稻草不同还田方式对水稻产量和经济效益的影响毕业论文.doc

JIANGXI AGRICULTURAL UNIVERSITY
本 科 毕 业 论 文

题目：稻草不同还田方式对水稻产量和经济效益的影响

学 院： 国土资源与环境学院
姓 名：
学 号：
专 业： 农业资源与环境
年 级：
指导教师： 职称：副教授

二0一四年五月

目录

摘要 I
Abstract II
前言 1
1 材料与方法 1
1.1 试验地点与材料 1
1.2 试验设计 1
1.3 测定指标与方法 2
1.3.1 土壤理化性质的测定 2
1.3.2 考种与测产 2
1.4 经济效益计算 2
1.5 数据处理 3
2. 结果与分析 3
2.1 稻草全量还田方式对水稻产量的影响 3
2.2 稻草全量还田对土壤肥力的影响 3
2.2.1 对土壤物理性质的影响 3
2.2.2 对土壤养分的影响 4
2.3 稻草全量还田对经济效益的影响 5
3 讨论与结论 5
3.1 稻草还田与水稻生长和经济效益 5
3.2稻草还田与土壤理化性质 6
参考文献 7
致谢 9

摘要

通过大田定位试验，以稻草烧灰还田、单施化肥和不施肥为对照，研究了等量施肥的条件下稻草全量直接还田对双季稻产量及其构成因素、土壤理化性质以及经济效益的影响。结果表明：晚稻稻草还田有利于翌年早稻产量的提高，较单施化肥和烧灰还田处理相比，分别提高了8.6%和3.1%；而早稻草还田对晚稻的增产效果不明显。稻草连续多季直接还田有利于改善土壤的通气状况和提高土壤肥力以及提高了生产收益。稻草全量还田不仅提高了水稻的产量，改善了土壤的通气孔隙度和提高了土壤养分含量，而且还减少了生产成本，提高了种粮的经济效益。

关键词：稻草全量还田；水稻生长；土壤肥力；经济效益

I

Abstract

Through a localization field experiment conditions in 2013, the straw burning ash to field application of chemical fertilizer and no fertilizer control, Investigate the influence of a straw field in the double cropping of rice tillers, yield, soil physical and chemical properties as well as economic benefits.The results showed that:the late straw returning rice yield in the following year to improve the early rice production straw incorporation than burning ash to field increased by 3.1%, compared with a single application of chemical fertilizer increased by 8.6%; And as early as straw incorporation of late rice yield increasing effect is not obvious. Straw consecutive quarter directly returning field in improving soil aeration and improve soil fertility and improve the production of income.The full rate of straw returning field not only improve rice yields, improve soil aeration porosity and soil nutrient content, but also reduce the production cost and improve the economic benefits of grain.

Key words: total rice straw incorporation; rice growth; soil fertility; economic benefits
II

前言

水稻是中国最主要的粮食作物，全国常年种植面积约8979万公顷，按谷草比为1:1计算，年产稻草约2.865亿吨[1]。稻草作为一种重要的有机肥源，含有丰富的有机质和大量的氮、磷、钾、硅等矿质营养元素，稻草还田在提高土壤肥力、改善土壤理化性状、提高农作物产量、品质和降低施肥成本等方面具有重要作用。同时，还可以减少因稻草焚烧和废弃所造成的对大气、土壤、水质等环境的污染，对促进我国循环农业的发展具有重要的意义。当前，我国水稻机械化收获得到快速发展，为稻草全量还田提供了基础，国家农业部把稻草还田作为发展循环农业生产的主要模式进行推广应用。而目前我国秸秆资源仅有20%～36%作为有机肥料，被燃烧和废弃的秸秆却高达45%～60%[2]，这不仅浪费了有机资源，同时也污染了环境，因此，如何做到有效利用稻草资源，减少稻草就地焚烧和废弃，显得尤为重要。关于稻草还田对水稻生长发育和土壤理化性状的影响已有不少研究报道[3-6]，且大部分研究主要集中在不同施肥量、不同秸秆还田量等层面来研究稻草还田对水稻和土壤理化性质的影响。而在氮、磷、钾养分总施用量相等条件下，针对不同稻草还田方式对双季水稻生长发育和土壤肥力的影响的报道较少。本文在等量氮、磷、钾养分施用水平下，从水稻产量变化、土壤的理化性质和经济效益变化的角度，研究不同稻草还田方式对水稻生长和土壤肥力的影响，为南方稻区水稻秸秆资源有效利用和水稻合理施肥提供理论基础。

