水稻秸稈還田配施氮肥對土壤碳氮及小麥生長特性和產(chǎn)量的影響

關鍵詞：秸稈還田；氮肥；土壤有機碳；土壤氮；小麥（TriticumaestivumL.）；生長特性；產(chǎn)量

中圖分類號：S512.1;S505；S38 文獻標識碼：A

文章編號：0439-8114（2025）05-0033-09

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2025.05.006

Effects of rice straw returning combined with nitrogen fertilizer on carbon and nitrogen of soil，and growth characteristics and yield ofwheat

LI Meng-juan，YAN Yu-hang，LI Mu-rong，SHI Li-li，KEM SENOU PAVEL DARYL，WANG Xiao-yan （CollgefAgicugtUesitiseahCtefolodgicualUfdstofucaiei KeyLaboratoryof Waterlogging Disasterand Agricultural Useof Wetland，Jingzhou 434025，Hubei，China）

Abstract：Todetermineteoptimalcombinationofstrawreturningandnitrogenfertlizerinwheat（TiticumaestiumL）cultivation withintheice-wheatrotationsystemof heJianghanPlain，afieldexperimentwasconductedusingasplit-plotdesign.Threstrawreturningtreatmentsofnostraweturning（NSR），halftrawreturning（HSR），andfullstrawretuing（TSR）weretested.Fourertilization levels of NO （0kg/hm²），N1 （90 kg/hm2），N2（ 180kg/hm² ），andN3（ 270kg/hm² ）were also applied.The effects of these treatmentsnsoilcarbonandnitrogencontents，populationphotosytheticparameters，abvegrounddrymateracumulationandyieldof wheat were studied.Theresultsshowedthat HSRandTSRcombinedwithN2andN3couldefectively increasesoilorganiccarbonin 0＼～20cmsoillayer.HSRcombinedwithNandN3couldincreasesoil otalnitrogencontent.HSRcombinedwithN3couldincrease soilnitratenitrogencontentintheinteringstage.TSRcombiedwithN2andN3couldincreasesoilammoumnitrogencontentinO＼～ 10 cm soil layer from the flowering stage to the maturity stage. HSR + N3 treatment significantly increased the flag leaf relative chlorophyllcontentandpopulationleafareaindexofwheatafterboting，sothatithadhigherabovegrounddrymateraccumulation.Straw returningncreasedtheproportionafteranthsis，whiletheincreaseofnitrogenapplicationrateincreasedtheproportioofdrymter accumulationbeforeanthesis.Strawreturningcombinedwithnitrogenfertilizersignificantlyafectedwheatyield，andtheieldof HSR + N3treatmentwas thehighest.Inconclusion，intheJianghan Plain’srice-wheatrotationsystem，halfstrawreturmingcombined with 180～270kg/hm² of N fertilizer could maximize wheat yield and effectively improve soil nutrient content.

KeyWords：strawreturing；nitrogenfertilzer；soilorganiccarbon；soilitrogen;heat（TriticumestiumL.）；growtharacteristics;yield

江漢平原地區(qū)是中國重要的糧食產(chǎn)區(qū)，水稻復種指數(shù)高、種植面積廣，且擁有豐富的水稻秸稈資源，水稻-小麥輪作已成為該地區(qū)的主要種植模式[1，2]。水稻秸稈富含氮、磷和鉀等養(yǎng)分，然而在實際生產(chǎn)中，秸稈焚燒和丟棄的現(xiàn)象仍較為普遍[3]秸稈還田作為重要的秸稈利用方式，不僅能有效防止秸稈露天焚燒、減少環(huán)境污染，還能通過改善土攘質量來降低化肥使用量[4.5]。因此，探究合理的水稻秸稈還田配施氮肥模式對保障糧食生產(chǎn)、提高秸稈利用率并降低生產(chǎn)成本有重要意義。

