不同麦秸还田量对水稻产量和土壤养分含量的影响
目 录
1 引言1
2 材料与方法 2
2.1 供试品种与地点.....2
2.2 试验设计.....2
2.3 测定内容与方法.........3
3 结果与分析 ..3
3.1 不同麦秆还田量秸秆分解率.3
3.2 不同麦秆还田量对水稻产量的影响.............4
3.3 不同麦秆还田量对土壤养分含量的影响......... ...... ...... ...... ......6
4 讨论9
结论..11
致谢..12
参考文献..13
1 引言
在农民生活方式和农业生产方式的不断变化下，农作物秸秆的利用指数日益下降，大部分的农作物秸秆被农民丢弃或者不合理的焚烧，不仅使秸秆被浪费，也对环境造成了很大的污染，同时对人民的生活也有着很严重的影响。农作物秸秆是一种能量和养分的载体，秸秆中含有农作物生长需要的氮、磷、钾、镁、钙和硫等营养元素, 是农业生产中重要的肥料资源之一。秸秆还田是一种很有效的秸秆利用途径，不仅能够解决农作物秸秆焚烧产生的环境污染问题，也能够对避免资源浪费和对农业可持续健康发展具有积极地促进作用。秸秆还田后在土壤中腐熟分解, 能够有效的提高土壤有机质含量和肥料利用率, 改良土壤结构和物理性状, 综合改善土壤水、肥、气、热等方面的生态效益。
前人研究表明作物秸秆作为重要的有机肥源之一，含有相当数量作物生长必需的碳、氮、磷、钾等营养元素[1]，秸秆还田后，经过腐解会增加土壤养分含量，供作物生长需要，对作物生长发育有促进作用。小麦秸秆C/N一般较高，还田后在分解初期微生物自身繁殖生长表现为缺氮，为了满足自身对氮素的需求，微生物 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: 3 5 1 9 1 6 0 7 2
会从土壤中吸收矿质氮素，造成微生物和植株竞争氮素养分[2]，而秸秆中含有的养分大部分以有机态形式存在而以矿质态存在的相对较少，有机态分解速度慢，短期内向土壤中释放的养分效果不明显，这样会导致土壤C/N失衡。在同一施肥水平下，秸秆还田过高会导致土壤C/N提高，土壤中没有足够的氮素供微生物繁殖生长，微生物的数量和活性降低，从而导致秸秆腐解速率降低。小麦秸秆添加腐解处理与对照处理相比, 土壤有机质、全氮、有效磷、全磷、速效钾含量均显著增加;各处理间差异均不显著[3]。
关于秸秆还田能有效增加作物产量及土壤肥力已得到学术界的广泛认同。在产量方面，不同秸秆还田量下的水稻实际产量均高于不还田处理作物。秸秆还田处理的水稻分蘖数、株高、SPAD及干物质积累量均高于对照（秸秆不还田），但不同秸秆还田量之间存在差异；以50%秸秆还田处理增产效果最为显著，与对照相比，理论增产10.2%，实际增产9.0%。关于秸秆还田能有效增加作物产量及土壤肥力已得到学术界的广泛认同[4]。张静等[5]研究了不同玉米秸秆还田量对土壤肥力及冬小麦产量的影响，结果表明9000 kghm-2的玉米秸秆还田处理效果最好，土壤微生物固持碳、氮的效果增强及接茬冬小麦增产显著。张振江[6]研究了长期麦秆还田对作物产量与土壤肥力的影响，结果表明麦秆还田可使作物增产，并能明显增加土壤有机质和有效氮磷。关于秸秆还田对于土壤微生物生物量及酶活性方面的影响也有一些报道。Sun等[7]和Gianfreda等[8]研究发现秸秆还田对土壤酶活性具有促进作用。目前，利用土壤微生物学指标的变化来评价麦秸还田对稻田土壤生态学效应的研究相对较多，而关于稻麦轮作条件下不同小麦秸秆还田量对水稻生长、土壤微生物生物量的系统性研究极少有人涉及。
