趙 理,盧緒奎,王新娟,史春余

(1.山東省臨沂市農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣站,山東 臨沂 276000;2.山東省臨沂市農(nóng)業(yè)質(zhì)量檢測(cè)中心,山東 臨沂 276000;

3.山東省臨沂市農(nóng)業(yè)科學(xué)院,山東 臨沂 276012;4.山東農(nóng)業(yè)大學(xué),山東 泰安 271018)

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沼液與秸稈配施在水稻有機(jī)栽培中的應(yīng)用研究

趙 理1,盧緒奎2,王新娟3,史春余4*

(1.山東省臨沂市農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣站,山東 臨沂 276000;2.山東省臨沂市農(nóng)業(yè)質(zhì)量檢測(cè)中心,山東 臨沂 276000;

3.山東省臨沂市農(nóng)業(yè)科學(xué)院,山東 臨沂 276012;4.山東農(nóng)業(yè)大學(xué),山東 泰安 271018)

摘要：以日本優(yōu)質(zhì)粳稻‘越光’(Koshihikari)為材料,通過田間小區(qū)試驗(yàn)和生產(chǎn)對(duì)比試驗(yàn)，進(jìn)行了沼液與秸稈配施在水稻有機(jī)栽培中的應(yīng)用研究。試驗(yàn)結(jié)果表明:在總施N量相同的條件下，處理T1(基肥為豬糞+沼液，追肥為沼液)的水稻產(chǎn)量最高,比CK2(常規(guī)施肥,基肥為豬糞，追肥為餅肥)增產(chǎn)14.7%～20.6%;處理T3(基肥為豬糞+麥秸+沼液，追肥為沼液)的水稻產(chǎn)量次之；處理T3的麥秸腐解最快,在插秧后30 d內(nèi)的腐解進(jìn)程比處理T2(基肥為豬糞+麥秸，追肥為餅肥)快6 d左右;處理T3的除草效果最好,相對(duì)除草率達(dá)87.2%～91.8%。因此，在水稻有機(jī)栽培、秸稈還田條件下,施用沼液能加快秸稈腐解進(jìn)程，有效補(bǔ)充水稻前期生長(zhǎng)N素供應(yīng)的不足,并對(duì)病蟲草害具有一定的防控效果，從而可以提高水稻單產(chǎn)。

關(guān)鍵詞：水稻;有機(jī)栽培;沼液;秸稈還田;生長(zhǎng)發(fā)育;病蟲草害;產(chǎn)量

0引言

我國(guó)是沼氣大國(guó),截至2011年,全國(guó)戶用沼氣池已有3850萬(wàn)戶,大中型沼氣工程已有73032處[1],每年沼液排放量高達(dá)1.3億t[2],大部分被直接排入到水塘、河道等水域。我國(guó)每年有近6億t秸稈,而被利用的不足0.2億t,約97%的秸稈被焚燒、堆積和遺棄[3]。豐富的沼液和秸稈資源,為水稻有機(jī)生產(chǎn)提供了大量的有機(jī)肥料。

1材料與方法

1.1試驗(yàn)時(shí)間、地點(diǎn)及試驗(yàn)地概況

田間試驗(yàn)于2012、2013年在臨沂同德有機(jī)農(nóng)業(yè)有限公司基地(臨沂市河?xùn)|區(qū)鄭旺鎮(zhèn))進(jìn)行。試驗(yàn)田地勢(shì)平坦,進(jìn)行過多年有機(jī)稻麥輪作,土壤肥力中等,灌溉條件良好。土壤有機(jī)質(zhì)含量11.3 g/kg,堿解氮53.1 mg/kg,速效磷35.5 mg/kg,速效鉀62.0 mg/kg。年降水量700 mm左右,年平均氣溫13 ℃,無霜期200 d左右。

1.2供試材料

以日本優(yōu)質(zhì)粳稻‘越光’(Koshihikari)為試驗(yàn)品種,以豬糞、沼液、餅肥、小麥秸稈為有機(jī)肥料,進(jìn)行田間有機(jī)栽培試驗(yàn)。小麥秸稈(風(fēng)干)含N量為4.97 g/kg,豬糞(風(fēng)干)含N量為22.97 g/kg,沼液(以人畜糞尿、秸稈為主要發(fā)酵底物的沼液)含N量為3.71 g/kg;餅肥(豆餅腐熟后用機(jī)械制成顆粒)含N量為71.40 g/kg。

1.3試驗(yàn)設(shè)計(jì)

