山区旱坡地秸秆覆盖还地增产效应与作用机理研究.doc

蒃螃衿膆荿螃羂罿芅螂螁膅芁螁袄肈蕿螀羆芃蒅蝿肈肆莁螈螈芁芇莅袀肄膃蒄羂芀蒂蒃蚂肂蒈蒂袄芈莄蒁羇膁芀 山区旱坡地秸秆覆盖还地增产效应与作用机理研究张伟梅 吕周林 姚宏（浙江省丽水市农业科学研究所）摘要：通过浙西南山区全年三熟间套作秸秆覆盖还地三年定位试验，试验结果表明秸秆覆盖还地比对照具有明显的增产能力，全年增幅达19.2%。秸秆覆盖还地不仅充分利用了秸秆资源，减少对大气和环境的污染，改善农业生态环境，且有效的调节了土温和土壤含水量。在低温的生育时期能有效提高土壤温度，在高温的生育时期则能有效降低土温；在少雨的季节，能有效降低土壤水分的蒸发，土壤含水量比对照高1%2%，改善了作物生存环境。秸秆覆盖还地能明显提高土壤肥力，起到保水、保肥、保土和抑制杂草生长的作用。关键词：旱坡地 多熟间套 秸秆覆盖 增产效应 作用机理浙西南山区旱坡地耕作层浅薄地力贫瘠，漏水漏肥严重，且无灌溉条件，生产能力薄弱。土质的改良和栽培措施的改进对提高旱坡地的生产能力尤为关键。20012003年本所对浙西南山区旱坡地秸秆覆盖还地增产效果进行了深入的研究，采取三年定位秸秆覆盖还地的试验方法，对各季作物的产量、农艺性状和各生育时期的土壤含水量、土温及土壤肥力水平进行测定和分析。通过研究明确了旱地秸秆覆盖还地的增产效果及作用机理。为山区旱地大面积推广秸秆覆盖技术提供了依据。1材料与方法1.1处理：采取全年三熟间套作秸秆覆盖还地三年定位试验。设三季秸秆覆盖还地，以空白为对照。小区面积为13.33 m2，熟制类型为马铃薯/玉米/甘薯，其秸秆全部用于覆盖还地，三次重复。1.2试验地点：缙云县胡源乡章村旱粮基地1.3各季作物的插栽期及密度：熟制类型为马铃薯/春玉米/夏甘薯。马铃薯品种为克新4号，播种期为2月5日，收获期为5月30日，密度为52500穴/ hm2；春玉米品种为郑单14，播种期为4月10日，移栽期为4月25日，收获期为8月7日，密度为45000株/ hm2，夏甘薯品种为392，于6月5日扦插，10月30日收获，密度为45000株/ hm2。试验采取分带双行种植，带宽1.2m，其中大行距0.9m，小行距0.3m。1.4施肥根据秸秆还地分解缓慢，肥效发挥迟而酌情增施氮肥，但不超过对照氮肥用量标准，其它管理同一般旱地栽培。1.5在常规进行有关记载考查外，三年试验结束后取土样测定土壤肥力。2结果与分析2.1秸秆覆盖还地的增产增值效应2.1.1秸秆覆盖还地对全年三熟产量的影响：试验结果表明（表1），三年定位的秸秆覆盖还地方法对全年各熟产量具有明显的增产效应。其中马铃薯秸秆覆盖三年平均22006.5kg/ hm2比对照平均16609.0kg/hm2增产5397.5kg/ hm2，增幅达32.5%，增产效果极显著；春玉米秸秆覆盖三年平均7180.5kg/ hm2比对照平均6276.0kg/hm2增产904.5kg/hm2，增产幅度为14.4%，增产效果显著；夏甘薯秸秆覆盖三年平均亩产23928.0kg/hm2比对照平均20454.0kg/hm2增产3474.0kg /hm2，增幅达17.0%，增产效果显著。表1 秸秆覆盖还地与对照全年三熟产量比较处理秸秆覆盖(kg/ hm2)对照(kg/ hm2)马铃薯春玉米夏甘薯马铃薯春玉米夏甘薯2001年2002年2003年三年平均19818.018112.528087.522006.56973.56300.08268.07180.528957.521825.021000.023928.015439.513125.021262.516609.06385.55910.06534.06276.024948.019350.017062.520454.0比对照增kg/hm25397.5904.53474.0%32.514.417.02.1.2秸秆覆盖还地对全年亩产量增产增值效应：据三年九次重复的统计结果（表2）秸秆覆盖还地三年平均为18789kg/hm2比对照平均15760.5kg/ hm2增3028.5kg增19.2%，通过t测验（t=4.14t0.01=2.92），秸秆覆盖还地产量极显著的高于对照。