• ISSN 1008-505X
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栽插和秸秆还田方式对水稻氮素吸收利用和产量的影响

何艳 严田蓉 唐源 林郸 李郁 余华清 杨志远 孙永健 马均

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栽插和秸秆还田方式对水稻氮素吸收利用和产量的影响

    作者简介: 何艳 E-mail:572564891@qq.com;
    通讯作者: 马均, E-mail:majunp2002@163.com
  • 基金项目: 国家重点研发计划(2017YFD0301701;2017YFD0301706;2018YFD0301202),四川省育种攻关专项(2016NYZ0051);高原与盆地暴雨旱涝灾害四川省重点实验室科技发展基金项目(2018-重点-05-01)。

Effect of different methods of straw returning on nitrogen uptake, utilization and yield

    Corresponding author: MA Jun, E-mail:majunp2002@163.com
  • 摘要: 【目的】秸秆还田方式影响土壤和肥料养分的有效性,本研究通过比较不同还田方式下水稻产量、氮素吸收利用的差异,为水稻人工插秧和毯苗机插技术选择适宜的秸秆还田方法及氮肥施用提供依据。【方法】本试验于2016至2018年在成都温江四川农业大学水稻研究所试验田进行,以籼型三系杂交稻F优498为试验材料,采用2因素裂区设计,主区设置秸秆不还田 (S0)、覆盖还田 (S1) 和翻埋还田 (S2)3种还田方式,副区为人工插秧 (HT) 和毯苗机插 (MT)2种栽插方式,氮肥用量为N 135 kg/hm2,按基肥∶蘖肥∶促花肥∶保花肥 = 3∶3∶2∶2的比例施用。磷肥 (过磷酸钙) 用量为P2O5 90 kg/hm2,作基肥一次施入;钾肥 (氯化钾) 用量为K2O 150 kg/hm2,施用比例为基肥∶穗肥 = 7∶3。分别于分蘖盛期、拔节期、齐穗期和成熟期,采集茎鞘、叶和穗样品测定干物重和氮含量,计算不同时期氮素积累、转运及氮素利用效率。【结果】秸秆还田方法对人工和机械插秧水稻产量、植株氮素积累及氮素利用存在显著影响。1) 与S0相比,S1、S2处理提高了水稻产量,抑制了水稻分蘖盛期氮素积累,促进了拔节期至成熟期各器官及植株氮素积累,提高了植株氮含量,S1效果优于S2,且S1提高了氮素茎鞘转运量 (44.1%)、茎鞘转运率 (10.2%)、叶片转运量 (23.5%) 和穗氮增加幅度 (21.2%),S2仅提高了氮素茎鞘转运量 (24.7%)、茎鞘转运率 (6.5%) 和穗氮增加幅度 (16.6%)。氮肥农学效率和氮素回收率表现为S1 > S2,但S1、S2氮素的稻谷生产效率均有所降低。2) 分蘖盛期至拔节期,三个秸秆处理的HT处理的水稻各器官氮素积累、各时期植株氮素积累、氮素转运和产量均大于MT处理的,氮素回收率则显著低于MT处理的。秸秆还田对不同栽插方式氮素积累和转运的影响及程度不一,分蘖盛期HT处理的氮素积累以S2处理最小,MT处理则以S1最小。两种栽插方式拔节期至成熟期氮素积累、转运、氮肥农学利用率及吸收利用率均以S1处理最大。【结论】从提高水稻产量、氮素积累利用来看,人工插秧和毯苗机插均适宜采用小麦秸秆覆盖还田模式,并以覆盖还田结合人工插秧方式为最佳。
  • 图 1  2016-2018水稻生长季平均气温和降雨量

    Figure 1.  Average temperature and rainfall during the growth seasons of rice in 2016-2018

    表 1  0—20 cm土壤基础理化性质

    Table 1.  Basic chemical properties of 0-20 cm soil

    年份
    Experimental year
    全氮 (g/kg)
    Total N
    碱解氮 (mg/kg)
    Available N
    速效磷 (mg/kg)
    Available P
    速效钾 (mg/kg)
    Available K
    有机质 (g/kg)
    Organic matter
    pH
    20161.42111.94 29.0149.6021.706.58
    20171.1374.0029.1738.6619.546.67
    20181.1882.6922.6452.2719.595.58
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    表 2  不同秸秆还田与栽插方式下水稻产量及其构成因素差异

    Table 2.  Grain yield and yield components of hybrid rice under different straw returning and transplanting methods

    处理
    Treatment
    有效穗数 (× 104/hm2)
    Effective panicle number
    每穗粒数
    Spikelets per panicle
    结实率 (%)
    Seed setting rate
    千粒重 (g)
    grain-weight
    产量 (t/hm2)
    Grain yield
    S0HT182.86 b215.37 a87.38 a30.25 a10.36 a
    MT211.02 a178.65 b87.26 a31.15 a10.11 a
    S1HT192.19 b236.63 a88.64 a29.56 a11.13 a
    MT212.66 a189.58 b85.95 a30.48 a10.26 b
    S2HT190.49 b230.37 a87.77 a29.77 a10.80 a
    MT223.73 a180.63 b86.88 a30.78 a10.26 a
    均值 Average
    S0196.94 b197.01 b87.32 a30.70 a10.23 b
    S1202.42 ab213.11 a87.30 a30.02 a10.70 a
    S2207.11 a 205.50 ab87.32 a30.27 a 10.53 ab
    FF-value
    S 5.72 8.92*0.00 0.24 4.96
    T 50.44** 96.31**0.70 5.33 14.77**
    S × T 19.43** 4.740.27 0.01 1.51
    注(Note):S0—秸秆不还田 No straw returning; S1—覆盖还田 Straw mulching; S2—翻埋还田 Straw overturn into soil; HT-人工插秧 Hand transplanting; MT—毯苗机插 Machinery transplanting; S—还田方式 Straw returning method; T-栽插方式 Transplanting method; 均值为对应还田方式下两种栽插方式的平均值 The average is the average value of two transplanting ways under the same straw returning method; 数值后不同小写字母表示处理间差异达 5% 显著水平 Different letter after values mean significantly different among treatments at the 0.05 level.
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    表 3  秸秆还田和栽插方式下水稻不同生育期干物质积累量 (kg/hm2)

    Table 3.  Rice dry weight accumulation in different growing stages affected by straw returning and transplanting methods

    处理
    Treatment
    分蘖盛期 Active tillering拔节期 Jointing齐穗期 Full heading成熟期 Maturity
    茎鞘
    Stem-sheath