1 材料与方法

1.1 试验地点与材料

于2013年在江西省进贤县温圳镇杨溪村进行早、晚稻稻草还田试验。供试土壤为第四纪红色粘土发育水稻土，试前土壤的基本化学性质为：有机质34.16g/kg，全氮2.271g/kg，碱解氮126.0mg/kg，有效磷31.34mg/kg，速效钾97.9mg/kg，pH5.48。供试早、晚稻品种分别为陆两优996和五丰优T025。

1.2 试验设计

设4个处理：（1）不施肥（CK）；（2)单施NPK化肥（F）；（3)稻草全部烧灰还田＋化肥（B+F）,即联合收割机收获早、晚稻后人工撒匀稻草，晒干后燃烧成灰，灌适量水后用手扶拖拉机旋耕作为早、晚稻基肥；（4）稻草全量切碎还田＋化肥（S+F）, 即联合收割机收获早、晚稻时将稻草切碎成约5～8cm小段，早稻稻草人工撒匀灌水后用拖拉机将稻草旋耕入土，作为晚稻基肥；晚稻稻草人工撒匀后，来年春耕时用拖拉机旋耕入土，作为早稻基肥。采用大区试验，随机设计，每处理面积326m2，无重复。除不施肥处理外，其它各处理氮、磷、钾用量相等，即早晚稻施纯N量分别为 165kg/hm2、195kg/hm2， N:P2O5:K2O=1:0.45:0.9。稻草和草木灰中的养分数量按实际分析结果计算。稻草还田和稻草烧灰还田两处理的实际施肥量扣除稻草和草木灰中输入的养分量。早稻氮肥按照基肥:分蘖肥:穗肥=5:2:3施用；晚稻氮肥按照基肥:分蘖肥:穗肥=4:2:4施用。早、晚稻钾肥按照分蘖肥:穗肥=7:3施用，磷肥一次性做基肥施用，化肥用尿素、钙镁磷肥和氯化钾，其它管理措施基本一致。

1.3 测定指标与方法

1.3.1 土壤理化性质的测定

晚稻成熟期用环刀法测定耕作层土壤容重、总孔隙度和非毛管孔隙度，同时测定土壤养分含量。土壤有机质采用重铬酸钾容量法；全氮测定采用半微量凯氏法；碱解氮测定采用碱解扩散法；有效磷测定采用0.05mol/L NaHCO3浸提钼蓝比色法；速效钾测定采用NH4OAC浸提火焰光度法。

1.3.2 考种与测产

收割前1d，各处理在调查有效穗的基础上，按平均数法分3点各取样5蔸进行考种，各处理分3点各实割200蔸，脱粒后晒干称重测定实际产量。

1.4 经济效益计算

净收益=稻谷产值+稻草产值-成本投入；新增纯收益率（%）=（施氮区的净收益-无肥区的净收益）/无肥区的净收益*100；边际成本报酬率=（施氮区产值-无氮肥区产值）/（施氮肥区成本-无氮肥区成本）。

1.5 数据处理

图、表中的数据为2013年的试验数据，用Excel进行数据处理和SPSS16.0软件进行统计分析。

2 结果与分析

2.1 稻草不同还田方式对水稻产量的影响

由表1可知，无论是早稻还是晚稻，各施肥处理早、晚稻产量均极显著高于不施肥处理。施肥条件下，与烧灰还田处理和单施化肥处理相比，稻草全量还田有利于提高早晚稻产量。早稻稻草全量还田比烧灰还田和单施化肥处理分别高出198.35kg/hm2、527.22kg/hm2，分别达到3.08个百分比、8.64个百分比；而晚稻各施肥处理间差异较小，但依然呈现出稻草全量还田产量高于稻草烧灰还田和单施化肥处理，分别高出123.30kg/hm2、130.28kg/hm2，增幅分别为1.39%、1.47%。从产量构成因素来看，各施肥处理早晚稻单位面积的有效穗数和每穗粒数差异较小，却显著高于不施肥处理；结实率和千粒重各处理差异不明显。表明在等养分条件下，稻草全量还田无论早晚稻均有利于水稻产量的增加。相关分析表明，早、晚稻产量的主要影响因素是有效穗数和每穗粒数，与产量的相关性均达到显著水平，早稻相关系数分别为0.9934 和0.9861，而晚稻相关系数分别为0.9722 和0.9879。
表1 不同处理下水稻产量及产量构成因素变化
季别
处理
有效穗(104*hm-2)
每穗粒数
结实率（%）
千粒重(g）
实际产量（kg/hm2）
早稻
CK
193.53b
111.84b
93.09a
29.12a
3612.54cB
F
291.62a
117.00ab
89.17a
28.76a
6105.61bA
B+F
305.95a
121.84a
90.91a
28.96a
6434.48aA
S+F
299.51a
123.57a
89.59a
28.91a
6632.83aA
晚稻
CK
208.57b
144.49b
89.73a
24.41a
6165.02bB
F
295.94a
179.47a
83.68a
24.31a
8865.15aA
B+F
318.49a
176.19a
84.21a
23.44a
8872.13aA
S+F
297.03a
174.81a
87.56a
23.61a
8995.43aA
同列数据后不同字母表示差异达到1％和5％的显著水平，下同。