已有研究結果表明，秸稈還田可顯著提高農(nóng)田有機碳和全氮含量，提升土壤肥力，繼而提高作物產(chǎn)量等[6.7]。秸稈還田后土壤有機碳及氮含量變化受秸稈自身組分、土壤性質、耕作方式、施肥情況等因素的影響[8-10]。關于秸稈還田與施氮量對土壤養(yǎng)分及小麥（TriticumaestivumL.）產(chǎn)量的研究集中于中國北方小麥-玉米輪作制度的旱地小麥。小麥和玉米秸稈碳氮比較高，因此還田后腐解過程中常出現(xiàn)微生物和作物爭奪氮素的現(xiàn)象，造成作物減產(chǎn)，因此還田后需補施氮肥以彌補秸稈降解過程中土壤微生物對氮素的固持，從而保證氮素的供給[1]。Li等[12]在山東省泰安市開展小麥-玉米輪作秸稈還田試驗，發(fā)現(xiàn)秸稈還田配施氮肥顯著增加葉面積指數(shù)，繼而更好地促進小麥的干物質積累。李瑋等[13]在安徽省蒙城縣進行玉米秸稈全量還田試驗，發(fā)現(xiàn)秸稈還田配施氮肥不僅能改善土壤的氮素盈余，而且能提高土壤的氮肥利用率，優(yōu)化土壤的碳氮循環(huán)。孫旭超等[14]在省棗陽市進行小麥秸稈還田配施不同氮量盆栽試驗，發(fā)現(xiàn)施用適量氮肥能夠促進秸稈碳在土壤中的固定，增加土壤有機碳含量，從而有效調節(jié)碳氮比，提升土壤肥力。霍啟煜等[15]在新疆維吾爾自治區(qū)石河子市開展棉桿還田試驗，發(fā)現(xiàn)棉桿炭化還田配施氮肥可以提高土壤碳氮比，增加土壤有機碳和氮含量。還有研究表明，在一定范圍內(nèi)土壤有機碳含量與秸稈還田數(shù)量成正比[16]，但過量還田會抑制微生物生長，對秸稈的分解產(chǎn)生不利影響[。由此可以看出，秸稈還田類型對不同地區(qū)土壤養(yǎng)分和作物產(chǎn)量的影響存在差異。

已有研究集中在秸稈還田或施氮量對土壤養(yǎng)分及作物產(chǎn)量的影響方面，而關于江漢平原水稻-小麥輪作地區(qū)秸稈還田量與施氮量雙因素下的小麥產(chǎn)量、土壤有機碳及土壤氮變化規(guī)律的研究較少。本試驗基于水稻-小麥輪作體系，探討水稻秸稈不同還田量配施氮肥對江漢平原小麥土壤碳氮含量、生長特性和產(chǎn)量的影響，以期為江漢平原水稻-小麥輪作區(qū)合理的秸稈還田配施氮肥模式提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗于2022—2023年在省荊州市荊州區(qū)長江大學農(nóng)業(yè)科技產(chǎn)業(yè)園進行，該地屬亞熱帶季風濕潤氣候區(qū)。試驗地主要耕作方式為水稻-小麥輪作，土壤質地為沙質壤土。試驗前 0～20cm 土層土壤的基本理化性質為有機質 23.39g/kg 全氮 1.19g/kg 硝態(tài)氮 39.56mg/kg 有效磷 27.67mg/kg 速效鉀87.51mg/kg?pH 7.2

1.2 試驗設計

試驗采用裂區(qū)設計，以襄麥55為供試材料，2022一2023年試驗的主處理為秸稈不還田（NSR，0）、秸稈半量還田（ HSR，4500kg/hm²） 和秸稈全量還田 （TSR，9000kg/hm²）Ω 3個水平，副處理為4個施氮量（純N用量）處理，分別為N0（0）、 N1（90kg/hm²） ！N 2（180kg/hm² ） .N3（270kg/hm²） ，共12個處理，每個處理重復3次，小區(qū)面積 12m² ，于2022年11月1日播種，2023年5月12日收獲。

氮肥用尿素（含 N46% ），分別于播種前、越冬期、拔節(jié)期施用，比例為 1：1：1 ；磷肥用過磷酸鈣（含P₂O₅12% ，鉀肥用硫酸鉀（含 K₂O47% ）， P₂O₅，K₂O 施用量均為 105kg/hm² ，全部作為基肥一次施人。其他田間管理措施同一般高產(chǎn)田。