    Leaf
    植株
    Plant
    茎鞘
    Stem-sheath

    Leaf
    植株
    Plant
    茎鞘
    Stem-sheath

    Leaf

    Panicle
    植株
    Plant
    茎鞘
    Stem-sheath

    Leaf

    Panicle
    植株
    Plant
    S0HT0.91 a0.72 a1.63 a1.79 a1.24 a3.03 a5.69 a2.63 a1.71 a10.03 a4.73 a2.11 a10.48 a17.32 a
    MT0.51 b0.40 b0.91 b1.56 b1.15 b2.71 b5.39 b2.42 b1.66 a9.47 b4.12 b1.98 a9.64 b15.74 b
    S1HT0.89 a0.65 a1.54 a1.88 a1.37 a3.25 a6.42 a2.83 a1.89 a11.14 a5.01 a2.40 a11.27 a18.69 a
    MT0.43 b0.36 b0.79 b1.64 b1.21 b2.86 b5.60 b2.80 a1.58 b9.98 b4.82 a2.34 a10.33 b17.5 b
    S2HT0.81 a0.59 a1.40 a1.72 a1.21 a2.93 a6.10 a2.65 a1.80 a10.54 a4.91 a2.27 a11.18 a18.36 a
    MT0.57 b0.45 b1.02 b1.60 a1.15 a2.75 a5.25 b2.55 a1.69 a9.49 b4.46 b2.13 a10.41 a17.00 b
    均值 Average
    S00.71 a0.56 a1.27 a1.68 b1.19 b2.87 b5.54 b2.53 b1.68 a9.75 b4.43 b2.04 c10.06 a16.53 b
    S10.66 b0.50 b1.16 b1.76 a1.29 a3.05 a6.01 a2.82 a1.73 a10.56 a4.92 a2.37 a10.80 a18.09 a
    S20.69 ab0.52 b1.21 ab1.66 b1.18 b2.84 b5.68 b2.60 b1.74 a10.01 ab4.68 ab2.20 b10.79 a17.68 a
    FF-value
    S8.78*11.96*4.117.93*8.85*11.29*13.91*36.03**0.924.8910.58*46.17**3.0639.66**
    T42.92**83.66**176.59**47.2**29.65**40.81**113.27**4.9336.26**81.46**40.68**4.8217.15**97.98**
    S × T14.33**22.73**25.12**1.902.221.878.44*1.129.18*3.183.520.240.060.64
    注(Note):S0-秸秆不还田 No straw returning; S1-覆盖还田 Straw mulching; S2-翻埋还田 Straw overturn into soil; HT-人工插秧 Hand transplanting; MT-毯苗机插 Machinery transplanting; S-还田方式 Straw returning method; T-栽插方式 Transplanting method; 均值为对应还田方式下两种栽插方式的平均值 The average is the average value of two transplanting ways under the same straw returning method; 数值后不同小写字母表示处理间差异达 5% 显著水平 Different letter after values mean significantly different among treatments at the 0.05 level.
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    表 4  不同秸秆还田和栽插方式下植株氮含量 (%) 和积累 (kg/hm2)

    Table 4.  Rice plant N content (%) and accumulation (kg/hm2) under different straw returning and transplanting methods

    处理Treatment分蘖盛期 Active tillering拔节期Jointing齐穗期Full heading成熟期Maturity
    (%)(kg/hm2)(%)(kg/hm2)(%)(kg/hm2)(%)(kg/hm2)
    S0HT2.22 b36.04 a1.96 a59.55 a1.33 a130.91 a0.86 a149.60 a
    MT2.58 a25.18 b1.76 b47.76 b1.25 a117.21 b0.86 a137.58 b
    S1HT2.45 b37.06 a2.10 a67.76 a1.44 a161.39 a0.94 a176.45 a
    MT2.90 a22.20 b1.97 a56.91 b1.46 a146.40 b0.95 a171.38 a
    S2HT2.33 a32.07 a2.09 a61.40 a1.36 a143.16 a0.92 a168.72 a
    MT2.41 a24.00 b1.88 b51.25 b1.39 a132.93 b0.92 a159.70 a
    均值 Average
    S02.40 b30.61 a1.86 b53.66 b1.29 b124.06 c0.86 b143.59 c
    S12.67 a29.63 ab2.03 a62.34 a1.45 a153.89 a0.95 a173.91 a
    S22.37 b28.04 b1.98 ab56.33 b1.38 ab138.04 b0.92 a164.21 b
    F值 F value
    S15.80*7.49*7.83*9.52*11.20*76.89**25.45**130.21**
    T20.23**226.15**15.06**245.26**0.0451.90**1.0412.92*
    S × T2.8813.06**0.400.460.910.630.050.69
    注(Note):S0-秸秆不还田 No straw returning;S1-覆盖还田 Straw mulching; S2-翻埋还田 Straw overturning into soil; HT-人工插秧 Hand transplanting; MT-毯苗机插 Machinery transplanting; S-还田方式 Straw returning method; T-栽插方式 Transplanting method; 均值为对应还田方式下两种栽插方式的平均值 The average is the average value of two transplanting ways under the same straw returning method; 数值后面不同的小写字母代表差异达 5% 显著水平 Different letter after values in the same column in the same year mean significantly different at the 0.05 level.
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    表 5  不同秸秆还田和栽插方式下的水稻氮素分配 (kg/hm2)

    Table 5.  N distribution in rice under different straw returning and transplanting methods

    处理
    Treatment
    分蘖盛期Active tillering拔节Jointing齐穗 Full heading成熟Maturing
    茎鞘
    Stem-sheath

