我國秸稈資源豐富，年均產(chǎn)量約為8.2億t,但秸稈利用科技手段滯后,造成大部分地區(qū)農(nóng)作物秸稈被隨意堆放或就地焚燒,但這一做法會帶來環(huán)境污染，國家也出臺相關規(guī)定禁止露天焚燒秸稈。因此,研究尋找秸稈的合理利用途徑,變廢為寶,成為政府關心和農(nóng)業(yè)科研人員面臨的主要生產(chǎn)問題之秸稈還田是一種能夠?qū)崿F(xiàn)秸稈綜合利用、促進農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)良性循環(huán)的利用方式。已有研究表明,長期秸稈還田能顯著改善0～5cm土層的土壤物理性狀,即降低土壤容重,增加孔隙度非水穩(wěn)性和水穩(wěn)性團聚體的數(shù)量。秸稈還田在改善土壤物理結(jié)構(gòu),提高土壤肥力的同時能有效提高土壤對氮素的吸持,提高氮肥偏生產(chǎn)力

秸稈還田主要有翻壓還田和覆蓋還田2種,但是受氣候以及土壤環(huán)境影響,相同耕作模式下的秸稈適宜還田方式仍有差異,如小麥油菜復種,小麥收割后的3種(立茬免耕、粉碎翻耕、焚燒)秸稈還田方式,尹輝等認為,立茬免耕復種油菜,具有環(huán)保、相對較高水分利用效率和經(jīng)濟效益,尤其有利于環(huán)境保護和旱地農(nóng)作；而黃鵬等、楊育川等則認為,以留茬20～25cm收割，旋耕粉碎還田后復種油菜為最佳，能綜合經(jīng)濟效益和生態(tài)效益。

水稻-油菜輪作是長江流域油菜主產(chǎn)區(qū)最普遍的種植模式,近年來水稻機械化收獲程度不斷提高,為稻草粉碎覆蓋免耕直播油菜還田技術的進一步推廣提供了有利條件。有關該種植模式下,不同秸稈還田方式對作物產(chǎn)量影響研究較多,現(xiàn)有研究表明秸稈還田提高作物產(chǎn)量,起主要作用的產(chǎn)量構(gòu)成因素是小麥、水稻有效穗數(shù)的增加,油菜千粒質(zhì)量以及單株角果數(shù)和每角粒數(shù)的增加,并保障收獲密度促進油菜增產(chǎn)。但從養(yǎng)分利用角度探究秸稈還田方式對油菜產(chǎn)量形成差異研究相對較少。為此,本研究擬通過盆栽試驗精確控制稻稈還田量和還田方式,探討不同稻稈還田方式對油菜生長發(fā)育、養(yǎng)分利用效率及產(chǎn)量的影響，以期明確該模式下的適宜稻稈還田方式，為區(qū)域秸祥資源高效利用提供理論參考。

1 材料和方法

1.1 試驗概況

試驗于2017-2018年進行(北緯30%31",東經(jīng)114°20"),亞熱帶季風性濕潤氣候,年平均氣溫15.8～17.5C,年均降水量1205mm,年日照總時數(shù)1810～2100h,活動積溫5000～5300C,年無霜期240d。2個盆栽供試土壤分別采自武漢陽邏和湖北麻城,均為發(fā)育于河流沖積母質(zhì)的水稻土，采集水稻～油菜輪作農(nóng)田水稻季結(jié)束后的0～20cm耕層土,土樣風干后過2mm篩備用。土壤理化性狀：麻城土pH值5.5,有機質(zhì)17.1g/kg,堿解氮54.1mgkg,有效磷7.2mgkg,速效鉀68.1mgkg；陽邏土pH值8.2,有機質(zhì)17.8gkg,堿解氮49.9mgkg,有效磷7.7mgkg,速效鉀129.3mgkg。油菜品種為中雙11號,由中國農(nóng)業(yè)科學院油料作物研究所育種團隊提供。

1.2 試驗設計

對2個供試土壤,分別設4個處理:①CK(稻稈不還田),②焚燒(稻稈焚燒成灰燼后與土壤混勻還田),③翻壓(稻稈粉碎后與土壤混勻還田),④覆蓋(稻稈粉碎后覆蓋還田)。試驗用盆缽為米氏缽(直徑20cm,高30cm),每盆裝土6.5kg,N-P2O3-K20用量0.2-0.1-0.2gkg土,即每盆施用尿素2.71g、磷酸二氫鉀1.25g和氯化鉀1.45g；微量元素為阿農(nóng)營養(yǎng)液,按1mLkg土添加,全部作基肥一次性施入。秸稈用量為21g/盆,即按3.2gkg風干土添加,約相當于大田4.85V/hm2用量(生產(chǎn)中水稻秸稈9.70/hm2產(chǎn)量的半量還田)。肥料與風干土混勻放置7d后,按要求進行稻稈還田。焚燒處理稻稈每盆在各自盆里灼燒,燒完后將灰燼與盆中土壤混勻；翻壓及覆蓋處理稻稈粉碎程度同普通大田(大約長2cm左右),用剪刀各自剪碎。稻稈N、P20、K20含量為6.3,1.1,8.5mgkg。每處理10盆,2種土壤各裝40盆,總計80盆,完全隨機排列。