1.3 測定項目與方法

1.3.1 土壤碳氮含量 在越冬期（2022年12月11日）拔節(jié)期（2023年3月3日）開花期（2023年3月31日）和成熟期（2023年5月12日）采集土壤樣品，采集深度為 0～10cm?10～20cm 。每個小區(qū)取5個點，將5個土樣混合，用 2mm 的篩網(wǎng)除去石料、根、植物殘茬后，將每個土樣分成兩部分，一部分新鮮土，另一部分風干土。鮮土置于冰箱保存，土壤解凍后，稱取鮮土 10g ，加入 2mol/L 氯化鉀溶液 100mL 振蕩 30min ，靜置 10min ，取上層清液，采用Smart-Chen200 型全自動間斷化學分析儀測定土壤硝態(tài)氮和銨態(tài)氮含量；風干土過 0.149mm 篩后，采用凱氏定氮法測定土壤全氮含量，采用重鉻酸鉀容量法測定土壤有機碳含量[18]

1.3.2光合特性于孕穗期（2023年3月17日）及開花期后 0，7、14、21、28、35d ，每小區(qū)選取15片旗葉，使用SPAD501型葉綠素儀測定旗葉葉綠素相對含量（以SPAD值計），使用SunscanLP80植物冠層分析儀測定群體葉面積指數(shù)（LAI）。

1.3.3地上部干物質積累于播種（2022年11月1日）后41、123、137、151、165、190d（分別對應越冬期、拔節(jié)期、孕穗期、開花期、灌漿中期和成熟期）調查群體莖蘗數(shù)，并在每個小區(qū)選取長勢均勻的15株小麥植株，收取地上部，放至烘箱中于 105^°C 殺青30min，60^°C 烘干至恒重，稱取地上部干物質質量。1.3.4產(chǎn)量及其構成因素于小麥成熟期選取具有代表性的 1m² 面積調查有效穗數(shù)，并隨機選取15穗調查穗粒數(shù)，選取 2m² 收獲，測產(chǎn)。自然風干后，測定各處理千粒重。

1.4 數(shù)據(jù)處理

采用Excel2019軟件整理數(shù)據(jù)及作圖，采用DPS7.0軟件進行雙因素差異顯著性檢驗，采用Tukey法進行多重比較。

2 結果與分析

2.1秸稈還田配施氮肥對小麥季土壤有機碳含量的影響

0～20cm 土層土壤有機碳含量變化如圖1所示，0～10cm 土層各處理土壤有機碳含量均高于 10～20cm 土層。與NSR相比，HSR、TSR在各生育時期土壤有機碳含量均較高，且隨秸稈還田量的增加而增加，表現(xiàn)為 TSRgt;HSRgt;NSR ，尤其在 10～20cm 土壤中，HSR、TSR與NSR的差異更顯著，表明秸稈還田對提高 10～20cm 王層有機碳含量效果更顯著。秸稈不還田時，對比各時期的施氮處理，N3土壤有機碳含量均較高。秸稈還田與施氮量存在顯著交互效應，TSR +N2 、 TSR+N3 處理在拔節(jié)期 0～10cm 土層的土壤有機碳含量顯著高于同時期的其他處理，其值分別為 20.35.22.34g/kg ，在成熟期也均較高，分別為18.62，18.49g/kg ，表明秸稈全量還田配施 270kg/hm² 氮肥能有效提升土壤有機碳含量。

2.2 秸稈還田配施氮肥對小麥季土壤全氮含量的 影響

0～20cm 土壤全氮含量如圖2所示， 0～10cm 土層各處理的土壤全氮含量均高于 10～20cm 土層。隨著小麥生育期的推進，各處理的土壤全氮含量變化大體呈先上升后下降的趨勢，在越冬期最低，拔節(jié)期至開花期升到最高，成熟期略微下降，而10＼～20cm土層的 TSR+N2 、 HSR+N3 、 TSR+N3 處理表現(xiàn)為一直升高的趨勢。

