3.2 不同稻秆还田方式对油菜氮磷钾生理利用效率的影响

图5结果显示,油菜氮磷钾生理利用效率在整个生育期内持续增加,成熟期是生理利用效率最高时期,油菜对3种养分的利用效率整体表现为磷＞氮＞钾。各器官对3种养分的生理利用效率在2种土壤上的表现基本一致。氮生理利用效率(图5-A,B),苗期根略高于叶,花期茎＞根＞叶＞花,成熟期根=茎＞壳＞籽粒；磷生理利用效率(图5-C,D),苗期根＞叶,花期根＞茎＞叶＞花,成熟期根＞茎＞壳＞籽粒；钾生理利用效率(图5-E,F),同样为苗期根＞叶,花期根＞茎＞花＞叶,成熟期籽粒＞根＞茎＞壳。4种不同处理下,根系在整个生育期内均保持较高的氮磷钾生理利用效率。

2.3.3 不同稻秆还田方式对油菜氮磷钾收获指数的影响

表2结果显示,油菜氮磷钾收获指数受稻秆还田方式和土壤类型影响。氮收获指数在2种土壤的表现均以焚烧处理最高,分别比CK显著提高3.64(麻城土),4.64(阳逻土)百分点。磷收获指数除阳逻土的焚烧处理略有增加外(比CK提高2.11百分点,但差异不显著),其他处理反而有下降趋势。钾收获指数在2种土壤的表现刚好相反,焚烧、翻压和覆盖处理,相比CK,麻城土分别下降0.80,0.96,1.12百分点,其中覆盖处理下降显著,阳逻土分别增加0.33,0.34,0.19百分点,但差异均不显著。稻秆还田虽然能增加油菜对钾的总累积量,但由于钾素主要分配于油菜茎秆、角壳等非经济部位,油菜氮磷钾收获指数氮＞磷＞钾。

3 讨论与结论

3.1 不同稻秆还田方式的产量效应

秸秆还田可以逐步增加土壤有机碳和有机质含量,改善土壤理化性状,提高作物产量。本研究结果表明,稻秆还田能在一定程度上提高油菜生物量和籽粒产量,但不同还田方式间存在明显差别,3种还田方式以覆盖效果最好,除苗期麻城土的翻压处理外,覆盖处理各生育期的干物质积累量及籽粒产量均显著高于其他处理。秸秆翻压或焚烧处理,在2种供试土壤上的表现略有不同。分析其原因可能有以下几点：一是,稻秆覆盖还田增产的原因是有利于保温保墒,有效减缓冬油菜干旱和低温伤害,提高油菜越冬率,从而为全生育期内油菜生物量的增加以及籽粒产量的形成提供保障,本研究结果与前人研究基本一致。二是,稻秆翻压还田虽然能增加土壤有机碳和速效养分含量,但也有生物量增加不显著及降低的报道,降低的原因可能与秸秆还田导致土壤碳、氮比例失衡有关,本研究2种供试土壤的碱解氮(麻城土54.1mg/kg,阳逻土49.9mg/kg)含量均为较低水平,因此,在同一氮肥用量下,稻秆翻压可能加剧了油菜与微生物间的竞争关系而影响生物量及籽粒产量的发挥(阳逻土较为明显)。三是,本研究条件下,焚烧处理的油菜生物量,麻城土略有促进,阳逻土反而有下降的表现,其原因可能与油菜本为喜酸性土壤植物,焚烧处理相当于碱性土(阳逻土pH值8.2)增施碱性肥料(焚烧产物为草木灰,生产上主要作钾肥施用)而影响油菜生长发育,且土壤钾含量(阳逻土速效钾129.3mg/kg)中等偏上施钾效果不明显有关,具体原因有待进一步明确。

3.2 不同稻秆还田方式对油菜氮磷钾利用效率的影响

作物养分效率包括养分吸收效率和养分利用效率,在低养分投入下,籽粒产量取决于养分吸收效率,反之养分利用效率起主导作用。提高基于总消耗养分的各种生理效率,既需要从减少养分的损失入手,又需要提高作物吸收的养分在作物体内的利用效率来实现。秸秆覆盖还田能显著提高油菜、水稻、小麦、玉米的氮肥农学利用效率,原因是秸秆还田通过自身的氮素分解固氮与增加外源氮的固定量,从而提高氮肥利用效率,也可能与秸秆还田对土壤水库的扩蓄增容作用,在提高作物水分利用效率的同时使养分利用效率相应提高。然而也有研究认为,如果基础土壤钾素含量较高,秸秆还田对水稻和冬油菜的钾肥吸收效率没有显著影响,但均使2种作物的钾素利用效率显著降低,可能原因是秸秆还田条件下当前推荐钾肥用量偏高。本研究结果表明,稻秆还田能提高油菜全生育期氮磷钾积累量,覆盖还田能显著提高油菜氮磷钾吸收效率,但氮磷钾生理利用效率因器官的不同而有差异,养分收获指数也因处理和元素的不同而有增加、持平或下降的不同表现。但是尽管如此,相比CK,除麻城土翻压处理苗期和花期的氮磷钾吸收效率与覆盖处理差异不显著外,覆盖处理各生育期的氮磷钾吸收效率均显著高于其他处理。前人研究已表明,秸秆还田可以提高油菜氮磷钾积累量和农学利用效率,但养分收获指数均降低,原因是油菜吸收的养分更多用于营养体建成,为籽粒形成奠定基础。相比水稻、小麦等作物,油菜的收获指数相对偏低,营养生长需要枝繁叶茂才能为生殖万方数据生长的籽粒形成提供基础。

3.3 水稻-油菜轮作下稻秆覆盖还田的适宜性评价

秸秆还田需要经过一系列的生物化学反应,才能释放自身的养分并被作物吸收利用,水稻-油菜轮作模式下,土壤有机质和全氮质量分数较为稳定,短时间内对土壤管理措施变化反应不敏感,秸秆还田作为改善土壤肥力的措施需要长期坚持。冬油菜季水稻秸秆还田,生产上更应该关注秸秆还田在增强作物对逆境(低温或干旱)的抵抗作用,缓解气温骤变对冬油菜生长的负面影响等正效应的发挥。综合本试验产量结果,稻秆覆盖还田在2种土壤上均表现出较好的增产优势,相比其他2种稻秆还田(焚烧与翻压处理),油菜苗期、花期和成熟期干物质累积量,麻城土平均提高8.7%,6.7%,12.5%,阳逻土平均提高14.3%,20.0%,15.7%；成熟期籽粒产量,麻城土平均提高10.2%,阳逻土平均提高10.0%；这种优势同样表现在油菜对氮磷钾的吸收积累上。生产中利用农业机械,在水稻收获时将稻草粉碎就地抛洒,均匀覆盖田间,然后免耕直播油菜是一项较为适宜的稻秆综合利用技术。

以上结论对于指导湖北省油-稻轮作种植中的秸秆资源充分利用有一定的积极意义,但由于盆栽土壤粉碎后秸秆覆盖与大田实际生产中免耕秸秆覆盖还田，在土壤环境上存在较大的差异，今后有必要延伸和完善本盆栽试验,以及大田试验等,对秸秆粉碎覆盖还田这种方式的应用作进一步探索,以便更好地促进秸秆还田技术的改进和完善。

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