秸秆还田及腐熟剂施用对马铃薯产量和土壤肥力的影响

朱精见

(四川省平昌县土壤肥料站,四川 平昌 636400)

秸秆还田及腐熟剂施用对马铃薯产量和土壤肥力的影响

朱精见

(四川省平昌县土壤肥料站,四川 平昌 636400)

通过水稻秸秆还田种植马铃薯使用腐熟剂对秸秆腐熟效果的研究，结果表明：在还田秸秆上使用腐熟剂，缩短了秸秆的腐烂时间，提高了土壤肥力，增加了土壤中有益微生物的种类和数量，提高了秸秆腐熟率，增加了还田秸秆种类，增加了土壤有机质含量，降低了土壤容重，土壤养分归还量更多。通过与无秸秆还田处理、秸秆直接还田处理下的粮食产量和农田土壤性状进行对照，结果表明，腐熟剂用于秸秆还田可操作性强，施用秸秆腐熟剂收到了良好的经济收益、生态效益和社会效益，宜在生产上大面积推广应用。

腐熟剂；秸秆还田；马铃薯

秸秆的产生量随粮食单产与总产的提高而逐年增加，但相应的处理技术滞后，由此带来了一系列的环境与社会问题，如大气污染、火灾、水体富养化等。国内外已采取的诸如秸秆发电、沼气发酵、堆肥等多种处理方法与措施，均因存在应用的局限性而难以大范围推广。秸秆还田作为传统农业生产中的重要组成部分，仍是秸秆处理与综合利用中的最主要措施之一[1-4]。尽管已有的报道大多肯定秸秆还田的养分效应、作物增产作用、环境以及生态效应，但秸秆进入土壤后的有机酸积累[5]、腐解缓慢以及对耕作与农艺操作等的不利影响，还是限制了其推广。因此，加快土壤中秸秆的腐解，成为秸秆还田技术中的研究热点。在诸多技术中，添加秸秆腐熟菌剂由于成本低、操作简单等而深受用户欢迎。本试验拟通过在作物秸秆上施用腐熟剂的示范对比，验证和评价腐熟剂在大田中的实际应用效果，为选择适合平昌县秸秆利用的不同模式的进一步推广提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 供试材料

试验地点为四川省平昌县得胜镇五星村(107.14180E,31.79806N)；海拔758m。供试土壤为渗育性水稻土棕紫夹砂泥田。土壤pH 值7.1, 有机质15.5 g/kg,全氮1.07g/kg，碱解氮96mg/kg,有效磷7mg/kg,速效钾69mg/kg。试验布置：小区规格为7.5m×3.2m，小区面积24m2，移栽规格每小区10行，每行20块种薯，每小区200穴，供识品种为凉薯14。供试肥料分别为尿素(N46%)，过磷酸钙(P2O512%)，硫酸钾(K2O50%)，供试腐熟剂为：HM腐熟剂。

1.2 试验设计与田间管理

试验以秸秆、氮素为两因素，实行正交组合设计，试验设置3个处理，3次重复，各处理随机排列，如表1所示。处理一：加腐熟剂秸秆还田(常规施肥+腐熟剂+秸秆还田)；处理二：不加腐熟剂秸秆还田(常规施肥+秸秆还田)；处理三：对照(常规施肥，无秸秆还田)。

表1 试验处理及设计表

试验小区N、P、K分别为0.47kg/小区、1.19kg/小区、0.79kg/小区，其中的肥料全作为底肥。每小区还田水稻秸秆11kg，使用腐熟剂0.07kg/小区。播种覆盖：平整地面，施足底肥，播种后将秸秆均匀平铺，厚度为3～5cm，不露地表。秸秆覆盖结束后，施用2kg/667m2腐熟剂，配合适量的辅料，搅拌均匀后直接撒施在秸秆表面。用捞草耙拍打秸秆，使腐熟剂都掉在秸秆下面，最后泼施适量(约20担)清粪水。小区产量单打独收。其它农耕、农艺措施与大面积一致。一个试验小区相同措施均在同一天之内完成。

1.3 数据分析

试验数据在Excel中进行计算处理，采用DPS7.55版进行方差分析和多重比较分析(LSD)。

2 结果与分析

2.1 腐熟剂提高了秸秆腐熟率

秸秆还于土壤中，不久即分解矿化，部分残留于土壤逐渐形成稳定的腐殖质，其腐解与残留，受有机物料组成和其他因素的影响。由表2可见，处理一下的秸秆腐熟率明显高于处理二，试验中秸秆腐熟率、残留量分别为78.2%和0.14%，比处理二秸秆直接还田腐熟率增长17.3%，残留量降低了0.07%。说明腐熟剂能提高秸秆的腐熟率，减少秸秆残留量。