同一秸稈還田處理下，土壤全氮含量隨施氮量的增加而增加，其中 0～10cm 土層全氮含量在各時期的最高值均出現(xiàn)在N3處理， 10～20cm 土層全氮含量在各時期的最高值出現(xiàn)在N2或N3處理。從越冬期至成熟期，在NO、N1水平，NSR土壤全氮含量高于HSR、TSR處理，而N2、N3水平，HSR有較高的土壤全氮含量；在成熟期， HSR+N3 處理的土壤全氮含量均最高，在 0～10cm.10～20cm 土層分別為1.29、1.32g/kg ，表明秸稈半量還田配施N2、N3可提高土壤全氮含量。

2.3秸稈還田配施氮肥對小麥季土壤硝態(tài)氮含量 的影響

由圖3可知， 0～20cm 各處理的土壤硝態(tài)氮含量隨生育進程總體呈下降趨勢， 0～10cm 土層各處理的土壤硝態(tài)氮含量均高于 10～20cm 。秸稈不還田時，隨著施氮量增加，硝態(tài)氮含量呈明顯遞增趨勢；在越冬期，與NO相比， _N1，N2，N3 處理的硝態(tài)氮含量在 0～10cm 土層分別增加 65.47%.77.29%.94.99% ，在 10～20cm 土層分別增加 99.02%.191.60%.84.26% 。秸稈還田時，與 TSR+N0 相比，越冬期的 HSR+N0 處理 0～10cm 土層的土壤硝態(tài)氮含量顯著增加80.08% ，而 10～20cm 王層變化不顯著。秸稈還田與施氮量的交互作用顯著提高了土壤硝態(tài)氮含量，尤其在越冬期效果最為突出， HSR+N3 處理顯著高于其他處理， 0～10cm?10～20cm 土層含量分別為78.07，37.57mg/kg

2.4秸稈還田配施氮肥對小麥季土壤銨態(tài)氮含量 的影響

0～10cm 土層各處理的土壤銨態(tài)氮含量均高于10～20cm 土層（圖4），施氮量顯著影響土壤銨態(tài)氮累積（ Plt;0.05 ）。秸稈不還田時，隨著施氮量增加，各處理的土壤銨態(tài)氮含量整體有增加的趨勢。隨著小麥生育進程的推進，土壤銨態(tài)氮含量整體呈越冬期至拔節(jié)期增高，拔節(jié)期至開花期下降的趨勢。不施氮時，在成熟期，秸稈還田量顯著影響土壤銨態(tài)氮含量，在 0～10cm 土層，TSR顯著高于HSR，而 10～20cm 土層差異并不顯著。秸稈還田與施氮量對土壤銨態(tài)氮含量存在顯著交互作用，在N1、N2水平，越冬期、成熟期TSR處理的銨態(tài)氮含量顯著高于NSR；在N3水平，TSR與NSR的差異在開花期拉大，兩土層分別增加 52.37%.46.07% ，至成熟期，這種差異縮小， 0～ 10cm 土層增加 19.69% ， 10～20cm 土層反而減少57.14% 。綜上，秸稈全量還田配施氮（ 180～270kg/hm²） 可提升土壤銨態(tài)氮含量，但需結合生育時期動態(tài)調控以避免氮素過量累積。

2.5秸稈還田配施氮肥對稻茬小麥孕穗后光合特性的影響

2.5.1秸稈還田配施氮肥對稻茬小麥群體葉面積指數(shù)的影響秸稈半量還田配施N2、N3能提高小麥孕穗后群體葉面積指數(shù)（圖5）， HSR+N3 處理提高小麥孕穗后群體葉面積指數(shù)效果最顯著。各處理小麥孕穗后葉面積指數(shù)總體呈先上升后下降趨勢，在孕穗期至開花期快速增加，隨后達到峰值之后逐漸下降。相同還田量下，增加施氮量，群體葉面積指數(shù)顯著升高。施氮量相同時，不同秸稈還田量之間群體葉面積指數(shù)變化規(guī)律不同，N1處理下，秸稈還田量增加，葉面積指數(shù)降低；N2、N3處理下，隨秸稈還田量增加，葉面積指數(shù)除21d外呈先增加后降低的趨勢。