本试验通过研究不同小麦秸秆还田量对水稻生长、土壤养分含量的影响及前述二者间的相关性，以探索适宜当地生产和生态条件的秸秆还田量，为完善该地区秸秆还田技术、提高土壤生产力以及保护生态环境提供理论和实践依据。
2 材料与方法
2.1 供试品种与地点
2.1.1 材料与地点
供试材料：淮稻5号和南粳9108（由淮安市农科院水稻室提供）。
种植地点：2014年种植。
处理地点：2014年-2015年农学系谷物检测试验室处理与测定。
2.1.2 试验材料的种植
试验于2014 年7月至11月在江苏省淮安市进行。该区处于江淮平原北端，属于亚热带季风性湿润气候向温带季风气候的过渡区，年平均气温为14.8℃，日照2140h，降水量1020mm，无霜期220d。试试验地土壤质地为砂壤土，0~20cm 土层土壤基本理化性状为：有机质33.4gkg-1、全氮1.32 gkg-1、速效氮12.46gkg-1、速效磷5.32mgkg-1、速效钾78.32mgkg-1。
2.2 试验设计
试验设置不同秸秆还田量，具体试验设计见表1。试验采用单因素随机区组排列，8个处理，3次重复，小区面积为250cm2，小区之间相互隔开。试验前先将上季的小麦收获，留茬10cm左右。秸秆晒干后于7月3日还田，深度10~15 cm。水稻秧苗于7月13日移栽，品种为淮稻5号和南粳9108，11月7日收获。各处理肥料施用情况为：7月13日施入基肥（45%复合肥5g盆-1、尿素3g盆-1）；8月9日施入分蘖肥（尿素3g盆-1）；9月15日施入穗肥（尿素3g盆-1）。除草、病虫害防治等按照当地常规管理。
表1 试验设计
处理代码 处理 麦秆还田量g盆-1
CK 麦秆不还田 0
A1 麦秆还田 150
A2 麦秆还田 250
2.3 测定内容与方法
水稻生长及产量测定：水稻移栽后每隔7d 调查每小区分蘖动态，各小区定点调查2穴，直至分蘖数稳定；在水稻幼苗期（7月23日）、分蘖前期（8月3日）、分蘖后期（8月18日）、拔节期（9月3日）、孕穗期（9月18日）、抽穗期（9月14日）、灌浆期（10月01日）、黄熟期（10月30日）主要生育期对分蘖数、抽穗数进行测定；于水稻成熟期（11月13日），在各小区内取代表性植株10株，测有效穗数、、结实率、千粒重及每穗粒数等，按小区单收计实际产量。土壤养分测定：在水稻成熟期（11月13日），采用五点取样法在各试验小区采集深度为0~20cm的土壤样品。在麦秆还田130天后取出秸秆烘干后称量秸秆重量。土壤有机质（SOM）的测定方法采用重铬酸钾容量法—外稀释热法；土壤全氮（TN）测定方法采用半微量开氏法；速效氮（AN，主要包括铵态氮和硝态氮）采用0.01molL-1 CaCl2浸提-AA3 流动分析仪测定；土壤速效磷测定方法采用0.5molL-1NaHCO3法；土壤速效钾（AK）测定方法采用NH4OAc浸提，火焰光度法[9]。
图5、图6分别是不同麦秆还田量对淮稻5号及南粳9108的穗数影响的动态。从两幅图中可以看出，水稻穗数均呈现先上升后逐渐趋于稳定的动态变化趋势。淮稻5号的各处理在移栽后9周左右达到抽穗最高峰，在移栽后12周左右，与CK相比，A1处理量没有显著促进了水稻抽穗（P＞0.05），不过A1麦秆还田处理平均每穴穗数分别比CK多2.0，A2麦秆还田处理与CK相比，没有显著差异（P＞0.05）。南粳9108CK处理在移栽后9周左右带到抽穗最高峰，随后下降最后趋于稳定，而A1、A2麦秆还田处理在11周左右达到最高值最后下降趋于稳定。在移栽后12周左右，与CK相比，A1麦秆还田处理较CK未显著促进抽穗（P＞0.05），A1麦秆还田处理较CK平均每穴穗数比CK多1.8。 A2麦秆还田处理与CK相比，没有显著差异（P＞0.05）。
1 引言1
2 材料与方法 2