2012年進(jìn)行田間小區(qū)試驗(yàn),采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)方法,設(shè)5個(gè)處理,3次重復(fù),小區(qū)面積20 m2(5 m×4 m),四周設(shè)保護(hù)行。小區(qū)灌排設(shè)計(jì)成“非”字形,各小區(qū)單灌單排,互不串灌。小區(qū)間做土埂,埂寬30 cm,高20 cm；用黑色地膜覆蓋土埂,在覆蓋時(shí)將土埂兩邊的地膜邊緣深埋20 cm左右,防止各小區(qū)間肥、水互滲或流失,并防止雜草生長(zhǎng)。試驗(yàn)除CK1不施肥(空白)外,其它各處理施N總量相同,均為300 kg/hm2；以CK2(常規(guī)施肥)作對(duì)照。水稻基肥N量占總施N量的70%，穗肥N量占30%。基肥施入方法:將豬糞(風(fēng)干后)和麥秸(切成長(zhǎng)5 cm左右的碎段)在耕翻時(shí)一起全層施入,沼液在水整地完成后隨水灌施或潑灑。穗肥施入方法:將餅肥撒施,沼液隨水灌施或潑灑。各處理的施肥設(shè)計(jì)詳見表1。

2013年在2012年田間小區(qū)試驗(yàn)的基礎(chǔ)上進(jìn)行生產(chǎn)對(duì)比試驗(yàn),試驗(yàn)共設(shè)3個(gè)處理,分別為CK2、T1、T3,不設(shè)重復(fù),各處理的施肥種類、數(shù)量和方法與2012年相同。試驗(yàn)大區(qū)長(zhǎng)41.7 m,寬8.0 m,面積333.6 m2,南北向,各試驗(yàn)區(qū)按東西向順序排列。

表12012年各處理施肥量設(shè)計(jì)

kg/hm2

1.4試驗(yàn)栽培管理概況

2012年田間小區(qū)試驗(yàn),于5月17日進(jìn)行旱育秧,播種量37.5 g/m2,秧齡42 d,秧苗平均6.6葉。在本田做好小區(qū)后,先將稱量好的豬糞(風(fēng)干)和麥秸(風(fēng)干后切成長(zhǎng)5 cm左右的碎段)撒到對(duì)應(yīng)的試驗(yàn)小區(qū)內(nèi),深翻20 cm與土壤混合(空白區(qū)同樣深翻),曬茬2～3 d后灌水,然后水整耱平,并將稱量好的沼液潑灑施入對(duì)應(yīng)小區(qū),待泥漿沉實(shí)后插秧。本田于6月28日移栽,行距為25 cm，墩距為14 cm,平均每墩苗數(shù)4株。在本田生長(zhǎng)期內(nèi),不進(jìn)行病蟲草害防治；穗肥于7月30日施入,撒施餅肥,潑灑施入沼液；其他管理與常規(guī)有機(jī)栽培相同。在9月25日前后成熟時(shí)取樣,9月28日收獲。

2013年生產(chǎn)對(duì)比試驗(yàn),于5月12日進(jìn)行旱育秧,播種量37.5 g/m2,5月22日出苗,秧齡45 d,秧苗平均7.1葉。在本田做好大區(qū)后,先將稱量好的豬糞和麥秸撒到對(duì)應(yīng)的試驗(yàn)小區(qū)內(nèi),機(jī)械耕翻20 cm與土壤混合,曬茬2～3 d后灌水,并將稱量好的沼液隨水灌入對(duì)應(yīng)大區(qū)(當(dāng)灌水面積達(dá)到試驗(yàn)小區(qū)的4/5左右時(shí),用沼液泵將沼液從入水口處隨水流灌入),然后水耙耱平整,待泥漿沉實(shí)后插秧。本田于6月26日移栽,行距為25 cm，墩距為14 cm,每公頃栽插28.57萬(wàn)墩,平均每墩苗數(shù)為4苗,每公頃基本苗為114.3萬(wàn)株。在本田生長(zhǎng)期內(nèi),不進(jìn)行病蟲草害防治,穗肥于7月28日施入,撒施餅肥,隨水灌入沼液；其他管理與常規(guī)有機(jī)栽培相同。在9月24日前后成熟時(shí)取樣,9月27日收獲。

