免费文献传递   相关文献

紫云英带籽翻耕的氮肥促腐效应



全 文 :紫云英带籽翻耕的氮肥促腐效应
王伯诚,赖小芳,陈银龙,项玉英,陈 剑 (浙江省台州市农业科学研究院,浙江临海 317000)
摘要 [目的]为了解决紫云英带籽翻耕时草秆不易腐烂问题,同时研究与统传紫云英翻耕相比较对土壤培肥水稻增产的效果。[方
法]以不施肥、施纯化肥为对照,对传统压绿(紫云英盛花期翻压 45 000 kg /hm2)、带籽紫云英翻耕(草秆 22 500 kg /hm2 翻耕,15 d后加
氮肥移栽)、带籽紫云英加氮肥混合翻耕(草秆 22 500 kg /hm2 加氮肥翻耕,15 d后移栽)利用方式进行试验。[结果]在施入总养分量相
同的情况下,紫云英 3种翻耕处理方式均可提高土壤有机质、速效养分含量,改善土壤生物学性质,提高土壤肥力水平,当年单季稻增产
显著。与传统压绿相比,紫云英带籽翻耕增效 1 350元 /hm2。[结论]3种利用方式都起到培肥增产的作用,而将作基肥用的氮肥全部与
带籽紫云英混在一起翻耕更能起到促腐培肥增产的功效。
关键词 紫云英;带籽翻耕;氮肥促腐;土壤养分;生物学性质;水稻产量
中图分类号 S541 + . 3 文献标识码 A 文章编号 0517 -6611(2012)34 -16610 -03
Study on Promoting Decay Effect of Fertilizer-nitrogen of Astragalus sinicus Ploughed at Maturity Stage
WANG Bo-cheng et al (Taizhou Academy of Agricultural Sciences,Linhai,Zhejiang 317000)
Abstract [Objective]To improve the decay ability of stalk of Astragalus sinicus ploughed at maturity stage,and study effects on rice yield
increasing by comparing with traditional method. [Method]The treatments were as follow:ploughing without fertilizer,ploughing with chemi-
cal fertilizer,ploughing Astragalus sinicus at flourishing flowering stage (45 000 kg /hm2),ploughing Astragalus sinicus at maturity stage
(22 500 kg /hm2),and transplanting with fertilizer-nitrogen 15 days later,ploughing Astragalus sinicus at maturity stage (22 500 kg /hm2)
combined with fertilizer-nitrogen,and transplanting 15 days later. [Result]With the same fertilizer nutrients amounts,all the three plough
treatments could increase organic matter and available nutrients and improve the soil biological properties. Meanwhile,the yield of one crop
rice also increased significantly. Furthermore,compared with ploughing at flourishing flowering stage,ploughing at maturity stage increased
the economic benefits 1 350 yuan /hm2 . [Conclusion]Three plough treatments can enrich soil and increase rice yield. But ploughing Astraga-
lus sinicus at maturity stage combined with all the base fertilizer-nitrogen can achieve better result.
