【摘 要】
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为探究水旱轮作稻田不同秸秆还田与稻季水、氮管理对提高水稻产量、肥料利用效率以及土壤养分的机制。本研究在不同轮作模式下,以超级稻F优498为材料,通过2018-2019年连续两年定位试验,2018年设置了不同轮作模式秸秆还田与稻季精确减氮施肥对水稻生长发育、产量以及土壤养分的影响,即,小麦-水稻、油菜-水稻和青菜-水稻3种不同轮作模式下前作秸秆(残茬)覆盖还田,稻季设不同3种不同施氮量处理(不施氮、
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为探究水旱轮作稻田不同秸秆还田与稻季水、氮管理对提高水稻产量、肥料利用效率以及土壤养分的机制。本研究在不同轮作模式下,以超级稻F优498为材料,通过2018-2019年连续两年定位试验,2018年设置了不同轮作模式秸秆还田与稻季精确减氮施肥对水稻生长发育、产量以及土壤养分的影响,即,小麦-水稻、油菜-水稻和青菜-水稻3种不同轮作模式下前作秸秆(残茬)覆盖还田,稻季设不同3种不同施氮量处理(不施氮、常规施氮和精确减氮),2019年定位设置了不同轮作模式秸秆还田与水、氮管理对水稻生长发育、产量以及土壤养分的影响,即,小麦-水稻、油菜-水稻和青菜-水稻3种不同轮作模式下前作秸秆(残茬)覆盖还田,不同水分管理(常规淹水灌溉和干湿交替灌溉)和不同施氮处理(不施氮、常规施氮和精确减氮施肥)。系统研究了不同轮作模式下前作秸秆还田与稻季水氮管理对水稻产量形成、物质积累、秸秆腐解以及N释放率、土壤养分及水稻不同生育时期氮素吸收及利用效率的影响。以期为多元化种植水稻前作秸秆和稻季氮素高效利用提高理论和实践依据。主要研究结果如下:1.不同轮作模式秸秆还田与稻季水氮管理对水稻产量及构成因子的影响两年定位试验油-稻轮作模式下油菜秸秆还田处理搭配干湿交替灌溉和常规施氮处理下产量最高,但精确减氮处理能减少氮肥施用量,同时有较高的有效穗、最高的每穗实粒数以及结实率,产量相比常规施氮产量无明显差异,考虑产量结果和绿色节能生产目标,油-稻轮作模式下油菜秸秆还田搭配干湿交替和精确减氮处理是最优搭配模式。2.不同轮作模式秸秆还田与稻季水氮管理对水稻干物质积累的影响两年水稻干物质积累均以油-稻轮作模式下水稻干物质积累量最高,不同轮作模式主要影响水稻前中期干物质的积累,而不同水分管理水稻干物质积累量基本都表现为W1>W0。随着定位年份增加,第二年精确减氮处理反而增加了水稻齐穗期以及成熟期茎叶干物质积累量。油-稻轮作模式搭配干湿交替灌溉以及精确减氮处理还能显著提高叶片干物质贡献率,保持较高的干物质输出率和贡献率,促进花后期干物质向穗部转运而获高产。3.不同轮作模式秸秆还田与稻季水氮管理对水稻氮素吸收、转运和利用的影响不同轮作模式水稻氮素吸收规律与干物质类似,第一年油-稻轮作模式相比其他轮作模式提高了水稻前中期茎叶氮素吸收;而稻季精确减氮降低了不同时期特别是水稻拔节期营养器官氮素吸收量。第二年油-稻轮作模式下除水稻成熟期穗氮素积累量外,其余各时期比其他轮作模式高7.6%~61.4%,同时能保持最高的茎叶氮素贡献率,但其氮素转运量未见明显优势。水分和氮素能够协同促进氮素积累、运转,干湿交替灌溉下不同时期特别是水稻前中期氮素积累量均明显高于淹灌处理,同时还能明显促进氮素转运,减少营养器官氮素滞留量。而稻季精确减氮相比第一年,则提升了水稻中后期茎叶氮素积累量,同时显著促进氮素转运和再分配,有利于成熟期穗部氮素积累并提高氮素利用率。4.不同轮作模式秸秆还田与稻季水氮管理对秸秆腐解率以及氮素释放率的影响不同种类秸秆还田养分释放规律两年保持一致,均表现快-慢-慢的趋势,同时两年秸秆腐解率以及N释放率均表现为青菜残茬还田(Pq)>小麦秸秆还田(Px)>油菜秸秆还田(Py),特别是青菜残留物腐解率显著高于其他秸秆还田,但油菜秸秆还田的氮素更有利于水稻吸收。稻季不同水肥管理下,前期不同秸秆的腐解率表现为W0>W1,中后期则表现为W1>W0,但不同时期秸秆(残留物)N释放率均表现为W1>W0。精确减氮处理的前期秸秆释放率略有降低,但中后期明显加快,同时对任何时期的N释放率均有显著提升效果,可见不同秸秆搭配干湿交替灌溉以及精确减氮处理均能有效促进特别是中后期秸秆腐解、N的释放。5.不同轮作模式秸秆还田与稻季水氮管理对土壤氮素的影响经两年不同轮作模式下的秸秆还田,不同轮作模式下土壤肥力呈上升的趋势,且对全氮的提升效果远高于碱解氮。随着年份的延长,油菜和小麦秸秆还田对土壤碱解氮的增加促进作用更明显,而青菜田秋季养分损耗严重。干湿交替灌溉对土壤碱解氮有更好的促进效果,油菜秸秆更容易转化为有效氮。土壤养分随着施氮量的增加而增加,但常规施氮和精确减氮处理差异不显著,同时产量也无明显减产现象,结合产量结果以及绿色节能目标分析,生产上可以油-稻轮作模式配以干湿交替灌溉以及精确减氮能显著增加土壤碱解氮含量(75%),促进氮素有效转化,减少氮素浪费。
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