寒地稻草还田与施氮对土壤速效氮及水稻氮素吸收的影响

摘要

中国是全球最大的水稻生产国，米饭是中国最受欢迎的主食之一，水稻的种植直接影响国家粮食安全战略。随着水稻推广面积的增多，大量稻草秸秆如何处理成为了当下研究的热点。秸秆焚烧不仅会污染空气，而且会破坏土壤结构，造成农田质量下降。秸秆中蕴含大量植物生长所必需元素，可以作为环境友好型有机肥。作物秸秆还田技术是农业生产先进技术之一，通过秸秆还田的方式达到改良土壤结构、培肥土壤、抗旱增产，实现农业可持续发展的目的。氮肥的投入为水稻粮食高产稳产提供了保障，合理施肥是农作物生产过程中非常重要的一个环节，秸秆还田后水稻的施肥方式将随之发生变化。本试验以盆栽的方式，设置STM（稻草不还田）、0.5STR（40g/盆）、1.0STR（80g/盆）、1.5STR（120g/盆）、2STR（160g/盆）五个稻草还田量和N0（不施尿素），N1（1.05g/盆），N2（2.10g/盆）三个施氮肥量处理。通过连续两年的试验研究寒地稻草还田配施氮肥对土壤速效氮、水稻氮素吸收、水稻产量的影响，为寒地水稻秸秆还田生产提供理论依据、为科学发展农业循环经济提供指导方向。
　　本研究主要内容包括：⑴稻草还田配施氮肥后，分蘖期水稻土壤溶液铵态氮含量在STM和0.5STR时达到较高水平，伴随稻草还田量的提升，土壤溶液铵态氮含量又开始降低，2STR稻草还田量会在水稻分蘖期降低土壤溶液铵态氮含量。N0中土壤溶液铵态氮含量要低于N1和N2，氮肥的补充使得水稻分蘖期土壤溶液铵态氮含量再次提升。总体来看孕穗期水稻土壤溶液铵态氮含量在各个处理中趋于稳定，差异不显著，N0土壤溶液铵态氮含量在该时期受稻草还田量影响不大，N1和N2土壤溶液铵态氮含量在1.5STR和2STR下要低于其他处理。⑵分蘖期水稻土壤溶液硝态氮和无机氮含量随稻草还田量增加而增加，氮肥施用量对土壤溶液硝态氮含量影响不明显，氮肥的增加使土壤溶液无机氮含量小幅增加。孕穗期的土壤溶液硝态氮和无机氮含量要高于前一个生育时期，不施氮肥和高量施氮肥处理整体上土壤溶液硝态氮和无机氮含量差异不大，N1施氮量，STM和0.5STR还田处理土壤溶液硝态氮和无机氮含量要高于其他处理。高量的秸秆还田和高量的氮肥施入，不利于土壤溶液硝态氮和无机氮含量的提升。⑶稻草还田配施氮肥处理中，分蘖期在STM和0.5STR处理土壤铵态氮含量较低，1STR、1.5STR和2STR土壤铵态氮含量较高，稻草还田量的提升有助于分蘖期土壤铵态氮含量的提高，在N2施氮量下土壤铵态氮含量随稻草还田量变化不大，都保持一个相对较高的水平。孕穗期土壤铵态氮含量随施氮肥量的增加而增加，且差异显著。总的来看，氮肥的增加在分蘖期会提高土壤铵态氮含量。成熟期土壤铵态氮含量相比前两个生育时期开始大幅度降低，土壤铵态氮含量随稻草还田量的增加而减少，0.5STR、1STR、1.5STR和2STR处理土壤铵态氮含量远低于STM处理。⑷分蘖期和孕穗期土壤硝态氮含量随施肥量的增加而增加，并呈现出显著的差异，稻草还田导致该时期土壤硝态氮含量下降。在成熟期不同稻草还田配施氮肥处理的土壤硝态氮含量差异显著，N0施氮量2STR处理，N1施氮量1STR处理,N2施氮量1.5STR处理土壤硝态氮含量达到了同处理中的最大值，适量的稻草还田配施氮肥促使土壤硝态氮含量增长。⑸分蘖期土壤无机氮含量随施肥量的增加而增加，随稻草还田量的增加却呈现下降的趋势。孕穗期不同施氮肥量的土壤无机氮含量差异不显著，高量施氮肥并不能在该时期提升无机氮含量，随着稻草还田量的增加，即使是N2施氮量的土壤无机氮含量依然不高。在成熟期随着施氮量的增加，土壤无机氮含量都表现出显著差异，N0施氮量0.5STR处理会降低土壤无机氮含量，在N1和N2施氮量下STM处理的土壤无机氮含量显著降低，增加稻草还田量有助于成熟期土壤无机氮含量的提升。⑹从水稻植株来看，在分蘖期随着稻草还田量的增加对水稻植株氮素吸收能力产生一定的抑制作用，氮素含量和氮素积累量都会下降。孕穗期配施氮肥情况下，稻草还田量增加，水稻地下部分氮素分配率相应提高，氮素含量和氮素积累量在1.5STR处达到最高，该时期稻草还田施氮肥会促进水稻地下部分氮素吸收能力，提高植株氮素积累量。成熟期氮肥的增加对水稻的株高、分蘖、有效分蘖千粒重和产量都会产生显著差异，成熟期地上部分和地下部分的氮素积累量分配率都开始降低，氮素转移向籽粒。稻草还田配施氮肥有利于水稻籽粒的氮素累积，但是过高的氮肥或是过高的稻草还田量，都会导致氮素被分配到地上秸秆部分和地下根茎部分，不利于氮素向籽粒的转移。两年产量规律一致，N0施氮量产量在0.5STR处理达到最大值（2014年43.75g/盆，2015年32.61g/盆）;N1施氮量产量在1STR处理达到最大值（2014年82.85g/盆，2015年69.92g/盆）;N2施氮量两年产量分别在0.5STR和1STR处理达到最大值（2014年110.44g/盆，2015年103.26g/盆），氮肥的投入会显著提升水稻的产量，适量的稻草还田配合氮肥投入，有助于提升水稻的产量，高量的稻草还田反而会引起水稻减产。

