連續秸稈還田對油菜水稻輪作土壤磷素有效性及作物磷素利用效率的影響

王昆昆，廖世鵬，任濤，李小坤，叢日環，魯劍巍

連續秸稈還田對油菜水稻輪作土壤磷素有效性及作物磷素利用效率的影響

王昆昆，廖世鵬，任濤，李小坤，叢日環，魯劍巍

（華中農業大學微量元素研究中心/農業農村部長江中下游耕地保育重點實驗室，武漢 430070）

【】探究長江流域水旱輪作制度下，化學磷肥和秸稈還田配施磷肥對作物生產力的貢獻，以及對土壤磷有效性和磷素效率的影響，為農田土壤磷素管理提供科學依據。試驗于2014—2018年在湖北省武漢市華中農業大學進行，選取定位試驗中的3個處理，分別為：（1）不施磷（NK）；（2）施磷（NPK）；（3）施磷配合秸稈還田（NPK+S）。通過測定作物產量、磷含量及土壤有效磷，分析作物磷素利用效率，探討土壤有效磷變化與磷累積盈虧的響應關系。與NK處理相比，NPK處理的油菜和水稻平均產量分別提高530.3%和35.9%，磷積累量分別提高495.3%和98.5%；與NPK處理相比，NPK+S處理的油菜和水稻平均產量分別提高19.1%和11.0%，磷積累量分別提高20.6%和11.7%；油菜產量和磷積累量對磷肥和秸稈的響應優于水稻。秸稈還田條件下，油菜和水稻的平均磷素農學效率分別提高6.8%和33.9%，油菜、水稻和周年的磷素累積利用率分別提高8.6%、17.0%和19.8%。秸稈還田對水稻磷素利用率和農學效率的影響更為顯著。4年油菜水稻輪作后，不施磷處理土壤磷素累積虧缺110.2 kg P2O5·hm-2，有效磷濃為1.9 mg·kg-1；施磷處理土壤磷素累積盈余210.9 kg P2O5·hm-2，有效磷濃度（4.3 mg·kg-1）較不施磷處理提高126.3%；施磷配合秸稈還田處理土壤磷素累積盈余（222.1 kg P2O5·hm-2）較NPK處理增加5.3%，有效磷濃度（5.1 mg·kg-1）較NPK處理提高18.6%。秸稈還田顯著提高了土壤有效磷濃度，但土壤磷盈余量沒有明顯增加。連續秸稈還田和施用化學磷肥條件下，水稻土每盈余100 kg·hm-2的磷，NPK和NPKS處理土壤有效磷分別提高1.8和2.0 mg·kg-1。秸稈還田促進了土壤磷素有效化。施磷顯著增加了油菜、水稻的產量和磷積累量，提升了土壤磷盈余量和有效磷濃度；秸稈還田在施磷肥的基礎上進一步增加了油菜、水稻的產量和磷積累量，提高了作物特別是水稻對磷素的利用率和農學效率，同時能夠在避免土壤磷素過量積累的情況下提高土壤有效磷濃度。

