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摘要 [目的]明确秸秆全量还田替代磷钾肥量。[方法]以常规化肥用量为对照，研究秸秆还田替代不同比例磷钾肥对水稻产量和经济效益的影响。[结果]秸秆还田条件下，常规化肥施用水稻产量较秸秆不还田处理降低2.0%。各处理以秸秆还田替代30%磷钾肥处理最高，且通过提高水稻产量构成中的有效穗数和穗粒数来提高水稻产量。经济效益以秸秆还田替代30%磷钾肥处理最高，较常规施肥处理产值增加0.6%，纯收入增加1.2%。[ 结论]综合水稻产量和经济效益结果，以秸秆还田替代30%磷钾肥处理施用效果最佳。
关键词 秸秆还田；水稻；产量；经济效益
中图分类号 S511 文献标识码 A 文章编号 0517-6611（2017）18-0034-02
Abstract [Objective]To explore phosphorus and potassium fertilizer rate in the condition of straw returning.[Method]Effects of straw returning as partial substitution for phosphorus and potassium fertilizer rate on yield and economic benefit of rice were studied.[Result ]The treatment of straw returning plus application of chemical fertilizer decreased the yield of rice by 2.0%，compared with no straw returning.The yield of straw returning as 30% substitution for phosphorus and potassium was the highest，which could increase the effective panicle number and grain number per spike.Economic benefit of
straw returning as 30% substitution for phosphorus and potassium was the highest，and the output value and net income were increased by 0.6% and 1.2% than those of NPK，respectively.[Conclusion] In general，straw returning as 30% substitution for phosphorus and potassium fertilizer was the most significant in this experiment，which could increase the yield and economic benefit of rice.
Key words Straw returning；Rice；Yield；Economic benefit
秸稈富含有機质、氮、磷、钾及各种中微量元素，能够改善土壤理化性状和生物学性状，是提高农作物产量的有效资源[1]。我国年稻草产量约2 亿t，但近年来作物秸秆资源浪费越来越严重，秸秆利用的现代科技手段滞后，导致部分地区农作物秸秆被大量焚烧[2]。秸秆合理还田为解决上述问题提供一条有效途径。秸秆主要由纤维素、半纤维素和木质素三大部分组成，自然状态下难以被微生物分解。作物秸秆分解时土壤适宜的C/N为25，而秸秆本身C/N为60～80，微生物分解秸秆存在与作物竞争养分[3]。因此，秸秆还田后，应配施一定比例的N、P 调解土壤C/N，加速秸秆分解、腐熟过程，否则会造成C/N失调，起不到增产作用[4]。
前人对秸秆还田条件下土壤养分、酶活性和微生物区系进行了大量研究[5-7]，但对水稻生产上秸秆还田替代磷钾肥的研究鲜见报道。笔者通过田间小区试验研究秸秆还田部分替代磷钾肥对水稻产量和经济效益的影响，从而揭示秸秆还田条件下最佳磷钾肥替代量，以期为秸秆资源合理利用提供理论支持。
1 材料与方法
1.1 试验地概况
田间试验于2016年5—10月在安徽霍山县但家庙镇进行，位于116°25′03.9″ E，N31°27′16.2″ N。试验地土壤类型为潴育型水稻土紫泥田，0～20 cm土层养分含量：有机质32.3 g/kg，全氮1.37 g/kg，碱解氮82.0 mg/kg，
有效磷19.2 mg/kg，速效钾98.0 mg/kg，pH 5.5，Ca 1 570.2 mg/kg，Mg 226.3 mg/kg，Fe 67.4 mg/kg，Cu 5.84 mg/kg，Mn 21.6 mg/kg，Zn 1.56 mg/kg。
1.2 试验材料