2.1 供试品种与地点.....2
2.2 试验设计.....2
2.3 测定内容与方法.........3
3 结果与分析 ..3
3.1 不同麦秆还田量秸秆分解率.3
3.2 不同麦秆还田量对水稻产量的影响.............4
3.3 不同麦秆还田量对土壤养分含量的影响......... ...... ...... ...... ......6
4 讨论9
结论..11
致谢..12
参考文献..13
1 引言
在农民生活方式和农业生产方式的不断变化下，农作物秸秆的利用指数日益下降，大部分的农作物秸秆被农民丢弃或者不合理的焚烧，不仅使秸秆被浪费，也对环境造成了很大的污染，同时对人民的生活也有着很严重的影响。农作物秸秆是一种能量和养分的载体，秸秆中含有农作物生长需要的氮、磷、钾、镁、钙和硫等营养元素, 是农业生产中重要的肥料资源之一。秸秆还田是一种很有效的秸秆利用途径，不仅能够解决农作物秸秆焚烧产生的环境污染问题，也能够对避免资源浪费和对农业可持续健康发展具有积极地促进作用。秸秆还田后在土壤中腐熟分解, 能够有效的提高土壤有机质含量和肥料利用率, 改良土壤结构和物理性状, 综合改善土壤水、肥、气、热等方面的生态效益。
前人研究表明作物秸秆作为重要的有机肥源之一，含有相当数量作物生长必需的碳、氮、磷、钾等营养元素[1]，秸秆还田后，经过腐解会增加土壤养分含量，供作物生长需要，对作物生长发育有促进作用。小麦秸秆C/N一般较高，还田后在分解初期微生物自身繁殖生长表现为缺氮，为了满足自身对氮素的需求，微生物 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: 3 5 1 9 1 6 0 7 2
会从土壤中吸收矿质氮素，造成微生物和植株竞争氮素养分[2]，而秸秆中含有的养分大部分以有机态形式存在而以矿质态存在的相对较少，有机态分解速度慢，短期内向土壤中释放的养分效果不明显，这样会导致土壤C/N失衡。在同一施肥水平下，秸秆还田过高会导致土壤C/N提高，土壤中没有足够的氮素供微生物繁殖生长，微生物的数量和活性降低，从而导致秸秆腐解速率降低。小麦秸秆添加腐解处理与对照处理相比, 土壤有机质、全氮、有效磷、全磷、速效钾含量均显著增加;各处理间差异均不显著[3]。
关于秸秆还田能有效增加作物产量及土壤肥力已得到学术界的广泛认同。在产量方面，不同秸秆还田量下的水稻实际产量均高于不还田处理作物。秸秆还田处理的水稻分蘖数、株高、SPAD及干物质积累量均高于对照（秸秆不还田），但不同秸秆还田量之间存在差异；以50%秸秆还田处理增产效果最为显著，与对照相比，理论增产10.2%，实际增产9.0%。关于秸秆还田能有效增加作物产量及土壤肥力已得到学术界的广泛认同[4]。张静等[5]研究了不同玉米秸秆还田量对土壤肥力及冬小麦产量的影响，结果表明9000 kghm-2的玉米秸秆还田处理效果最好，土壤微生物固持碳、氮的效果增强及接茬冬小麦增产显著。张振江[6]研究了长期麦秆还田对作物产量与土壤肥力的影响，结果表明麦秆还田可使作物增产，并能明显增加土壤有机质和有效氮磷。关于秸秆还田对于土壤微生物生物量及酶活性方面的影响也有一些报道。Sun等[7]和Gianfreda等[8]研究发现秸秆还田对土壤酶活性具有促进作用。目前，利用土壤微生物学指标的变化来评价麦秸还田对稻田土壤生态学效应的研究相对较多，而关于稻麦轮作条件下不同小麦秸秆还田量对水稻生长、土壤微生物生物量的系统性研究极少有人涉及。
本试验通过研究不同小麦秸秆还田量对水稻生长、土壤养分含量的影响及前述二者间的相关性，以探索适宜当地生产和生态条件的秸秆还田量，为完善该地区秸秆还田技术、提高土壤生产力以及保护生态环境提供理论和实践依据。