油菜水稻輪作；秸稈還田；作物產量；磷積累量；磷素效率；磷表觀平衡；有效磷

0 引言

【研究意義】磷肥的施用改善了作物對磷的吸收利用，同時也增加了土壤磷庫儲量和土壤供磷能力，是保證作物增產、穩產的重要農業舉措[1-2]。近年來，隨著單位面積磷肥用量的不斷增加，我國農田系統土壤磷含量呈增長趨勢。然而由于氣候因素、地形和種植制度的差異，不同區域土壤磷分布嚴重不平衡[3]，LI等[4]研究了我國土壤有效磷的歷史變化，其含量26年總體上提高了17.3 mg·kg-1，而長江流域的土壤有效磷僅增加了7.6 mg·kg-1。長江流域降雨量較大，存在徑流損失，造成農田土壤有效磷含量低，水體富營養化[5-6]，導致長江口水域活性磷酸鹽超標[7]。土壤磷素過量積累會增加環境污染風險[8]，土壤磷素虧缺則限制作物生長而導致減產。因此如何通過合理施磷在提高作物產量和土壤磷活化能力的同時，避免土壤磷素過量積累而造成的環境污染風險，已成為近年來農業和環境科學領域研究的熱點問題。【前人研究進展】秸稈還田已成為當前農業生產中的一項重要措施。多個長期定位試驗研究結果表明，連續秸稈還田能夠提高作物產量和土壤磷庫容量[9-11]。黃欣欣等[12]長期研究結果表明，當土壤輸入磷量高于作物輸出磷量時，秸稈還田對無機磷總量和Olsen-P含量分別顯著增加34.4%和56.5%。趙小軍等[13]研究發現，土壤速效磷的增加主要是由于秸稈還田促進了其他形態的磷轉化而來，在0—15 cm土層中，速效磷增加27%。秸稈還田能改善土壤理化性狀，增加土壤有機碳含量，提高土壤養分庫容，增加土壤中微生物數量和磷酸酶活性[14-16]，進而活化土壤中穩活性和非活性形態磷素，減少土壤礦物對磷的固定，促進土壤磷循環；也可以減少因侵蝕、徑流或淋溶而造成的磷損失，使土壤磷素更多的被作物吸收利用，進而提高作物磷肥利用率[17-20]。水旱輪作是長江流域最具代表性和分布最廣泛的耕作制度，其季節性的干濕交替導致土壤氧化與還原過程交替進行，影響著土壤無機磷和有機磷的有效性[5, 21]。【本研究切入點】以上研究多從單一方面關注秸稈還田對作物產量或土壤磷素轉化的影響，然而從多年連續跟蹤試驗來看，連續秸稈還田對土壤磷素活化的持續能力和對作物磷素累積利用效率的研究仍十分不足。【擬解決的關鍵問題】本研究選擇嚴重缺磷的土壤開展油菜-水稻共4年8季的輪作體系定位試驗研究，擬分析當前推薦磷肥用量下作物增產效果以及周年秸稈還田配施磷肥對油菜-水稻輪作系統作物產量持續性、土壤供磷持續力以及磷素盈虧對土壤磷素有效性變化的影響，探討油菜-水稻輪作條件下秸稈還田對當前磷素利用率及土壤磷有效性的效果，以期為長江流域油菜-水稻輪作的磷肥施用和秸稈資源利用提供科學依據。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

定位試驗于2014年10月至2018年10月在華中農業大學校內試驗基地（30°28′10″N, 114°21′21″E）進行。供試土壤為水稻土，耕層（0—20 cm）土壤基礎理化性質為：pH 7.0，有機質5.4 g·kg-1，全氮0.5 g·kg-1，有效磷1.2 mg·kg-1，速效鉀109.6 mg·kg-1。

1.2 試驗設計

本文選取定位試驗中的3個處理，分別為：（1）不施磷（NK）；（2）施磷（NPK）；（3）施磷配合秸稈還田（NPK+S）。油菜季各處理化學肥料用量為：N 180 kg·hm-2、P2O560 kg·hm-2、K2O 75 kg·hm-2、硼砂15 kg·hm-2；氮肥按照60%基肥+20%提苗肥+20%越冬肥施用，磷、鉀和硼肥均一次性基施。水稻季各處理化學肥料用量為：N 165 kg·hm-2、P2O560 kg·hm-2、K2O 75 kg·hm-2；氮肥按照60%基肥+20%分蘗肥+20%穗肥施用，磷、鉀均一次性基施。肥料品種分別為尿素（含N 46%）、過磷酸鈣（含P2O512%）、氯化鉀（含K2O 60%）和硼砂（含B 11%）。油菜季的秸稈（稻草）采用覆蓋還田的方式，水稻季的秸稈（油菜稈）采用翻壓還田的方式，還田量均為6 000 kg·hm-2。各處理具體施肥量見表1。試驗采用隨機區組排列，3次重復，小區面積29.7 m2。供試油菜品種為華油雜9號，移栽密度為7 500株/667m2，水稻品種為廣兩優1618，移栽密度為16 000兜/667m2。病蟲草害等其他田間管理措施同常規。