供试水稻品种为兴隆1号。秸秆还田为水稻秸秆全量还田，还田量7 500 kg/hm2；氮肥为颗粒状尿素，含N 46%；磷肥为粉末状过磷酸钙，P2O5含量12%；钾肥为粉末状红色氯化钾，K2O含量60%。
1.3 试验设计
各处理采用等氮设计，共设4个处理：①常规施肥（秸秆不还田）；②秸秆还田+常规施肥；③秸秆还田替代30%磷钾肥；④秸秆还田替代40%磷钾肥。N肥用量180 kg/hm2，100% P2O5用量72 kg/hm2，100% K2O用量108 kg/hm2，磷肥作为基肥一次性施用，氮肥按基肥∶分蘖肥∶穗肥5∶3∶2分次施用，钾肥按基肥∶穗肥6∶4分次施用。小区面积4 m×5 m=20 m2，3次重复，随机区组排列。2016年5月3日育苗，6月10日移栽，6月20日追分蘖肥，7月26日追穗肥，9月28日收获。株距13.2 cm，行距30.0 cm，密度27万穴/hm2，田间管理与当地习惯一致。 1.4 样品采集与测定 土壤基础样品在水稻试验开始前，以整个试验田块为采样单元，采用“S”型取样的方法在试验田块内采集0～20 cm土层5个点土样，混匀风干过筛后备用。按常规方法进行养分检测[8]。水稻成熟后实收每小区产量，同时每小区采3穴地上部分植株进行室内产量构成要素考查。
1.5 数据处理
试验数据利用Excel 2003软件进行处理，采用SPSS 17.0数据处理软件进行数据统计分析，结果则采用LSD法在P<0.05水平上进行显著性分析。
2 结果与分析
2.1 不同施肥处理对水稻最高分蘖期苗情的影响
由表1可知，苗高除秸秆还田替代40%磷钾处理明显低于其他施肥处理外，其他施肥处理间无明显变化。分蘖数和最大叶片长×宽常规施肥处理与秸秆还田替代30%磷钾处理相当，高于秸秆还田替代40%磷钾肥和秸秆还田+常规施肥处理。说明秸秆还田替代30%磷钾肥能保证水稻苗高、分蘖数和最大叶片长×宽与常规施肥相当。
2.2 不同施肥处理对水稻产量及产量构成的影响
由表2可知，常规施肥条件下，秸秆还田较秸秆不还田处理水稻产量略有降低，秸秆还田+常规施肥比常规施肥减产2.0%。说明秸稈还田条件下常规化肥施用水稻产量较常规施肥略有降低。秸秆还田各处理随着磷钾肥替代量增加水稻产量呈先升后降的趋势，产量由高到低依次为秸秆还田替代30%磷钾肥、常规施肥、秸秆还田+常规施肥、秸秆还田替代40%磷钾肥，水稻产量以秸秆还田替代30%磷鉀肥最高，其次为常规施肥，再次为秸秆还田+常规施肥，三者无显著差异。说明秸秆还田替代磷钾肥用量临界点为30%，超过该替代量水稻产量显著降低。有效穗各处理以秸秆还田替代30%磷钾肥最高，但与常规施肥无显著差异。说明秸秆还田条件下替代30%磷钾肥水稻不减产。秸秆还田各处理较不还田常规施肥处理显著提高水稻株高。水稻产量构成中穗粒数以秸秆还田替代30%磷钾肥最高，其次为常规施肥处理，二者无显著差异。穗长、千粒重和结实率各处理间无显著差异。说明秸秆还田条件下替代30%磷钾肥较常规施肥水稻不减产，且通过提高水稻产量构成中的有效穗数和穗粒数来提高水稻产量。
2.3 不同施肥处理对水稻经济效益的影响 按水稻单价2.8元/kg、N 3.2元/kg、P2O5 5.6元/kg、K2O 4.5元/kg、翻压及秸秆机械粉碎费用150元/hm2计算，不同施肥处理对水稻经济效益的影响见表3。由表3可知，各施肥处理水稻产值与产量趋势一致，以秸秆还田替代30%磷钾肥最高，比常规施肥处理产值增加0.6%，纯收入较常规施肥增加1.2%。产投比以秸秆还田替代30%磷钾肥最高，比常规施肥增加1.6。说明秸秆还田替代30%磷钾肥水稻可以获得最高的经济效益。
3 结论与讨论
秸秆作为一种廉价的有机肥源，秸秆还田必然增加土壤中相应的养分储量。沈亚强等[9]研究表明，秸秆还田在化肥减量的条件下，可获得比常规施肥高的产量，其原因在于成穗率增加而提高有效穗数。该试验结果表明，秸秆还田常规施肥较秸秆不还田条件下减产2.0%，各处理以秸秆还田替代30%磷钾肥处理水稻产量最高，较常规施肥处理产量增加0.6%，且通过提高水稻产量构成中的有效穗数和穗粒数来提高水稻产量，这与前人研究结果一致。说明秸秆还田替代30%磷钾肥较秸秆不还田常规施肥提高了水稻产量，增加农民收益，这可能是由于秸秆还田配施化学肥料一方面可以促进秸秆矿化，提供土壤速效养分供应，另一方面秸秆进入土壤加快了土壤物质循环，可提高土壤养分的生物有效性，同时秸秆可以减少土壤水分蒸发，促进水肥协同作用[10]。水稻产值和纯收入均以秸秆还田替代30%磷钾肥处理最高，分别比其他施肥处理增加0.6%～24.3%和1.2%～25.6%，秸秆还田替代40%磷钾肥水稻产量较常规施肥显著减产，说明秸秆还田替代一定量的磷钾肥达到水稻增产增收的目标，超过该量后水稻显著减产。
综合水稻产量和经济效益的结果看，以秸秆还田替代30%磷钾肥处理水稻可以获得最高的产量和经济效益，施用效果最佳。
参考文献
[1] 杨滨娟，黄国勤，徐宁，等.秸秆还田配施不同比例化肥对晚稻产量及土壤养分的影响[J].生态学报，2014，34（13）：3779-3787.