Key words Astragalus sinicus;Plough at maturity stage;Promoting decay of nitrogen-fertilizer;Soil nutrient;Biological properties;Rice
yield
基金项目 浙江省台州市应用技术研究与开发项目(09TG06) ;浙江省
重大科技专项重点农业项目(2009C2001-TZ)。
作者简介 王伯诚(1960 -) ,男,浙江临海人,高级农艺师,从事生物技
术和植物营养研究与应用,E-mail:wbc1960@ 163. com。
收稿日期 2012-09-14
紫云英带籽翻耕是近年来在浙江台州兴起的肥稻模式下
绿肥的一种利用方式[1],目前推广面积约 12 000 hm2。其技术
特点是:与传统压绿相比,通过紫云英成熟期带种子翻耕刚好
与单季稻茬口相衔接,可减少 1次机耕费用,便于农民集中用
工;翻耕时落到田间的种子,可作为下一次播种用的种子,在单
季稻黄熟期会自行发芽出苗,免去种子成本和播种用工,可谓
一举两得,并能循环利用,达到一年播种、多年受益的目的。这
既培肥了土壤,又省工、省种、节本,农户乐于接受,有利于面上
绿肥的推广。在市场经济农村劳动力紧张的今天,这对于推进
低产田地的培肥、农田可持续发展是大有裨益的。紫云英带籽
翻耕时草秆老化枯萎,离插秧期时间短,特别是翻压数量多时
在田里发酵起泡,对秧苗返青分蘖有一定的影响。对农作物秸
秆小麦、水稻、玉米等粗硬秸秆还田,一般采用在调节秸秆 C/N
比的前提下配施生物促腐剂[2 -3],而绿肥上施用报道很少。有
学者用石灰、碳铵、石灰氮作为绿肥压青配伍促腐剂做了有益
的工作[4]。为了解决紫云英带籽翻耕时草秆不易腐烂问题,笔
者兼顾与统传压绿相比对土壤培肥水稻增产的效果,特开展氮
肥促腐试验。
1 材料与方法
1. 1 试验地概况 试验于 2010年 4 ~11月在浙江省仙居县
朱溪镇田垟村河谷小平原进行,地理坐标为 28°43N、120°49
E,海拔 75 m。供试土壤为河流冲积发育的培泥沙田,pH
5. 28,有机质 24. 0 g /kg,碱解氮 142 mg /kg,有效磷13. 8
mg /kg,速效钾 34. 0 mg /kg。供试水稻品种为扬两优 6 号。
前作紫云英品种为宁波大桥种。
1. 2 试验设计 设 5个处理:①空白,不施肥;②纯化肥;③
传统压绿,紫云英盛花期翻压 45 000 kg /hm2,水稻移栽时又
一次翻耕(由于水田土壤沉实和有杂草) ;④带籽 + 15 d N,
带籽紫云英翻压 22 500 kg /hm2,15 d后水稻移栽时氮肥与其
他基肥一起施入;⑤带籽N +15 d,带籽紫云英22 500 kg /hm2
加氮肥混合翻耕,15 d后水稻移栽时施其他基肥。3次重复,
随机区组排列,小区面积 20 m2。各处理 N、P、K 用量相同,
为 N 225 kg /hm2,P2O5 75 kg /hm
2,K2O 150 kg /hm
2。绿肥中
N、P、K养分量分析后,在总量中扣除,不足的以化肥施入,化
肥为尿素(含 N 46%)、过磷酸钙(含 P2O5 14%)、氯化钾(含
K2O 60%)。紫云英压绿时鲜物含 N 0. 3%,P2O5 0. 1%,K2O
0. 3%;带籽紫云英翻压时的干草率为 41. 5%,干物含
N 1. 92%、P2O5 0. 98%、K2O 2. 50%;紫云英当年矿化速率按
50%计算。试验的绿肥、磷肥、钾肥全部作基肥,70%氮肥作
为基肥,30%氮肥在水稻移栽后 7 d施下。3月 15 日取基础
土样,4月 20日传统压绿,5月 24日带籽翻耕,6月 8日传统
压绿再翻耕,6月 9日早晨施化肥基肥、傍晚水稻移栽(秧龄
35 d) ,6月 16日追肥,9月 27 日水稻收割,11 月 10 日取土。
田间管理按当地常规操作。
1. 3 土壤样品的采集和测产 试验前取基础土样;水稻收
获后取每个处理土壤样品,为耕层 0 ~ 20 cm,测定土壤有机
质、土壤养分、生物学性质等。水稻收获时每个小区取样考
责任编辑 刘月娟 责任校对 况玲玲安徽农业科学,Journal of Anhui Agri. Sci. 2012,40(34):16610 - 16612
DOI:10.13989/j.cnki.0517-6611.2012.34.125
种,调查有效穗数、实粒数、结实率和千粒重等。每个小区稻
谷单打单收计产。
1. 4 测定项目与方法 土壤有机质含量的测定采用重铬