表1 2014—2018每年養分投入量

1.3 測定項目與方法

1.3.1 土壤樣品 每季作物收獲后采用多點采樣法采集0—20 cm耕層土壤，揀出雜草和碎石，按照“四分法”取1 kg帶回試驗室于陰涼、通風處風干，并用木槌磨細過0.85 mm篩后，置于干燥處保存。土壤基礎理化性質按常規方法測定，具體為：pH按照水土比2.5﹕1，電位法測定；有機質用外加熱-重鉻酸鉀容量法測定；全氮用半微量開氏定氮法測定，標準酸滴定；有效磷用0.5 mol·L-1的NaHCO3浸提-鉬銻抗比色法測定；速效鉀用1 mol·L-1的NH4OAc浸提-火焰光度法測定[22]。

1.3.2 植株樣品 每季作物成熟期收獲前在各小區取地上部植株樣，網袋懸掛風干脫粒后分別統計莖稈、籽粒、角殼的生物量，各部分樣品于60℃烘干后磨細用于全磷測定。采用H2SO4-H2O2聯合消煮，流動注射分析儀（AA3，德國SEAL）測定植株全磷含量。產量以各小區實際收獲產量計產。

1.4 數據處理與分析

磷積累量（phosphorus accumulation, kg·hm-2）=籽粒生物量×籽粒磷含量+角殼生物量×角殼磷含量+秸稈生物量×秸稈磷含量；

磷素平均農學效率（average agronomic efficiency of phosphorus, kg·kg-1）=（施磷處理四季作物產量-不施磷處理四季作物產量）/四季作物施磷量；

磷素累積利用率（accumulated use efficiency of phosphorus, %）=（施磷處理四季作物磷積累量-不施磷處理四季作物磷積累量）/四季作物施磷量×100%；

土壤磷表觀平衡（apparent phosphorus balance in soil, kg·hm-2）=施磷量-作物磷積累量；

施磷量（phosphorus input, kg·hm-2）=化肥磷+秸稈磷；

土壤有效磷變化量（change in soil Olsen-P, mg·kg-1）=周年輪作后土壤有效磷含量-基礎土壤有效磷含量。

利用Excel 2016軟件進行數據處理，Origin 2017軟件制圖，SPSS 20進行統計分析，最小顯著法（LSD）檢驗試驗數據的差異顯著性水平（＜0.05）。

2 結果

2.1 作物產量和生物量

油菜稻輪作體系4年作物產量和生物量如圖1所示。NK處理的油菜籽粒產量，角殼和秸稈生物量四季均值分別為274、256和497 kg·hm-2；水稻籽粒產量和秸稈生物量四季均值分別為5 731和6 502 kg·hm-2。NPK處理的油菜籽粒產量，角殼和秸稈生物量四季均值分別為1 727、1 402和2 273 kg·hm-2，較NK處理分別提高530.3%、447.7%和357.3%；水稻籽粒產量和秸稈生物量四季均值分別為7 792和8 609 kg·hm-2，較NK處理分別提高35.9%和32.4%。施磷對油菜的增長率大于水稻，表明油菜對磷肥的響應更為敏感。秸稈還田顯著提高油菜水稻輪作體系作物產量和生物量。NPK+S處理的油菜籽粒產量，角殼和秸稈生物量較NPK處理分別提高19.1%，27.1%和25.6%；NPK+S處理的水稻籽粒產量和秸稈生物量較NPK處理分別提高11.0%和6.7%。以4個油菜水稻輪作周期和不同處理為因素對油菜和水稻籽粒產量進行雙因素方差分析，發現時間、處理及其交互作用與油菜和水稻籽粒產量均有極顯著相關性（＜0.001，表2）。