2.5.2秸稈還田配施氮肥對稻茬小麥旗葉SPAD值的影響秸稈還田配施氮肥顯著影響小麥旗葉葉綠素相對含量，HSR +N3 處理提高小麥孕穗后旗葉

SPAD值效果最顯著，在開花期達最大值，為60（圖6）。各處理旗葉SPAD值在孕穗期至成熟期整體呈先上升后下降的趨勢，孕穗期至開花期上升，除個別處理外，基本在開花期達最大值，之后開始下降。隨著施氮量的增加，各還田量處理的旗葉SPAD值均呈上升趨勢，在N3水平有最大值。相同施氮量下，開花期TSR的各施氮量處理均低于NSR和HSR處理，但在開花后35d，HSR和TSR處理的N2、N3處理均高于NSR處理。隨著秸稈還田量的增加，各處理旗葉SPAD值先增加后降低，秸稈半量還田高于秸稈全量還田。

2.6秸稈還田配施氮肥對稻茬小麥地上部干物質 積累動態(tài)的影響

2.6.1秸稈還田配施氮肥對稻茬小麥地上部干物質積累量的影響如圖7所示，各處理的單位面積干物質積累量隨生育進程的推進呈持續(xù)增長的趨勢，

在成熟期達最大值。同一施氮條件下，對比各秸稈還田處理全生育期干物質積累量均值，與NSR相比，HSR和TSR處理的全生育期干物質積累量均值在N0水平下分別減少 3.61% 和 5.16% ，在N1水平下分別減少 0.03% 和 0.89% ;在N2水平下，HSR處理的全生育期干物質積累量均值增加 6.65% ，TSR處理的全生育期干物質積累量均值減少 1.08% ；在N3水平下，秸稈還田的優(yōu)勢凸顯，HSR和TSR處理的全生育期干物質積累量均值分別增加 15.22% 、 9.97% 。可見，在低氮條件下，NSR處理的小麥有較高的干物質積累量，當施氮量達到N2水平時，表現(xiàn)為HSRgt;NSR gt;^′ TSR，N3水平時，表現(xiàn)為HSRgt;TSRgt;NSR。同一秸稈還田條件下，各處理成熟期干物質積累量均表現(xiàn)為N3gt;N2gt;N1gt;NO，NSR、HSR、TSR處理在N3時有最大值，分別為12552.19、15344.55、16883.99kg/hm² 。

2.6.2秸稈還田配施氮肥對稻茬小麥地上部干物質花前、花后分配比例的影響不施氮時，秸稈還田量的增加影響小麥地上部花前、花后干物質的積累比例（圖8），使花前干物質積累比例降低，花后積累比例升高。NSR、HSR和TSR配施氮肥處理花前積累的干物質比例分別為 71.55%～84.96% ！ 57.11%? ）69.53% 、 46.07%～58.40% ，花后積累的干物質比例分別為 15.04%～28.45%.30.47%～47.05%.41.60%～ 53.93% 。施氮情況下，增施氮肥有利于花前干物質積累比例升高，花后比例下降。秸稈半量還田和秸稈全量還田配施氮肥 180～270kg/hm² 可協(xié)調小麥花前、花后干物質積累平衡，優(yōu)化花后干物質積累。

2.7秸稈還田配施氮肥對小麥產(chǎn)量及其構成因素的影響

由表1可知，秸稈還田顯著影響小麥產(chǎn)量（ Plt; 0.05），而施氮量對產(chǎn)量的影響達極顯著水平（ Plt; 0.01），秸稈還田配施氮肥的互作效應對產(chǎn)量影響也達極顯著水平（ Plt;0.01 ）。試驗結果表明，秸稈半量還田處理下產(chǎn)量均值最高，其次是秸稈不還田處理，秸稈全量還田處理產(chǎn)量最低，3個處理產(chǎn)量分別為