[2] 杨滨娟，黄国勤，钱海燕.秸秆还田配施化肥对土壤温度、根际微生物及酶活性的影响[J].土壤学报，2014，51（1）：150-157.
[3] 席北斗，刘鸿亮，盂伟，等.高效复合微生物菌群在垃圾堆肥中的应用[J].环境科学，2001，22（5）：122-125.
[4] 孙卫民，杨滨娟，钱海燕，等.秸秆还田配施不同配比化肥对晚稻产量及土壤肥力的影响[J].农学学报，2012，2（12）：16-21.
[5] 胡乃娟，韩新忠，杨敏芳，等.秸秆还田对稻麦轮作农田活性有机碳组分含量、酶活性及产量的短期效应[J].植物营养与肥料学报，2015，21（2）：371-377.
[6] 李鑫，池景良，王志学，等.秸秆还田对设施土壤微生物种群数量的影响[J].农业科学研究，2013，34（4）：84-86.
[7] 潘剑玲，代万安，尚占环，等.秸秆还田对土壤有机质和氮素有效性影响及机制研究进展[J].中国生态农业学报，2013，21（5）：526-535.
[8] 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.
[9] 沈亚强，程旺大，张红梅.绿肥及秸秆还田对水稻生长和产量的影响[J].中国稻米，2011，17（4）：27-29.
[10] 甄丽莎，谷洁，高华，等.秸秆还田与施肥对土壤酶活性和作物产量的影响[J].西北植物学报，2012，32（9）：1811-1818.
关键词 秸秆还田；水稻；产量；经济效益
中图分类号 S511 文献标识码 A 文章编号 0517-6611（2017）18-0034-02
Abstract [Objective]To explore phosphorus and potassium fertilizer rate in the condition of straw returning.[Method]Effects of straw returning as partial substitution for phosphorus and potassium fertilizer rate on yield and economic benefit of rice were studied.[Result ]The treatment of straw returning plus application of chemical fertilizer decreased the yield of rice by 2.0%，compared with no straw returning.The yield of straw returning as 30% substitution for phosphorus and potassium was the highest，which could increase the effective panicle number and grain number per spike.Economic benefit of
straw returning as 30% substitution for phosphorus and potassium was the highest，and the output value and net income were increased by 0.6% and 1.2% than those of NPK，respectively.[Conclusion] In general，straw returning as 30% substitution for phosphorus and potassium fertilizer was the most significant in this experiment，which could increase the yield and economic benefit of rice.
