秸稈全量還田雙季稻氮肥管理策略研究.pdf

1、水稻是亞洲地區(qū)最重要的糧食作物，在我國水稻種植面積大、單位面積產(chǎn)量高，對保障國家糧食安全和滿足人口增長需求具有重要意義。長期以來，施用化學(xué)氮肥是我國穩(wěn)定和提高水稻產(chǎn)量的重要手段，但在水稻生產(chǎn)中，農(nóng)民盲目施用氮肥的現(xiàn)象十分普遍，不僅導(dǎo)致植稻成本增加、氮素肥料的嚴(yán)重浪費，還會引發(fā)地下水污染及水體富營養(yǎng)化等一系列環(huán)境污染問題。而減少氮肥施用量又會存在水稻減產(chǎn)的風(fēng)險，因此氮肥管理將成為稻作生產(chǎn)中不可缺少的重要措施。此外，隨著作物產(chǎn)量不斷增加，秸

2、稈產(chǎn)量也在持續(xù)上升，目前中國秸稈年產(chǎn)量約占全世界秸稈總產(chǎn)量的三成，數(shù)量如此巨大的秸稈已對環(huán)境造成了極大的壓力，秸稈資源的合理利用已經(jīng)成為亟待解決的環(huán)境問題。富含作物生長所需的多種營養(yǎng)元素的秸稈歸還至農(nóng)田，既可以解決秸稈資源的處理問題，又可以提高土壤肥力，降低化肥用量，提高農(nóng)民收入。雙季稻連作是我國南方地區(qū)水稻生產(chǎn)的重要方式，水稻秸稈產(chǎn)量大，且早稻與晚稻間間隔時間短，因此制定相應(yīng)的氮肥管理策略對穩(wěn)定雙季稻產(chǎn)量和提高水稻對氮素的吸收利用具有

3、重要意義。本研究基于紅壤雙季稻田秸稈全量還田長期定位試驗，通過設(shè)置不同氮肥運籌措施（包括減氮及不同基追肥比例），分析不同氮肥管理模式下雙季稻產(chǎn)量、氮素吸收以及水稻關(guān)鍵生育時期土壤養(yǎng)分的差異，探討長期秸稈還田和氮肥管理對雙季稻生產(chǎn)及氮素利用效率的影響，以期為南方雙季稻區(qū)秸稈全量還田條件下通過合理的氮肥管理實現(xiàn)稻田地力提升和提高氮肥施用效率提供進(jìn)一步的理論依據(jù)和技術(shù)指導(dǎo)。主要研究結(jié)果如下:
　　(1)連續(xù)3-4年秸稈全量還田條件下，與

4、不施氮對照(S)相比，施氮提高了晚稻土壤有機質(zhì)含量及脲酶活性;減氮處理中上述肥力指標(biāo)有下降趨勢，但差異未達(dá)顯著水平。氮肥減施處理中，處理SRN64晚稻各生育時期土壤有機質(zhì)、有效磷、速效鉀及脲酶活性基本保持較高水平;同時，增施秸稈促腐菌劑處理SRN64M較相同氮肥管理但不施菌劑處理SRN64提高了晚稻土壤有機質(zhì)、有效磷、速效鉀的含量及脲酶活性。
　　(2)施用氮肥對土壤不同形態(tài)氮素存在較大影響，其中高氮（農(nóng)民習(xí)慣施氮）處理土壤全氮、

5、硝態(tài)氮、固定態(tài)銨及微生物量氮含量基本保持較高水平，氮肥減施導(dǎo)致2015、2016年土壤硝態(tài)氮含量及2015年微生物量氮含量減少，但并未顯著降低2016年晚稻土壤全氮、交換性銨及固定態(tài)銨含量。在等量施氮條件下，氮肥適當(dāng)后移導(dǎo)致土壤硝態(tài)氮、固定態(tài)銨及微生物量氮含量提高，而不同施肥策略對土壤全氮、交換性銨含量影響較小。秸稈促腐菌劑對減少硝態(tài)氮含量和提高固定態(tài)銨、微生物量氮含量有一定作用。同時土壤固定態(tài)銨、微生物量氮含量在2015年晚稻生育期間

6、均呈現(xiàn)持續(xù)降低趨勢，減氮處理中，SRN46處理土壤固定態(tài)銨、微生物量氮含量下降幅度最大。
　　(3)在本研究中，與農(nóng)民習(xí)慣施氮處理相比，氮肥減施并未導(dǎo)致雙季稻產(chǎn)量顯著降低（SRN82處理除外），說明在秸稈全量還田條件下氮肥減施仍然是可行的。在等量施氮條件下，增加氮肥追肥比例能夠提高雙季稻產(chǎn)量，同時配施秸稈促腐菌劑也有利于雙季稻增產(chǎn)。從2013至2016年，早稻產(chǎn)量在2014年有所降低，隨后持續(xù)升高;晚稻則有持續(xù)增產(chǎn)的趨勢。

7、　　(4)本試驗條件下，雙季稻體內(nèi)氮素積累量隨氮肥用量增加而提高的趨勢，使用秸稈促腐菌劑可以提高雙季稻氮素積累量，但有降低氮素籽粒生產(chǎn)力效率及氮素收獲指數(shù)的趨勢（差異未達(dá)顯著水平）。氮肥減施處理SRN46、SRN64的雙季稻氮肥農(nóng)學(xué)效率及氮肥利用率均高于習(xí)慣施肥處理SFN46。在等量施氮條件下，隨著氮肥追肥比例增加，雙季稻氮肥農(nóng)學(xué)效率及氮肥利用率均逐步提高，同時秸稈促腐菌劑有利于氮肥農(nóng)學(xué)效率及氮肥利用率的提高。從2013年至2016年，

8、早稻氮肥利用率（SFN46處理除外）在2014年略微上升，隨后持續(xù)下降;晚稻氮肥利用率初期呈現(xiàn)下降趨勢，后逐漸趨于平緩。
　　(5)晚稻抽穗期至成熟期土壤固定態(tài)銨變化率與晚稻產(chǎn)量存在顯著的負(fù)相關(guān)（r=-0.414*）;晚稻整個生育期土壤固定態(tài)銨總變化量、總變化率均與晚稻氮素積累量存在顯著的負(fù)相關(guān)（r=-0.512*，r=-0.505*），說明固定態(tài)銨總下降量、總下降率越大，晚稻氮素積累量越高;晚稻移栽前期至抽穗期，土壤微生物量氮變

9、化量、變化率均與晚稻氮肥利用率呈極顯著的負(fù)相關(guān)(r=-0.655**，r=-0.596**)，在晚稻整個生育期，土壤微生物量氮總變化量與晚稻氮肥利用率存在極顯著的負(fù)相關(guān)性（r=-0.539**），說明微生物量氮總下降量越大，晚稻氮肥利用率越高?？梢娊斩捜窟€田條件下土壤固定態(tài)銨及微生物量氮對土壤氮素供應(yīng)具有重要的調(diào)節(jié)作用。
　　綜上所述，在秸稈全量還田條件下，在習(xí)慣施肥基礎(chǔ)上適量減施氮肥（早稻減施30kgN/hm2，晚稻減施40