表2 不同处理下秸秆腐熟率、残留量

2.2 腐熟剂提高了土壤有机质和腐殖质含量，减少了残留

秸秆还田增加了土壤有机质和腐殖质的含量(见表3)。如在本试验中，处理一较处理三土壤有机质增加了6.31g/kg，增长率达39.9%；腐殖质增加了0.07%，增长率为18.42%。

表3 各处理有机质、腐殖质含量及比较

2.3 腐熟剂提高了土壤氮、磷、钾供应能力

在试验作物当季收获后，采集土样，测定养分含量。按统计方法求得各处理之间不同养分含量平均值(见表4)。

加腐熟剂秸秆还田能显著培肥地力，特别是对氮、磷、钾供应都明显加大。而施用腐熟剂后，效果更为明显。

处理一施用腐熟剂，试验的土壤养分增加明显，较处理三养分含量增加速效氮12.01mg/kg，速效磷2.06mg/kg，速效钾21.46mg/kg；养分增长率为速效氮10.19%，速效磷27.8%，速效钾24.25%。处理二不施用腐熟剂，试验土壤养分增加量较大，较处理三养分含量增加速效氮7.91mg/kg，速效磷0.76mg/kg，速效钾12.32mg/kg；养分增长率为速效氮6.95%，速效磷12.44%，速效钾15.53%。综合上述分析，加腐熟剂秸秆还田在增加土壤养分供应上明显比秸秆直接还田效果显著，特别是在对土壤磷钾的供应上。

表4 各处理之间不同养分含量平均值及比较

2.4 腐熟剂秸秆还田降低了土壤容重，提高了土壤空隙度和土壤含水量

经多年重复试验表明，加腐熟剂秸秆还田能降低耕层土壤容重，提高孔隙度，在一定程度上改善土壤的通透性，同时增加土壤水分含量，提高田间持水量。在试验中处理一比处理二土壤容重提高了-4%，孔隙度提高了3.09%，土壤水分提高了4.07%，比处理三分别提高了-9.6%、6.69%和8.52%；而处理二比处理三，土壤容重、孔隙度和土壤水分含量仅分别提高了-5.38%、3.99%、4.63%。可见，加腐熟剂秸秆还田更能降低土壤容重，提高孔隙度和土壤含水量。

2.5 加腐熟剂秸秆还田提高了作物产量

通过数理运算，剔除个别异常值，将小区产量并折合成667m2产量，求得各试验3个处理的算数平均值如下表。通过对空白(处理三)与加腐熟剂处理(处理一)4年的产量来看，首次腐熟剂施用后，能显著增产。在试验中，处理一比处理二增产43.7kg，增产率分别为5.2%；比处理三增产60.8kg，增产率分别为7.2%，说明加腐熟剂秸秆还田比秸秆直接还田更能提高作物产量。在表6的基础上，采用DPS7.55版对每一试验3个处理4年的平均产量进行方差分析和多重比较分析(LSD)。

表5 土壤物理性状及比较

表6 各处理平均产量统计 单位：kg/667m2

表7 各试验处理间产量显著性分析

分析显示，3个处理两两之间都存在极显著差异，说明各处理下作物每年产量稳定且产量差异显著，结合表4，加腐熟剂秸秆还田增产效果显著，且增产效应比秸秆直接还田明显。

3 结果与讨论

3.1 结果

试验结果表明：加腐熟剂秸秆还田提高了秸秆腐熟率，提高了土壤有机质和腐殖质含量，减少了秸秆残留。加腐熟剂秸秆还田提高了土壤氮、磷、钾供应能力。加腐熟剂秸秆还田降低了土壤容重，提高了土壤空隙度和土壤含水量。加腐熟剂秸秆还田比秸秆直接还田更能提高作物产量。

3.2 讨论与展望

在传统的水稻秸秆还田技术上，将腐熟剂应用于秸秆还田，增加了土壤中有益微生物的种类和数量，提高了秸秆腐熟率，增加了还田秸秆种类，增加了土壤有机质含量，降低了土壤容重，土壤养分归还量更多。通过与无秸秆还田处理、秸秆直接还田处理下的粮食产量和农田土壤性状进行比较，结果表明此项技术措施成熟可行，可操作性强，易于推广，施用秸秆腐熟剂有良好的经济收益、生态效益和社会效益。

[1]张凡,李长生,王政.耕作措施对陕西耕作土壤碳储量的影响模拟[J].第四纪研究,2006,26(6)：1021-1028.

[2] 马俊永, 李科江, 曹彩云, 等. 有机-无机肥长期配施对潮土土壤肥力和作物产量的影响[J]. 植物营养与肥料学报, 2007, 13(2)：236-241.

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[5] 单玉华, 蔡祖聪, 韩勇, 等. 淹水土壤有机酸积累与秸秆碳氮比及氮供应的关系[J]. 土壤学报, 2006, 43(6)：941-947.

2017-01-29

朱精见(1973-)，大学本科，农艺师，主要从事农学研究。E-mail:blackjacket@126.com。