1.5測(cè)定項(xiàng)目及測(cè)定方法

在插秧后每小區(qū)選定10墩作為調(diào)查樣本，每隔5 d調(diào)查1次株高(指從地面到最高葉尖處的垂直高度,即冠層高度),一直調(diào)查到成熟。在插秧后，每隔5 d調(diào)查1次分蘗數(shù)(參照戶刈義次等的作物試驗(yàn)法[7]),一直調(diào)查到抽穗。分別在插秧后10、20、30 d調(diào)查麥秸腐解程度(在秸稈還田處理的各小區(qū)內(nèi)選擇1個(gè)點(diǎn),用取樣鏟取出長(zhǎng)15 cm、寬15 cm、深20 cm的立方體泥土,裝入尼龍網(wǎng)袋內(nèi),用清水洗掉泥土,感官測(cè)定秸稈的顏色、氣味和腐爛度。將顏色由淺到深依次分為黃褐、褐、深褐、黑褐、黑;將氣味由輕到重依次分為微腐味、霉腐味、腐爛味;將腐爛度由輕到重依次分為較軟、軟、很軟、微腐、腐爛)。在插秧后30 d，在各小區(qū)內(nèi)以對(duì)角線的方式選3個(gè)點(diǎn)，調(diào)查雜草株數(shù),每點(diǎn)調(diào)查面積為0.5 m2(1 m×0.5 m),然后計(jì)算平均值;在乳熟后期調(diào)查稻飛虱蟲口密度、二化螟危害株率、紋枯病和穗頸稻瘟病的發(fā)病率(根據(jù)《稻飛虱測(cè)報(bào)調(diào)查規(guī)范》GB/T 15794─2009調(diào)查各小區(qū)的稻飛虱蟲口密度。每小區(qū)選30墩,調(diào)查二化螟危害株率、紋枯病發(fā)病株率、穗頸稻瘟病發(fā)病株率)。在抽穗后30 d，調(diào)查倒伏率(將莖稈與地面夾角小于30o的視為完全倒伏,倒伏面積按100%計(jì)算；夾角在30°～60°之間的視為半倒伏,倒伏面積按50%計(jì)算；夾角在60°～90°之間的視為未倒伏,倒伏面積按0%計(jì)算)。在成熟期，將各小區(qū)的10墩調(diào)查樣本拔出,除去根系泥土,測(cè)量其莖稈基部一、二節(jié)間長(zhǎng)度,并進(jìn)行考種測(cè)產(chǎn);每小區(qū)單收、單打、單計(jì)產(chǎn)量。

1.6統(tǒng)計(jì)分析

對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)用Microsoft Excel 2003和DPSv 7.05數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析、作圖。

2結(jié)果與分析

2.1不同處理對(duì)水稻生長(zhǎng)的影響

從圖1和圖2可以看出,各處理成熟時(shí)株高、單位面積最高群體數(shù)量和成穗數(shù)量均表現(xiàn)為T1>T3>CK2>T2>CK1。不同處理水稻的分蘗高峰出現(xiàn)時(shí)間不一致,分蘗高峰出現(xiàn)較早的是T1和CK1,大約在7月24日;分蘗高峰出現(xiàn)較晚的是T2和T3,大約在7月28日;分蘗高峰出現(xiàn)在中間的是CK2,大約在7月26日。比較T1和CK2發(fā)現(xiàn),施沼液的T1長(zhǎng)勢(shì)明顯好于不施沼液的CK2,說明沼液是速效肥料,能有效促進(jìn)水稻生長(zhǎng);比較T2和CK2發(fā)現(xiàn),秸稈還田的T2長(zhǎng)勢(shì)明顯差于秸稈不還田的CK2,說明秸稈還田對(duì)水稻前期生長(zhǎng)有較強(qiáng)的抑制作用;比較T3和T2發(fā)現(xiàn),秸稈還田并施用沼液的T3長(zhǎng)勢(shì)明顯好于不施沼液的T2,說明配施沼液能有效緩解秸稈還田水稻前期生長(zhǎng)N素供應(yīng)不足的矛盾。

總之,施用沼液對(duì)水稻生長(zhǎng)有促進(jìn)作用;秸稈還田對(duì)水稻前期生長(zhǎng)有抑制作用;沼液與秸稈配施能協(xié)調(diào)N素養(yǎng)分的供應(yīng),合理調(diào)控水稻生長(zhǎng)。秸稈還田會(huì)引起水稻前期生長(zhǎng)N素供應(yīng)相對(duì)不足,導(dǎo)致返青分蘗慢、苗黃苗弱、長(zhǎng)勢(shì)差。沼液中所含的N素養(yǎng)分主要是速效N,能被作物快速吸收利用,因此,秸稈還田配施沼液能補(bǔ)充水稻前期生長(zhǎng)N素供應(yīng)的不足。沼液作為穗肥追施能實(shí)現(xiàn)N素養(yǎng)分對(duì)水稻需求的同步供應(yīng),及時(shí)調(diào)控水稻生長(zhǎng);餅肥作穗肥必須提前追施,由于難以準(zhǔn)確把握水稻生長(zhǎng)發(fā)育進(jìn)程和施肥時(shí)間,很容易造成N素養(yǎng)分的異步供應(yīng),達(dá)不到即時(shí)調(diào)控水稻生長(zhǎng)的目的。

圖1　2012年不同處理水稻的株高動(dòng)態(tài)