    Leaf
    茎鞘
    Stem-sheath

    Leaf
    茎鞘
    Stem-sheath

    Leaf

    Panicle
    茎鞘
    Stem-sheath

    Leaf

    Panicle
    S0HT13.54 a22.50 a23.38 a36.17 a43.13 a61.07 a26.71 a27.58 a20.90 b101.11 a
    MT9.57 b15.61 b15.77 b31.99 b36.63 b55.76 b24.82 a20.69 b22.96 a93.93 b
    S1HT14.31 a22.75 a24.77 a43.00 a56.85 a73.72 a30.81 a31.76 a25.90 a118.79 a
    MT8.18 b14.01 b20.26 b36.65 b49.49 b69.42 a27.48 b30.79 a27.18 a113.41 a
    S2HT12.11 a19.96 a23.19 a38.21 a49.70 a62.81 a30.65 a28.36 a23.29 a117.07 a
    MT9.35 b14.65 b18.46 b32.80 b42.93 b61.68 a28.32 a26.06 a24.31 a109.32 b
    均值 Average
    S011.55 a19.06 a19.58 b34.08 b39.88 c58.41 c25.76 b24.14 c21.93 c97.52 b
    S111.25 ab18.38 a22.51 a39.82 a53.17 a71.57 a29.15 a31.28 a26.54 a116.10 a
    S210.73 b17.31 b20.82 ab35.50 b46.32 b62.24 b29.48 a27.21 b23.80 b113.20 a
    FF-value
    S7.68*11.26*5.6713.49*37.74**51.07**20.89**59.01**25.58**148.52**
    T182.30**120.56**323.12**65.01**22.71**9.40*18.00**37.47**14.71**27.86**
    S × T9.65*10.46*10.17*0.910.031.160.5210.52*0.660.31
    注(Note):S0-秸秆不还田 No straw returning; S1-覆盖还田 Straw mulching; S2-翻埋还田 Straw overturning into soil; HT-人工插秧 Hand transplanting; MT-毯苗机插 Machinery transplanting; S-还田方式 Straw returning method; T-栽插方式 Transplanting method; 均值为对应还田方式下两种栽插方式的平均值 The average is the average value of two transplanting ways under the same straw returning method; 数值后面不同的小写字母代表差异达 5% 显著水平 Different letter after values in the same column in the same year mean significantly different at the 0.05 level.
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    表 6  秸秆还田和栽插方式下的齐穗后水稻氮素转运

    Table 6.  N translocation in rice after full heading under different straw returning and transplanting methods

    处理
    Treatment
    茎鞘Stem-sheath叶片Leaf穗氮增加量N
    increase in panicle
    (kg/hm2)
    转运量 (kg/hm2)
    Transfer
    转运率 (%)
    Transfer rate
    转运量 (kg/hm2)
    Transfer
    转运率 (%)
    Transfer rate
    S0HT14.88 a33.82 b40.17 a66.20 a74.40 a
    MT15.94 a42.94 a32.80 b59.75 b69.11 b
    S1HT25.09 a44.87 a47.83 a66.05 a87.98 a
    MT19.34 b39.68 b42.24 b61.61 b85.93 a
    S2HT21.56 a43.49 a39.52 a63.52 a86.42 a
    MT16.88 b38.23 b37.36 a62.08 a81.01 b
    均值 Average
    S015.41 c38.38 b36.48 b62.98 a71.76 b
    S122.21 a42.28 a45.04 a63.83 a86.95 a
    S219.22 b40.86 a38.44 b62.80 a83.71 a
    FF-value
    S182.54**19.75**39.34**2.9780.97**
    T55.69**0.2552.49**48.19**11.22*
    S × T25.53**28.70**4.846.02*0.75
    注(Note):S0-秸秆不还田 No straw returning; S1-覆盖还田 Straw mulching; S2-翻埋还田 Straw overturning into soil; HT-人工插秧 Hand transplanting; MT-毯苗机插 Machinery transplanting; S-还田方式 Straw returning method; T-栽插方式 Transplanting method; 均值为对应还田方式下两种栽插方式的平均值 The average is the average value of two transplanting ways under the same straw returning method; 数值后面不同的小写字母代表差异达 5% 显著水平 Different letter after values in the same column in the same year mean significantly different at the 0.05 level.
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    表 7  秸秆还田和栽插方式下水稻氮素利用率

    Table 7.  N use efficiency of rice under different straw returning methods and transplanting methods

    处理
    Treatment
    氮素收获指数 (%)
    N harvest index
    氮稻谷生产效率 (kg/kg)
    Nitrogen grain production efficiency
    氮肥农学效率 (kg/kg)
    N agronomy efficiency
    氮素回收率 (%)
    N recovery efficiency
    S0HT67.72 a69.44 b12.67 b20.53 b
    MT68.53 a73.71 a15.89 a32.21 a
    S1HT68.00 a63.88 a18.38 a40.59 b
    MT66.78 a60.58 a17.06 a57.25 a
    S2HT69.61a64.48 a15.98 a32.55 b
    MT68.95 a64.85 a17.01 a48.60 a
    均值 Average
    S068.13 a71.57 a14.28 b26.37 c
    S167.39 a62.23 b17.72 a48.92 a
    S269.28 a64.67 b16.50 a40.58 b
    FF-value
    S0.4528.21**15.48*90.83**
    T0.110.171.15134.39**
    S × T0.324.002.081.51
    注(Note):S0-秸秆不还田 No straw returning; S1-覆盖还田 Straw mulching; S2-翻埋还田 Straw overturning into soil; HT-人工插秧 Hand transplanting; MT-毯苗机插 Machinery transplanting; S-还田方式 Straw returning method; T-栽插方式 Transplanting method; 均值为对应还田方式下两种栽插方式的平均值 The average is the average value of two transplanting ways under the same straw returning method; 数值后面不同的小写字母代表差异达 5% 显著水平 Different letter after values in the same column in the same year mean significantly different at the 0.05 level.
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出版历程
  • 收稿日期:  2019-01-27
  • 网络出版日期:  2019-11-20

栽插和秸秆还田方式对水稻氮素吸收利用和产量的影响

    作者简介:何艳 E-mail:572564891@qq.com
    通讯作者: 马均, majunp2002@163.com
  • 四川农业大学水稻研究所/作物生理生态及栽培四川省重点实验室,四川温江 611130
  • 基金项目: 国家重点研发计划(2017YFD0301701;2017YFD0301706;2018YFD0301202),四川省育种攻关专项(2016NYZ0051);高原与盆地暴雨旱涝灾害四川省重点实验室科技发展基金项目(2018-重点-05-01)。
  • 摘要: 【目的】秸秆还田方式影响土壤和肥料养分的有效性,本研究通过比较不同还田方式下水稻产量、氮素吸收利用的差异,为水稻人工插秧和毯苗机插技术选择适宜的秸秆还田方法及氮肥施用提供依据。【方法】本试验于2016至2018年在成都温江四川农业大学水稻研究所试验田进行,以籼型三系杂交稻F优498为试验材料,采用2因素裂区设计,主区设置秸秆不还田 (S0)、覆盖还田 (S1) 和翻埋还田 (S2)3种还田方式,副区为人工插秧 (HT) 和毯苗机插 (MT)2种栽插方式,氮肥用量为N 135 kg/hm2,按基肥∶蘖肥∶促花肥∶保花肥 = 3∶3∶2∶2的比例施用。磷肥 (过磷酸钙) 用量为P2O5 90 kg/hm2,作基肥一次施入;钾肥 (氯化钾) 用量为K2O 150 kg/hm2,施用比例为基肥∶穗肥 = 7∶3。分别于分蘖盛期、拔节期、齐穗期和成熟期,采集茎鞘、叶和穗样品测定干物重和氮含量,计算不同时期氮素积累、转运及氮素利用效率。【结果】秸秆还田方法对人工和机械插秧水稻产量、植株氮素积累及氮素利用存在显著影响。1) 与S0相比,S1、S2处理提高了水稻产量,抑制了水稻分蘖盛期氮素积累,促进了拔节期至成熟期各器官及植株氮素积累,提高了植株氮含量,S1效果优于S2,且S1提高了氮素茎鞘转运量 (44.1%)、茎鞘转运率 (10.2%)、叶片转运量 (23.5%) 和穗氮增加幅度 (21.2%),S2仅提高了氮素茎鞘转运量 (24.7%)、茎鞘转运率 (6.5%) 和穗氮增加幅度 (16.6%)。氮肥农学效率和氮素回收率表现为S1 > S2,但S1、S2氮素的稻谷生产效率均有所降低。2) 分蘖盛期至拔节期,三个秸秆处理的HT处理的水稻各器官氮素积累、各时期植株氮素积累、氮素转运和产量均大于MT处理的,氮素回收率则显著低于MT处理的。秸秆还田对不同栽插方式氮素积累和转运的影响及程度不一,分蘖盛期HT处理的氮素积累以S2处理最小,MT处理则以S1最小。两种栽插方式拔节期至成熟期氮素积累、转运、氮肥农学利用率及吸收利用率均以S1处理最大。【结论】从提高水稻产量、氮素积累利用来看,人工插秧和毯苗机插均适宜采用小麦秸秆覆盖还田模式,并以覆盖还田结合人工插秧方式为最佳。