不同小寫字母表示在0.05水平差異顯著。下同

2.2 作物磷積累量

由圖2可知，施磷顯著提高了作物磷積累量，且NPK+S處理顯著高于NPK和NK處理。NK處理的油菜和水稻磷積累量四季均值分別為3.1和25.0 kg P2O5·hm-2。NPK處理的油菜和水稻磷積累量四季均值分別為18.2和49.5 kg P2O5·hm-2，較NK處理分別提高495.3%和98.5%，油菜磷積累量對磷肥的響應大于水稻。NPK+S處理的油菜和水稻磷積累量四季均值分別為21.9和55.4 kg·hm-2，較NPK處理分別提高20.6%和11.7%，秸稈還田在油菜季的增長率大于水稻季。以4個油菜水稻輪作周期和不同處理為因素對作物磷積累量進行雙因素方差分析，發現時間和處理與油菜、水稻和周年磷積累量均有極顯著相關性（＜0.001，表2）；其交互作用與油菜、水稻和周年磷積累量的關系分別為極顯著相關性（＜0.001）、無顯著相關性和顯著相關性（＜0.05，表2）。

2.3 作物磷素利用效率

4年油菜水稻輪作試驗表明，作物磷素平均農學效率和磷素累積利用率均表現為NPK+S處理大于NPK處理（圖3-A，3-B）。與NPK處理相比，NPK+S處理的油菜和水稻磷素平均農學效率分別提高6.8%和33.9%；與NPK處理相比，NPK+S處理的油菜、水稻和周年磷素累積利用率分別提高8.6%、17.0%和19.8%。結果表明，在磷水平較低的土壤上進行秸稈還田，可顯著提高作物特別是水稻對土壤磷素的吸收利用。

表2 時間和施磷處理對作物產量、磷積累量以及土壤有效磷濃度的交互作用

括號內為多重方差分析所得值 Thevalue obtained by multivariate analysis of variance in parentheses

圖2 2015-2018年不同施磷處理下油菜（O）-水稻（R）輪作體系作物吸收的磷

2.4 輪作體系周年土壤磷平衡

4年油菜水稻輪作中NK處理的土壤磷均為消耗狀態，年度磷平衡表現為2015（-21.4 kg·hm-2），2016（-20.2 kg·hm-2），2017（-36.9 kg·hm-2），2018（-31.9 kg·hm-2），輪作后兩年的土壤磷虧缺量高于前兩年（圖4）；NPK和NPK+S處理的磷平衡均為盈余狀態，NPK處理年度磷盈余量表現為2015年（63.9 kg·hm-2）和2016年（64.8 kg·hm-2）高于2017年（34.8 kg·hm-2）和2018年（47.5 kg·hm-2）；NPK+S處理的年度磷平衡與NPK處理變化趨勢一致。與NPK處理相比，NPK+S處理的年均磷盈余量增長5.3%。結果表明，磷肥的施用使土壤磷平衡由虧缺轉為盈余狀態，秸稈還田不會進一步造成土壤磷過量盈余。

圖3 2015-2018年不同施磷處理下油菜（O）-水稻（R）輪作體系作物磷素平均農學效率和磷素累積利用率

圖4 2015-2018年不同施磷處理下油菜（O）-水稻（R）輪作體系周年土壤磷平衡

2.5 土壤有效磷

不同處理的土壤有效磷濃度始終表現為NPK+S處理＞NPK處理＞NK處理（圖5）。NK處理土壤有效磷濃度變化在1.6—2.3 mg·kg-1之間，水稻季和油菜季平均速效磷濃度分別為2.0和1.6 mg·kg-1，水稻季平均速效磷濃度明顯高于油菜季。NPK和NPK+S處理土壤有效磷濃度均隨種植季節的延長逐漸升高，在2016年油菜季開始顯著高于NK處理，至2018年水稻季，土壤有效磷濃度較初始值分別提高3.0和3.8 mg·kg-1。與NPK處理相比，NPK+S處理的土壤有效磷濃度在2018年油菜季開始有顯著性提高。4年油菜水稻輪作后，NK、NPK和NPK+S處理土壤有效磷濃度分別為1.9、4.3和5.1 mg·kg-1，與NK處理相比，NPK處理有效磷濃度增加126.3%；與NPK處理相比，NPK+S處理有效磷濃度增加18.6%。以4個油菜水稻輪作周期和不同處理為因素對土壤有效磷濃度進行雙因素方差分析，發現時間、處理及其交互作用與土壤有效磷濃度均有極顯著相關性（＜0.001，表2）。