2.2 稻草不同还田方式对土壤肥力的影响

2.2.1 对土壤物理性质的影响

已有研究表明，土壤容重反应了土壤的紧实的程度，而土壤容重变化与耕作方式、稻草还田方式密切相关。本研究表明（表2），稻草全量还田不仅可以减少土壤容重，降低毛管孔隙度，还可以增加土壤孔隙度和通气孔隙度，改善土壤紧实度，从而有利于土壤肥力的调节。从土壤容重的结果分析表明，处理S+F的土壤容重相比与处理B+F和处理F的土壤容重减少了0.09g/cm3、0.106g/cm3；9.43%、12.27%。而总孔隙度处理S+F相比于处理B+F和处理F分别高出了2.97个百分比、3.5个百分比。毛管孔隙度处理S+F相比于处理B+F和处理F分别降低了3.17个百分比、1.17个百分比.通气孔隙度处理S+F相比于处理B+F和处理F分别高出了6.14个百分比、4.67个百分比。

表2 不同处理下土壤容重的变化
处理
容重（g/cm3）
总孔隙度(%)
毛管孔隙度（%）
通气孔隙度（%）
CK
0.989a
61.31b
51.90
9.41c
F
0.970a
61.94b
49.74
12.20b
B+F
0.954a
62.47b
51.74
10.73b
S+F
0.864b
65.44a
48.57
16.87a

2.2.2 对土壤养分的影响

不同稻草还田方式对土壤各养分含量的影响较大（表3）。研究结果表明，稻草全量还田对土壤的有机质、全氮、碱解氮影响较大，处理S+F相比于处理B+F、F，都具有较显著的提高。施肥处理有机质、全氮、碱解氮、有效磷、速效钾含量高于不施肥处理，且差异明显。从有机质的变化分析，施肥处理中处理S+F相比于B+F、F提高了1.42g/kg、1.64g/kg。分别提高了4.05%、4.71%。而施肥各处理相比于试前土壤有机质分别增加2.29g/kg、0.87/kg、0.65g/kg；增幅分别到达6.70%、2.55%、1.90%。有机质作为土壤肥力的重要指标之一，稻草全量还田可以明显增加土壤有机质的含量，这也是稻草全量还田可以增加水稻产量的主要原因之一。验结果显示，总体趋势土壤中全氮含量处理S+F相比于处理B+F、F都要高，差异显著。处理S+F相比于处理B+F、F分别高出0.111g/kg、0.128g/kg；4.06%、4.71%。碱解氮也呈现出相同的趋势。处理S+F相比于处理B+F、F分别高出1.59mg/kg、14.24mg/kg；增幅分别达到0.90%、8.65%。
土壤有效磷稻草全量还田处理显著高于其他处理；而土壤速效钾含量则呈现出处理S+F相比于处理B+F、F都低。总体来说，稻草还田有利于增加土壤有机质、全氮、碱解氮的含量，对有效磷、速效钾的作用不显著，反而呈现出下降趋势。
表3 不同处理下耕作层土壤养分的变化
处理
有机质（g/kg）
全氮（g/kg)
碱解氮（mg/kg)
有效磷（mg/kg)
速效钾（mg/kg)
CK
32.84c
2.087c
127.04b
17.14c
62.67c
F
34.81b
2.715b
164.53a
36.14b
126.62b
B+F
35.03b
2.732b
177.18a
37.35b
148.28a
S+F
36.45a
2.843a
178.77a
43.53a
125.05b

2.3 稻草不同还田方式对经济效益的影响

表4分析可知，无论是早稻还是晚稻，与稻草烧灰还田和单施化肥相比，稻草全量还田处理的肥料成本为最少。相比于单施化肥，稻草全量还田早、晚稻肥料成本分别节约40.85%和31.08%；相比于稻草烧灰还田，早、晚稻分别节省肥料成本7.73%和4.64%。稻草全量还田早、晚稻稻谷产值和稻草产值比单施化肥和稻草烧灰还田分别提高3.83%～10.26%、3.09%～10.22%和3.83%～10.26%、1.38%～1.47%。
从净收益来看，稻草全量还田都比其它施肥处理高。而从新增纯收益率来分析，早稻稻草全量还田新增纯收益率比单施化肥和稻草烧灰还田处理分别高出79.21%和25.45%；而晚稻分别高出3.7%和3.5%。边际成本报酬率稻草全量还田明显高于其他施肥处理。说明稻草全量还田有利于提高农民种粮的经济效益。

