水氮管理與秸稈還田對免耕廂溝栽培水稻生長發(fā)育及稻田土壤理化性質(zhì)的影響.pdf

1、針對四川主要的“稻一麥（油）”兩熟耕作制度，采用免耕廂溝模式栽培技術(shù)、秸稈還田保護(hù)性耕作措施對實(shí)現(xiàn)水稻淺栽、培肥地力，促進(jìn)水稻的壯苗早發(fā)和高產(chǎn)建成，保護(hù)生態(tài)環(huán)境和節(jié)約資源具有重要意義。本研究采用免耕廂溝栽培模式，研究其模式下水氮管理與秸稈還田對提高水稻產(chǎn)量、改善土壤理化性質(zhì)的機(jī)制，可為免耕廂溝水稻栽培水肥管理提供依據(jù)。本研究以雜交稻F優(yōu)498為材料，在低碳稻作-免耕廂溝模式下設(shè)置兩個(gè)試驗(yàn):(1)灌溉方式與氮肥運(yùn)籌對免耕廂溝水稻生長發(fā)育及

2、稻田土壤的影響(2014年)，即設(shè)置不同灌溉方式:淹水灌溉（W1）、干濕交替灌溉(W2)，氮肥運(yùn)籌模式基肥∶蘗肥∶穗肥分別為6∶2∶2(N1)、4∶2∶4(N2)、2∶2∶6(N3)，以不施氮(N0)為對照;(2)秸稈還田方式與施氮水平對免耕廂溝水稻生長發(fā)育及稻田土壤的影響(2015年)，在2014年試驗(yàn)基礎(chǔ)上，采用水氮優(yōu)化管理模式(干濕交替灌溉，4∶2∶4)設(shè)置不同秸稈還田方式:麥稈全量還田于廂面(S1)、麥稈全量還田于廂溝(S2)、

3、無秸稈還田（S0為對照），施氮水平:0(N0)、120kg/hm2(N120)、150kg/hm2(N150)、180kg/hm2(N180)。系統(tǒng)的研究了在免耕廂溝模式栽培條件下灌溉方式與氮肥運(yùn)籌、秸稈還田與施氮水平耦合效應(yīng)對水稻光合特性、產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成因素、氮素利用效率以及土壤理化性質(zhì)、秸稈腐熟等的影響，探索在低碳稻作-免耕廂溝模式下適宜的水氮調(diào)控模式、合理的秸稈還田方式以及最佳的優(yōu)化模式。主要研究結(jié)果如下:
　　1.灌溉方式

4、與氮肥運(yùn)籌對免耕廂溝水稻生長發(fā)育及稻田土壤的影響
　　灌溉方式和氮肥運(yùn)籌對免耕廂溝栽培水稻主要生育期干物積累和氮吸收、轉(zhuǎn)運(yùn)及產(chǎn)量具顯著影響且互作效應(yīng)顯著。干濕交替灌溉能擴(kuò)“庫”增“源”，保證足夠的穗數(shù)，提高干物質(zhì)積累量;淹水灌溉無效分蘗較多，群體質(zhì)量變差，對干物質(zhì)積累、氮素吸收、產(chǎn)量造成不利影響。適宜的前氮后移能為水稻整個(gè)生育期提供比較平衡的氮素供應(yīng)，促進(jìn)氮素的吸收，提高氮素積累、協(xié)調(diào)氮素分配，顯著提高各生育期的氮素積累量，促進(jìn)齊

5、穗后葉和莖鞘氮素向穗的運(yùn)轉(zhuǎn)量;N2模式下氮素表觀利用率達(dá)69％以上，氮肥的農(nóng)學(xué)利用效率、表觀利用率比N1(6∶2∶2)和N3(2∶2∶6)分別高4.50％～36.85％、8.09％～28.54％，增產(chǎn)7.47％～15.76％。合理的水氮管理顯著提高各生育期的氮素積累量，促進(jìn)齊穗后葉和莖鞘氮素向穗的運(yùn)轉(zhuǎn)量。在水稻生育期，淹水灌溉使稻田處于長期淹水狀態(tài)，土壤受多種障礙因子的影響，導(dǎo)致土壤耕層土壤全氮和有機(jī)質(zhì)含量降低。相比淹水灌溉，干濕交替灌

