秸稈覆蓋與水氮管理對(duì)水稻產(chǎn)量與米質(zhì)及土壤理化性質(zhì)的影響.pdf

1、為探究秸稈覆蓋與水、氮管理對(duì)提高水稻產(chǎn)量、改善稻米品質(zhì)以及土壤理化性質(zhì)的機(jī)制。本研究以超級(jí)稻F優(yōu)498為材料，在總施氮量為135 kg/hm2條件下，設(shè)置3個(gè)試驗(yàn):(1)秸稈覆蓋與氮肥運(yùn)籌對(duì)水稻產(chǎn)量、米質(zhì)以及土壤理化性質(zhì)的影響。即，設(shè)置不同作物秸稈覆蓋:小麥秸稈、油菜秸稈和無(wú)秸稈覆蓋;與不同氮肥運(yùn)籌模式:基肥∶蘗肥∶穗肥分別為5∶3∶2、3∶3∶4、3∶1∶6，以不施氮肥為對(duì)照;(2)不同土壤肥力下麥稈還田與氮肥運(yùn)籌對(duì)水稻產(chǎn)量、米質(zhì)以及

2、土壤理化性質(zhì)的影響。即，設(shè)置高、低土壤肥力下，麥稈覆蓋與不同氮肥運(yùn)籌模式:基肥∶基肥∶穗肥分別為5∶3∶2、3∶3∶4、3∶1∶6，以不施氮肥為對(duì)照;(3)灌溉方式與秸稈覆蓋氮肥優(yōu)化管理模式對(duì)水稻產(chǎn)量、米質(zhì)以及土壤理化性質(zhì)的影響。即，設(shè)置不同灌溉模式:淹灌、干濕交替灌溉、旱作;與不同秸稈覆蓋氮肥運(yùn)籌優(yōu)化管理模式:小麥秸稈覆蓋、油菜秸稈覆蓋和無(wú)秸稈覆蓋與氮肥優(yōu)化配置基肥∶蘗肥∶穗肥為3∶3∶4。系統(tǒng)研究了秸稈覆蓋與水、氮管理對(duì)水稻產(chǎn)量形成

3、、米質(zhì)、秸稈腐熟及氮素釋放率、土壤理化性質(zhì)以及水稻各生育時(shí)期氮素吸收及利用效率的影響;并探討各生育時(shí)期根系生長(zhǎng)與氮素利用及產(chǎn)量形成間的關(guān)系;以及結(jié)實(shí)期劍葉SPAD值與稻米品質(zhì)的形成關(guān)系進(jìn)行分析。主要研究結(jié)果如下:
　　1.秸稈覆蓋與水氮管理模式對(duì)水稻產(chǎn)量及構(gòu)成因子的影響麥稈、油菜稈覆蓋，較無(wú)秸稈覆蓋能夠顯著的提高有效穗數(shù)、穗粒數(shù)以及產(chǎn)量，且麥稈覆蓋優(yōu)于油菜稈覆蓋;高土壤肥力下麥稈覆蓋優(yōu)于低土壤肥力，其中麥稈覆蓋增產(chǎn)幅度為4.7％～

4、9.4％，油菜桿覆蓋增產(chǎn)幅度為0.6％～6.5％;且與基肥∶蘗肥∶穗肥為3∶3∶4氮肥運(yùn)籌模式搭配時(shí)，均表現(xiàn)出極顯著的增產(chǎn)效應(yīng)與水分利用效率。而在不同灌溉模式下，干濕交替模式能有效提高水稻有效穗數(shù)、產(chǎn)量及水分利用效率，淹灌模式次之。而在淹灌及干濕交替灌溉下，麥稈覆蓋搭配基肥∶蘗肥∶穗肥為3∶3∶4氮肥管理模式，相對(duì)其他秸稈與氮肥運(yùn)籌組合均具有最顯著的增產(chǎn)效應(yīng)，尤其以干濕交替灌溉下，麥稈覆蓋配套的基肥∶蘗肥∶穗肥為3∶3∶4氮肥管理(施氮

5、量為135kg hm-2)模式為本研究最適秸稈覆蓋下最優(yōu)的水氮配套優(yōu)化模式;而在旱作下，則以油菜秸稈覆蓋搭配基肥∶蘗肥∶穗肥3∶3∶4氮肥管理模式最佳。
　　2.秸稈覆蓋與水氮管理對(duì)水稻植株生長(zhǎng)的影響麥稈、油菜稈覆蓋對(duì)水稻生育前期干物質(zhì)積累及氮素吸收、根系干重及形態(tài)構(gòu)建均有一定的抑制作用，且油菜稈覆蓋抑制作用強(qiáng)于麥稈覆蓋;但在中后期能夠有效的減緩根系的衰老，提高干物質(zhì)積累與莖鞘物質(zhì)的轉(zhuǎn)運(yùn)，促進(jìn)氮素的吸收利用，并能協(xié)調(diào)結(jié)實(shí)期劍葉SP

6、AD，提高葉片光合能力，其氮素總積累量增幅為2.0％～11.8％。在不同土壤肥力下，低土壤肥力下麥稈覆蓋對(duì)拔節(jié)前植株的干物質(zhì)及氮素積累的抑制作用較高土壤肥力下增強(qiáng)，而在中后期對(duì)植株的干物質(zhì)積累及氮素吸收促進(jìn)作用較高土壤肥力下有所提高，但其總的積累量有所降低。各秸稈覆蓋下，增加基蘗肥的施用比例能夠有效的緩解秸稈覆蓋對(duì)植株生長(zhǎng)的抑制，但過高的基蘗肥施用比例會(huì)導(dǎo)致生育后期氮素的供應(yīng)不足，加速根系的衰老，進(jìn)而減少植株的物質(zhì)積累，本研究以基肥∶蘗

