稻草還田對油菜生長、土壤肥力的綜合效應(yīng)及其機制研究.pdf

1、長江中下游地區(qū)油菜產(chǎn)量的提高往往受到季節(jié)性干旱、冬季低溫以及土壤肥力較低等因素的限制。與此同時，在這一地區(qū)高強度的水稻種植每年會產(chǎn)生大量的水稻秸稈，由于缺乏合理的利用方式，相當(dāng)數(shù)量的秸稈被直接焚燒于田間，導(dǎo)致了嚴(yán)重的環(huán)境污染和資源浪費?？紤]到秸稈還田在改善土壤環(huán)境和培肥土壤方面的優(yōu)勢，在油菜季推行水稻秸稈還田不僅有可能提高油菜的產(chǎn)量，也可以合理的利用過剩的水稻秸稈，從而起到一舉兩得的效果。本研究利用盆栽試驗、大田試驗和長期定位試驗，比較

2、了不同稻草還田方式下油菜季土壤水熱狀況的差異，探討了不同稻草還田方式對油菜生長、產(chǎn)量及氮利用的影響，分析了水稻—油菜輪作系統(tǒng)長期秸稈還田后土壤肥力及作物生產(chǎn)力的變化，以評估水稻秸稈還田的綜合效應(yīng)以及對油菜生產(chǎn)的影響，從而為水稻秸稈還田在油菜季的合理運用提供參考。主要的研究結(jié)果如下:
　　1.稻草還田改善了土壤的水分狀況，整個油菜生育期稻草翻壓處理和覆蓋處理0～30cm的土壤儲水量平均分別較不還田處理提高了4.8％和9.8％。稻草覆

3、蓋顯著降低了油菜越冬期0～10cm土層土壤溫度的日變化幅度，保溫效果明顯。與覆蓋還田相比，稻草翻壓還田對土壤溫度的調(diào)節(jié)作用相對較弱，較明顯的土壤溫度改變僅出現(xiàn)在5～10cm土層。盆栽和大田試驗的結(jié)果均表明稻草還田不利于油菜出苗，無論稻草以何種方式還田，油菜的出苗率和群體數(shù)量均有一定程度的降低，其中覆蓋還田條件下，降低的幅度更大。盡管如此，稻草還田還是改善了油菜的生長，稻草翻壓還田在整個生育期顯著增加了油菜的干物質(zhì)積累量，而稻草覆蓋還田在

4、薹期之前也明顯的促進了油菜的干物質(zhì)積累，但在薹期之后這種正效應(yīng)有逐漸減弱的趨勢。分析土壤氨揮發(fā)和無機氮儲量的結(jié)果發(fā)現(xiàn)，薹期追施氮肥之后，稻草覆蓋導(dǎo)致了土壤氨揮發(fā)量的急劇增加，而相應(yīng)的土壤無機氮儲量則較稻草不還田處理顯著降低。根據(jù)這一結(jié)果推測由薹肥氮損失加劇導(dǎo)致的氮供應(yīng)不足可能是薹期之后稻草覆蓋正效應(yīng)下降的主要原因。從產(chǎn)量結(jié)果來看，稻草翻壓增產(chǎn)效果明顯，而稻草覆蓋對油菜產(chǎn)量也有一定的正效應(yīng)，但效應(yīng)的大小在不同年份間有所不同，在干旱年份(2

5、010-2011)，稻草覆蓋的增產(chǎn)效果明顯，而在降水相對正常的年份(2011-2012)，稻草覆蓋的增產(chǎn)未達到顯著性水平。以上結(jié)果說明覆蓋和翻壓在油菜季均是可行的稻草還田方式，但稻草覆蓋條件下油菜的田間管理需要做出一定的調(diào)整，增加播種量和改變追肥方式均十分必要。
　　2.田間條件下，設(shè)置0、3750、7500和15000kg/hm2四個還田量水平初步評估油菜季適宜的稻草覆蓋量。從產(chǎn)量結(jié)果來看稻草覆蓋可明顯增加油菜的產(chǎn)量，平均的增產(chǎn)

6、幅度達到16.0％。3個稻草用量處理中，以覆蓋量為3750kgha-1的處理產(chǎn)量最高，隨著覆蓋量的進一步增加產(chǎn)量略有降低，但差異不大。以此作為判斷依據(jù)同時兼顧操作方便的原則，在實際生產(chǎn)中應(yīng)當(dāng)推薦7500kg/hm2的覆蓋量，相當(dāng)于前季稻草全量還田。在稻草覆蓋還田條件下研究了增加播種量對油菜出苗及產(chǎn)量的影響，結(jié)果表明增加播種量顯著增加了油菜的群體數(shù)量，當(dāng)播種量達到原播種量的1.6倍時，有效密度可增加51.2％。產(chǎn)量結(jié)果表明相同播種量的條件

7、下，稻草覆蓋明顯增加了油菜的產(chǎn)量，而覆蓋條件下增加播種量又可使油菜產(chǎn)量有進一步的提升，說明增加播種量是充分發(fā)揮稻草覆蓋增產(chǎn)效應(yīng)的有效措施。
　　3.在雙季稻-油菜輪作系統(tǒng)中，連續(xù)的秸稈覆蓋還田可以提高作物的產(chǎn)量，早稻、晚稻、油菜3種作物中以油菜的增產(chǎn)效應(yīng)最為明顯，5年平均的增產(chǎn)幅度可達14.2％。連續(xù)秸稈覆蓋還田增加了早稻、晚稻和油菜的養(yǎng)分吸收量，氮、磷、鉀養(yǎng)分相對增加幅度的順序為鉀＞氮＞磷。養(yǎng)分內(nèi)部利用效率的結(jié)果表明，秸稈覆蓋對

8、早稻、晚稻和油菜氮和磷的內(nèi)部利用效率影響較小，但導(dǎo)致了作物鉀內(nèi)部利用效率的明顯降低。從養(yǎng)分平衡的結(jié)果來看，秸稈還田后，各季作物的氮鉀盈余均在秸稈不還田基礎(chǔ)上有所提升，特別是鉀的提升幅度很大，而磷盈余的變化則相對較小。在試驗初期土壤全氮含量受秸稈還田的影響較小，但隨著還田年限的增加，土壤全氮含量增加明顯。秸稈還田對土壤速效磷的影響不明顯，但從還田初期開始就顯著提高了土壤速效鉀的含量，整個試驗期間(2007-2012)，土壤速效鉀含量平均比