稻草全量还田对水稻生长发育和土壤肥力的影响

摘要

为了探讨稻草全量还田对水稻生长和土壤肥力的影响，于2010-2011年开展了稻草全量还田和烧灰还田对双季稻生长发育、产量及品质，以及土壤养分供应、利用和生物学性状等方面影响的系统研究，以阐明在等量施肥条件下稻草还田与土壤肥力及水稻生长发育规律的关系。主要研究结果如下:
　　 1、稻草全量还田对水稻生长的影响稻草还田2年4季后，早、晚稻产量施肥处理稻草全量还田(NPK+S)显著高于稻草不还田(NPK)，稍低于稻草烧灰还田(NPK+SI)，不施肥对照处理以稻草全量还田(CK+S)显著高于稻草烧灰还田(CK+SI)、稻草不还田(CK)。产量构成要素有效穗施肥处理早稻NPK+S大于NPK、NPK+SI，晚稻则明显低于NPK，与NPK+SI持平;各处理结实率均以NPK+S最高，但各处理每穗粒数、结实率和千粒重没有明显差异。无肥对照有效穗、每穗粒数均以NPK+S最大。
　　 稻草全量还田提高了早稻分蘖率、成穗率，不利于晚稻茎蘖生长;提高了早稻生育中后期的叶面积指数，晚稻NPK+S整个生育时期都最低，而不施肥对照处理CK+S均明显大于其余处理。
　　 2年稻草还田定位试验表明:早、晚稻干物质量稻草还田均大于不还田和烧灰还田，不施肥对照差异更明显;随着稻草还田年限延长，有利于提高早稻茎叶干物质输出率、转换率和贡献率，对晚稻作用不明显。
　　 在等养分情况下，抽穗期和成熟期早稻植株茎鞘中非结构性碳水化合物同化物的含量及其转运效率以及C/N值稻草全量还田均高于稻草烧灰还田和不还田，晚稻规律不明显。
　　 抽穗后剑叶SPAD值早稻NPK+S＞NPK+SI、NPK，晚稻则相反。根系活力衰退值早稻NPK+S＜NPK+SI、NPK，晚稻差异不明显。抽穗期颖花伤流量早稻NPK+S＞NPK+SI、NPK，晚稻没有明显规律。
　　 早、晚稻氮、磷、钾的总吸收量均呈NPK+S＞NPK+SI、NPK。各处理氮肥利用率差异均不显著。生产100公斤籽粒所需要N、P2O5量，早、晚稻各处理差异不大，需K2O量NPK+S和NPK差异较小，却显著高于NPK+SI。早、晚稻氮、磷、钾的总吸收量与产量关系密切。
　　 稻草还田改善稻米加工品质、食味品质，但降低了外观品质和营养品质。稻草还田同时降低了肥料成本投入，增加了水稻的经济效益，早稻经济效益率要高于晚稻。
　　 2、稻草全量还田对土壤肥力的影响稻草还田2年（4季）能降低土壤容重，提高土壤总孔隙度、通气孔隙度和固持土壤水分，有利于土壤物理性状的改善，同时稻草烧灰还田土壤物理性状有变差的趋势。
　　 不同稻草还田方式下水稻生育期内各时期耕作层土壤氮、磷、钾养分变化规律不太一致。总体上，稻草还田有利于增加土壤碱解氮、速效氮和缓效钾含量，对全氮、有效磷、速效钾和有效钾等养分变化规律不明显，甚至有下降趋势。
　　 结果表明:经过稻草多季（4季）还田，提高了土壤总有机碳、活性有机碳、矿化碳及其有效率，且活性有机碳和矿化碳差异明显。各处理土壤稳态碳差异不显著，稻草还田碳库管理指数NPK+S极显著大于NPK+SI、NPK，相关分析表明，土壤碳库管理指数与双季早、晚稻产量呈显著或极显著抛物线关系，相关系数早稻为0.9999**，晚稻为0.9798*。
　　 稻草还田提高早稻土壤中三大类微生物总量，降低了晚稻土壤微生物数量。稻草不同还田方式下土壤微生物数量均为细菌＞放线菌＞真菌。
　　 无论是早稻、还是晚稻，蔗糖酶活性NPK+S显著大于NPK+SI、NPK，脲酶却要低于后两者，过氧化氢酶各处理差异不明显。蔗糖酶、脲酶和过氧化氢酶与土壤有机质、氮、钾养分，土壤碳素形态及其有效率、碳库管理指数达到一定的显著或极显著相关性。
　　 稻草还田提高土壤甲烷的排放，氧化亚氮稻草还田低于稻草不还田，但高于稻草烧灰还田，而稻草烧灰还田却增加土壤二氧化碳的产生。

目录

声明

论文说明

摘要

前言

1 文献综述

1．1 稻草还田方式、还田量与还田时期的研究

1．2 稻草还田对土壤性质的影响

1．2．1 稻草还田对土壤物理性状的影响

1．2．2 稻草还田对土壤化学性状的影响

1．2．3 稻草还田对土壤生物学性质的影响

1．3 稻草还田对水稻生长的影响

1．3．1 稻草还田对植株养分的影响

1．3．2 稻草还田对植株性状及稻米品质的影响

1．4 稻草还田对温室气体排放的影响

1．5 存在问题与研究展望

1．6 研究目的与意义

2 材料与方法

2．1 试验设计与材料种植

2．2 测定指标与方法

2．3 有关指标的计算方法

2．4 数据处理

3 结果与分析

3．1 稻草全量还田对水稻生长发育的影响

3．1．1 不同稻草还田方式对水稻产量及构成因素的影响

3．1．2 不同稻草还田方式对水稻分蘖成穗和叶面积动态的影响

3．1．3 不同稻草还田方式对水稻干物质生产与转运的影响

3．1．4 不同稻草还田方式对水稻茎鞘非结构性碳水化合物的影响

3．1．5 不同稻草还田方式对水稻剑叶SPAD值及根系伤流的影响

3．1．6 不同稻草还田方式对水稻养分特性的影响

3．1．7 不同稻草还田方式对稻米品质的影响

3．1．8 不同稻草还田方式对水稻经济效应的影响

3．2 稻草全量还田对土壤肥力的影响

3．2．1 稻草全量还田对土壤物理性质的影响

3．2．2 稻草全量还田对土壤化学性质的影响

3．2．3 稻草全量还田对土壤生物学性质的影响

3．2．4 稻草全量还田对稻田温室气体排放的影响

4 讨论

4．1 稻草全量还田对双季稻生长发育的影响

4．1．1 双季稻产量问题

4．1．2 双季稻养分吸收利用及品质问题

4．1．3 稻草还田的经济效益问题

4．2 稻草全量还田对稻田土壤肥力的影响

4．2．1 稻田土壤物理结构特性

4．2．2 稻田土壤表层养分积累

4．2．3 稻田土壤生物学性状

4．2．4 稻田土壤碳库及碳库管理指数

5 结论与创新

5．1 主要研究结论

5．1．1 稻草全量还田与水稻生长发育

5．1．2 稻草全量还田与土壤肥力方面

5．2 主要创新点及后续研究建议

5．2．1 论文主要创新点

5．2．2 后续研究建议

参考文献

致谢

作者简历

附录：硕士在读期间发表的学术论文