酸钾容量法;全氮含量的测定采用重铬酸钾 -硫酸消化法;
碱解氮含量的测定采用碱解扩散法;有效磷含量的测定采用
盐酸 -氟化铵提取,钼锑抗比色法;速效钾含量的测定采用
乙酸铵浸提,火焰光度法;土壤 pH的测定采用电位法[5]。土
壤水溶性有机碳的测定采用重铬酸钾外加热法(鲜土) ;微生
物量碳的测定采用氯仿熏蒸浸提法(鲜土)[6];酸性磷酸酶的
测定采用对硝基苯磷酸二纳法(干土) ;蔗糖酶的测定采用
3,5二硝基水杨酸比色法(干土) ;过氧化氢酶的测定采用高
锰酸钾滴定法(干土)[7]。
2 结果与分析
2. 1 绿肥翻耕不同处理对土壤养分含量的影响
2. 1. 1 绿肥翻耕不同处理对土壤有机质含量的影响。土壤
有机质是土壤的重要组成部分,是土壤肥力的物质基础,也是
评价土壤肥力的重要指标之一。它含有各种营养元素,而且是
土壤微生物生命活动的能源;在土壤物理调节作用中,它对土
壤结构、耕性有重要的影响,对土壤水肥气热等各种因素也起
着重要的调节作用。从表 1可以看出,相对于纯化肥处理,处
理③、④、⑤土壤有机质含量都有所增加,其中处理④土壤有机
质含量增加最大,与处理⑤接近。而处理①由于没有有机物质
的投入,也没有其他肥料,只有消耗而下降了。
表 1 绿肥翻耕不同处理土壤养分
处理 pH
有机质
g /kg
碱解氮
mg /kg
有效磷
mg /kg
速效钾
mg /kg
① 5. 46 23. 5 136 13. 1 30. 0
② 5. 56 24. 6 144 19. 7 57. 0
③ 5. 40 25. 5 145 14. 6 40. 0
④ 5. 36 26. 5 164 20. 4 60. 0
⑤ 5. 29 26. 4 156 34. 1 57. 0
2. 1. 2 绿肥翻耕不同处理对土壤碱解氮、有效磷、速效钾含
量的影响。土壤养分是土壤的重要组成部分。各种营养元
素成为土壤微生物生命活动的能源,为土壤微生物提供丰富
的营养物质,激活土壤酶活性,从而促进土壤各种养分的有
效转化。碱解氮、有效磷、速效钾含量直接影响作物对养分
的吸收、利用,进而影响作物的产量和品质。从表 1 可以看
出,紫云英各处理对土壤碱解氮、有效磷、速效钾养分含量均
有一定的影响,处理④、⑤的土壤碱解氮、有效磷含量比处理
③、②有明显的提高,且处理⑤为最高。速效钾含量比处理
③高而与处理②持平,这可能与紫云英结荚黄枯后翻耕到土
壤中又吸水有利于提高草秆矿化速率有关。处理①各养分
质量分数均低于其他处理,没有投入而要产出,自然是养分
被消耗。紫云英处理的土壤有酸化的趋势,产生上一定程度
后须进行酸碱调节。
2. 2 绿肥翻耕不同处理对土壤生物学性质的影响
2. 2. 1 绿肥翻耕不同处理对土壤酶活性的影响。从表 2可
以看出,绿肥翻耕后,各处理土壤磷酸酶、蔗糖酶和过氧化氢
酶的活性均明显高于处理②,而处理②又高于处理①;各绿
肥处理中,土壤磷酸酶、蔗糖酶带籽翻耕的高于传统压绿;带
籽翻耕中,处理⑤高于处理④,而蔗糖酶则相反。过氧化氢
酶以处理③最高。这说明绿肥翻耕进入土壤在总体上增强
了土壤酶活性;而在绿肥翻耕时,氮肥的及时介入对于促进
土壤酶活性是有好处的。
表 2 绿肥翻耕不同处理的土壤酶活性
处理 磷酸酶∥μg 蔗糖酶∥mg 过氧化氢酶∥ml
① 201. 17 1. 963 0. 094
② 263. 39 2. 399 0. 112
③ 266. 84 2. 738 0. 146
④ 281. 82 4. 671 0. 132
⑤ 285. 28 2. 765 0. 134
2. 2. 2 绿肥翻耕不同处理对土壤活性有机碳含量的影响。
从表 3可以看出,绿肥翻耕后,土壤水溶性有机碳和微生物
量碳含量均明显增加,表明绿肥可显著增加土壤水溶性有机
碳和微生物量碳。其中,微生物量碳含量以处理⑤为最高,
占总有机碳比例高;土壤水溶性有机碳含量以处理③最高,
占总有机碳的比例也高。这同样说明氮肥的及时介入可以
使土壤微生物量碳增加。而土壤微生物量碳是土壤中活的
有机质组分,虽然只占土壤总有机碳的很少部分,但微生物
量碳是衡量土壤肥力、质量变化的重要指标[8]。另外,土壤
水溶性有机碳含量一般不超过 200 mg /kg[9],而处理①、②低
于这个数值,有绿肥翻耕处理的则远高于这个数值。这是因
为绿肥翻耕压埋后,随着植物体草秆的腐烂,许多可溶性有
机化合物产生,土壤水溶性有机碳含量增加。
表 3 绿肥翻耕不同处理的土壤活性有机碳含量
处理
水溶性有机碳
mg /kg
微生物量碳
mg /kg
水溶性有机
碳∶总有机碳∥%