2.6 油菜水稻輪作體系土壤有效磷對磷盈虧的響應

圖6為土壤有效磷變化與表觀磷累積盈虧的關系。隨輪作年限的延長，不施磷（NK）處理土壤磷累積虧缺量逐漸增加，有效磷濃度無明顯變化；施磷（NPK、NPK+S）處理土壤磷累積盈余量逐年增加，有效磷濃度逐步提高。結果表明，土壤有效磷濃度變化與土壤磷累積盈虧呈極顯著正相關；在化學磷肥處理上，每100 kg·hm-2的磷盈余使土壤有效磷濃度提高1.8 mg·kg-1（圖6-A）；在秸稈還田配施化學磷肥處理上，每100 kg·hm-2的磷盈余使土壤有效磷濃度提高2.0 mg·kg-1（圖6-B）。表明秸稈還田能促進土壤磷有效化。

圖5 2015—2018年不同施磷處理下油菜（O）-水稻（R）輪作體系土壤有效磷濃度

圖中**表示線性方程的顯著性達到P＜0.01 ** indicate the significant correlation at P＜0.01

3 討論

3.1 作物對磷肥和秸稈還田的響應

4年田間試驗結果表明，油菜產量和磷積累量對磷肥和秸稈的響應優于水稻，其原因為水旱輪作農田種植水稻時，淹水狀態下土壤pH向中性趨進，而土壤磷的有效性在pH中性范圍內最高[23-24]，淹水后土壤處于還原條件，Fe-P、Al-P和一些閉蓄態磷因鐵、錳等氧化物被還原而釋放出在氧化條件下處于無效態的磷，增加了土壤磷的有效性與擴散能力[25]，從而緩解磷限制。油菜種植于旱季，土壤磷素固定潛力大且難以活化，作物生長受磷水平限制作用較大，造成施磷與不施磷和有無秸稈還田處理間油菜產量和磷積累量差異較大。水稻季不施磷處理產量和磷積累量能達到較高水平，而油菜季不施磷處理產量和磷積累量極低，導致秸稈還田對水稻磷素利用率和農學效率的影響更為顯著。

3.2 磷肥與秸稈還田對土壤磷變化的影響

土壤有效磷是表征土壤的供磷水平，施用磷肥是提升土壤有效磷的主要途徑[26]。土壤磷庫變化因投入磷肥的種類和數量的不同而存在差異。多數研究認為長期不施磷肥會由于作物吸收帶走土壤部分磷素，導致磷虧缺進而引起土壤有效磷含量下降[27-28]，但也有學者認為長期不施磷肥土壤有效磷基本不發生變化，甚至略有提高[29]，分析認為可能是降雨和灌溉水中的磷進入土壤所致。本研究連續4年不施磷處理（NK）土壤磷平衡表現為磷虧缺，主要原因是在沒有外源磷投入條件下，土壤磷素被油菜和水稻吸收帶出導致土壤磷處于持續消耗狀態，而土壤有效磷在年際間基本持平，原因可能是土壤有效磷含量處于極低水平，土壤有效磷處于消耗狀態時，作物吸收利用的磷素主要來自于非活性磷庫的補充[30-31]，即中穩性和穩性磷向活性磷轉化。

