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摘要：以贺州当地常规稻为材料，针对贺州市酸性水稻土，通过2年（2014-2015）的田间定位试验，研究了秸秆还田对土壤肥力及水稻产量的影响。试验结果表明：①秸秆还田能显著提高土壤有机质含量，秸秆还田延续2年后，有机质含量平均增加2.31 g/kg，平均增幅为9.00%，其中，第1年（2014年）平均增加1.59 g/kg，占总增量的68.83%；②秸秆还田能有效提高土壤有效养分含量，全氮平均增加0.06 g/kg，平均增幅3.42%，速效磷平均增加1.41 mg/kg，平均增幅4.03%，速效钾平均增加3.44 mg/kg，平均增幅5.41%；③秸秆还田能显著提高水稻产量，秸秆还田第1年和第2年分别平均增产5.02%和6.84%，增产效应以第1年为最明显，此外，秸秆还田对水稻的增产效应，因区域的不同而存在较大差异，以土壤肥力较低的土壤最为明显。
关键词：秸秆还田
酸性水稻土土肥培肥增产效应
农作物秸秆是农田土壤有机质的重要来源，农作物秸秆中含有农作物生长需要的氮、磷、钾、镁和钙等营养元素，可以作为农业生产中重要的肥料资源。秸秆还田作为全球有机农业的重要环节，主要通过增加土壤有机质和提高氮肥利用率来改善农田生产环境，在维持农田土壤肥力、减少化肥使用、提高农业生产能力等方面具有积极作用，同时也能减少氮素淋洗损失，改善土壤结构板结和连作障碍等现象。据相关数据显示，目前我国年产各类农作物秸秆约7亿t，其肥量相当于350多万t氮肥、800多万t钾肥、80多万t磷肥，但我国秸秆还田率不足50%，大量秸秆仍被直接露天焚烧或废弃在农田后任其自然腐烂，这不仅造成资源浪费和环境污染，而且对土壤生态系统也会造成不利影响。贺州市秸秆资源也较为丰富，平均年产各类农作物秸秆约98.1万t，如果能得到有效利用，将是一笔可观的生物肥力资源。因此，我们通过实施《贺州市农作物秸秆综合利用技术示范与推广》项目，开展秸秆还田小区试验，探索稻草秸秆还田对贺州酸性水稻土培肥及水稻增产的影响，为合理利用秸秆资源和有效培肥地力提供科学依据和建议。
1材料与方法
1.1供试品种
选用当地种植面积较广的水稻常规品种。
1.2供试土壤
2014年至2015年，分别在贺州市八步区莲塘镇桂水村、钟山县燕塘镇合群村、昭平县五将镇河井村、平桂管理区沙田镇马东村和鹅塘镇塘面村等5处进行水稻秸秆还田小区定位试验。各试验地土壤的基本农化性状见表1。
1.3试验设计
选择田面平整、肥力均匀、排灌方便、种植水平与当地生产水平相当的代表性田块。试验设置3个处理（见表2），3次重复，采用随机区组排列，各试验小区面积30 m2，小区之间筑田埂并用薄膜包裹相隔。在每个试验地在水稻收割时进行连续产量调查和土样采集（0～20 cm）。
1.4测定项目及方法
pH值：pH酸度计电位法（水：土=2.5：1）；有机质：重铬酸钾容量法；全氮：半微量开氏蒸馏法；速效磷：0.5 mol/LNaCO3浸提，钼锑抗比色法；速效钾：1 mol/LNH40AC浸提30min，火焰光度法；缓效钾：1mol/L消煮10 min，火焰光度法。
1.5数据计算及统计
使用Excel 2003进行数据计算、统计、绘图，使用SPSS13.0 for Windows软件进行统计分析，并进行显著性检验。
2结果与分析
2.1秸秆还田对土壤有机质含量的影响