2 材料与方法
2.1 供试品种与地点
2.1.1 材料与地点
供试材料：淮稻5号和南粳9108（由淮安市农科院水稻室提供）。
种植地点：2014年种植。
处理地点：2014年-2015年农学系谷物检测试验室处理与测定。
2.1.2 试验材料的种植
试验于2014 年7月至11月在江苏省淮安市进行。该区处于江淮平原北端，属于亚热带季风性湿润气候向温带季风气候的过渡区，年平均气温为14.8℃，日照2140h，降水量1020mm，无霜期220d。试试验地土壤质地为砂壤土，0~20cm 土层土壤基本理化性状为：有机质33.4gkg-1、全氮1.32 gkg-1、速效氮12.46gkg-1、速效磷5.32mgkg-1、速效钾78.32mgkg-1。
2.2 试验设计
试验设置不同秸秆还田量，具体试验设计见表1。试验采用单因素随机区组排列，8个处理，3次重复，小区面积为250cm2，小区之间相互隔开。试验前先将上季的小麦收获，留茬10cm左右。秸秆晒干后于7月3日还田，深度10~15 cm。水稻秧苗于7月13日移栽，品种为淮稻5号和南粳9108，11月7日收获。各处理肥料施用情况为：7月13日施入基肥（45%复合肥5g盆-1、尿素3g盆-1）；8月9日施入分蘖肥（尿素3g盆-1）；9月15日施入穗肥（尿素3g盆-1）。除草、病虫害防治等按照当地常规管理。
表1 试验设计
处理代码 处理 麦秆还田量g盆-1
CK 麦秆不还田 0
A1 麦秆还田 150
A2 麦秆还田 250
2.3 测定内容与方法
水稻生长及产量测定：水稻移栽后每隔7d 调查每小区分蘖动态，各小区定点调查2穴，直至分蘖数稳定；在水稻幼苗期（7月23日）、分蘖前期（8月3日）、分蘖后期（8月18日）、拔节期（9月3日）、孕穗期（9月18日）、抽穗期（9月14日）、灌浆期（10月01日）、黄熟期（10月30日）主要生育期对分蘖数、抽穗数进行测定；于水稻成熟期（11月13日），在各小区内取代表性植株10株，测有效穗数、、结实率、千粒重及每穗粒数等，按小区单收计实际产量。土壤养分测定：在水稻成熟期（11月13日），采用五点取样法在各试验小区采集深度为0~20cm的土壤样品。在麦秆还田130天后取出秸秆烘干后称量秸秆重量。土壤有机质（SOM）的测定方法采用重铬酸钾容量法—外稀释热法；土壤全氮（TN）测定方法采用半微量开氏法；速效氮（AN，主要包括铵态氮和硝态氮）采用0.01molL-1 CaCl2浸提-AA3 流动分析仪测定；土壤速效磷测定方法采用0.5molL-1NaHCO3法；土壤速效钾（AK）测定方法采用NH4OAc浸提，火焰光度法[9]。
图5、图6分别是不同麦秆还田量对淮稻5号及南粳9108的穗数影响的动态。从两幅图中可以看出，水稻穗数均呈现先上升后逐渐趋于稳定的动态变化趋势。淮稻5号的各处理在移栽后9周左右达到抽穗最高峰，在移栽后12周左右，与CK相比，A1处理量没有显著促进了水稻抽穗（P＞0.05），不过A1麦秆还田处理平均每穴穗数分别比CK多2.0，A2麦秆还田处理与CK相比，没有显著差异（P＞0.05）。南粳9108CK处理在移栽后9周左右带到抽穗最高峰，随后下降最后趋于稳定，而A1、A2麦秆还田处理在11周左右达到最高值最后下降趋于稳定。在移栽后12周左右，与CK相比，A1麦秆还田处理较CK未显著促进抽穗（P＞0.05），A1麦秆还田处理较CK平均每穴穗数比CK多1.8。 A2麦秆还田处理与CK相比，没有显著差异（P＞0.05）。
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