Key words Straw returning；Rice；Yield；Economic benefit
秸稈富含有機质、氮、磷、钾及各种中微量元素，能够改善土壤理化性状和生物学性状，是提高农作物产量的有效资源[1]。我国年稻草产量约2 亿t，但近年来作物秸秆资源浪费越来越严重，秸秆利用的现代科技手段滞后，导致部分地区农作物秸秆被大量焚烧[2]。秸秆合理还田为解决上述问题提供一条有效途径。秸秆主要由纤维素、半纤维素和木质素三大部分组成，自然状态下难以被微生物分解。作物秸秆分解时土壤适宜的C/N为25，而秸秆本身C/N为60～80，微生物分解秸秆存在与作物竞争养分[3]。因此，秸秆还田后，应配施一定比例的N、P 调解土壤C/N，加速秸秆分解、腐熟过程，否则会造成C/N失调，起不到增产作用[4]。
前人对秸秆还田条件下土壤养分、酶活性和微生物区系进行了大量研究[5-7]，但对水稻生产上秸秆还田替代磷钾肥的研究鲜见报道。笔者通过田间小区试验研究秸秆还田部分替代磷钾肥对水稻产量和经济效益的影响，从而揭示秸秆还田条件下最佳磷钾肥替代量，以期为秸秆资源合理利用提供理论支持。
1 材料与方法
1.1 试验地概况
田间试验于2016年5—10月在安徽霍山县但家庙镇进行，位于116°25′03.9″ E，N31°27′16.2″ N。试验地土壤类型为潴育型水稻土紫泥田，0～20 cm土层养分含量：有机质32.3 g/kg，全氮1.37 g/kg，碱解氮82.0 mg/kg，
有效磷19.2 mg/kg，速效钾98.0 mg/kg，pH 5.5，Ca 1 570.2 mg/kg，Mg 226.3 mg/kg，Fe 67.4 mg/kg，Cu 5.84 mg/kg，Mn 21.6 mg/kg，Zn 1.56 mg/kg。
1.2 试验材料
供试水稻品种为兴隆1号。秸秆还田为水稻秸秆全量还田，还田量7 500 kg/hm2；氮肥为颗粒状尿素，含N 46%；磷肥为粉末状过磷酸钙，P2O5含量12%；钾肥为粉末状红色氯化钾，K2O含量60%。
1.3 试验设计
各处理采用等氮设计，共设4个处理：①常规施肥（秸秆不还田）；②秸秆还田+常规施肥；③秸秆还田替代30%磷钾肥；④秸秆还田替代40%磷钾肥。N肥用量180 kg/hm2，100% P2O5用量72 kg/hm2，100% K2O用量108 kg/hm2，磷肥作为基肥一次性施用，氮肥按基肥∶分蘖肥∶穗肥5∶3∶2分次施用，钾肥按基肥∶穗肥6∶4分次施用。小区面积4 m×5 m=20 m2，3次重复，随机区组排列。2016年5月3日育苗，6月10日移栽，6月20日追分蘖肥，7月26日追穗肥，9月28日收获。株距13.2 cm，行距30.0 cm，密度27万穴/hm2，田间管理与当地习惯一致。 1.4 样品采集与测定 土壤基础样品在水稻试验开始前，以整个试验田块为采样单元，采用“S”型取样的方法在试验田块内采集0～20 cm土层5个点土样，混匀风干过筛后备用。按常规方法进行养分检测[8]。水稻成熟后实收每小区产量，同时每小区采3穴地上部分植株进行室内产量构成要素考查。
1.5 数据处理
试验数据利用Excel 2003软件进行处理，采用SPSS 17.0数据处理软件进行数据统计分析，结果则采用LSD法在P<0.05水平上进行显著性分析。
2 结果与分析
2.1 不同施肥处理对水稻最高分蘖期苗情的影响
由表1可知，苗高除秸秆还田替代40%磷钾处理明显低于其他施肥处理外，其他施肥处理间无明显变化。分蘖数和最大叶片长×宽常规施肥处理与秸秆还田替代30%磷钾处理相当，高于秸秆还田替代40%磷钾肥和秸秆还田+常规施肥处理。说明秸秆还田替代30%磷钾肥能保证水稻苗高、分蘖数和最大叶片长×宽与常规施肥相当。
2.2 不同施肥处理对水稻产量及产量构成的影响