表4 不同处理下经济效益的变化
季别
处理t
肥料成本（元/亩）
稻谷产值
（元/亩）
稻草产值（元/亩）

净收益e
新增纯收益率（%）
成本
边际成本报酬率
早稻
CK
0.00
602.09
48.17
140.26
-
510.00
-
F
153.10
1002.60
80.21
552.81
294.14
683.10
2.50
B+F
117.10
1072.41
85.79
628.21
347.90
647.10
3.70
S+F
108.70
1105.47
88.44
663.91
373.35
638.70
4.22
晚稻
CK
0.00
1085.04
82.20
667.74
-
499.50
-
F
178.00
1560.27
118.20
1158.97
73.56
697.50
2.58
B+F
142.10
1561.49
118.30
1160.29
73.76
661.60
3.16
S+F
135.80
1583.20
119.94
1183.63
77.26
655.30
3.44
注：早、晚稻稻谷价格以2.5元/公斤和2.64元/公斤计，稻草以0.2元/公斤。

3 讨论与结论

3.1 稻草还田与水稻生长和经济效益

稻草全量还田对水稻产量的影响主要聚焦在稻草秸秆还田能否起到与化学肥料同等的营养作用。稻草还田对水稻的增产作用明显，其中稻草施加1.5g/kg（相当于3.6t/hm2）与施加化肥氮0.054g/kg（相当于130 kg/hm2）的配比能获得最佳的产量效益[7]。大量的研究结果表明稻草还田对水稻生长发育与产量有促进作用，原因是稻草还田能促进水稻分蘖，增加有效穗及每穗实粒数，生育中后期能维持较高的干物质积累，从而提高产量[8-9]。而本试验也得到了相似的结论。稻草还田的经济效益影响的报道近期主要集中在耕作方式、施肥量和不同有机肥等形式上，基本认为在稻草还田条件下，增加收入，减少投入成本，提高产投比可以使水稻获得最佳收益。据研究表明，稻草还田年份越久，降低成本投入和增加产量的效果越明显，为现阶段国家农业工厂化集约型和环保型产业的发展生提供了新的方式和思路[10]。本研究认为，在N、P、K总养分施用相同的条件下，晚稻草全量直接还田有利于提高翌年早稻产量，较单施化肥和烧灰还田处理相比，分别提高了8.6%和3.1%；而早稻草全量直接还田对晚稻的增产效果不明显；无论早晚稻，稻草还田比稻草烧灰还田、稻草不还田不仅提高了经济效益，而且纯收益率和边际成本报酬率有所提高，而且增幅明显.

3.2 稻草还田与土壤理化性质

有研究表明，稻草还田可以更新和增加土壤有机质，积累土壤氮素对保持土壤养分的生态平衡有着良好的影响。还有研究表明稻草还田后水稻成熟期土壤有机质和有机无机复合体数量提高，土壤的主要物理性质与结构得到进一步改善[11-12]。通过本试验研究表明，与单施化肥和稻草烧灰还田相比，稻草全量直接还田不仅降低耕作层土壤的紧实度，还增加了总孔隙度和通气孔隙度，有利于土壤物理性状的改善；稻草全量直接还田还有利于耕作层土壤有机质全氮、碱解氮、有效磷的含量的提高，却减少了土壤速效钾的含量，其机理有待进一步研究。
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10

致谢

此时此刻，时间定格。曾经一度认为很长的大学生涯即将划上句号，在这个句号上承载着许许多多的喜怒哀乐，或许轻如鸿毛，或许铭记我心，正是这些紧密串连，串联成一个同心圆，最最最真实的反映出了我们青春成长路上的点点滴滴。想写的东西很多，想感激的人和事也很多。虽然汗颜于自己的文笔拙劣，但在文字背后却承载着自己由衷的感恩。
首先感谢指导老师吴建富老师，在此次论文的撰写中，从开始选题直至论文定稿的过程中，一直都耐心地给予我指导和建设性意见，精益求精，才能让我圆满地为我的大学生涯划上圆满地句号，同时我还要感谢文中所有被我引用或参考的文献的作者！其次感谢我所有的任课老师，告诉了我许多做人的道理以及传道授业解惑。再次感谢丁奇、赵新帆师兄，感谢师兄在整个试验过程中灌输给我的养分，在论文方面给予我的一系列帮助，在整个大学生涯中对我的贴心问候以及暖心的帮助。最后感谢资环101班所有可亲可爱的兄弟姐妹，是你们帮助了我成长，帮助了我展翅飞翔！
谢谢！致敬！