农作物秸秆中含有丰富的纤维素、木质素等富碳物质，是形成土壤有机质的主要来源。为明确水稻秸秆还田后对土壤有机质含量变化的影响，分别选取2014年和2015年各试验地晚稻收割后土壤有机质含量进行分析，结果见表3。从表3可以看出，不同试验地土壤有机质含量存在着较大的差异，水稻秸秆还田后，各试验地土壤有机质含量有着不同程度的提高，与空白相比，其差异均能达到显著水平（P<0.09。处理3与处理2相比，土壤有机质含量也有所提高，但差异达不到显著水平。这表明秸秆还田能显著提高土壤有机质含量，但添加腐熟剂对土壤有机质的提升效果不明显。
选用表3中处理1和处理3所对应的数据进一步比较分析，分析结果见图1。从图1可看出，秸秆还田后有机质相对增量区域差异性较大，相对增量在4.09%～11.55%之间，不同试验区土壤有机质含量相对增量存在着不同程度的差异，秸秆还田延续1年后，除河井村和马东村差异不显著外，其他差异均达到显著水平；秸秆还田延续2年后，除合群村和河井村差异不显著外，其他差异均达到显著水平。秸秆还田延续2年（2015年）后，土壤有机质含量平均增加2.31 g/kg，平均增幅为9.00%，其中，第1年（2014年）平均增加1.59 g/kg，平均增幅为6.32%，其增加量占总增量的68.83%。这表明秸秆还田对土壤有机质含量提升效果与秸秆还田的持续时间有着密切的关系，其提升效果主要体现在秸秆还田前期，之后随着持续时间的延长，有机质含量虽然有所增加，但增幅明显变小。
此外，秸秆还田后，有机质含量原本较低的土壤，其有机质含量有着较大幅度的提升，部分差异达到显著水平。这表明对于有机质含量偏低的土壤，秸秆持续还田，不失为提升其有机质含量的一项有效措施。
2.2秸秆还田对土壤养分含量的影响
秸秆是土壤改良物质，并具有作物所需的N、P、K和微量养分元素。表4为2015年晚稻收割后，各试验地处理3对应的土壤养分变化情况。从表4可以看出，秸秆还田2年后，各试验点土壤全氮、速效磷和速效钾含量都有着不同程度的增加，其相对增量均存在着差异。相比对照，秸秆还田2年后，全氮平均增加0.06 g/kg，平均增幅3.42%（2.27%～5.56%），其中以桂水村增幅最大，其次是合群村、河井村以及马东村；速效磷平均增加1.41 mg/kg，平均增幅4.03% （1.81%～3.45%），以河井村增幅最大，其次是塘面村、合群村以及马东村；速效钾平均增加3.44 mg/kg，平均增幅5.41% （2.33%～8.42%）。在养分变化中，以速效钾含量的平均增幅最大，且随着地区的不同，变异也较大，其次是速效磷含量，由此可见，在土壤普遍缺钾和磷的情况下，水稻秸秆还田是补充土壤钾素和磷素的一项重要举措。
2.3秸秆还田对水稻产量的影响
作物产量是评价农田措施最具说服力的综合指标。从表5可以看出，秸秆还田的各处理水稻产量都有不同程度的提高，其中，处理2和处理3水稻产量均明显高于处理1，差异都达到显著水平；处理3水稻产量也高于处理2，但是差异未达到显著水平。表明秸秆还田能显著提高水稻产量，添加腐熟剂对水稻增产作用不大。
以各试验地处理3对应的产量数量进一步分析得图2。从图2可以看出，秸秆还田对水稻的增产效果，因区域的不同而存在较大差异，增产率为2.31%～6.77%，区域差异较大，以桂水村和合群村的水稻增产效果最为明显，其次是河井村，其中秸秆还田1年后桂水村和合群村水稻的增产率分别为6.32%和5.16%，与其他3个试验点相比差异达到显著水平。从整体来看，秸秆还田第1年和第2年分别平均增产5.02%和6.84%，实际分别增产336kg/hm2和474 kg/hm2，由此可见，秸秆还田第1年增产效应最为明显，随秸秆还田年限的持续而增幅减缓。