圖2　2012年不同處理水稻的分蘗動(dòng)態(tài)

2.2施用沼液對(duì)小麥秸稈腐解進(jìn)程的影響

由表2可知，T3的秸稈腐解進(jìn)程大約比T2快6 d。T3的秸稈在插秧后第10天已經(jīng)變成黃褐色、松軟狀,并有霉腐味；在插秧后第20天已經(jīng)變成黑褐色、微腐狀,并有腐爛味；在插秧后第30天已經(jīng)變成黑色、腐爛狀,并有腐爛味。

總之,施用沼液能明顯加快秸稈腐解和養(yǎng)分釋放速度。這與沼液具有的生化特性有關(guān),沼液所含的多種復(fù)雜微生物、水解酶、有機(jī)酸等可以促進(jìn)秸稈腐解和養(yǎng)分釋放,并補(bǔ)充水稻生長(zhǎng)和微生物活動(dòng)所需要的N素養(yǎng)分。這一結(jié)果與筆者在使用沼液進(jìn)行秸稈堆肥發(fā)酵試驗(yàn)時(shí)所取得的結(jié)果相似,也與趙洪顏等[8]沼液堆肥試驗(yàn)的結(jié)果相似。

2.3不同處理對(duì)水稻基部節(jié)間長(zhǎng)度的影響

由表3可以得知,5個(gè)處理的水稻基部1、2節(jié)間長(zhǎng)度之和表現(xiàn)為CK1< T2< CK2< T3

施用沼液作為穗肥(拔節(jié)肥)要比餅肥更能快速地調(diào)節(jié)水稻的生長(zhǎng)發(fā)育,因此也就比餅肥更容易調(diào)節(jié)其基部節(jié)間長(zhǎng)度；對(duì)于沼液來說比較容易把握施用的時(shí)間和數(shù)量,而對(duì)于餅肥來說則比較困難,這主要與肥效的快慢有關(guān)。使水稻基部節(jié)間縮短,是防止倒伏、提高單產(chǎn)的關(guān)鍵,特別是對(duì)越光等易倒伏品種的高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)栽培具有重要意義。如果水稻基部節(jié)間太長(zhǎng)、植株過高,就很容易引起倒伏而減產(chǎn)；但是如果植株過于矮小、生長(zhǎng)量不足,則也會(huì)嚴(yán)重影響產(chǎn)量?？傊?施用沼液能使水稻基部節(jié)間加長(zhǎng);秸稈還田能使水稻基部節(jié)間縮短;沼液與秸稈配施,兩者互作,使水稻基部節(jié)間長(zhǎng)度與CK2的接近。因此,通過不同類型有機(jī)肥的配施,能有效調(diào)節(jié)水稻基部節(jié)間長(zhǎng)度和株高,改善植株空間結(jié)構(gòu),增強(qiáng)抗倒伏能力。

表2　2012年施用沼液后小麥秸稈的腐解進(jìn)程

注：表中10、20、30 d指插秧后的天數(shù)。

表3　不同處理的水稻基部節(jié)間長(zhǎng)度

注:同列數(shù)據(jù)后大、小寫英文字母不同,分別表示在0.01和0.05水平上差異顯著。下同。

2.4不同處理對(duì)水稻病蟲害的防控效果

通過表4可以看出,二化螟的危害株率與稻飛虱的發(fā)生密度呈相同趨勢(shì),兩者均表現(xiàn)為T3

總之,秸稈還田并施用沼液對(duì)水稻病蟲害的防控效果最好;單施沼液或單施秸稈對(duì)水稻病蟲害都有一定的防控效果，但單施沼液的防控效果優(yōu)于單施秸稈的。

2.5不同處理對(duì)稻田雜草的防除效果

從表5可以看出,2012年隨機(jī)區(qū)組試驗(yàn)不同處理的除草效果依次為T3>T1>T2>CK2>CK1,各處理之間差異均達(dá)極顯著水平。除草效果最好的是T3,相對(duì)于CK1的除草率達(dá)91.8%,相對(duì)于CK2的除草率達(dá)90.9%;其次是T1,相對(duì)于CK1的除草率為64.4%,相對(duì)于CK2的除草率為60.7%;第三是T2,相對(duì)于CK1的除草率為46.2%,相對(duì)于CK2的除草率為40.5%。2013年生產(chǎn)對(duì)比試驗(yàn)取得的結(jié)果與2012年田間小區(qū)試驗(yàn)的結(jié)果基本一致,除草效果最好的仍然是T3,相對(duì)于CK2的除草率達(dá)87.2%；其次仍是T1,相對(duì)于CK2的除草率為56.7%。