秸稈還田配施氮肥顯著影響小麥產(chǎn)量， HSR+ N3處理產(chǎn)量最高，達 7209.8kg/hm² 。在相同秸稈還田量下，產(chǎn)量均隨施氮量的增加而增加。相同施氮條件下，不同秸稈還田處理小麥產(chǎn)量變化不同，N1條件下，與NSR相比，HSR和TSR處理產(chǎn)量明顯減少 8.1%.24.6% ;N2、N3水平下，與NSR處理相比，HSR處理分別增產(chǎn) 8.5% 和 13.2% ，TSR處理也分別增產(chǎn) 6.2% 和 2.1% ，但TSR處理在N2、N3水平下比HSR處理分別減產(chǎn) 2.1% 、 9.8% 。施氮量顯著影響小麥產(chǎn)量，與不施氮相比，N1、N2、N3處理分別增產(chǎn)120.0%.263.1%.322.1%，4 4個施氮水平產(chǎn)量均值分別為 1 585.9.3 488.6.5 758.6.6 694.4kg/hm²d 施氮量顯著影響穗數(shù)、穗粒數(shù)和千粒重，且均隨著施氮量的增加而增加。秸稈還田配施氮肥極顯著影響小麥穗數(shù)、穗粒數(shù)和千粒重。雖然增加秸稈還田量導致單位面積穗數(shù)減少，但增加了穗粒數(shù)，與 NSR+NO 處理相比， HSR+N0 處理和 TSR+N0 處理的單位面積穗數(shù)減少 22.9%.25.9%，NSR+N3 處理、 HSR+N3 處理、TSR+N3 處理的穗粒數(shù)分別增加 36.4%.43.9% 、45.9% 。秸稈還田配施氮肥顯著影響小麥收獲指數(shù)，HSR處理收獲指數(shù)均值顯著高于NSR處理和TSR處理。在相同秸稈還田量下，增加施氮量均能提高收獲指數(shù)，但N2、N3處理間的差異并不顯著。

3 討論

3.1秸稈還田配施氮肥對土壤有機碳和全氮含量 的影響

秸稈還田配施氮肥是一項在農(nóng)業(yè)土壤管理與作物生產(chǎn)中提升資源利用效率的有效措施，能實現(xiàn)秸稈高效資源化、促進秸稈分解和養(yǎng)分釋放，從而提高土壤中的碳氮[5，19，20]。本研究表明，不同秸稈還田量處理之間土壤有機碳含量表現(xiàn)為秸稈全量還田 gt; 秸稈半量還田 gt; 秸稈不還田，秸稈還田配施氮肥顯著提升 0～20cm 土層土壤有機碳含量，且各處理0＼～10cm土層土壤有機碳含量均高于 10～20cm 。與路文濤等[21]在寧南旱區(qū)的玉米秸稈還田試驗和Cao等[22]的長達17年的冬小麥單作系統(tǒng)秸稈還田與施氮試驗的結果一致，其原因可能是表層土壤中微生物活動產(chǎn)生的熱及表層土的保溫作用，導致表層的秸稈礦化速率和養(yǎng)分釋放更快。本研究中拔節(jié)期秸稈全量還田配施氮肥 270kg/hm² 處理 0～10cm 土層的土壤有機碳含量顯著高于其他處理，但產(chǎn)量卻不是最高，其原因可能是秸稈全量還田處理土壤中施氮最高，未腐解有機質較多，拔節(jié)后氣溫回升，微生物活躍礦化作用加強，故有機碳含量顯著增多。