    English Abstract

    • 我国秸秆资源丰富,2015年我国主要农作物秸秆资源量为7.19亿吨,所含的氮 (N)、磷 (P2O5)、钾 (K2O) 养分资源总量分别达到625.6、197.9、1159.5万吨,其中小麦秸秆占禾谷类作物秸秆的27.7%[1]。秸秆焚烧不仅会造成环境污染,也会造成养分资源的浪费,秸秆还田可以避免这两个问题的出现。左文刚等[2]研究结果显示,在秸秆全量还田的基础上,氮肥减施18%,早稻产量变化不显著,表明秸秆还田可以减少氮肥用量且维持产量,避免因施氮过量而氮素利用率低 (30%~35%)[3],对空气和水系统造成严重污染[4]。秸秆还田通过影响土壤环境及养分状况进而影响水稻生长,秸秆还田前期因微生物争氮,有机酸积累等抑制了水稻前期根系及地上部生长[5],氮素积累量降低[6],其对人工移栽稻和机插稻地上部生长及氮素积累均表现为前抑后促[7-8];同时秸秆还田改善了土壤结构和物理性状,培肥了地力,增加了土壤氮素的有效性,提高了氮素供给源[9],促进了水稻中后期根系及植株生长和氮素积累,进而影响氮素吸收利用效率[10]。前人关于减弱秸秆还田前期对水稻的抑制作用,提高后期的氮肥利用及实现高产的最适氮肥运筹方式做了大量研究,但研究结果存在差异[7-8]。如秸秆还田方式不一,秸秆腐解及养分释放均存在差异,黄晶等[11]研究表明,秸秆翻埋还田其腐解率和氮素释放均高于覆盖还田,最终导致水稻对不同还田方式秸秆释放的养分利用存在差异。还有研究表明,氮素利用效率不仅受秸秆还田的影响[12-13],同时与品种、种植方式、栽培条件、氮肥类型、施肥技术、土壤类型和环境因素等相关[14]。由于不同种植方式水稻植株个体和群体生长环境不同,对养分和温光等资源的利用不同,必然会对个体和群体生长产生一定的影响[15],进而对氮素的需求存在差异。霍中洋等[16]通过对3种不同生育类型水稻结合3种种植方式的研究,表明直播水稻拔节期氮素吸收积累量大,人工移栽则最低,拔节后人工移栽稻氮素的吸收积累最高,机插稻各时期氮素吸收积累处于直播和人工移栽稻之间,刘利等[17]研究则表明,不同播栽方式氮素积累因时期不同而存在差异。同时关于氮素吸收利用率,霍中洋等[16]与王春雨等[18]均表明,人工移栽 > 机插 > 直播,但与Song等[19]研究结论并不一致。总结前人研究发现,秸秆还田方式不同,还田秸秆腐解养分释放存在差异,同时栽植方式不同,其氮素吸收利用存在差异,而秸秆还田方式对氮素利用的影响有何差异,尤其是不同栽植方式下最佳的秸秆还田措施尚不清楚。为此,设置了本研究区域内常用的秸秆还田方式,探讨本研究区域常用的人工插秧和毯苗机插水稻氮素积累、转运和利用的差异和合理的氮肥管理措施,以明确秸秆还田方式对氮素利用的影响以及实现节氮增效的最优秸秆还田与栽插方式的组合,为四川稻作区不同栽植方式下的秸秆还田提供理论和技术支撑。

      • 本试验以F优498为试验材料,于2016至2018年在成都温江四川农业大学水稻研究所试验田进行 (N 30°44′,E 103°52′)。2016年前茬为马铃薯,2017年和2018年前茬为小麦。供试土壤为砂壤土,3年0—20 cm土壤基础理化性质见表1,水稻生长期间平均温度和降雨量见图1

        表 1  0—20 cm土壤基础理化性质

        Table 1.  Basic chemical properties of 0-20 cm soil

        年份
        Experimental year
        全氮 (g/kg)
        Total N
        碱解氮 (mg/kg)
        Available N
        速效磷 (mg/kg)
        Available P
        速效钾 (mg/kg)
        Available K
        有机质 (g/kg)
        Organic matter
        pH
        20161.42111.94 29.0149.6021.706.58
        20171.1374.0029.1738.6619.546.67
        20181.1882.6922.6452.2719.595.58

        图  1  2016-2018水稻生长季平均气温和降雨量

        Figure 1.  Average temperature and rainfall during the growth seasons of rice in 2016-2018

      • 试验采用两因素裂区设计,主区为秸秆还田方式:秸秆不还田 (S0)、覆盖还田 (S1) 和翻埋还田 (S2),每个主区设定既无秸秆还田又不施氮肥的处理 (S0N0)(以便计算氮肥利用率);副区为插秧方式,设置人工插秧 (HT) 和毯苗机插 (MT),共8个处理,3次重复,共24个小区,小区面积19.38 m2