由表2可知，常规施肥条件下，秸秆还田较秸秆不还田处理水稻产量略有降低，秸秆还田+常规施肥比常规施肥减产2.0%。说明秸稈还田条件下常规化肥施用水稻产量较常规施肥略有降低。秸秆还田各处理随着磷钾肥替代量增加水稻产量呈先升后降的趋势，产量由高到低依次为秸秆还田替代30%磷钾肥、常规施肥、秸秆还田+常规施肥、秸秆还田替代40%磷钾肥，水稻产量以秸秆还田替代30%磷鉀肥最高，其次为常规施肥，再次为秸秆还田+常规施肥，三者无显著差异。说明秸秆还田替代磷钾肥用量临界点为30%，超过该替代量水稻产量显著降低。有效穗各处理以秸秆还田替代30%磷钾肥最高，但与常规施肥无显著差异。说明秸秆还田条件下替代30%磷钾肥水稻不减产。秸秆还田各处理较不还田常规施肥处理显著提高水稻株高。水稻产量构成中穗粒数以秸秆还田替代30%磷钾肥最高，其次为常规施肥处理，二者无显著差异。穗长、千粒重和结实率各处理间无显著差异。说明秸秆还田条件下替代30%磷钾肥较常规施肥水稻不减产，且通过提高水稻产量构成中的有效穗数和穗粒数来提高水稻产量。
2.3 不同施肥处理对水稻经济效益的影响 按水稻单价2.8元/kg、N 3.2元/kg、P2O5 5.6元/kg、K2O 4.5元/kg、翻压及秸秆机械粉碎费用150元/hm2计算，不同施肥处理对水稻经济效益的影响见表3。由表3可知，各施肥处理水稻产值与产量趋势一致，以秸秆还田替代30%磷钾肥最高，比常规施肥处理产值增加0.6%，纯收入较常规施肥增加1.2%。产投比以秸秆还田替代30%磷钾肥最高，比常规施肥增加1.6。说明秸秆还田替代30%磷钾肥水稻可以获得最高的经济效益。
3 结论与讨论
秸秆作为一种廉价的有机肥源，秸秆还田必然增加土壤中相应的养分储量。沈亚强等[9]研究表明，秸秆还田在化肥减量的条件下，可获得比常规施肥高的产量，其原因在于成穗率增加而提高有效穗数。该试验结果表明，秸秆还田常规施肥较秸秆不还田条件下减产2.0%，各处理以秸秆还田替代30%磷钾肥处理水稻产量最高，较常规施肥处理产量增加0.6%，且通过提高水稻产量构成中的有效穗数和穗粒数来提高水稻产量，这与前人研究结果一致。说明秸秆还田替代30%磷钾肥较秸秆不还田常规施肥提高了水稻产量，增加农民收益，这可能是由于秸秆还田配施化学肥料一方面可以促进秸秆矿化，提供土壤速效养分供应，另一方面秸秆进入土壤加快了土壤物质循环，可提高土壤养分的生物有效性，同时秸秆可以减少土壤水分蒸发，促进水肥协同作用[10]。水稻产值和纯收入均以秸秆还田替代30%磷钾肥处理最高，分别比其他施肥处理增加0.6%～24.3%和1.2%～25.6%，秸秆还田替代40%磷钾肥水稻产量较常规施肥显著减产，说明秸秆还田替代一定量的磷钾肥达到水稻增产增收的目标，超过该量后水稻显著减产。
综合水稻产量和经济效益的结果看，以秸秆还田替代30%磷钾肥处理水稻可以获得最高的产量和经济效益，施用效果最佳。
参考文献
[1] 杨滨娟，黄国勤，徐宁，等.秸秆还田配施不同比例化肥对晚稻产量及土壤养分的影响[J].生态学报，2014，34（13）：3779-3787.
[2] 杨滨娟，黄国勤，钱海燕.秸秆还田配施化肥对土壤温度、根际微生物及酶活性的影响[J].土壤学报，2014，51（1）：150-157.
[3] 席北斗，刘鸿亮，盂伟，等.高效复合微生物菌群在垃圾堆肥中的应用[J].环境科学，2001，22（5）：122-125.
[4] 孙卫民，杨滨娟，钱海燕，等.秸秆还田配施不同配比化肥对晚稻产量及土壤肥力的影响[J].农学学报，2012，2（12）：16-21.
[5] 胡乃娟，韩新忠，杨敏芳，等.秸秆还田对稻麦轮作农田活性有机碳组分含量、酶活性及产量的短期效应[J].植物营养与肥料学报，2015，21（2）：371-377.
[6] 李鑫，池景良，王志学，等.秸秆还田对设施土壤微生物种群数量的影响[J].农业科学研究，2013，34（4）：84-86.
[7] 潘剑玲，代万安，尚占环，等.秸秆还田对土壤有机质和氮素有效性影响及机制研究进展[J].中国生态农业学报，2013，21（5）：526-535.
[8] 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.
[9] 沈亚强，程旺大，张红梅.绿肥及秸秆还田对水稻生长和产量的影响[J].中国稻米，2011，17（4）：27-29.
[10] 甄丽莎，谷洁，高华，等.秸秆还田与施肥对土壤酶活性和作物产量的影响[J].西北植物学报，2012，32（9）：1811-1818.