根据各季作物的价格和产量进行换算，秸秆覆盖还地每公顷年产值达41824.5元，年成本15072.0元，年净产值为26752.5元；对照年产值35602.5元，年成本1454205.0元，年净产值21060.0元。秸秆覆盖还地年净产值比对照亩增5692.5元，增幅为27.0%。（见表2）表2 全年产量统计分析比较表处理三年平均(kg/hm2)比对照增产t测验年产值年成本年净产值增kg/hm2%(元/hm2)(元/hm2)%秸秆覆盖对照18789.015760.53028.5-19.2-4.14*41824.535602.515072.014542.526752.521060.05692.5-27.0-2.2秸秆覆盖还地增产的作用机理2.2.1秸秆覆盖还地能促进作物生长发育试验结果表明（表3），秸秆覆盖还地对马铃薯的生长发育具有促进作用，主要表现在植株增高、主茎增粗、分枝数增多、单株薯块数、单株薯重和单薯重均增加。比对照株高增6.8cm，茎粗增0.04cm，分枝数增加0.7个，收获时地上部鲜重增加71g，单株薯块数增1.4个，单株薯重增92.8g，平均单薯重增3.0g，经济系数增加0.03。表3 马铃薯、夏甘薯秸秆还地植株性状比较作物处理主蔓长株高(cm)茎粗(cm)分枝数(条)单株薯块数单株薯重(g)地上部鲜重(g)平均单薯重(g)经济系数马铃薯秸秆覆盖65.21.073.28.1421.259752.00.41对照58.41.032.56.7328.452649.00.38夏甘薯秸秆覆盖170.04.92.5480.5370192.20.56对照167.04.72.7410.8340152.20.55春玉米秸秆覆盖还地与对照比较（表4）表现增高而粗壮，果穗长度和粗度增加，每穗的行粒数、每穗粒数、千粒重相应增加，单穗粒重提高，秃顶长变短。其中株高增5.5cm，茎粗增0.1cm，穗长增1.2cm，穗粗增0.4cm，每穗行数增0.2，千粒重增6g，单穗粒重增12.3g。表4 春玉米秸秆还地植株性状比较处理株高(cm)茎粗(cm)穗位高(cm)穗长(cm)穗粗(Cm)秃顶长(cm)每穗行数每穗粒数单穗粒重(g)千粒重(g)秸秆覆盖190.02.1467.022.15.61.214.235.7151.8298对照184.52.0464.020.95.12.414.034.1139.5292夏甘薯秸秆覆盖还地与对照比较（表3）表现主蔓长度增加，分枝数增多，单株薯块数减少，但单株薯重、平均单薯重均增加。其中主蔓长度增3.0cm，分枝数增加0.2条，单株薯块数减0.2块，单株薯重增69.7g，平均单薯重增40.0g增26.3%，地上蔓藤鲜重增30g增8.8%，单株生物重增99.7g 增13.3%。夏甘薯的地上部分和地下部分产量比对照均有较大的增幅。从全年三熟作物植株考种结果来看，秸秆覆盖还地有效的促进了植株的生长发育，使作物的农艺性状与经济性状得到较好表现，从而促进了产量产值的增加。2.2.2秸秆覆盖还地能有效的提高土壤肥力在三年试验结束后，取各试验小区的土样进行土壤肥力测定。测定结果表明：从（图1）可看出秸秆覆盖还地能有效的提高土壤肥力，其土壤有机质、全磷、速效钾和全氮含量均高于对照。秸秆覆盖还地有机质含量17.2g/kg比对照15.0g/kg增14.7%，年均增4.9%；秸秆覆盖还地全氮含量1.08g/kg比对照1.02g/kg增5.9%，年均增1.97%；秸秆覆盖还地全磷含量1.14g/kg比对照1.06g/kg增为7.5%，年均增2.5%；秸秆覆盖还地速效钾含量135mg/kg比对照121mg/kg增11 .6%，年均增3.87%。