3结论与讨论
3.1秸秆还田能显著提高土壤有机质含量
从整体来看，秸秆还田持续2年后，有机质含量平均增加2.31 g/kg，平均增幅为9.00%。大多数研究表明，秸秆直接还田是培肥土壤的重要方式，长期施用秸秆土壤有机质提升效果更为明显，其原因是，秸秆还田后，秸秆周围会有大量的微生物进行繁殖，形成土壤微生物活动层微生物活动产生了水解酶和氧化还原酶，秸秆在水解酶的矿质化作用下，分解产生了大量小分子物质和阴阳离子，这些小分子物质及阴阳离子在氧化还原酶的作用下合成高稳定性腐殖质类物，从而增加土壤有机质含量。
3.2秸秆还田能有效提高土壤有效养分含量
秸秆还田并参与土壤生态系统的物质循环和能量循环是保持土壤自然肥力的重要因素㈣。秸秆还田2年后，各试验地土壤全氮、速效磷、速效钾和缓效钾含量都有着不同程度的增加，其中，全氮平均增加0.06 g/kg，速效磷平均增加1.41 mg/kg，速效钾平均增加3.44 mg/kg，缓效钾平均增加1.69mg/kg。其原因是秸秆还田不仅可补充土壤养分的不足，更重要的是为微生物与酶类提供能源与基质，促进微生物生，对提高氮素活性、溶磷和供钾起着决定性作用。提升程度可能也与土壤质地、气候因素、耕作管理、秸秆类型、还田量等多种因素有关。
此外，秸秆还田对土壤速效钾含量的提高效果最为明显。这可能与还田秸秆类型有关，禾本科作物秸秆，特别是稻杆，含钾量较高，且为速效养分，还田后能显著提高土壤有效钾含量。
3.3秸秆还田能显著提高水稻产量
秸秆还田可以提高作物产量已有相关报道。本次试验结果表明，秸秆还田对水稻的增产效果，因区域的不同而存在较大差异，增产率为2.31%～6.77%，区域差异较大，其中，秸秆还田第1年和第2年分别平均增产5.02%（336 kg/hm）和6.84%（474 kg/hm）。这可能与供试土壤肥力状况有着直接的关系。处于桂水村和合群村的试验点水稻增产效果最为明显，但其土壤有机质以及有效态N、P、K含量均偏低，通过秸秆还田，有效地提高了土壤中有机质以及有效态N、P、K含量，较大程度地改善了土壤理化性状，从而大大提升了水稻增产效果。因此，对于土壤肥力较低的土壤，秸秆还田是一项有效的培肥增产措施。
关键词：秸秆还田
酸性水稻土土肥培肥增产效应
农作物秸秆是农田土壤有机质的重要来源，农作物秸秆中含有农作物生长需要的氮、磷、钾、镁和钙等营养元素，可以作为农业生产中重要的肥料资源。秸秆还田作为全球有机农业的重要环节，主要通过增加土壤有机质和提高氮肥利用率来改善农田生产环境，在维持农田土壤肥力、减少化肥使用、提高农业生产能力等方面具有积极作用，同时也能减少氮素淋洗损失，改善土壤结构板结和连作障碍等现象。据相关数据显示，目前我国年产各类农作物秸秆约7亿t，其肥量相当于350多万t氮肥、800多万t钾肥、80多万t磷肥，但我国秸秆还田率不足50%，大量秸秆仍被直接露天焚烧或废弃在农田后任其自然腐烂，这不仅造成资源浪费和环境污染，而且对土壤生态系统也会造成不利影响。贺州市秸秆资源也较为丰富，平均年产各类农作物秸秆约98.1万t，如果能得到有效利用，将是一笔可观的生物肥力资源。因此，我们通过实施《贺州市农作物秸秆综合利用技术示范与推广》项目，开展秸秆还田小区试验，探索稻草秸秆还田对贺州酸性水稻土培肥及水稻增产的影响，为合理利用秸秆资源和有效培肥地力提供科学依据和建议。
1材料与方法
1.1供试品种
选用当地种植面积较广的水稻常规品种。
1.2供试土壤