秸稈的腐熟和分解過程對土壤氮產(chǎn)生消耗，會加重作物生長過程中供氮不足的情況，從而引起土壤缺氮[23]。Wang等[24]的研究表明，秸稈還田和施氮均顯著提高各土層全氮含量，且土壤全氮是產(chǎn)量的主要影響因素。Lou等[25的研究表明，與秸稈不還田相比，秸稈還田顯著增加了 0～20cm 土層土壤全氮含量。而本研究發(fā)現(xiàn)，與秸稈不還田相比，秸稈半量還田配施N2、N3可提高土壤全氮含量，與Lou等[25]的試驗結果存在差異的原因可能是還田秸稈類型以及氮肥用量的不同。進一步結果表明，秸稈還田可減緩越冬期土壤全氮含量下降趨勢，秸稈半量還田配施氮肥 180～270kg/hm² 處理在 0～10cm 甚至表現(xiàn)出含量上升的趨勢，這可能是秸稈半量還田產(chǎn)量均值較高的原因之一，可能與適量的秸稈腐解速率較快和氮肥施人直接影響土壤全氮含量有關。

總的來看，在一個小麥生長季，秸稈還田配施180～270kg/hm² 氮肥能提高有機碳和全氮的含量，且影響的時期主要在越冬期至拔節(jié)期。秸稈還田能夠減弱土壤全氮的下降趨勢，適當增施氮肥，成熟期土壤全氮仍保持較高水平，可為下一季度水稻的生長發(fā)育提供必需的養(yǎng)分。然而，這只是短期水稻-小麥輪作的結果。作物產(chǎn)量和土壤有機碳、全氮含量對秸稈還田的響應也受降水和溫度年際變化、作物類型和地區(qū)差異的影響，應進行長期研究驗證并豐富生態(tài)友好的水稻-小麥輪作模式下合適的秸稈還田和施氮技術理論。

3.2秸稈還田配施氮肥對土壤銨態(tài)氮和硝態(tài)氮含 量的影響

在小麥-玉米輪作區(qū)，秸稈還田配施氮肥下土攘無機氮含量顯著不同，秸稈還田下施氮越多無機氮含量越高[26]。土壤無機氮的變化主要取決于土壤硝態(tài)氮的變化，土壤銨態(tài)氮在不同生育期差異較小[27]。本研究表明，施氮肥顯著提高了 0～10cm 的土壤硝態(tài)氮含量，從動態(tài)變化規(guī)律來看，硝態(tài)氮含量的變化相比銨態(tài)氮變化更大，與吳玉紅等2的研究結果較一致，銨態(tài)氮在越冬期含量均較低，可能是因為氣溫降低導致微生物活動減弱引起的，銨態(tài)氮在小麥生育前期隨生育進程呈先升高再降低的趨勢，與本研究土壤全氮含量變化的峰值一致，這可能是因為隨著溫度升高和土壤濕度適宜，微生物活性增強，加速了秸稈中碳氮分解為有機氮，被礦化為銨態(tài)氮，導致兩者含量同步上升。

總體來看，在一個小麥生長季，秸稈還田配施180～270kg/hm² 氮肥能夠提高硝態(tài)氮和銨態(tài)氮的含量。秸稈全量還田處理的硝態(tài)氮、銨態(tài)氮含量的波動不及秸稈半量還田處理，秸稈不還田處理在整個生育期含量波動最大，施氮越多的處理硝態(tài)氮、銨態(tài)氮下降幅度越小，可能與秸稈還田影響土壤物理性質、減少無機氮流失有關，但本試驗未分析硝態(tài)氮土壤深層的淋洗損失，不確定秸稈還田配施更多的氮肥對硝態(tài)氮淋溶的影響，后續(xù)可深入研究。

3.3秸稈還田配施氮肥對小麥群體LAI和旗葉SPAD值的影響

在玉米秸稈還田配施氮肥的研究中，適量的秸稈還田配施適量的氮肥有利于提高小麥群體LAI和旗葉SPAD值[28]。本試驗條件下，通過調查孕穗后的群體葉面積指數(shù)和旗葉葉綠素相對含量可知，秸稈還田配施氮肥能降低花后28＼～35d的群體LAI下降幅度，使小麥群體在 35d 仍保持較高的群體LAI。謝勇等[29的研究表明，前茬稻稈全量還田，各施氮處理最大葉面積指數(shù)均出現(xiàn)在孕穗期，孕穗后葉面積指數(shù)開始下降，其中 225kg/hm² 氮處理的群體葉面積指數(shù)下降最緩慢，成熟期仍保持較高的葉面積指數(shù)。本試驗結果表明，隨著施氮量的增加，孕穗后群體LAI和旗葉SPAD值在施氮 270kg/hm² 處理最高。秸稈半量還田處理的群體LAI和旗葉SPAD值均高于全量還田處理。但最大旗葉SPAD值均出現(xiàn)在開花期，最大群體LAI出現(xiàn)在花后0＼～21天，這與謝勇等29]的試驗結果不盡一致，其原因可能是品種、氣候環(huán)境等因素導致群體出現(xiàn)峰值的時期有差異。