02468101214161820有机质全氮全磷速效钾 秸秆 对照注:单位为g/kg，图中速效钾100图1 土壤有机质和速效肥含量比较2.2.3秸秆覆盖还地能有效调节土壤含水量测定结果表明：马铃薯各生育时期处于春季，雨水偏多，秸秆覆盖还地土壤含水量保持了适宜水平，而空白区含水量均有偏高，其各生育时期的土壤含水量对照均高于秸秆覆盖还地。秸秆覆盖还地改良了土壤理化性质，加强地表蓄水能力，使土壤保持适宜马铃薯生长的含水量。（图2）春玉米秸秆覆盖还地地块各生育时期的土壤含水量明显高于对照，说明秸秆覆盖地块遇天下雨时，蓄水能力强，地表水储备充分。遇天旱时秸秆覆盖地面水分蒸发少保水性增强，从而增强了作物的抗旱能力，促进春玉米的生长发育。（图3）测定结果表明（图4），夏甘薯的分枝期和封垄期均处于8月份的高温干旱季节，该两时期秸秆覆盖还地的土壤含水量明显高于对照，中后期的土壤含水量又低于对照。秸秆覆盖在夏甘薯生育前期雨水少的时段起到减少地面水分蒸发，保持土壤水分，增强作物抗旱能力的作用，在夏甘薯生育后期秋雨多的时期则增强地表雨水渗透力，使土壤含水量保持合理水平，从而有利于旱粮作物夏甘薯的生产。含40水量%05101520253035苗期现蕾期块茎膨大期成熟期秸秆对照图2 马铃薯各生育时期土壤含水量变化图含30水量%0510152025拔节期大喇叭口期抽雄期成熟期秸秆对照图3 春玉米各生育期土壤含水量变化图含30 水量% 0510152025分枝期封垄期薯块膨大期成熟期秸秆对照图4 夏甘薯各生育期土壤含水量变化图2.2.3秸秆覆盖还地能有效调节土壤温度测定结果表明：马铃薯各生育时期秸秆覆盖还地地块土壤比对照高23。马铃薯的生育时期处于初春，温度偏低，秸秆覆盖起到增温作用，促进地下部分的生长。(图5)从春玉米各生育时期的土壤温度变化来看，秸秆覆盖还地的地块在生育前期土温高于对照，而生育后期土温低于对照，说明秸秆覆盖还地具有双重温度效应，即在低温时可起到增温效应，在高温时可起到降温效应，这对熟期处在夏季的春玉米的生长是非常有利的。(图6)夏甘薯秸秆还地地块土温生育前中期明显低于对照，生育后期明显高于对照。秸秆覆盖对土壤温度具有降温和增温的双重温度效应，有效的改善了夏甘薯生长的微环境，促进地上部生长，增加绿叶面积，增强光合效率，促进地下部薯块的发育和膨大，从而提高产量。(图7)温 30度0510152025苗期现蕾期块茎膨大期成熟期秸秆对照图5 马铃薯不同时期土温变化图051015202530温35度拔节期大喇叭口期抽雄期成熟期秸秆对照图6 春玉米不同时期土温变化图051015202530温35度分枝期封垄期薯块膨大期成熟期秸秆对照图7 夏甘薯不同时期土温变化图2.2.5秸秆覆盖还地能有效改善土壤结构秸秆覆盖还地可在地面形成保护层，减少了土壤水分的无效蒸发，防止土壤板结，增加有机质，改善土壤物理性状，增加团粒结构，增加孔隙率，降低土壤耕层容重，使黄土变黑土，瘦地变肥田。秸秆覆盖还地还可以改善土壤生物活性，增加土壤微生物数量，对土壤有机质、团粒结构和平衡养分供应都有积极作用。通过长期秸秆覆盖还地能有效改善土壤结构，为旱地作物的高产增效打下坚实的基础。3小结3.1旱地作物通过秸秆还地比对照具有显著的增产效果。从三年的平均来看，马铃薯的增幅达32.5%，春玉米的增幅达14.4%，夏甘薯的增幅达17.0%。秸秆覆盖还地地块的三季作物单株植株性状明显好于对照。3.2秸秆覆盖还地能有效的改良了土壤肥力、有效的调节土壤含水量、有效的调节土温，从而促进作物的生育发育，提高产量。3.3山区秸秆资源丰富，因地制宜进行秸秆还地培肥，不仅能有效增强旱地的生产能力，提高土壤肥力，改良土壤结构，且还可防止杂草危害，减轻山区农清园和田间管理的劳力，是一项保水节水培肥省工增效的重要技术措施。各地可根据山区特有资源因地制宜地选用覆盖物进行地面覆盖，以提高旱地生产能力，达到增产增效之目的。参考文献：1魏成熙等.玉米覆盖栽培对土壤物理性质和玉米干物质积累与分配的影响J.耕作与栽培 1998,(1):32-332张淑香等.旱塬农区秸秆还田对土壤理化性质的影响J.土壤肥料 1999,(4):15-173金天寿等.旱