大量研究表明，合理施用化學磷肥或化學磷肥與有機肥配施均能增加土壤磷盈余和有效磷濃度[32-33]。本研究連續4年施磷處理（NPK、NPK+S）土壤表現為磷盈余，周年磷盈余量在24.3—42.3 kg·hm-2之間，土壤有效磷較初始值分別提高3.0和3.8 mg·kg-1，可見磷肥的投入可以有效增加土壤磷庫儲量并且提高土壤有效磷濃度。長江中上游多點試驗結果顯示，長期施磷后各試驗點土壤磷年均盈余在6—44 kg·hm-2之間，土壤有效磷年均增加量在1.0—1.5 mg·kg-1之間[34]。土壤有效磷含量的變化狀況可能與土壤磷初始值有關，在本試驗中，初始土壤有效磷含量僅為1.2 mg·kg-1，屬于嚴重缺磷土壤[35]，施用磷肥對于提高土壤有效磷顯示了一定的效應。長江流域土壤磷目前處于快速積累期，當磷積累到一定程度出現飽和狀態后，其向外的輸出量會迅速上升[36]，大量的磷輸出會造成嚴重的環境污染。在土壤磷管理中，控制化學磷肥的大量投入是減少輸入的主要方式，應更多的依靠內部循環來提高磷利用率[5]，而秸稈還田可有效促進土壤磷循環利用[16-17]。本研究在施用磷肥的基礎上進行秸稈還田，土壤磷盈余量無明顯增加，土壤有效磷進一步增加，其增長幅度隨種植季節的延長而增大，至2018年油菜季達到顯著性差異，第一，是由于其磷投入量相對更大，秸稈中含有一定量的磷，其年度磷投入總量比化學磷肥高出4.6%—16.0%。第二，可能是由于長期秸稈還田的投入帶入大量有機物料促進土壤有機質積累，土壤有機質可以促進活性形態磷的積累，降低非活性磷素占總磷的比重[37]。因此，秸稈還田顯著提高土壤有效磷濃度即提高了磷活性，同時避免土壤磷素過量積累。

3.3 秸稈還田對土壤磷素有效化的影響

土壤磷盈虧是有效磷變化的根本原因[38]，探究土壤磷素盈虧的變化特征、量化土壤有效磷與磷盈虧的關系，對于農田磷素養分管理和合理施磷意義重大。SHEN等[39]認為土壤磷盈虧與有效磷變化存在必然聯系，磷肥的長期施用導致農田土壤磷盈余，而不施磷導致土壤磷虧缺[40]。TANG等[41]通過長期試驗研究得出，在中國湖南、新疆、陜西等五個地區土壤每盈余100 kg·hm-2的P，土壤有效磷提高2.3—5.7 mg·kg-1。本研究表明，土壤有效磷濃度變化與土壤磷累積盈虧呈極顯著正相關；土壤磷虧缺狀態下，有效磷濃度總體持平；在化學磷肥處理和秸稈還田配施化學磷肥處理上，水稻土每盈余100 kg·hm-2的P，土壤有效磷分別提高1.8和2.0 mg·kg-1。秸稈還田在不造成土壤磷素大量盈余的情況下進一步提高土壤有效磷濃度，同時也促進了作物對土壤磷素的吸收利用，原因可能是秸稈碳活化了土壤磷庫[42]，促進了土壤磷素有效化。研究表明，秸稈還田可提土壤微生物數量和微生物生物量C、N、P含量[14, 43]，而土壤微生物數量增加又進一步提高了包括磷酸酶在內的分泌物數量[44]，磷酸酶加快有機磷向無機磷轉化的速度，從而促進作物對無機磷的吸收[45]。趙慶雷等[46]研究發現，秸稈還田配施磷肥提高了Ca2-P、Fe-P等活性較高的無機磷的含量，降低了Ca10-P等活性較低的無機磷含量，促進了土壤無機磷活化。因此，秸稈還田在促進農作物生產和提高土壤供磷能力方面具有重要作用，土壤有效磷的提升需要長期的培肥，秸稈還田在進一步提高土壤有效磷濃度的同時，可有效避免因磷肥的過量施用而造成的資源浪費和環境污染風險。

4 結論

4.1 秸稈還田能顯著提高油菜、水稻的產量和磷積累量，4年平均產量分別提高19.1%和11.0%，平均磷積累量分別提高20.6%和11.7%。秸稈還田顯著提高了水稻磷素的農學效率和利用率。

4.2 4年油菜水稻輪作后，不施磷處理土壤磷處于虧缺狀態，有效磷濃度總體持平；施磷處理土壤磷轉為盈余狀態，有效磷濃度較不施磷處理提高126.3%；秸稈還田較不還田處理土壤磷盈余量無明顯增加，有效磷濃度顯著提高18.6%。與化學磷肥處理相比，秸稈還田配施化學磷肥處理的水稻土每盈余100 kg·hm-2的P，土壤有效磷增加量提高13.4%，秸稈還田促進了土壤磷素有效化。

