3.2 不同稻稈還田方式對油菜氮磷鉀生理利用效率的影響

圖5結(jié)果顯示,油菜氮磷鉀生理利用效率在整個生育期內(nèi)持續(xù)增加,成熟期是生理利用效率最高時期,油菜對3種養(yǎng)分的利用效率整體表現(xiàn)為磷＞氮＞鉀。各器官對3種養(yǎng)分的生理利用效率在2種土壤上的表現(xiàn)基本一致。氮生理利用效率(圖5-A,B),苗期根略高于葉,花期莖＞根＞葉＞花,成熟期根=莖＞殼＞籽粒；磷生理利用效率(圖5-C,D),苗期根＞葉,花期根＞莖＞葉＞花,成熟期根＞莖＞殼＞籽粒；鉀生理利用效率(圖5-E,F),同樣為苗期根＞葉,花期根＞莖＞花＞葉,成熟期籽粒＞根＞莖＞殼。4種不同處理下,根系在整個生育期內(nèi)均保持較高的氮磷鉀生理利用效率。

2.3.3 不同稻稈還田方式對油菜氮磷鉀收獲指數(shù)的影響

表2結(jié)果顯示,油菜氮磷鉀收獲指數(shù)受稻稈還田方式和土壤類型影響。氮收獲指數(shù)在2種土壤的表現(xiàn)均以焚燒處理最高,分別比CK顯著提高3.64(麻城土),4.64(陽邏土)百分點。磷收獲指數(shù)除陽邏土的焚燒處理略有增加外(比CK提高2.11百分點,但差異不顯著),其他處理反而有下降趨勢。鉀收獲指數(shù)在2種土壤的表現(xiàn)剛好相反,焚燒、翻壓和覆蓋處理,相比CK,麻城土分別下降0.80,0.96,1.12百分點,其中覆蓋處理下降顯著,陽邏土分別增加0.33,0.34,0.19百分點,但差異均不顯著。稻稈還田雖然能增加油菜對鉀的總累積量,但由于鉀素主要分配于油菜莖稈、角殼等非經(jīng)濟部位,油菜氮磷鉀收獲指數(shù)氮＞磷＞鉀。

3 討論與結(jié)論

3.1 不同稻稈還田方式的產(chǎn)量效應

秸稈還田可以逐步增加土壤有機碳和有機質(zhì)含量,改善土壤理化性狀,提高作物產(chǎn)量。本研究結(jié)果表明,稻稈還田能在一定程度上提高油菜生物量和籽粒產(chǎn)量,但不同還田方式間存在明顯差別,3種還田方式以覆蓋效果最好,除苗期麻城土的翻壓處理外,覆蓋處理各生育期的干物質(zhì)積累量及籽粒產(chǎn)量均顯著高于其他處理。秸稈翻壓或焚燒處理,在2種供試土壤上的表現(xiàn)略有不同。分析其原因可能有以下幾點：一是,稻稈覆蓋還田增產(chǎn)的原因是有利于保溫保墑,有效減緩冬油菜干旱和低溫傷害,提高油菜越冬率,從而為全生育期內(nèi)油菜生物量的增加以及籽粒產(chǎn)量的形成提供保障,本研究結(jié)果與前人研究基本一致。二是,稻稈翻壓還田雖然能增加土壤有機碳和速效養(yǎng)分含量,但也有生物量增加不顯著及降低的報道,降低的原因可能與秸稈還田導致土壤碳、氮比例失衡有關,本研究2種供試土壤的堿解氮(麻城土54.1mg/kg,陽邏土49.9mg/kg)含量均為較低水平,因此,在同一氮肥用量下,稻稈翻壓可能加劇了油菜與微生物間的競爭關系而影響生物量及籽粒產(chǎn)量的發(fā)揮(陽邏土較為明顯)。三是,本研究條件下,焚燒處理的油菜生物量,麻城土略有促進,陽邏土反而有下降的表現(xiàn),其原因可能與油菜本為喜酸性土壤植物,焚燒處理相當于堿性土(陽邏土pH值8.2)增施堿性肥料(焚燒產(chǎn)物為草木灰,生產(chǎn)上主要作鉀肥施用)而影響油菜生長發(fā)育,且土壤鉀含量(陽邏土速效鉀129.3mg/kg)中等偏上施鉀效果不明顯有關,具體原因有待進一步明確。