2014年至2015年，分别在贺州市八步区莲塘镇桂水村、钟山县燕塘镇合群村、昭平县五将镇河井村、平桂管理区沙田镇马东村和鹅塘镇塘面村等5处进行水稻秸秆还田小区定位试验。各试验地土壤的基本农化性状见表1。
1.3试验设计
选择田面平整、肥力均匀、排灌方便、种植水平与当地生产水平相当的代表性田块。试验设置3个处理（见表2），3次重复，采用随机区组排列，各试验小区面积30 m2，小区之间筑田埂并用薄膜包裹相隔。在每个试验地在水稻收割时进行连续产量调查和土样采集（0～20 cm）。
1.4测定项目及方法
pH值：pH酸度计电位法（水：土=2.5：1）；有机质：重铬酸钾容量法；全氮：半微量开氏蒸馏法；速效磷：0.5 mol/LNaCO3浸提，钼锑抗比色法；速效钾：1 mol/LNH40AC浸提30min，火焰光度法；缓效钾：1mol/L消煮10 min，火焰光度法。
1.5数据计算及统计
使用Excel 2003进行数据计算、统计、绘图，使用SPSS13.0 for Windows软件进行统计分析，并进行显著性检验。
2结果与分析
2.1秸秆还田对土壤有机质含量的影响
农作物秸秆中含有丰富的纤维素、木质素等富碳物质，是形成土壤有机质的主要来源。为明确水稻秸秆还田后对土壤有机质含量变化的影响，分别选取2014年和2015年各试验地晚稻收割后土壤有机质含量进行分析，结果见表3。从表3可以看出，不同试验地土壤有机质含量存在着较大的差异，水稻秸秆还田后，各试验地土壤有机质含量有着不同程度的提高，与空白相比，其差异均能达到显著水平（P<0.09。处理3与处理2相比，土壤有机质含量也有所提高，但差异达不到显著水平。这表明秸秆还田能显著提高土壤有机质含量，但添加腐熟剂对土壤有机质的提升效果不明显。
选用表3中处理1和处理3所对应的数据进一步比较分析，分析结果见图1。从图1可看出，秸秆还田后有机质相对增量区域差异性较大，相对增量在4.09%～11.55%之间，不同试验区土壤有机质含量相对增量存在着不同程度的差异，秸秆还田延续1年后，除河井村和马东村差异不显著外，其他差异均达到显著水平；秸秆还田延续2年后，除合群村和河井村差异不显著外，其他差异均达到显著水平。秸秆还田延续2年（2015年）后，土壤有机质含量平均增加2.31 g/kg，平均增幅为9.00%，其中，第1年（2014年）平均增加1.59 g/kg，平均增幅为6.32%，其增加量占总增量的68.83%。这表明秸秆还田对土壤有机质含量提升效果与秸秆还田的持续时间有着密切的关系，其提升效果主要体现在秸秆还田前期，之后随着持续时间的延长，有机质含量虽然有所增加，但增幅明显变小。
此外，秸秆还田后，有机质含量原本较低的土壤，其有机质含量有着较大幅度的提升，部分差异达到显著水平。这表明对于有机质含量偏低的土壤，秸秆持续还田，不失为提升其有机质含量的一项有效措施。
2.2秸秆还田对土壤养分含量的影响
秸秆是土壤改良物质，并具有作物所需的N、P、K和微量养分元素。表4为2015年晚稻收割后，各试验地处理3对应的土壤养分变化情况。从表4可以看出，秸秆还田2年后，各试验点土壤全氮、速效磷和速效钾含量都有着不同程度的增加，其相对增量均存在着差异。相比对照，秸秆还田2年后，全氮平均增加0.06 g/kg，平均增幅3.42%（2.27%～5.56%），其中以桂水村增幅最大，其次是合群村、河井村以及马东村；速效磷平均增加1.41 mg/kg，平均增幅4.03% （1.81%～3.45%），以河井村增幅最大，其次是塘面村、合群村以及马东村；速效钾平均增加3.44 mg/kg，平均增幅5.41% （2.33%～8.42%）。在养分变化中，以速效钾含量的平均增幅最大，且随着地区的不同，变异也较大，其次是速效磷含量，由此可见，在土壤普遍缺钾和磷的情况下，水稻秸秆还田是补充土壤钾素和磷素的一项重要举措。