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Effect of Continuous Straw Returning on Soil Phosphorus Availability and Crop Phosphorus Utilization Efficiency of Oilseed Rape-rice Rotation

WANG KunKun, LIAO ShiPeng, REN Tao, LI XiaoKun, CONG RiHuan, LU JianWei

(Microelement Research Center, Huazhong Agricultural University /Key Laboratory of Arable Land Conservation in Middle and Lower Reaches of Yangtze River, Ministry of Agriculture and Rural Affairs, Wuhan 430070)

【】By exploring the contribution of chemical phosphorus fertilizer and straw returning combined with phosphorus fertilizer to crop productivity, as well as the effect on soil phosphorus availability and phosphorus efficiency under the system of oilseed rape-rice rotation in the Yangtze River, this paper provided a scientific basis for farmland soil phosphorus management.【】The experiment was conducted at Huazhong Agricultural University in Wuhan, Hubei province during the period of 2015-2018. Three treatments in the positioning experiment were selected as followed: (1) phosphorus was not applied (NK); (2) phosphorus application (NPK); (3) phosphorus application and straw returning (NPK+S). By measuring crop yield, phosphorus content and soil Olsen-P, the phosphorus use efficiency of crops was analyzed, and the response of soil Olsen-P to P apparent balance was discussed.【】The average yield of oilseed rape and rice under NPK treatment increased by 530.3% and 35.9%, respectively, and the P2O5accumulation increased by 495.3% and 98.5%, respectively, compared with NK treatment. The average yield of oilseed rape and rice under NPK+S treatment increased by 19.1% and 11.0%, respectively, and the P2O5accumulation increased by 20.6% and 11.7%, respectively, compared with NPK treatment. The response of oilseed rape yield and P2O5accumulation to phosphorus fertilizer and straw was better than that of rice. Under the condition of straw returning, the average agronomic efficiency of oilseed rape and rice increased by 6.8% and 33.9%, respectively, and the accumulative phosphorus use efficiency of oilseed rape, rice and anniversary increased by 8.6%, 17.0% and 19.8%, respectively. The effect of straw returning on phosphorus use efficiency and agricultural efficiency of rice was more significant. After four years of oilseed rape-rice rotation, the accumulated deficit of phosphorus in soil was 110.2 kg P2O5·hm-2under NK treatment, and the Olsen-P was 1.9 mg·kg-1. The accumulated phosphorus surplus of soil under NPK treatment was 210.9 kg P2O5·hm-2, and the Olsen-P (4.3 mg·kg-1) was 126.3% higher than that under NK treatment. NPK+S treatment increased the accumulated phosphorus surplus (222.1 kg P2O5·hm-2) by 5.3%, and the Olsen-P (5.1 mg·kg-1) increased by 18.6% compared with NPK treatment. Straw returning significantly increased the soil Olsen-P, but the soil phosphorus surplus did not increase significantly. Under the condition of continuous straw returning and chemical phosphorus fertilizer application, for every 100 kg·hm-2P surplus of paddy soil, soil Olsen-P under NPK and NPKS treatment increased by 1.8 and 2.0 mg·kg-1, respectively. Straw returning promoted soil phosphorus availability.【】Phosphorus application significantly increased the yield and P2O5accumulation of oilseed rape and rice, and increased the P surplus and the soil Olsen-P. On the basis of phosphorus application, straw returning further increased the yield and P2O5accumulation of oilseed rape and rice, and improved the use efficiency of phosphorus and agricultural efficiency of crops, especially for rice. At the same time, it could increase the soil Olsen-P while avoiding the excessive accumulation of soil phosphorus.

oilseed rape-rice rotation; straw returning; crop yield; P2O5accumulation; phosphorus efficiency; P apparent balance; Olsen-P

10.3864/j.issn.0578-1752.2020.01.009

2019-04-22；

2019-06-04

國家重點研發計劃（2017YFD0200206）、國家油菜產業技術體系建設專項（CARS-12）、中央高校基本科研業務費專項資金（2662017JC010）

王昆昆，E-mail：wangkk@webmail.hzau.edu.cn。通信作者叢日環，E-mail：congrihuan@webmail.hzau.edu.cn

（責任編輯 李云霞）