6、溉能夠降低土壤容重，提高不同耕層土壤全氮、有機(jī)質(zhì)含量。隨著氮肥后移比例的增加，稻田容重先減后增;0～10cm土層全氮、有機(jī)質(zhì)隨著氮肥后移比例增加呈先增后減趨勢，在N2下最高，10～20cm土層氮分布和有機(jī)質(zhì)含量表現(xiàn)不一致，在成熟期全氮含量N3處理最高，而有機(jī)質(zhì)大部分表現(xiàn)為N2處理較高。
　　干濕交替灌溉(W2)和氮肥運(yùn)籌4∶2∶4(N2)為本試驗(yàn)免耕廂溝栽培下最優(yōu)的水氮運(yùn)籌模式，其充分發(fā)揮了水氮耦合優(yōu)勢，促進(jìn)齊穗后“源”（莖鞘、葉

7、）氮素向“庫”（穗）的運(yùn)轉(zhuǎn)，有利于高產(chǎn)群體構(gòu)建，有效提高氮素利用率，提高水稻每穗實(shí)粒數(shù)和結(jié)實(shí)率，增產(chǎn)效果顯著，高達(dá)15.76％左右;且較其他處理更有利于改善土壤結(jié)構(gòu)和土壤環(huán)境，增加土壤肥力，益于作物生長。
　　2.秸稈還田方式與施氮水平對免耕廂溝水稻生長發(fā)育及稻田土壤的影響
　　基于最優(yōu)的水氮互作模式，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行秸稈還田與施氮量研究，結(jié)果表明:
　　秸稈腐熟方面:秸稈還田于廂溝處理使秸稈基本一直處于泡水狀態(tài)，導(dǎo)致秸

8、稈腐熟效率低于還田于廂面處理;秸稈腐熟規(guī)律呈現(xiàn)先快后慢趨勢，氮素釋放速度也表現(xiàn)為前期快速釋放、后期慢速釋放的規(guī)律;秸稈腐熟量隨著生育期的進(jìn)程逐漸增加，不同秸稈還田方式下隨著施氮量的增加，腐熟量呈先增后減趨勢;秸稈氮釋放效率隨著生育進(jìn)程逐漸增加，在拔節(jié)期前氮釋放效率能夠達(dá)到50％左右。最終秸稈還田于廂面處理下的秸稈腐熟效率、氮釋放效率顯著高于秸稈還田于廂溝處理。
　　土壤理化性質(zhì)方面:全量麥稈還田可以降低土壤容重，增加耕層土壤全氮、

9、有機(jī)質(zhì)含量，在改善土壤肥力方面還田于廂面處理優(yōu)于秸稈還田于廂溝，更優(yōu)于無秸稈還田處理;秸稈還田條件下，0～10cm土壤全氮、有機(jī)質(zhì)均隨著施氮量的增加先減后增，在N150最高。
　　水稻生長發(fā)育方面:秸稈還田有利于提高成穗率，秸稈還田于廂面較秸稈還田于廂溝、無秸稈還田能夠提高各生育時(shí)期各器官的干物質(zhì)積累量，提高莖鞘物質(zhì)輸出率和轉(zhuǎn)運(yùn)率;在秸稈還田條件下配施氮肥，特別是S1N150，在齊穗后能夠顯著降低水稻后期凈光合下降速率，SPAD值

10、保持在較高水平，保證后期劍葉持續(xù)高效的光合能力，協(xié)調(diào)庫源關(guān)系，進(jìn)而有利于提高齊穗后干物質(zhì)積累量。秸稈還田增加了單株根長、根直徑、根體積和根表面積，提高各生育時(shí)期根系干重和根冠比;增加施氮量有利于提高單株根表面積和根直徑，在N150最大。
　　氮素轉(zhuǎn)運(yùn)與吸收方面:秸稈還田有利于水稻各生育時(shí)期莖鞘、葉、穗的氮素積累，提高了齊穗期到成熟期的氮轉(zhuǎn)運(yùn)量、穗氮增加量，其中S1秸稈還田方式的氮農(nóng)學(xué)利用效率、表觀利用率比S2和S0分別高5.52％

11、～25.58％、17.02％～40.95％。秸稈還田條件下增施氮肥提高氮農(nóng)學(xué)利用率和氮表觀利用率，但施氮量越高，氮素收獲指數(shù)和氮素稻谷生產(chǎn)效率均不同程度下降。
　　產(chǎn)量及其構(gòu)成方面:秸稈還田有利于提高千粒重，還田于廂面處理有利于提高有效穗進(jìn)而增加產(chǎn)量;相比其他施氮水平，秸稈還田于廂面(S1)增產(chǎn)2.71％～10.69％。
　　秸稈還田方式(S1)和施氮量150kg/hm2(N150)為本試驗(yàn)免耕廂溝栽培模式下的最優(yōu)組合，其充