微生物量碳∶总
有机碳∥%
① 168 741 1. 23 5. 44
② 157 983 1. 10 6. 89
③ 396 1 070 2. 68 7. 23
④ 293 852 1. 91 5. 54
⑤ 309 1 207 2. 02 7. 88
2. 3 绿肥翻耕不同处理对水稻产量及经济效益的影响
2. 3. 1 绿肥翻耕不同处理对水稻产量的影响。从表 4可以
看出,处理⑤产量最高,其次处理③,处理④第 3,它们之间差
异都达 0. 05显著水平,而处理⑤与④间差异达 0. 01 显著水
平。三者都在 0. 01水平显著高于处理②。这说明绿肥翻耕
后潜在的肥力以及可持续的养分供应能力有助于水稻的生
长发育。
表 4 绿肥翻耕不同处理的产量
处理
小区产量∥kg
Ⅰ Ⅱ Ⅲ 平均
增减
%
差异显著性
0. 05 0. 01
① 11. 6 11. 1 11. 7 11. 5 -12. 9 e D
② 12. 8 13. 8 12. 9 13. 2 / d C
③ 15. 4 15. 9 15. 0 15. 4 16. 7 b AB
④ 14. 1 15. 3 14. 0 14. 5 9. 8 c B
⑤ 16. 2 17. 1 16. 2 16. 5 25. 0 a A
1166140 卷 34 期 王伯诚等 紫云英带籽翻耕的氮肥促腐效应
2. 3. 2 绿肥不同处理对水稻植株经济性状的影响。试验
小区产量是实收,植株经济性状是抽样考查。从表 5 可以
看出,植株考查所得理论产量与实收产量有点偏差,但还是
可以看出一些趋势。绿肥处理的有效穗明显高于纯化肥处
理。这应该是绿肥翻耕进入土壤后,土壤疏松而又增加了
养分,有利于水稻根系的伸展和吸收,而使水稻分蘖力增
强。在其他产量构成因素中,每穗实粒数与千粒重相差不
大,故绿肥翻耕使水稻增产的直接原因主要是单位面积的
有效穗数增加。
表 5 绿肥翻耕不同处理的水稻植株经济性状
处理
有效穗数
万穗 /hm2
株高
cm
穗长
cm
实粒数
粒 /穗
结实率
%
千粒重
g
理论产量
kg /hm2
① 128. 8 113. 5 25. 4 182. 3 91. 8 31. 90 7 490. 2
② 139. 6 109. 3 25. 6 185. 9 90. 1 30. 84 8 003. 5
③ 164. 5 107. 9 25. 1 165. 3 84. 0 30. 90 8 402. 3
④ 163. 4 102. 6 25. 2 181. 7 88. 2 30. 55 9 070. 2
⑤ 168. 8 113. 4 24. 5 179. 1 85. 4 29. 78 9 003. 1
2. 3. 3 紫云英带籽翻耕与传统压绿效益。与传统压绿比
较,带籽翻耕减少一次机耕和绿肥种子播种,可减少成本
1 350元 /hm2;而处理⑤比处理④极明显地增加土壤养分、地
力及产量的各方面优势。与纯化肥相比,绿肥处理能达到化
肥减量增产的效果,带籽翻耕分别减量 N、P2O5、K2O 40%、
62%、77%,传统压绿分别减量 N、P2O5、K2O 30%、30%、
45%,所以化肥投入大为减少。这对于促进绿色、有机稻米
生产是大有帮助的。
3 结论与讨论
紫云英带籽翻耕这种利用方式本着省工节本实用为目
的,在总量不变的情况下提前施氮肥以降低紫云英草秆中的
C /N比,加速草秆中养分在短时间内分解转化,减少秧苗期
田间有害气体等还原性物质的产生,有利于前期秧苗生长和
分蘖。研究表明,带籽紫云英本身 C /N比约为 25. 4∶1. 0,符
合微生物分解有机物质条件[10]。但由于草秆枯后纤维素多
而失水变硬,在翻耕时再吸水分解要有一个过程。提前将氮
肥与带籽紫云英混合翻耕,可以进一步降低 C /N,该试验约
为 16. 6∶1. 0,更有利于土壤微生物的活动。从试验和生产实
际情况看,移栽后田间气泡、秧苗发黄、水稻收割后土层 0 ~
20 cm内留存草秆等情况减少了;从土壤养分质量分数和水
稻产量上看,提前加氮促腐的效果是好的。
紫云英带籽翻耕的氮肥促腐技术特点是将作基肥用的
氮肥与紫云英混在一道翻入土中。其技术优势在于:改善土
壤养分,提高土壤有机质,增加氮磷钾等速效养分而使得肥
效持续;改善土壤微生物环境,增强土壤酶活性,改善土壤生
物学性质,能起到促腐、化肥减量、培肥、增产的效果。所以,
在紫云英带籽翻耕时,建议首选氮肥促腐技术。
参考文献
[1]王伯诚,赖小芳,陈银龙,等.紫云英带籽翻耕的稻田生态培肥效应研
究[J].农业科技通迅,2011(9):74 -76.
