.1 生育期 调查显示，两优3905的生育期为138d，生育期适中。

2.2 分蘖动态 由表1可知：（1）在水稻移栽后，水稻生长前期（缓苗期），处理4（无秸秆）和处理3（秋季秸秆还田）的分蘖速度快，处理2（午季秸秆还田）和处理1（全年秸秆还田）的分蘖速度慢。原因分析：小麦秸秆还田后，水稻生长前期，秸秆腐熟过程中消耗了氮肥，供应水稻前期分蘖生长的氮肥量减少，影响了部分水稻分蘖，虽然增施了氮肥，还是导致水稻前期分蘖速度变慢。（2）水稻移栽后60d调查显示，成穗率最高的是处理1，最低的是处理4，处理2和处理3的成穗率居中。原因分析：处理1、处理2的秸秆腐熟产生了养分，提供了水稻后期生长养分的需求，成穗率提高;处理4水稻生长后期养分来源有限，导致成穗率下降，有效穗也最少;处理2、处理3的成穗率居中，原因是秸秆腐熟的养分积累没有处理1的养分积累多，秋季秸秆还田和午季秸秆还田对水稻生长养分的供应都是有一定的作用。

2.3 秸秆腐熟程度 由表2可知：秸秆还田后，处理1和处理2的秸秆腐解程度、秸秆气味和手感软化程度基本相同，腐熟进度和程度与2015年、2016年的试验基本一致。水稻移栽10d内，秸秆的颜色变化最快，秸秆气味很难用嗅觉来测定。其原因是：空间大，秸秆腐熟的气味基本上已经散发;秸秆的软化程度最快，基本上变为微软。水稻移栽70d时，秸秆基本上变为黑色，手感为腐烂，说明秸秆已基本上腐烂了。几年的试验结果基本相符，也印证了秸秆还田当季作物是可以吸收和利用的。

2.4 土壤理化性状 水稻作物收获后，各处理土样采样检测结果见表3。由表3可以看出，处理4对照秸秆不还田土壤全氮、有效磷、速效钾等明显偏低。

同时，对于收获后的各处理秸秆籽粒进行了取样检测，测定结果见表4。由表4可知，各处理之间没有明显的差异。

2.5 病虫害及抗逆性 由于7月中下旬的高温天气，纹枯病偏轻程度发生，稻曲病、稻飞虱等病虫害轻发，未发生倒伏情况（表5）。

2.6 产量构成因素 由表6知，处理1的有效穗最多，为207.6万穗/hm2;处理2次之，为202.05万穗/hm2;处理4最少，为188.6万穗/hm2。通过理论测产，处理1的产量最高，理论产量为10087.5kg/hm2;折实产为8574kg/hm2;处理2、处理3的产量相当，折实产分别为8253kg/hm2、8182.5kg/hm2;处理4的产量最低，理论产量为9171kg/hm2，折实产为7795.5kg/hm2。与2016年各处理的产量相比，都有所提高，是因为秸秆还田后各处理的有机质含量提高了，表现在产量上的提高。

通过实际测产，处理1的产量最高，为8514kg/hm2;处理2、处理3的产量次之，分别为8277kg/hm2、8248.5kg/hm2;处理4的产量最低，为7821kg/hm2。说明全年秸秆还田对水稻产量的提高效果明显，午、秋各还田一次，水稻产量比秸秆不还田的产量要高（表7）。

2.7 生产成本及经济效益调查 秸秆还田投入比秸秆不还田多1350元/hm2，处理1的水稻产量虽然最高，但是处理3的纯收入，为12240元/hm2，比处理1的11565元/hm2高675元/hm2。秸秆还田虽然有效果，但由于投入加大、成本增加，因此效益比不是很明显。

3 结论

由本试验可知，小麦秸秆全量还田有利于提高土壤有机质含量，改善土壤结构。但小麦秸秆全量还田需通过2次旋耕才能使秸秆全部埋入土中，增加了投入成本。小麦秸秆全量还田造成水稻前期缓苗期延长，分蘖数略有减少;后期秸秆腐烂，养分缓慢释放，延长了功能叶寿命3～5d，提高了水稻的结实率，进而提高了产量;但在经济效益方面秸秆还田与不还田差异不显著。

（责编：张宏民）