2.3秸秆还田对水稻产量的影响
作物产量是评价农田措施最具说服力的综合指标。从表5可以看出，秸秆还田的各处理水稻产量都有不同程度的提高，其中，处理2和处理3水稻产量均明显高于处理1，差异都达到显著水平；处理3水稻产量也高于处理2，但是差异未达到显著水平。表明秸秆还田能显著提高水稻产量，添加腐熟剂对水稻增产作用不大。
以各试验地处理3对应的产量数量进一步分析得图2。从图2可以看出，秸秆还田对水稻的增产效果，因区域的不同而存在较大差异，增产率为2.31%～6.77%，区域差异较大，以桂水村和合群村的水稻增产效果最为明显，其次是河井村，其中秸秆还田1年后桂水村和合群村水稻的增产率分别为6.32%和5.16%，与其他3个试验点相比差异达到显著水平。从整体来看，秸秆还田第1年和第2年分别平均增产5.02%和6.84%，实际分别增产336kg/hm2和474 kg/hm2，由此可见，秸秆还田第1年增产效应最为明显，随秸秆还田年限的持续而增幅减缓。
3结论与讨论
3.1秸秆还田能显著提高土壤有机质含量
从整体来看，秸秆还田持续2年后，有机质含量平均增加2.31 g/kg，平均增幅为9.00%。大多数研究表明，秸秆直接还田是培肥土壤的重要方式，长期施用秸秆土壤有机质提升效果更为明显，其原因是，秸秆还田后，秸秆周围会有大量的微生物进行繁殖，形成土壤微生物活动层微生物活动产生了水解酶和氧化还原酶，秸秆在水解酶的矿质化作用下，分解产生了大量小分子物质和阴阳离子，这些小分子物质及阴阳离子在氧化还原酶的作用下合成高稳定性腐殖质类物，从而增加土壤有机质含量。
3.2秸秆还田能有效提高土壤有效养分含量
秸秆还田并参与土壤生态系统的物质循环和能量循环是保持土壤自然肥力的重要因素㈣。秸秆还田2年后，各试验地土壤全氮、速效磷、速效钾和缓效钾含量都有着不同程度的增加，其中，全氮平均增加0.06 g/kg，速效磷平均增加1.41 mg/kg，速效钾平均增加3.44 mg/kg，缓效钾平均增加1.69mg/kg。其原因是秸秆还田不仅可补充土壤养分的不足，更重要的是为微生物与酶类提供能源与基质，促进微生物生，对提高氮素活性、溶磷和供钾起着决定性作用。提升程度可能也与土壤质地、气候因素、耕作管理、秸秆类型、还田量等多种因素有关。
此外，秸秆还田对土壤速效钾含量的提高效果最为明显。这可能与还田秸秆类型有关，禾本科作物秸秆，特别是稻杆，含钾量较高，且为速效养分，还田后能显著提高土壤有效钾含量。
3.3秸秆还田能显著提高水稻产量
秸秆还田可以提高作物产量已有相关报道。本次试验结果表明，秸秆还田对水稻的增产效果，因区域的不同而存在较大差异，增产率为2.31%～6.77%，区域差异较大，其中，秸秆还田第1年和第2年分别平均增产5.02%（336 kg/hm）和6.84%（474 kg/hm）。这可能与供试土壤肥力状况有着直接的关系。处于桂水村和合群村的试验点水稻增产效果最为明显，但其土壤有机质以及有效态N、P、K含量均偏低，通过秸秆还田，有效地提高了土壤中有机质以及有效态N、P、K含量，较大程度地改善了土壤理化性状，从而大大提升了水稻增产效果。因此，对于土壤肥力较低的土壤，秸秆还田是一项有效的培肥增产措施。