3.4秸稈還田配施氮肥對小麥產(chǎn)量和地上部干物質積累量的影響

秸稈還田配施氮肥提高小麥產(chǎn)量已有報道，在陜西關中小麥-玉米輪作區(qū)的秸稈還田 （7933kg/hm²） 配施氮肥（純氮用量 252kg/hm² 和 336kg/hm² 試驗表明，公頃穗數(shù)的增加使小麥增產(chǎn)[30]。在省水稻-小麥輪作制度下，秸稈還田配施高量氮肥相比單施氮肥可提高小麥產(chǎn)量[31]。然而，還有研究表明全量秸稈還田和半量秸稈還田處理之間差異不顯著[32]。考慮到地區(qū)差異和秸稈還田方式不同，本研究深人探究了省水稻-小麥輪作區(qū)水稻秸稈還田量配施氮肥對小麥產(chǎn)量的影響。

本研究表明，秸稈半量還田處理下產(chǎn)量均值最高，秸稈不還田處理次之，秸稈全量還田產(chǎn)量最低。其原因可能是秸稈半量還田致使前期出苗差，但后期兩次追肥可彌補氮素的缺失，提高小麥成穗率和結實率，故秸稈半量還田的產(chǎn)量均高于秸稈不還田。秸稈全量還田造成表層土壤空隙加大，小麥種子無法與土壤充分接觸，因而影響發(fā)芽率；還有可能是秸稈還田后，小麥生長前期秸稈腐解與小麥互相競爭氮素，造成作物可吸收氮素不足，導致出苗較差，因而秸稈全量還田產(chǎn)量均值最低。秸稈半量還田配施氮肥 270kg/hm² 處理產(chǎn)量最高，且秸稈還田配施90kg/hm² 氮肥時，小麥減產(chǎn)，與王新媛等[30的研究結果一致。秸稈還田提高子粒產(chǎn)量的原因之一是提高了光合產(chǎn)物向子粒中的轉化[33]。秸稈還田配施氮肥顯著提高小麥全生育期干物質積累總量，顯著提高花后干物質積累比例[34]。本研究結果表明，秸稈半量還田配施氮肥 270kg/hm² 的最高產(chǎn)量處理不僅有較高的干物質積累水平，還有較高的花后干物質積累比例，因而收獲指數(shù)最高。

4小結

秸稈還田配施氮肥促進土壤有機碳和全氮含量的增加，隨著生育時期推進可減緩越冬期土壤有機碳、全氮含量的下降，在成熟期仍保持較高的含量。土壤硝態(tài)氮含量隨著生育進程呈波動變化趨勢，在越冬期至開花期波動較大且有最高點，而銨態(tài)氮隨著秸稈還田量的增加在成熟期有較高值。秸稈還田配施氮肥能提高孕穗后小麥群體LAI和旗葉SPAD值，使小麥群體有更高的光合性能，有更高的干物質積累量，更利于小麥花后干物質向子粒積累轉運。秸稈還田配施氮肥主要通過影響穗數(shù)、穗粒數(shù)和千粒數(shù)來影響產(chǎn)量，秸稈半量還田配施氮肥 270kg/hm² 處理有最高產(chǎn)量。綜上可知，在江漢平原水稻-小麥輪作系統(tǒng)中，秸稈半量還田配施 180～270kg/hm² 氮肥能最大程度實現(xiàn)增產(chǎn)，有效提高土壤養(yǎng)分含量。

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（責任編輯 呂海霞）