總之,沼液與秸稈配施的除草效果最好;單施沼液和單施秸稈都具有一定的除草效果,但單施沼液的除草效果優(yōu)于單施秸稈的。

表4　不同處理對(duì)水稻病蟲害的防控效果(2012年)

表5　不同處理對(duì)稻田雜草的防除效果

2.6不同處理對(duì)水稻產(chǎn)量性狀的影響

由表6可知,在2012年田間小區(qū)試驗(yàn)中,產(chǎn)量最高的是T1,為7807.3 kg/hm2,比CK1和CK2分別增產(chǎn)62.9%和14.7%,與兩個(gè)對(duì)照之間差異均達(dá)極顯著水平;其次是T3,為7245.7 kg/hm2,比CK1和CK2分別增產(chǎn)51.2%和6.5%,與兩個(gè)對(duì)照之間差異均達(dá)極顯著水平。2013年生產(chǎn)對(duì)比試驗(yàn)的結(jié)果與2012年呈相同趨勢(shì),產(chǎn)量最高的仍然是T1,為6218.7 kg/hm2,比CK2增產(chǎn)20.6%;其次是T3,為5538.9 kg/hm2,比CK2增產(chǎn)7.4%。

從表6還可以看出,水稻單位面積成穗數(shù)表現(xiàn)為T1>T3>CK2>T2>CK1,各處理之間差異均達(dá)極顯著水平;穗實(shí)粒數(shù)表現(xiàn)為T1>T3>CK2>T2>CK1,T1與CK1、CK2之間差異均達(dá)極顯著水平,T3與CK1之間差異極顯著，但與CK2之間差異不顯著;從千粒重來看,除不施肥的CK1千粒重較小之外,其它4個(gè)處理之間差異均不顯著。相關(guān)分析結(jié)果表明,單位面積成穗數(shù)和產(chǎn)量之間的相關(guān)系數(shù)為0.996671,穗實(shí)粒數(shù)和產(chǎn)量之間的相關(guān)系數(shù)為0.959144,千粒重和產(chǎn)量之間的相關(guān)系數(shù)為0.744415,因此決定產(chǎn)量高低的關(guān)鍵因素是單位面積穗數(shù),其次是穗實(shí)粒數(shù)。

總之,施用沼液能使單位面積穗數(shù)和穗粒數(shù)增加,從而增產(chǎn);秸稈還田但不施沼液會(huì)導(dǎo)致單位面積穗數(shù)和穗粒數(shù)減少,從而減產(chǎn);秸稈還田且配施沼液能使單位面積穗數(shù)和穗粒數(shù)增加,從而增產(chǎn);施用不同的有機(jī)肥對(duì)千粒重的影響不大。

表6　不同處理對(duì)水稻產(chǎn)量性狀的影響

3討論

3.1關(guān)于秸稈還田配施沼液的增產(chǎn)原因

沼液是沼氣發(fā)酵后的產(chǎn)物[9],是一種復(fù)雜的有機(jī)、無機(jī)營(yíng)養(yǎng)和微生物及其代謝產(chǎn)物的混合體[10],具有營(yíng)養(yǎng)、速效、養(yǎng)分利用率高、抑菌、刺激、抗逆等特點(diǎn)和功效[9,11]。據(jù)有關(guān)研究結(jié)果,沼液中不僅含有豐富的N、P、K等大量營(yíng)養(yǎng)元素和Ca、Cu、Fe、Zn、Mn等中、微量營(yíng)養(yǎng)元素[12],還含有大量的氨基酸、B族維生素、各種水解酶、某些植物激素以及對(duì)病蟲害有抑制作用的物質(zhì)或因子[13-14],是一種具有生物肥料和生物農(nóng)藥雙重功效的優(yōu)質(zhì)有機(jī)液體肥料,施用沼液能改善土壤理化性狀,提高土壤肥力,促進(jìn)土壤生態(tài)環(huán)境良性循環(huán)[15-17],提高作物產(chǎn)量和品質(zhì),并具有防病、抗逆作用[1,18]。如:葉志誠(chéng)[19]的試驗(yàn)結(jié)果表明,沼液浸種能提高水稻產(chǎn)量;左辛[20]的試驗(yàn)結(jié)果表明,沼液浸種能有效抑制水稻惡苗病的發(fā)生和危害;李禮安[21]研究證明,分次噴施沼液能提高秧苗素質(zhì);楊志等[10]的研究結(jié)果表明,將沼液隨水灌溉,可以使水稻緩苗期縮短，分蘗期提早，有效分蘗率提高，抗病性增強(qiáng);唐微等[22]的研究結(jié)果表明,施用沼液不但增產(chǎn),而且能提升稻米營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)。本試驗(yàn)充分利用了沼液所具有的多重功效和生物特性,把沼液施用和秸稈還田有機(jī)結(jié)合起來,通過兩者效應(yīng)互作,創(chuàng)造出適于水稻生長(zhǎng)發(fā)育的肥效,有效解決了有機(jī)栽培特別是秸稈還田條件下水稻前期生長(zhǎng)N素供應(yīng)不足的矛盾,合理調(diào)控了水稻生長(zhǎng),確保了中后期生長(zhǎng)穩(wěn)健,建立了適宜的群體數(shù)量和空間分布結(jié)構(gòu),從而提高了單產(chǎn)。雖然在非秸稈還田條件下施用沼液的水稻產(chǎn)量比秸稈還田配施沼液的產(chǎn)量高,但筆者認(rèn)為,對(duì)于水稻有機(jī)生產(chǎn)來說,秸稈還田配施沼液更有意義。