3.2 不同稻稈還田方式對油菜氮磷鉀利用效率的影響

作物養(yǎng)分效率包括養(yǎng)分吸收效率和養(yǎng)分利用效率,在低養(yǎng)分投入下,籽粒產(chǎn)量取決于養(yǎng)分吸收效率,反之養(yǎng)分利用效率起主導作用。提高基于總消耗養(yǎng)分的各種生理效率,既需要從減少養(yǎng)分的損失入手,又需要提高作物吸收的養(yǎng)分在作物體內(nèi)的利用效率來實現(xiàn)。秸稈覆蓋還田能顯著提高油菜、水稻、小麥、玉米的氮肥農(nóng)學利用效率,原因是秸稈還田通過自身的氮素分解固氮與增加外源氮的固定量,從而提高氮肥利用效率,也可能與秸稈還田對土壤水庫的擴蓄增容作用,在提高作物水分利用效率的同時使養(yǎng)分利用效率相應提高。然而也有研究認為,如果基礎土壤鉀素含量較高,秸稈還田對水稻和冬油菜的鉀肥吸收效率沒有顯著影響,但均使2種作物的鉀素利用效率顯著降低,可能原因是秸稈還田條件下當前推薦鉀肥用量偏高。本研究結(jié)果表明,稻稈還田能提高油菜全生育期氮磷鉀積累量,覆蓋還田能顯著提高油菜氮磷鉀吸收效率,但氮磷鉀生理利用效率因器官的不同而有差異,養(yǎng)分收獲指數(shù)也因處理和元素的不同而有增加、持平或下降的不同表現(xiàn)。但是盡管如此,相比CK,除麻城土翻壓處理苗期和花期的氮磷鉀吸收效率與覆蓋處理差異不顯著外,覆蓋處理各生育期的氮磷鉀吸收效率均顯著高于其他處理。前人研究已表明,秸稈還田可以提高油菜氮磷鉀積累量和農(nóng)學利用效率,但養(yǎng)分收獲指數(shù)均降低,原因是油菜吸收的養(yǎng)分更多用于營養(yǎng)體建成,為籽粒形成奠定基礎。相比水稻、小麥等作物,油菜的收獲指數(shù)相對偏低,營養(yǎng)生長需要枝繁葉茂才能為生殖萬方數(shù)據(jù)生長的籽粒形成提供基礎。

3.3 水稻-油菜輪作下稻稈覆蓋還田的適宜性評價

秸稈還田需要經(jīng)過一系列的生物化學反應,才能釋放自身的養(yǎng)分并被作物吸收利用,水稻-油菜輪作模式下,土壤有機質(zhì)和全氮質(zhì)量分數(shù)較為穩(wěn)定,短時間內(nèi)對土壤管理措施變化反應不敏感,秸稈還田作為改善土壤肥力的措施需要長期堅持。冬油菜季水稻秸稈還田,生產(chǎn)上更應該關注秸稈還田在增強作物對逆境(低溫或干旱)的抵抗作用,緩解氣溫驟變對冬油菜生長的負面影響等正效應的發(fā)揮。綜合本試驗產(chǎn)量結(jié)果,稻稈覆蓋還田在2種土壤上均表現(xiàn)出較好的增產(chǎn)優(yōu)勢,相比其他2種稻稈還田(焚燒與翻壓處理),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%；成熟期籽粒產(chǎn)量,麻城土平均提高10.2%,陽邏土平均提高10.0%；這種優(yōu)勢同樣表現(xiàn)在油菜對氮磷鉀的吸收積累上。生產(chǎn)中利用農(nóng)業(yè)機械,在水稻收獲時將稻草粉碎就地拋灑,均勻覆蓋田間,然后免耕直播油菜是一項較為適宜的稻稈綜合利用技術(shù)。

以上結(jié)論對于指導湖北省油-稻輪作種植中的秸稈資源充分利用有一定的積極意義,但由于盆栽土壤粉碎后秸稈覆蓋與大田實際生產(chǎn)中免耕秸稈覆蓋還田，在土壤環(huán)境上存在較大的差異，今后有必要延伸和完善本盆栽試驗,以及大田試驗等,對秸稈粉碎覆蓋還田這種方式的應用作進一步探索,以便更好地促進秸稈還田技術(shù)的改進和完善。

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