7、肥∶穗肥為3∶3∶4為最佳。在不同灌溉模式下，干濕交替灌溉能有效的促進(jìn)各時(shí)期干物質(zhì)積累及氮素吸收，提高植株莖鞘物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)及氮素利用效率;而淹水灌溉次之;且淹水與干濕交替灌溉下麥稈覆蓋搭配基肥∶蘗肥∶穗肥為3∶3∶4氮肥運(yùn)籌管理模式均能夠有效協(xié)調(diào)各時(shí)期氮素供應(yīng)，協(xié)調(diào)地上、地下部的生長(zhǎng)，進(jìn)而提高干物質(zhì)積累及氮素吸收利用效率;而在旱作下則以油菜稈覆蓋最佳。相關(guān)性分析表明，秸稈覆蓋與氮肥運(yùn)籌下主要生育時(shí)期根干重、根體積、總根長(zhǎng)與產(chǎn)量及氮素吸收利用

8、均存在顯著或極顯著的正相關(guān)(r=0.38*～0.78**)，尤其以齊穗期的根體積與總根長(zhǎng)、根干重與氮素累積、產(chǎn)量及氮素回收利用率的相關(guān)性最高。
　　3.秸稈覆蓋與水氮管理對(duì)稻米品質(zhì)的影響麥稈、油菜稈覆蓋均較無(wú)秸稈覆蓋，能大幅提高稻米蛋白質(zhì)含量、膠稠度，降低堊白度以及堊白粒率;從整體來(lái)看，麥稈覆蓋優(yōu)于油菜稈覆蓋。而在高、低土壤肥力下麥稈覆蓋也均大幅提高了稻米品質(zhì)，其中高土壤肥力下麥稈覆蓋優(yōu)于低土壤肥力下麥稈覆蓋處理，且麥稈、油菜稈覆

9、蓋搭配基肥∶蘗肥∶穗肥為3∶3∶4的氮肥運(yùn)籌，以及與基肥∶蘗肥∶穗肥為5∶3∶2的氮肥運(yùn)籌均能顯著的提高稻米的整體品質(zhì)，但高土壤肥力以基肥∶蘗肥∶穗肥為5∶3∶2的氮肥運(yùn)籌方式為最佳;而低土壤肥力可適當(dāng)提高氮肥后移比例以基肥∶蘗肥∶穗肥為3∶3∶4的氮肥運(yùn)籌方式為最佳。而在不同灌溉模式下，干濕交替灌溉與早作模式提高了稻米的加工品質(zhì)以外觀品質(zhì)，但干濕交替灌溉優(yōu)于旱作模式。麥稈、油菜稈覆蓋搭配基肥∶蘗肥∶穗肥為3∶3∶4運(yùn)籌模式時(shí)，均顯著提

10、高了稻米品質(zhì);但以干濕交替灌溉與旱作模式下麥稈覆蓋對(duì)米質(zhì)改善最佳。在水稻葉片SPAD值與米質(zhì)相關(guān)性研究表明，水稻灌漿期劍葉SPAD值與米質(zhì)各指標(biāo)均有明顯的相關(guān)關(guān)系，表明適當(dāng)調(diào)節(jié)水稻灌漿期SPAD值，能夠有效的改善稻米品質(zhì)。
　　4.秸稈覆蓋與水氮管理對(duì)秸稈腐熟及氮素釋放的影響麥稈、油菜稈腐熟及氮素釋放均呈前快后慢的規(guī)律。但兩者在各時(shí)期腐熟及氮素釋放規(guī)律則有所差異。較油菜稈，在生育前期麥稈的腐熟量與腐熟速率明顯降低，但在生育中后期則

11、明顯增加;而在氮素釋放量及釋放速率方面，麥稈則在各時(shí)期均較油菜稈有所增加。高土壤肥力下麥稈腐熟及氮素釋放均較低土壤肥力高。提高基蘗肥的使用比例能夠顯著的提高麥稈、油菜稈腐熟及氮素的釋放，但以基肥∶蘗肥∶穗肥為3∶3∶4的氮肥運(yùn)籌配施下，具有較為平穩(wěn)的腐熟及氮素釋放速率，以及較高的總腐熟及氮素釋放量。而在不同灌溉模式下，在生育前期，淹灌及干濕交替灌溉具有較高的腐熟及氮素釋放，但在生育中后期則較旱作模式有所降低;而秸稈覆蓋與基肥∶蘗肥∶穗肥

12、為3∶3∶4的氮肥運(yùn)籌配施時(shí)，各生育時(shí)期麥稈在腐熟量及腐熟率方面均較油菜稈低，但氮素釋放量及釋放率則大幅提高。
　　5.秸稈覆蓋及水氮管理對(duì)稻田土壤理化性質(zhì)的影響麥稈、油菜稈覆蓋明顯降低了各生育時(shí)期稻田耕層土壤pH，但秸稈覆蓋也有效的降低了各時(shí)期土壤pH的變幅，以麥稈覆蓋最為顯著。高、低土壤肥力下麥稈覆蓋均能降低耕層土壤pH，且秸稈覆蓋下各氮肥運(yùn)籌對(duì)土壤pH均有顯著的影響。而在土壤全氮方面，秸稈的氮素釋放能提高前中期0～10cm土