3.2關(guān)于秸稈還田配施沼液對(duì)稻田雜草的防控作用

本試驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn),秸稈還田配施沼液對(duì)稻田雜草具有良好的防除效果,可以說這是水稻有機(jī)栽培中又一技術(shù)瓶頸的突破。沼液是有機(jī)物厭氧消化后的產(chǎn)物,沼液中含有大量的厭氧微生物、有機(jī)物，以及氮、磷、鉀、微量元素、小分子有機(jī)酸、維生素等多種物質(zhì)。沼液與秸稈配施,一方面沼液能加速秸稈的厭氧消化,在表泥層發(fā)生強(qiáng)還原反應(yīng),使稻田表泥層和沼水層缺氧,并產(chǎn)生大量的小分子有機(jī)酸和C2H4、H2S、CO2等氣體,從而抑制雜草的發(fā)芽生長(zhǎng);另一方面沼液本身呈黑褐色,再加上秸稈的厭氧發(fā)酵,會(huì)使沼水層變成黑褐色,透光率非常低,使雜草的發(fā)芽生長(zhǎng)受到抑制。臨沂是典型的華北黃淮稻區(qū),在水稻插秧后5 d開始萌發(fā)雜草,插秧后10～15 d發(fā)生第一次出草高峰,以稗草、千金子等禾本科雜草為主;在插秧后25～35 d發(fā)生第二次出草高峰,以鯉腸、鴨舌草、莎草等闊莎草為主。秸稈還田并施用沼液作面肥,可以有效抑制水田第一次出草高峰的雜草發(fā)芽生長(zhǎng);用沼液作穗肥(拔節(jié)肥)進(jìn)行灌施,可以有效抑制水田第二次出草高峰的雜草發(fā)芽生長(zhǎng)。

3.3關(guān)于秸稈還田配施沼液的抗病防蟲機(jī)理

本試驗(yàn)結(jié)果表明秸稈還田配施沼液比單施沼液具有更好的抗病防蟲效果。筆者認(rèn)為,這是沼液促進(jìn)秸稈發(fā)酵產(chǎn)生了更多的沼液成分,其作用機(jī)理與沼液是相同的,只不過是加強(qiáng)了沼液的作用。關(guān)于沼液的抗病防蟲機(jī)理研究有很多,如:尹芳等[23]的研究結(jié)果表明,沼液對(duì)大多數(shù)植物病原真菌有抑制作用;李文濤等[24]從牛糞發(fā)酵沼液中分離出了Rhizopusoryzae(米根霉菌)和Trichodermaharzianum(哈茨木霉),并與立枯絲核菌進(jìn)行對(duì)峙培養(yǎng)試驗(yàn),發(fā)現(xiàn)其對(duì)立枯絲核菌具有較強(qiáng)的抑制作用;陳超等[1]進(jìn)行了沼液中分離的微生物對(duì)4種病原菌的拮抗試驗(yàn),結(jié)果發(fā)現(xiàn)有32株微生物對(duì)不同的病原菌有抑制作用;李正華[25]的研究結(jié)果表明,沼液中的乙酸、丙酸、丁酸、乳酸菌、維生素B、芽孢桿菌、吲哚乙酸、赤霉素以及較高含量的氨、銨鹽和一些抗生素等成分是沼液抗病防蟲的主要因素。

3.4本試驗(yàn)的不足之處

本試驗(yàn)是在有機(jī)栽培條件下,以等N量設(shè)計(jì)為前提,研究了不同有機(jī)肥料配合施用對(duì)水稻生長(zhǎng)發(fā)育、抗倒伏能力以及對(duì)病蟲草害防控的綜合效應(yīng),但沒有考慮不同有機(jī)肥中P、K含量等肥效差異對(duì)試驗(yàn)結(jié)果的影響，這有待于今后進(jìn)一步完善。