        本试验根据四川小麦平均产量和秸秆量,设计小麦秸秆还田量为5000 kg/hm2(含水量13.5%),整田前将小麦秸秆切割为5~10 cm小段。覆盖还田:移栽后1 d将麦秆均匀覆于人工插秧和毯苗机插行间;翻埋还田:整田时将麦秆均匀覆于土表,用旋耕机旋入20 cm土层中。毯苗机插秧采用塑料毯状育秧盘育秧,浸种催芽后播种,播种量为折算后每盘播种75 g(干种子),人工插秧和毯苗机插秧均采用旱育秧,2016和2017年于4月16日进行育秧,5月20日移栽,2018年于4月17日播种,5月17日移栽。人工插秧和毯苗机插种植规格采用四川地区的高产栽培密度和行穴距,人工插秧行穴距为33.3 × 16.7 cm2,单本栽插;毯苗机插采用洋马4行机,行穴距为30 × 16 cm2,每穴1~3株。

        S0N0处理不施氮肥,其余处理均施N 135 kg/hm2,供试氮肥为含氮46%的尿素,按基肥∶蘖肥∶促花肥∶保花肥 = 3∶3∶2∶2的比例施用。其中,基肥于移栽后1 d施用,蘖肥于移栽后7 d施用,穗肥 (促花肥和保花肥) 分别在倒4叶期和倒2叶期施用。磷肥 (过磷酸钙) 用量为P2O5 90 kg/hm2,作基肥一次施入;钾肥 (氯化钾) 用量为K2O 150 kg/hm2,施用比例为基肥∶穗肥 = 7∶3,穗肥在倒4叶期施用。各小区间田埂均用薄膜包覆,以防水肥互串,水分及病虫害等管理按常规田间管理进行。

      • 分别于分蘖盛期、拔节期、齐穗期和成熟期,按平均茎蘖数每小区取代表性稻株3穴。分茎鞘、叶和穗 (齐穗期和成熟期),105℃下杀青1 h,75℃烘干至恒重,分别称重。计算各器官及植株单茎和群体干物重。

      • 将上述1.3.1各器官粉碎,过筛,测定其氮素含量。氮含量采用 H2SO4-H2O2消煮,并用 FOSS-8400 凯氏定氮仪测定。

      • 成熟期每小区随机调查30穴稻株的有效穗数,再按平均有效穗数取5穴,考查每穗粒数、结实率、千粒重等性状。收获时各小区去边行,按实收穴数计产。

        计算公式:

        植株干物重 (t/hm2) = 叶片干物重 + 茎鞘干物重 + 穗部干物重 (齐穗至成熟)

        植株氮素积累量 (kg/hm2) = 叶片干物重 × 叶片氮含量 + 茎鞘干物重 × 茎鞘氮含量 + 穗干物重 (齐穗至成熟) × 穗氮含量;

        植株氮含量 (%) = 植株氮素积累量/植株干物重 × 100;

        茎鞘 (叶) 氮素转运量 (kg/hm2) = 齐穗期茎鞘 (叶) 氮素积累量 − 成熟期茎鞘 (叶) 氮素积累量;

        茎鞘 (叶) 氮素转运率 (%) = 茎鞘 (叶) 氮素转运量/齐穗期茎鞘 (叶) 氮素积累量 × 100%;

        穗氮增加量 (kg/hm2) = 成熟期穗部氮素积累量 − 齐穗期氮素积累量;

        氮素收获指数 (%) = 成熟期稻谷氮素积累量/成熟期植株氮积累总量;

        氮稻谷生产效率 (kg/kg) = 稻谷产量/成熟期植株氮素积累总量。

        氮肥农学效率 (kg/kg) = (施氮区稻谷产量 - 无氮区稻谷产量)/总施氮量。

        氮素回收率 (%) = (施氮区成熟期水稻植株氮素积累量−无氮区水稻氮素积累量)/施氮量 × 100

      • 采用Microsoft Excel 2016统计数据,采用DPS 7.05数据处理软件进行数据统计分析,用最小显著差数法 (LSD) 分析不同处理间平均数在P < 0.05的差异显著性。本研究中2016年、2017和2018年各指标规律一致,因此数据采用3年数据的平均值进行分析。

      • 秸秆还田及栽插方式对每穗粒数影响达显著水平,两者的互作效应仅对有效穗数存在显著影响 (表2)。与秸秆不还田 (S0) 相比,秸秆还田提高了水稻产量 (平均3.8%),其中覆盖还田 (S1) 处理增产效果 (4.6%) 优于翻埋还田 (S2)(2.9%)。

        表 2  不同秸秆还田与栽插方式下水稻产量及其构成因素差异

        Table 2.  Grain yield and yield components of hybrid rice under different straw returning and transplanting methods

        处理
        Treatment
        有效穗数 (× 104/hm2)
        Effective panicle number
        每穗粒数
        Spikelets per panicle
        结实率 (%)
        Seed setting rate
        千粒重 (g)
        grain-weight
        产量 (t/hm2)
        Grain yield
        S0HT182.86 b215.37 a87.38 a30.25 a10.36 a
        MT211.02 a178.65 b87.26 a31.15 a10.11 a
        S1HT192.19 b236.63 a88.64 a29.56 a11.13 a
        MT212.66 a189.58 b85.95 a30.48 a10.26 b
        S2HT190.49 b230.37 a87.77 a29.77 a10.80 a
        MT223.73 a180.63 b86.88 a30.78 a10.26 a
        均值 Average
        S0196.94 b197.01 b87.32 a30.70 a10.23 b
        S1202.42 ab213.11 a87.30 a30.02 a10.70 a
        S2207.11 a 205.50 ab87.32 a30.27 a 10.53 ab
        FF-value
        S 5.72 8.92*0.00 0.24 4.96
        T 50.44** 96.31**0.70 5.33 14.77**
        S × T 19.43** 4.740.27 0.01 1.51
        注(Note):S0—秸秆不还田 No straw returning; S1—覆盖还田 Straw mulching; S2—翻埋还田 Straw overturn into soil; HT-人工插秧 Hand transplanting; MT—毯苗机插 Machinery transplanting; S—还田方式 Straw returning method; T-栽插方式 Transplanting method; 均值为对应还田方式下两种栽插方式的平均值 The average is the average value of two transplanting ways under the same straw returning method; 数值后不同小写字母表示处理间差异达 5% 显著水平 Different letter after values mean significantly different among treatments at the 0.05 level.

