陳軍　孫義祥

摘要 為探究稻麥輪作區(qū)秸稈還田對氮肥的替代作用，推進(jìn)秸稈資源高效利用，提升土壤質(zhì)量，通過連續(xù)4年定位試驗(yàn)，在小麥秸稈全量還田的條件下，設(shè)置5個(gè)施氮水平，分別為0、60、120、180、240 kg/hm2，研究不同處理對水稻產(chǎn)量和土壤有機(jī)質(zhì)含量的影響。結(jié)果表明，秸稈全量還田下，施氮量為180 kg/hm2時(shí)，水稻產(chǎn)量最高;施氮量為0和60 kg/hm2時(shí)，水稻產(chǎn)量無顯著差異;施氮量為120和240 kg/hm2時(shí)，水稻產(chǎn)量無顯著差異。秸稈全量還田下，施氮量為0 kg/hm2時(shí)，土壤有機(jī)質(zhì)含量有下降趨勢，隨著施氮量增加土壤有機(jī)質(zhì)含量有增加趨勢，但未達(dá)顯著水平。

關(guān)鍵詞 秸稈還田;施氮量;水稻;產(chǎn)量;土壤有機(jī)質(zhì)

中圖分類號(hào) S511文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A文章編號(hào) 0517-6611（2020）11-0169-02

Abstract In order to study the substitutable effect of straw returning on nitrogen fertilizer， promote the efficient utilization of straw resources and improve soil quality， a 4yearfield plot experiment was carried out at five rates of nitrogen fertilizer including 0， 60， 120， 180 and 240 kg/hm2 in ricewheat rotation system， respectively. The results showed that rice yield was the highest applying rate of nitrogen at 180 kg/hm2 under straw returning. Applying rate of nitrogen at 0 and 60 kg/hm2， there was no significant difference in rice yield. Rice yield also was no significant differences between applying rate of nitrogen at 120 and 240 kg/hm2. The soil organic matter content tended to decrease at applying rate of nitrogen at 0 kg/hm2. However， with the increase of nitrogen application rate， the soil organic matter content tended to increase， which did not reach a significant level.

Key words Straw returning;Nitrogen fertilizer rates;Rice;Yield;Soil organic matter

秸稈是一種重要的可再生有機(jī)資源，含有氮、磷、鉀等作物生長所需的營養(yǎng)元素[1]。在政府的倡導(dǎo)和農(nóng)技人員的推廣下，秸稈還田成為秸稈資源利用最直接和有效的方式。秸稈還田可以改善土壤物理性質(zhì)，提高肥料利用率，也能固持土壤氮素，減少氮素?fù)p失[2-3]。由于秸稈中含有大量鉀素，人們通常用其替代部分鉀肥，但秸稈一方面含有氮素，又能固持土壤氮素，因此秸稈可用作替代氮素的肥料。關(guān)于水旱輪作下秸稈還田與氮肥運(yùn)籌的研究很多[4-5]。但秸稈全量還田下，氮肥的用量尚不明確。因此，筆者通過田間定位試驗(yàn)研究秸稈全量還田下不同氮肥水平對水稻產(chǎn)量和土壤有機(jī)質(zhì)含量的影響，旨在為秸稈還田培肥土壤和替代氮肥提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)于2014年5月至2017年11月在安徽省六安市霍邱縣城西湖鄉(xiāng)新河村進(jìn)行。霍邱縣年均降雨量1 093.5 mm，多年平均氣溫16.7 ℃，前茬作物為小麥。試驗(yàn)地土壤類型為黃潮土，土壤理化性質(zhì)：有機(jī)質(zhì)23.5 g/kg，全氮1.322 g/kg，有效磷16.3 mg/kg，速效鉀76.8 mg/kg，pH 6.4。

1.2 試驗(yàn)材料 試驗(yàn)水稻品種為鎮(zhèn)稻99。

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

種植模式為麥田套種直播水稻，小麥?zhǔn)斋@前10 d，將催芽后的稻種均勻撒播于麥田中，收獲后將秸稈粉碎覆蓋于田間，翻耕后灌淺水浸泡，水稻播種量45 kg/hm2。設(shè)置5個(gè)氮水平，分別為0、60、120、180和240 kg/hm2，對應(yīng)的用代號(hào)N0、N60、N120、N180和N240表示各處理。不同處理磷鉀肥用量相同，磷、鉀肥用量分別為60 kg P2O5/hm2、75 kg K2O/hm2，3次重復(fù)，小區(qū)面積40 m2（5 m×8 m），隨機(jī)區(qū)組排列。40%氮肥、全部的磷鉀肥于水稻出苗后10 d施入，60%氮肥于水稻出苗后60 d施入。肥料品種分別為普通尿素（含N 46%）、過磷酸鈣（含P2O5 12%）、氯化鉀（含K2O 60%）。