4結(jié)論

在有機(jī)栽培條件下,秸稈還田配施沼液能有效補(bǔ)充水稻前期生長(zhǎng)N素供應(yīng)的不足,合理調(diào)控生長(zhǎng),確保中后期生長(zhǎng)穩(wěn)健,建立適宜的群體和空間分布結(jié)構(gòu),從而提高單產(chǎn)。以秸稈不還田但施用沼液的處理T1的水稻產(chǎn)量最高,2012年隨機(jī)區(qū)組試驗(yàn)比CK2增產(chǎn)14.7%,差異極顯著,2013年生產(chǎn)試驗(yàn)比CK2增產(chǎn)20.6%;以秸稈還田配施沼液的處理T3的水稻產(chǎn)量次之,2012年試驗(yàn)比CK2增產(chǎn)6.5%,差異極顯著,2013年試驗(yàn)比CK2增產(chǎn)7.4%。從有機(jī)栽培的角度綜合評(píng)價(jià),推薦秸稈還田配施沼液的施肥模式。

秸稈還田并施用沼液能有效防除稻田雜草,在2012年試驗(yàn)中，相對(duì)于CK1的除草率達(dá)91.8%,相對(duì)于CK2的除草率達(dá)89.6%,差異均達(dá)極顯著水平；在2013年試驗(yàn)中，相對(duì)于CK2的除草率達(dá)87.2%。施用沼液能加快秸稈腐解進(jìn)程,施用沼液的秸稈30 d內(nèi)的腐解進(jìn)程要比不施沼液的提前6 d左右;施用沼液對(duì)病蟲害有一定的防控效果。

本試驗(yàn)從生態(tài)學(xué)的角度出發(fā)，探明了沼液與秸稈等有機(jī)肥配合施用的肥效特點(diǎn)、對(duì)水稻生長(zhǎng)發(fā)育及其產(chǎn)量的影響以及對(duì)病蟲草害的防控效果,為水稻有機(jī)栽培提供了技術(shù)依據(jù)。本研究對(duì)于充分利用當(dāng)?shù)刎S富的沼液和秸稈資源、改善生態(tài)環(huán)境、培肥地力、提高稻米產(chǎn)量和品質(zhì)具有重要意義。

參考文獻(xiàn):

[1] 陳超,徐鳳花,高立洪,等.規(guī)?；託夤こ陶右褐形⑸锏募?xì)菌種群分析與功能初探[J].中國(guó)沼氣,2012,30(6):7-11.

[2] Lu J, Zhu L, Hu G, et al. Integrating animal manure-based bioenergy production with invasive species control: A case study at Tongren Pig Farm in China[J]. Biomass and Bioenergy, 2010, 34(6): 821-827.

[3] 張慶玲.水稻秸稈還田現(xiàn)狀與分析[J].農(nóng)機(jī)化研究,2006(8):223.

[4] 王振忠,李慶康,吳敬民,等.稻麥秸稈全量直接還田技術(shù)對(duì)土壤的培肥效應(yīng)[J].江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué),2004(4):47-49.

[5] 武際,郭熙盛,魯劍巍,等.不同水稻栽培模式下小麥秸稈腐解特征及對(duì)土壤生物學(xué)特性和養(yǎng)分狀況的影響[J].生態(tài)學(xué)報(bào),2013,33(2):565-575.

[6] 丁亨虎,吳家瓊,劉克芝,等.小麥秸稈不同還田量對(duì)中稻生長(zhǎng)發(fā)育及產(chǎn)量的影響[J].現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技,2013(24):233-239.

[7] 戶刈義次,松尾孝岺,畑村又好,等.作物試驗(yàn)法[M].東京:農(nóng)業(yè)技術(shù)協(xié)會(huì),1982:180-193.

[8] 趙洪顏,李杰,劉晶晶,等.沼液堆肥和牛糞堆肥發(fā)酵過程中酶活性及理化指標(biāo)變化的差異[J].中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào),2013,18(2):153-157.

[9] 周孟津.沼氣實(shí)用技術(shù)[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2004.

[10] 楊志,杜小軍.沼液對(duì)水稻生育及產(chǎn)量影響效果的初步研究[J].廣東農(nóng)業(yè)科學(xué),2010(1):58-59.

[11] 農(nóng)業(yè)部環(huán)能司.沼氣技術(shù)手冊(cè)[M].成都:四川科技出版社,1990.

[12] 張無敵,周長(zhǎng)平,劉世清.厭氧消化殘留物對(duì)改良土壤的作用[J].生態(tài)農(nóng)業(yè)研究,1996,4(3):35-37.

[13] 陳斌,張妙仙,單勝道.沼液的生態(tài)處理研究進(jìn)展[J].浙江農(nóng)業(yè)科學(xué),2010,28(4):15-18.