        不同栽插方式间,与人工插秧 (HT) 相比,机插稻 (MT) 有效穗数有优势,但MT穗粒数和产量显著低于HT。秸秆还田后人工插秧水稻均实现增产 (4.3%~7.4%),且以覆盖还田表现最佳,而机插稻产量仅提高1.5%。

      • 秸秆还田和栽插方式对各时期水稻各器官及植株干物质积累影响显著,互作效应仅分蘖盛期显著 (表3)。与S0相比,S1和S2显著抑制了分蘖盛期水稻各器官及植株干物质积累,S1促进了拔节期及之后各时期水稻各器官及地上部干物质积累,而S2仅提高了成熟期茎鞘、叶及地上部干物质积累。

        表 3  秸秆还田和栽插方式下水稻不同生育期干物质积累量 (kg/hm2)

        Table 3.  Rice dry weight accumulation in different growing stages affected by straw returning and transplanting methods

        处理
        Treatment
        分蘖盛期 Active tillering拔节期 Jointing齐穗期 Full heading成熟期 Maturity
        茎鞘
        Stem-sheath

        Leaf
        植株
        Plant
        茎鞘
        Stem-sheath

        Leaf
        植株
        Plant
        茎鞘
        Stem-sheath

        Leaf

        Panicle
        植株
        Plant
        茎鞘
        Stem-sheath

        Leaf

        Panicle
        植株
        Plant
        S0HT0.91 a0.72 a1.63 a1.79 a1.24 a3.03 a5.69 a2.63 a1.71 a10.03 a4.73 a2.11 a10.48 a17.32 a
        MT0.51 b0.40 b0.91 b1.56 b1.15 b2.71 b5.39 b2.42 b1.66 a9.47 b4.12 b1.98 a9.64 b15.74 b
        S1HT0.89 a0.65 a1.54 a1.88 a1.37 a3.25 a6.42 a2.83 a1.89 a11.14 a5.01 a2.40 a11.27 a18.69 a
        MT0.43 b0.36 b0.79 b1.64 b1.21 b2.86 b5.60 b2.80 a1.58 b9.98 b4.82 a2.34 a10.33 b17.5 b
        S2HT0.81 a0.59 a1.40 a1.72 a1.21 a2.93 a6.10 a2.65 a1.80 a10.54 a4.91 a2.27 a11.18 a18.36 a
        MT0.57 b0.45 b1.02 b1.60 a1.15 a2.75 a5.25 b2.55 a1.69 a9.49 b4.46 b2.13 a10.41 a17.00 b
        均值 Average
        S00.71 a0.56 a1.27 a1.68 b1.19 b2.87 b5.54 b2.53 b1.68 a9.75 b4.43 b2.04 c10.06 a16.53 b
        S10.66 b0.50 b1.16 b1.76 a1.29 a3.05 a6.01 a2.82 a1.73 a10.56 a4.92 a2.37 a10.80 a18.09 a
        S20.69 ab0.52 b1.21 ab1.66 b1.18 b2.84 b5.68 b2.60 b1.74 a10.01 ab4.68 ab2.20 b10.79 a17.68 a
        FF-value
        S8.78*11.96*4.117.93*8.85*11.29*13.91*36.03**0.924.8910.58*46.17**3.0639.66**
        T42.92**83.66**176.59**47.2**29.65**40.81**113.27**4.9336.26**81.46**40.68**4.8217.15**97.98**
        S × T14.33**22.73**25.12**1.902.221.878.44*1.129.18*3.183.520.240.060.64
        注(Note):S0-秸秆不还田 No straw returning; S1-覆盖还田 Straw mulching; S2-翻埋还田 Straw overturn into soil; HT-人工插秧 Hand transplanting; MT-毯苗机插 Machinery transplanting; S-还田方式 Straw returning method; T-栽插方式 Transplanting method; 均值为对应还田方式下两种栽插方式的平均值 The average is the average value of two transplanting ways under the same straw returning method; 数值后不同小写字母表示处理间差异达 5% 显著水平 Different letter after values mean significantly different among treatments at the 0.05 level.

        两种栽插方式间,除成熟期叶片氮素积累外,MT处理分蘖盛期、拔节期和成熟期各器官及水稻群体地上部干物质积累显著低于HT处理,齐穗期茎鞘及地上部干物质积累显著低于HT处理。分蘖盛期HT处理地上部干物质积累在S2处理最低,MT处理下则是S1处理最低,拔节后HT、MT处理植株干物质积累量均以S1最好。

      • 还田方式和栽插方式对水稻氮素积累存在显著或极显著的影响,互作效应仅分蘖盛期显著 (表4)。与S0相比,分蘖盛期S1处理植株氮含量增加11.3%,S2与之相当;秸秆还田后植株氮素积累降低,且S2处理降低显著。秸秆还田增加了拔节至成熟植株氮含量和氮素积累,以S1最大,拔节期、齐穗期和成熟期S1处理植株氮含量较秸秆不还田分别提高9.1%、12.4%和10.5%,而氮素积累则分别提高16.2%、24.0%和21.1%,S2处理氮素积累分别提高了5.0%、11.3%和14.4%。

        表 4  不同秸秆还田和栽插方式下植株氮含量 (%) 和积累 (kg/hm2)

        Table 4.  Rice plant N content (%) and accumulation (kg/hm2) under different straw returning and transplanting methods

        处理Treatment分蘖盛期 Active tillering拔节期Jointing齐穗期Full heading成熟期Maturity
        (%)(kg/hm2)(%)(kg/hm2)(%)(kg/hm2)(%)(kg/hm2)
        S0HT2.22 b36.04 a1.96 a59.55 a1.33 a130.91 a0.86 a149.60 a
        MT2.58 a25.18 b1.76 b47.76 b1.25 a117.21 b0.86 a137.58 b
        S1HT2.45 b37.06 a2.10 a67.76 a1.44 a161.39 a0.94 a176.45 a
        MT2.90 a22.20 b1.97 a56.91 b1.46 a146.40 b0.95 a171.38 a
        S2HT2.33 a32.07 a2.09 a61.40 a1.36 a143.16 a0.92 a168.72 a
        MT2.41 a24.00 b1.88 b51.25 b1.39 a132.93 b0.92 a159.70 a
        均值 Average
        S02.40 b30.61 a1.86 b53.66 b1.29 b124.06 c0.86 b143.59 c
        S12.67 a29.63 ab2.03 a62.34 a1.45 a153.89 a0.95 a173.91 a
        S22.37 b28.04 b1.98 ab56.33 b1.38 ab138.04 b0.92 a164.21 b
        F值 F value
        S15.80*7.49*7.83*9.52*11.20*76.89**25.45**130.21**
        T20.23**226.15**15.06**245.26**0.0451.90**1.0412.92*
        S × T2.8813.06**0.400.460.910.630.050.69
        注(Note):S0-秸秆不还田 No straw returning;S1-覆盖还田 Straw mulching; S2-翻埋还田 Straw overturning into soil; HT-人工插秧 Hand transplanting; MT-毯苗机插 Machinery transplanting; S-还田方式 Straw returning method; T-栽插方式 Transplanting method; 均值为对应还田方式下两种栽插方式的平均值 The average is the average value of two transplanting ways under the same straw returning method; 数值后面不同的小写字母代表差异达 5% 显著水平 Different letter after values in the same column in the same year mean significantly different at the 0.05 level.

