全量秸稈還田下不同施氮量對水稻產量及土壤有機質含量的影響

陳軍　孫義祥

摘要 為探究稻麥輪作區秸稈還田對氮肥的替代作用，推進秸稈資源高效利用，提升土壤質量，通過連續4年定位試驗，在小麥秸稈全量還田的條件下，設置5個施氮水平，分別為0、60、120、180、240 kg/hm2，研究不同處理對水稻產量和土壤有機質含量的影響。結果表明，秸稈全量還田下，施氮量為180 kg/hm2時，水稻產量最高;施氮量為0和60 kg/hm2時，水稻產量無顯著差異;施氮量為120和240 kg/hm2時，水稻產量無顯著差異。秸稈全量還田下，施氮量為0 kg/hm2時，土壤有機質含量有下降趨勢，隨著施氮量增加土壤有機質含量有增加趨勢，但未達顯著水平。

關鍵詞 秸稈還田;施氮量;水稻;產量;土壤有機質

中圖分類號 S511文獻標識碼 A文章編號 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資源，含有氮、磷、鉀等作物生長所需的營養元素[1]。在政府的倡導和農技人員的推廣下，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，提高肥料利用率，也能固持土壤氮素，減少氮素損失[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。關于水旱輪作下秸稈還田與氮肥運籌的研究很多[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研究秸稈全量還田下不同氮肥水平對水稻產量和土壤有機質含量的影響，旨在為秸稈還田培肥土壤和替代氮肥提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗于2014年5月至2017年11月在安徽省六安市霍邱縣城西湖鄉新河村進行?；羟窨h年均降雨量1 093.5 mm，多年平均氣溫16.7 ℃，前茬作物為小麥。試驗地土壤類型為黃潮土，土壤理化性質：有機質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 試驗材料 試驗水稻品種為鎮稻99。

1.3 試驗設計

種植模式為麥田套種直播水稻，小麥收獲前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。設置5個氮水平，分別為0、60、120、180和240 kg/hm2，對應的用代號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，小區面積40 m2（5 m×8 m），隨機區組排列。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。

1.4.1 水稻產量。水稻成熟后，小區測產部分20 m2收獲脫粒測產，產量以風干質量表示。

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質含量[6]。

1.5 數據分析

應用Excel 2010和SPSS 20.0 進行處理和統計分析。處理間比較采用One-way ANOVA分析，差異顯著性分析用Ducan法[7]。

2 結果與分析

2.1 不同處理對水稻產量的影響

經4年的連續試驗，秸稈全量還田下不同施氮量對水稻產量的影響差異顯著（表1）。施氮量為180 kg/hm2的處理（N180）水稻產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水稻產量比N120增加了1.9%，但無顯著差異;N60比N0水稻產量增加了3.0%，但無顯著差異。

分析水稻的產量構成發現，不同施肥處理對水稻的有效穗數和千粒重影響不顯著，顯著影響了穗粒數。N180和N240的穗粒數顯著高于其他處理，同時N180的千粒重高于其他處理，這可能是N180產量最高的原因。N240盡管穗粒數最高，但千粒重較低，表明施氮肥240 kg/hm2可能影響水稻的充實度，從而減少了水稻產量。N0和N120的水稻產量構成差異不大，這也是其水稻產量不明顯的原因。同時表明N0仍可提供一定量氮素供水稻生長所需，可能與試驗時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質含量的影響

秸稈全量還田下不同施氮量對土壤有機質含量的影響差異不顯著（圖1），但不同處理土壤有機質含量表現為隨施氮量增加而增加的趨勢，即N240>N180>N120>N60>N0。與初始試驗土壤有機質含量相比，N0土壤有機質含量表現為下降趨勢，而增施氮肥土壤有機質表現為增加趨勢，并表現為隨施氮量的增加，土壤有機質含量的增幅變大。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、根系及其分泌物進入土壤的量大大降低，有機質積累速率低于其分解速率，造成不施氮肥處理土壤有機質含量下降[8-9]。同時，研究表明，長期秸稈還田配施化肥有利于土壤腐殖化進程，顯著提高土壤有機質含量[10]。該研究的趨勢與此相似，土壤有機質含量的改變是一個緩慢的過程，因此仍需要長期進一步研究秸稈與氮肥施肥水平對土壤有機質含量的影響。

3 結論

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

參考文獻

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