[14] 史一鳴.稻田生態(tài)系統(tǒng)消解沼液的潛力及風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估[D].杭州:浙江大學(xué),2010.

[15] Garg R N, Pathak H, Das D K, et al. Use of flyash and biogas slurry for improving wheat yield and physical properties of soil[J]. Environmental Monitoring and Assessment, 2005, 107(1/3): 1-9.

[16] Kongkaew K, Kanajareonpong A, Kongkaew T. Using of slurry and sludge from biogas digestion pool as bio-fertilizer [M]. Thailand: The Joint International Conference on Sustainable Energy and Environment, 2004: 350-352.

[17] 張無敵,宋洪川,丁琪,等.沼氣發(fā)酵殘留物利用基礎(chǔ)[M].昆明:云南科技出版社,2002.

[18] 劉榮厚,趙玲,武麗娟.北方農(nóng)村能源生態(tài)模式沼氣發(fā)酵原料及其產(chǎn)物特性的測(cè)試與分析[J].中國(guó)沼氣,2005(23):218-221.

[19] 葉志誠(chéng).沼液浸種實(shí)效顯著[J].中國(guó)沼氣,1990,8(3):41.

[20] 左辛.沼液在寒地水稻生產(chǎn)中的應(yīng)用效果初報(bào)[J].黑龍江農(nóng)業(yè)科學(xué),2008(2):61-62.

[21] 李禮安.沼液肥噴施對(duì)水稻秧苗素質(zhì)及經(jīng)濟(jì)性狀的影響[J].現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技,2013(22):15,17.

[22] 唐微,伍鈞,孫百華,等.沼液不同施用量對(duì)水稻產(chǎn)量及稻米品質(zhì)的影響[J].農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào),2010,29(12):2268-2273.

[23] 尹芳,張無敵,宋洪川,等.沼液對(duì)某些植物病原菌抑制作用的研究[J].可再生能源,2005(2):9-11.

[24] 李文濤,范金霞,李文哲,等.牛糞發(fā)酵沼液對(duì)立枯絲核菌的抑制作用[J].農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào),2013,29(3):207-212.

[25] 李正華.厭氧發(fā)酵液的抗病防蟲機(jī)理及其應(yīng)用技術(shù)研究[D].鄭州:河南農(nóng)業(yè)大學(xué),2002:30-33.

(責(zé)任編輯:黃榮華)

Study on Application of Biogas Slurry Combined with Straw in Rice Organic Cultivation

ZHAO Li1, LU Xu-kui2, WANG Xin-juan3, SHI Chun-yu4*

(1. Linyi Agricultural Technique Popularization Center, Linyi 276000, China; 2. Linyi Agricultural Quality Inspection Center, Linyi 276000, China; 3. Linyi Institute of Agricultural Science, Linyi 276012, China; 4. Shandong Agricultural University, Tai’an 271018, China)

Abstract：Taking Japanese quality japonica rice ‘Koshihikari’ as the material, using field plot test and production test, proceed the research of biogas slurry with straw combined application in rice organic cultivation. The results showed that the rice yield of applying biogas slurry (pig manure and biogas slurry as basal fertilizer, biogas slurry as top dressing, T1) was the highest, increasing from 14.7% to 20.6% compared with the normally fertilizing (pig manure as basal fertilizer, cake fertilizer as top dressing, CK2). The rice yield of straw returning and applying biogas slurry (pig manure, straws and biogas slurry as basal fertilizer, biogas slurry as top dressing, T3) was followed. The rate of straw decomposition of T3was the highest, ahead of about 6 d compared with straw returning (pig manure and straws as basal fertilizer, cake fertilizer as top dressing, T2) within the first 30 days after transplanting. And the weeding effect of T3was the best too, the relative rate of killing was from 87.2% to 91.8%. This research showed applying biogas slurry would fill up the deficiency of nitrogen in the early growing period, raise the rate of straw decomposition, control diseases and insects, abtain a good weeding effect, and increase the rice yield.

Key words：Rice; Organic cultivation; Biogas slurry; Straw returning; Growth; Diseases, insect pests and weeds; Yield

中圖分類號(hào)：S511.062

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

文章編號(hào)：1001-8581(2016)02-0006-06

作者簡(jiǎn)介：趙理(1962─),男,山東臨沂人,農(nóng)藝師,碩士,研究方向?yàn)樗驹耘唷?通訊作者:史春余。

基金項(xiàng)目：國(guó)家國(guó)際科技合作專項(xiàng)“日本優(yōu)質(zhì)粳稻品種生態(tài)適應(yīng)性與利用關(guān)鍵技術(shù)合作研究”(2012DFG31740)。

收稿日期：2015-08-01