        两种栽插方式间,与HT相比,分蘖盛期MT植株氮素含量更高,拔节期则与之相反,齐穗期至成熟期两者差异均不显著。分蘖盛期至成熟期植株氮素积累量均表现为HT > MT (P < 0.05)。HT和MT处理各生育时期氮含量和氮素积累总体表现为S1 > S2。

      • 还田方式和栽插方式对各时期各器官氮素积累存在显著或极显著影响,互作效应仅分蘖盛期显著 (表5)。分蘖盛期各还田方式各器官氮素积累差异不显著,具体表现为S0 > S1 > S2。秸秆还田显著促进了拔节期至成熟期各器官氮素积累,总体表现为S1 > S2 > S0。与S0相比,S1处理成熟期穗部氮素积累量增加19.1%,S2则提高16.1%(P < 0.05)。

        表 5  不同秸秆还田和栽插方式下的水稻氮素分配 (kg/hm2)

        Table 5.  N distribution in rice under different straw returning and transplanting methods

        处理
        Treatment
        分蘖盛期Active tillering拔节Jointing齐穗 Full heading成熟Maturing
        茎鞘
        Stem-sheath

        Leaf
        茎鞘
        Stem-sheath

        Leaf
        茎鞘
        Stem-sheath

        Leaf

        Panicle
        茎鞘
        Stem-sheath

        Leaf

        Panicle
        S0HT13.54 a22.50 a23.38 a36.17 a43.13 a61.07 a26.71 a27.58 a20.90 b101.11 a
        MT9.57 b15.61 b15.77 b31.99 b36.63 b55.76 b24.82 a20.69 b22.96 a93.93 b
        S1HT14.31 a22.75 a24.77 a43.00 a56.85 a73.72 a30.81 a31.76 a25.90 a118.79 a
        MT8.18 b14.01 b20.26 b36.65 b49.49 b69.42 a27.48 b30.79 a27.18 a113.41 a
        S2HT12.11 a19.96 a23.19 a38.21 a49.70 a62.81 a30.65 a28.36 a23.29 a117.07 a
        MT9.35 b14.65 b18.46 b32.80 b42.93 b61.68 a28.32 a26.06 a24.31 a109.32 b
        均值 Average
        S011.55 a19.06 a19.58 b34.08 b39.88 c58.41 c25.76 b24.14 c21.93 c97.52 b
        S111.25 ab18.38 a22.51 a39.82 a53.17 a71.57 a29.15 a31.28 a26.54 a116.10 a
        S210.73 b17.31 b20.82 ab35.50 b46.32 b62.24 b29.48 a27.21 b23.80 b113.20 a
        FF-value
        S7.68*11.26*5.6713.49*37.74**51.07**20.89**59.01**25.58**148.52**
        T182.30**120.56**323.12**65.01**22.71**9.40*18.00**37.47**14.71**27.86**
        S × T9.65*10.46*10.17*0.910.031.160.5210.52*0.660.31
        注(Note):S0-秸秆不还田 No straw returning; S1-覆盖还田 Straw mulching; S2-翻埋还田 Straw overturning into soil; HT-人工插秧 Hand transplanting; MT-毯苗机插 Machinery transplanting; S-还田方式 Straw returning method; T-栽插方式 Transplanting method; 均值为对应还田方式下两种栽插方式的平均值 The average is the average value of two transplanting ways under the same straw returning method; 数值后面不同的小写字母代表差异达 5% 显著水平 Different letter after values in the same column in the same year mean significantly different at the 0.05 level.

        HT处理分蘖盛期各器官氮素积累在S2处理下最低,MT在S1处理下最低,拔节期至成熟期两种栽插方式均以S1处理更优。不同还田方式间,MT处理水稻分蘖盛期至拔节期各器官氮素积累及齐穗期茎鞘氮素积累均低于HT处理 (P < 0.05),齐穗期叶、穗及成熟期各器官氮素积累量两栽插方式差异不显著。

      • 还田方式和栽插方式对茎杆和叶片的转运及穗氮增加量存在显著影响,互作效应对茎鞘转运量和转运率影响显著 (表6)。S1处理植株茎鞘转运量、茎鞘转运率、叶片转运量和穗氮增加量较秸秆不还田处理提高了44.1%、10.2%、23.5%和21.2%,S2仅提高了茎鞘转运量 (24.7%)、茎鞘转运率 (6.5%) 和穗氮增加量 (16.7%)。

        表 6  秸秆还田和栽插方式下的齐穗后水稻氮素转运

        Table 6.  N translocation in rice after full heading under different straw returning and transplanting methods

        处理
        Treatment
        茎鞘Stem-sheath叶片Leaf穗氮增加量N
        increase in panicle
        (kg/hm2)
        转运量 (kg/hm2)
        Transfer
        转运率 (%)
        Transfer rate
        转运量 (kg/hm2)
        Transfer
        转运率 (%)
        Transfer rate
        S0HT14.88 a33.82 b40.17 a66.20 a74.40 a
        MT15.94 a42.94 a32.80 b59.75 b69.11 b
        S1HT25.09 a44.87 a47.83 a66.05 a87.98 a
        MT19.34 b39.68 b42.24 b61.61 b85.93 a
        S2HT21.56 a43.49 a39.52 a63.52 a86.42 a
        MT16.88 b38.23 b37.36 a62.08 a81.01 b
        均值 Average
        S015.41 c38.38 b36.48 b62.98 a71.76 b
        S122.21 a42.28 a45.04 a63.83 a86.95 a
        S219.22 b40.86 a38.44 b62.80 a83.71 a
        FF-value
        S182.54**19.75**39.34**2.9780.97**
        T55.69**0.2552.49**48.19**11.22*
        S × T25.53**28.70**4.846.02*0.75
        注(Note):S0-秸秆不还田 No straw returning; S1-覆盖还田 Straw mulching; S2-翻埋还田 Straw overturning into soil; HT-人工插秧 Hand transplanting; MT-毯苗机插 Machinery transplanting; S-还田方式 Straw returning method; T-栽插方式 Transplanting method; 均值为对应还田方式下两种栽插方式的平均值 The average is the average value of two transplanting ways under the same straw returning method; 数值后面不同的小写字母代表差异达 5% 显著水平 Different letter after values in the same column in the same year mean significantly different at the 0.05 level.