[2]张电学,韩志卿,刘微,等.不同促腐条件下秸秆直接还田对土壤养分
时空动态变化的影响[J].土壤通报,2005,36(3):360 -364.
[3]马超,周静,郑学博,等.秸秆促腐还田对土壤养分和小麦产量的影响
[J].土壤,2012,44(1):30 -35.
[4]解开治,徐培智,陈建生,等.绿肥压青配伍不同促腐剂对稻田土壤肥
力及其水稻产量的影响[J].中国农学通报,2010,26(21):177 -181.
[5]鲁如坤.土壤农业化学分析方法[M].北京:中国农业科技出版社,
2000.
[6]中国科学院南京土壤研究所土壤物理室.土壤物理性质测定法[M].
北京:科学出版社,1978.
[7]关松荫.土壤酶及其研究法[M].北京:农业出版社,1986.
[8]梁尧,韩晓增,宋春,等.不同有机物料还田对东北黑土活性有机碳的
影响[J].中国农业科学,2011,44(17):3565 -3574.
[9]郭锐,汪景宽,李双异.长期地膜覆盖及不同施肥处理对棕壤水溶性有
机碳的影响[J].安徽农业科学,2007,35(9):2672 -2673.
[10]陆欣.土壤肥料学[M].北京:中国农业大学出版社,2002:36 -57.
[11]宁东峰,马卫萍,孙文彦,等.华北地区棉田翻压冬绿肥腐解及养分释
放规律研究[J].华北农学报,2011(6):164 -167.
[12]ZENG Y H,WU J F,HE H,et al. Soil carbon pool management index un-
der different straw retention regimes[J]. Agricultural Science & Technol-
ogy,2012,13(4):818 -822.
[13]郭建英,钟建明,马琼媛,等.磷矿粉与猪粪堆腐有机肥在紫色土中施
用效应的初步研究[J].畜牧与饲料科学,2010,31(5):103 -104.
[14]LU Y H,LIAO Y L,NIE J,et al. Effect of continuous application of con-
trolled release nitrogen fertilizer in various types of soil in Dong-Ting
Lake Region under double rice cropping system[J]. Agricultural Science
& Technology,2012,13(2):351 -356,379.
[15]夏永梅.海原县压砂瓜腐殖酸肥施用量试验初报[J].宁夏农林科技,
2010,51(2):
檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪
29 -30.
(上接第 16581页)
[23]雷明江,杜昌文,杨玉华,等.用三种浸提方法研究长期定位试验中土
壤磷素有效性[J].水土保持学报,2007,21(2):85 -87.
[24]张慧敏,章明奎.稻田土壤磷淋失潜力与磷积累的关系[J].生态与农
村环境学报,2008,24(1):59 -62.
[25]WALF A M,BAKER H B. Soil Tests for estimating labile,soluble and al-
gae available phosphorus in agricultural soils[J]. Journal of Environmen-
tal Quality,1985,14(3):341 -348.
[26]鲁如坤.土壤农业化学分析方法[M].北京:中国农业科学技术出版
社,2000.
[27]夏文建,梁国庆,周卫,等.长期施肥条件下石灰性潮土的吸附解吸特
征[J].植物营养与肥料学报,2008,14(2):284 -290.
[28]高超,张桃林,吴蔚东.农田土壤中的磷向水体释放的风险评价[J].
环境科学学报,2001,21(3):344 -348.
[29]LI K,SIMA X F,DING S Q,et al. Effects of controlled release fertilizer on
loss of nitrogen and phosphorus from farmland[J]. Agricultural Science
& Technology,2012,13(8):1727 -1732.
[30]杨伟球,秦伟,束剑华.苏州市农田径流氮磷生态拦截工程实施现状
与思考[J].宁夏农林科技,2011,52(8):43 -44,46.
[31]ZHAO M Q,CHEN X,SHI Y F. Influence of phosphorus fertilizer applica-
tion on available phosphorus and easy-loss phosphorus content in red soil
[J]. Agricultural Science & Technology,2012,13(3):570 -573,577.
[32]韩志卿,韩志才,张电学,等.长期施肥对褐土及其微团聚体磷素形态
分布和有效性的影响[J].华北农学报,2011(6):189 -195.
[33]杨益新.专用配方肥对稻田氮磷径流损失及水稻产量的影响[J].湖
南农业科学,2011(7):42 -44.
21661 安徽农业科学 2012年