1.4 樣品采集與測定方法

小區(qū)按面積平均分為兩部分，一部分用于植株和土壤樣品采集，一部分用于收獲測產(chǎn)。

1.4.1 水稻產(chǎn)量。水稻成熟后，小區(qū)測產(chǎn)部分20 m2收獲脫粒測產(chǎn)，產(chǎn)量以風(fēng)干質(zhì)量表示。

1.4.2 土壤樣品。2017年水稻收獲后用取土器采0～20 cm土壤樣品，按照重鉻酸鉀容量法測量土壤有機(jī)質(zhì)含量[6]。

1.5 數(shù)據(jù)分析

應(yīng)用Excel 2010和SPSS 20.0 進(jìn)行處理和統(tǒng)計(jì)分析。處理間比較采用One-way ANOVA分析，差異顯著性分析用Ducan法[7]。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同處理對水稻產(chǎn)量的影響

經(jīng)4年的連續(xù)試驗(yàn)，秸稈全量還田下不同施氮量對水稻產(chǎn)量的影響差異顯著（表1）。施氮量為180 kg/hm2的處理（N180）水稻產(chǎn)量顯著高于其他處理，分別比施氮量240、120、60和0 kg/hm2的處理（N240、N120、N60、N0）增加了3.5%、5.6%、9.8%和13.0%。N240水稻產(chǎn)量比N120增加了1.9%，但無顯著差異;N60比N0水稻產(chǎn)量增加了3.0%，但無顯著差異。

分析水稻的產(chǎn)量構(gòu)成發(fā)現(xiàn)，不同施肥處理對水稻的有效穗數(shù)和千粒重影響不顯著，顯著影響了穗粒數(shù)。N180和N240的穗粒數(shù)顯著高于其他處理，同時(shí)N180的千粒重高于其他處理，這可能是N180產(chǎn)量最高的原因。N240盡管穗粒數(shù)最高，但千粒重較低，表明施氮肥240 kg/hm2可能影響水稻的充實(shí)度，從而減少了水稻產(chǎn)量。N0和N120的水稻產(chǎn)量構(gòu)成差異不大，這也是其水稻產(chǎn)量不明顯的原因。同時(shí)表明N0仍可提供一定量氮素供水稻生長所需，可能與試驗(yàn)時(shí)間較短土壤氮素尚未耗竭，且全量秸稈還田，秸稈腐解后也可以礦化出氮素。

2.2 不同處理對土壤有機(jī)質(zhì)含量的影響

秸稈全量還田下不同施氮量對土壤有機(jī)質(zhì)含量的影響差異不顯著（圖1），但不同處理土壤有機(jī)質(zhì)含量表現(xiàn)為隨施氮量增加而增加的趨勢，即N240>N180>N120>N60>N0。與初始試驗(yàn)土壤有機(jī)質(zhì)含量相比，N0土壤有機(jī)質(zhì)含量表現(xiàn)為下降趨勢，而增施氮肥土壤有機(jī)質(zhì)表現(xiàn)為增加趨勢，并表現(xiàn)為隨施氮量的增加，土壤有機(jī)質(zhì)含量的增幅變大。研究表明不施氮肥處理作物地上部分和根系生物量減少，地上部凋落物、根系及其分泌物進(jìn)入土壤的量大大降低，有機(jī)質(zhì)積累速率低于其分解速率，造成不施氮肥處理土壤有機(jī)質(zhì)含量下降[8-9]。同時(shí)，研究表明，長期秸稈還田配施化肥有利于土壤腐殖化進(jìn)程，顯著提高土壤有機(jī)質(zhì)含量[10]。該研究的趨勢與此相似，土壤有機(jī)質(zhì)含量的改變是一個(gè)緩慢的過程，因此仍需要長期進(jìn)一步研究秸稈與氮肥施肥水平對土壤有機(jī)質(zhì)含量的影響。

3 結(jié)論

連續(xù)4年秸稈全量還田下，麥田套種直播水稻施氮180 kg/hm2時(shí)，產(chǎn)量最高，施氮120和240 kg/hm2水稻產(chǎn)量差異不大;不同施氮量對水稻的有效穗和千粒重影響不顯著，但對穗粒數(shù)影響較大，施氮量超過180 kg/hm2時(shí)，水稻的穗粒數(shù)顯著增加。同時(shí)，秸稈全量還田不同施氮量對土壤有機(jī)質(zhì)含量影響不顯著，但表現(xiàn)為隨施氮量增加而增加的趨勢。

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