目录

声明

摘要

1 前言

1．1 目的与意义

1．2 国内外研究动态

1．2．1 秸秆还田对土壤养分的影响

1．2．2 秸秆还田对作物养分吸收的影响

1．2．3 施肥对作物养分吸收的影响

1．2．4 秸秆还田与施肥对作物产量的影响

2 材料与方法

2．1 试验设计

2．1．1 试验地点

2．1．2 试验处理

2．2 取样方法

2．3 测定方法

2．4 数据分析

3 结果与分析

3．1 稻草还田与施氮对土壤溶液速效氮浓度的影响

3．1．1 稻草还田与施氮对土壤溶液铵态氮浓度的影响

3．1．2 稻草还田与施氮对土壤溶液硝态氮浓度的影响

3．1．3 稻草还田与施氮对土壤溶液无机氮浓度的影响

3．2 稻草还田与施氮对土壤速效氮含量的影响

3．2．1 稻草还田与施氮对土壤铵态氮含量的影响

3．2．2 稻草还田与施氮对土壤硝态氮含量的影响

3．2．3 稻草还田与施氮对土壤无机氦含量的影响

3．3 稻草还田与施氮对水稻氮素吸收的影响

3．3．1 稻草还田与施氮对水稻氮素含量的影响

3．3．2 稻草还田与施氮对水稻氮素积累量的影响

3．4 稻草还田与施氮对水稻产量的影响

4 讨论

4．1 稻草还田与配施氮肥对土壤速效氮的影响

4．2 稻草还田与配施氮肥对水稻氮素吸收的影响

4．3 稻草还田与配施氮肥对水稻产量的影响

5 结论

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间发表的学术论文