        不同栽插方式间,与HT相比,MT在秸秆不还田条件下其茎鞘转运量和转运率更高,其余茎鞘和叶片转运及穗氮增加量均更低 (P < 0.05)。两种栽插方式均以S1处理的茎鞘转运、叶片转运量及穗氮增加量更高。

      • 本研究中用于计算氮素利用效率的S0N0处理的氮素积累量和产量如下:2016、2017、2018年,HT处理S0N0成熟期氮素积累量分别为139.00 kg/hm2、113.19 kg/hm2和94.93 kg/hm2,MT处理S0N0分别为121.15 kg/hm2、81.86 kg/hm2和79.25 kg/hm2;HT处理S0N0产量分别为10.09 t/hm2、8.54 t/hm2和7.31 t/hm2,MT处理S0N0产量分别9.17 t/hm2、7.79 t/hm2和6.93 t/hm2。秸秆还田对氮素利用 (除氮素收获指数) 存在显著或极显著影响,栽插方式仅显著影响了氮素吸收利用率 (表7)。不同还田方式间氮素收获指数差异不显著,秸秆还田显著降低了氮稻谷生产效率。氮肥农学效率和氮素回收率表现为S1 > S2 > S0 (P < 0.05)。

        表 7  秸秆还田和栽插方式下水稻氮素利用率

        Table 7.  N use efficiency of rice under different straw returning methods and transplanting methods

        处理
        Treatment
        氮素收获指数 (%)
        N harvest index
        氮稻谷生产效率 (kg/kg)
        Nitrogen grain production efficiency
        氮肥农学效率 (kg/kg)
        N agronomy efficiency
        氮素回收率 (%)
        N recovery efficiency
        S0HT67.72 a69.44 b12.67 b20.53 b
        MT68.53 a73.71 a15.89 a32.21 a
        S1HT68.00 a63.88 a18.38 a40.59 b
        MT66.78 a60.58 a17.06 a57.25 a
        S2HT69.61a64.48 a15.98 a32.55 b
        MT68.95 a64.85 a17.01 a48.60 a
        均值 Average
        S068.13 a71.57 a14.28 b26.37 c
        S167.39 a62.23 b17.72 a48.92 a
        S269.28 a64.67 b16.50 a40.58 b
        FF-value
        S0.4528.21**15.48*90.83**
        T0.110.171.15134.39**
        S × T0.324.002.081.51
        注(Note):S0-秸秆不还田 No straw returning; S1-覆盖还田 Straw mulching; S2-翻埋还田 Straw overturning into soil; HT-人工插秧 Hand transplanting; MT-毯苗机插 Machinery transplanting; S-还田方式 Straw returning method; T-栽插方式 Transplanting method; 均值为对应还田方式下两种栽插方式的平均值 The average is the average value of two transplanting ways under the same straw returning method; 数值后面不同的小写字母代表差异达 5% 显著水平 Different letter after values in the same column in the same year mean significantly different at the 0.05 level.

        各还田方式下,两种栽插方式的氮素收获指数、氮稻谷生产效率及氮肥农学效率差异不显著,MT处理氮素回收率显著高于HT处理。两种栽插方式下,氮素收获指数均在S2处理下有所提高,而氮素回收率则在S1下最高,同时S1HT处理氮肥农学利用率最高。

      • 直播、机插及人工插秧等栽插方式赋予水稻差异性的群体特征,以及对氮素不同的吸收利用特点[17-18]。前人研究表明,拔节期植株含氮率和氮素积累量均为机插 > 手插,而拔节至抽穗期和抽穗至成熟期氮素吸收速率、阶段吸收量、成熟期氮素积累总量均为手栽 > 机插[16],且人工移栽较机插具有更高的氮肥农学利用率[19-20]。本研究表明,分蘖盛期至拔节期茎鞘和叶片氮素积累量、齐穗期茎鞘氮素积累量、各时期植株氮素积累量、茎鞘和叶片氮素转运量、穗氮增加量及产量均为人工插秧 > 毯苗机插。从前期植株长势看,人工插秧秧苗缓苗快,秧苗壮,分蘖早,而机插秧在移栽时幼苗根系植伤重、根系活力差,秧苗返青活棵缓慢,栽后有约2个叶龄的分蘖停滞期[21],加之秸秆还田初期微生物争氮,土壤有效氮含量降低,有机酸的积累导致苗期水稻根系活力低、植株生长弱,吸氮能力弱[5-6],僵苗发生更为普遍[21],最终毯苗机插前期干物质和氮素积累显著低于人工插秧。此外秸秆还田对分蘖盛期氮素的抑制作用存在差异,这可能是由于对人工插秧稻而言,秸秆翻埋还田前期腐解快,微生物活动强、有机酸积累多,所以抑制效应较覆盖还田更大,对机插稻而言,其返青对通气条件要求高,而覆盖还田同时还存在通气性差,氧气含量低等缺点,因而覆盖还田对毯苗机插稻抑制更明显。从拔节至成熟期水稻生长来看,本研究结果表明秸秆还田提高了水稻各器官氮素积累量、植株氮素积累量和植株含氮量以及氮肥农学效率和氮素回收率,两种栽插方式水稻氮素积累与利用均在覆盖还田下最高。这可能是由于与翻埋还田相比,覆盖还田秸秆与土壤接触程度低,腐解慢[22],且其养分逐步释放于土表,逐渐深入土层,根系能更加充分的利用其养分,因而拔节至成熟两种栽插方式干物质积累、水稻氮素积累和氮素吸收利用、叶片和茎鞘转运量及转运率均在覆盖还田条件下更高,同时覆盖还田提高氮肥农学效率和氮素回收率效果更佳。最终以人工插秧结合覆盖还田处理氮素积累、氮肥农学利用率和产量最高。

        综上可知,秸秆还田对水稻氮素的积累表现为先抑后促,以人工插秧结合覆盖还田氮素的积累、转运和农学利用率最高。针对四川地区小麦秸秆还田条件下提高水稻氮素吸收利用的还田方式,两种栽插方式均在覆盖还田处理下其水稻氮素积累、转运、氮肥农学效率和氮素回收率得到提高,但从田间生产实际来看,秸秆翻埋还田操作性更好,因此人工插秧和毯苗机插应提高基蘖肥比例进而缓解前期争氮效应,提高氮素利用,且机插稻应提高秧苗素质,同时在本研究施肥量上适当增加氮肥,以促进壮秆形成和增加库容,但具体的量有待进一步研究。

      • 小麦秸秆还田抑制了水稻分蘖盛期氮素积累,但显著提高了拔节期至成熟期水稻氮素含量和氮素积累,最终增加了氮素农学效率和氮素回收率。

        毯苗机插水稻植株分蘖盛期和拔节期氮素积累、茎鞘和叶片转运以及穗氮增加量均低于人工插秧,但氮素回收率高于人工插秧。在本研究施肥管理模式下,从提高水稻产量、氮素利用率来看,人工插秧和毯苗机插均宜采用小麦秸秆覆盖还田。

    参考文献 (22)
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