2017年10月5日播種油菜，每盆播6粒,11月18日定苗,每盆留長勢中等均勻一致3株幼苗。盆缽每2d用稱量法加水到播種時的初始質(zhì)量,每次加水后調(diào)換盆缽位置以減小環(huán)境因子的影響。油菜生育期內(nèi)及時防治病蟲害。2018年4月29日收獲。

1.3 測定項目與方法

1.3.1 樣品采集

分別于油菜苗期(2018年1月16日)、花期(3月27日)和成熟期(4月29日)破壞性取樣,每次各取3盆,分根、莖稈、葉、花、果殼和籽粒等部位裝袋,105℃下殺青30min,80℃烘干稱質(zhì)量統(tǒng)計生物量,磨細過0.5mm篩用于養(yǎng)分含量測定。油菜成熟收獲時,各取1盆油菜拷種,考查株高、有效分枝數(shù)、單株角果數(shù)、每角粒數(shù)和千粒質(zhì)量。

1.3.2 測定方法

采用濃H2SO4-H2O2消煮,凱氏定氮儀(KDY-9820)測全氮,電感耦合等離子發(fā)射光譜儀(Optima-7000)測全磷,火焰光度計(M410)測全鉀。

1.3.3 計算方法

干物質(zhì)積累量(Drymatteraccumulation,g/盆)=油菜各器官干物質(zhì)質(zhì)量之和；

氮磷鉀總積累量(Nitrogen,phosphorusandpotassiumaccumulation,g/盆)=油菜各器官氮磷鉀含量(%)×各器官干物質(zhì)質(zhì)量(g/盆)/100之和；

氮磷鉀吸收效率(Nitrogen,phosphorusandpotassiumuptakeefficiency,g/g)=油菜各器官氮磷鉀積累量(g/盆)/氮磷鉀肥用量(g/盆)；

氮磷鉀生理利用效率(Nitrogen,phosphorusandpotassiumutilization,g/g)=油菜各器官干物質(zhì)質(zhì)量(g/盆)/該器官氮磷鉀積累量(g/盆)；

氮磷鉀收獲指數(shù)(Nitrogen,phosphorus,potassiumharvestindex,%)=籽粒氮磷鉀積累量(g/盆)/油菜氮磷鉀總積累量(g/盆)×100。

1.4 數(shù)據(jù)處理

試驗數(shù)據(jù)在Excel2010中整理作圖,采用SPSS19.0統(tǒng)計軟件的Duncan′smultiple-rangetest方法進行方差分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同稻稈還田方式對油菜干物質(zhì)積累及產(chǎn)量構(gòu)成的影響

圖1結(jié)果顯示,油菜干物質(zhì)積累隨生育期的推移不斷增加,稻稈還田能在一定程度上提高油菜干物質(zhì)積累量。成熟期是油菜干物質(zhì)積累最高時期,3種不同還田方式以覆蓋最好,2種供試土壤的表現(xiàn)基本一致。相比CK,覆蓋處理,油菜干物質(zhì)積累量在苗期、花期和成熟期,麻城土分別提高14.7%,16.6%,25.6%,陽邏土分別提高19.0%,20.3%,7.9%,2種土壤平均分別提高16.9%,18.5%,16.8%,與CK差異均顯著。相比其他2種(焚燒和翻壓)處理,覆蓋處理油菜苗期、花期和成熟期干物質(zhì)累積量,麻城土平均提高8.7%,6.7%,12.5%,陽邏土平均提高14.3%,20.0%,15.7%。焚燒處理對油菜生長發(fā)育的影響因土而異,相比CK,油菜花期和成熟期干物質(zhì)積累量,麻城土提高9.2%,11.2%,陽邏土下降0.7%,6.6%。

表1結(jié)果顯示,油菜分枝數(shù)因稻稈還田方式的不同有升有降,但稻稈還田能在一定程度上提高油菜的株高、角果數(shù)和籽粒產(chǎn)量,3種不同還田方式以覆蓋最好,該處理的籽粒產(chǎn)量顯著高于其他3個處理。相比CK,覆蓋處理的籽粒產(chǎn)量,麻城土提高16.9%、陽邏土提高10.8%(平均提高13.9%)；相比其他2種(焚燒和翻壓)處理,籽粒產(chǎn)量麻城土平均提高10.2%,陽邏土平均提高10.0%。秸稈還田對油菜籽粒產(chǎn)量的提高,主要通過增加單株有效角果數(shù)來實現(xiàn)(相比CK,角果數(shù)麻城土增加8.8%,陽邏土增加4.6%)。

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