秸秆还田耦合施氮水平对稻田土壤生化特征及水稻生育特性的影响

【摘要】：针对我国稻作生产过程中氮肥的大量投入及近年来稻田秸秆还田的研究现状，秸秆还田耦合施氮水平对稻田土壤生化特征及水稻生育特性的影响值得深入研究。本研究在田间定位试验条件下，以杂交籼稻中浙优1号为材料，于2012-2013年研究了4个秸秆还田量水平（S0、S4、S6、S8，分别为0，4000，6000，8000kg hm-2）、4个施氮水平（N0、N90、N180、N270，分别为0，90，180，270kg hm-2）及其互作处理对稻田土壤有机质含量和品质、土壤酶活性、微生物量碳等土壤生化指标的影响，监测了水稻群体建成、光合特性、氮素吸收、干物质积累运转等生长趋势变化，解析了稻田土壤生化特征与水稻生理特性的内在联系及其对秸秆还田耦合施氮水平的响应。主要研究结果如下： 田间定位两年后，秸秆还田配施氮肥使土壤腐殖质趋于活跃，土壤酶及微生物活性增加，土壤氮磷钾含量也得到一定提升，其土壤培肥效果显著优于氮肥或秸秆单施。秸秆还田与氮肥配施显著增加了土壤可溶性有机碳和有机质含量，增幅分别为41.96~115.77mg kg-1和20.26%~33.51%，均以N180S6处理最高。施用氮肥、秸秆还田及二者配施后，HA/FA（胡敏酸/富啡酸）均低于N0S0处理，土壤腐殖质趋于活跃，以N180S6处理降幅最大，差异达显著水平。与N0S0相比，秸秆还田与氮肥配施明显提高了土壤酶活性，N180S6配施组合的脲酶、蔗糖酶、纤维素酶和β-葡萄糖苷酶活性均显著提高，增幅分别为22.11%、69.55%、41.07%和52.06%。秸秆还田与氮肥配施可有效减弱化肥对土壤微生物的抑制，土壤微生物量碳含量显著提高。同一施氮水平下，秸秆还田提高了土壤酶活性、微生物碳和有机质含量，增幅一般表现为S6S4S8。秸秆还田与氮肥配施速效磷、速效钾、全磷、全钾显著提高，土壤速效氮、磷、钾含量平均分别提高0.48、18.58、18.21mg kg-1，全量氮、磷、钾含量平均分别提高8.82、16.14、10.81mg kg-1。 两年田间定位试验结果表明，与N0S0相比，秸秆还田与氮肥配施能够明显缓解秸秆腐解与水稻生长的“争氮”现象，促进了水稻茎蘖发生，有利于水稻中后期干物质积累和转运，并能维持抽穗期后水稻剑叶较高的光合速率，延缓光合作用强度的下降。施氮、秸秆还田及二者配施均有一定的增产效果，增幅为2.57%~23.51%，以N180S6处理最高，与N0S0差异达显著水平。施氮量和秸秆还田量显著影响了水稻产量的形成（F施氮量=104.35**和F秸秆还田=6.44*），二者互作效应（F互作=9.23**）显著。秸秆还田与氮肥配施水稻植株总吸氮量显著增加，以N270S6处理最高，N180S6处理次之。同一施氮水平下水稻各生育时期的氮素积累量随秸秆还田量的增加呈先增加后下降的趋势，增幅一般表现为S6S4S8，S6、S4处理显著高于秸秆不还田处理。秸秆还田与氮肥配施条件下，氮肥生理利用率和物质生产效率均显著提高，表明二者配施可在提高干物质积累同时提高氮肥利用率。 【关键词】：水稻 秸秆还田 施氮水平 生化特征 生育特性
【学位授予单位】：中国农业科学院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：S511.21
【目录】：

• 摘要6-7
• Abstract7-13
• 第一章 文献综述13-19
• 1.1 我国秸秆资源的利用现状13-14
• 1.2 秸秆还田与水稻生长发育的关系14-16
• 1.2.1 对水稻生长的影响14
• 1.2.2 对水稻干物质积累、运转的影响14-15
• 1.2.3 对水稻产量及其构成因素的影响15
• 1.2.4 对稻米品质的影响15-16
• 1.3 秸秆还田对土壤肥力特征的影响16-18
• 1.3.1 土壤化学特征16
• 1.3.2 土壤生物学特征16-17
• 1.3.3 土壤物理特征17-18
• 1.4 研究目的及意义18-19
• 第二章 秸秆还田与氮肥配施对土壤化学特征的影响19-28
• 2.1 材料与方法19-20
• 2.1.1 试验区概况19
• 2.1.2 试验设计19
• 2.1.3 测定项目与方法19-20
• 2.1.4 数据处理20
• 2.2 结果与分析20-25
• 2.2.1 土壤可溶性有机碳与有机质20-22
• 2.2.2 土壤结合态腐殖质及组成22-23
• 2.2.3 土壤养分特性23-25
• 2.3 小结与讨论25-28
• 第三章 秸秆还田与氮肥配施对土壤生物学特征的影响28-33
• 3.1 材料与方法28
• 3.1.1 试验区概况28
• 3.1.2 试验设计28
• 3.1.3 测定项目与方法28
• 3.1.4 数据处理28
• 3.2 结果与分析28-31
• 3.2.1 土壤酶活性28-30
• 3.2.2 土壤微生物量碳30
• 3.2.3 土壤酶活性、微生物量碳及其与土壤化学特征的关系30-31
• 3.3 小结与讨论31-33
• 第四章 秸秆还田配施氮肥对水稻生长发育及产量形成的影响33-42
• 4.1 材料与方法33-34
• 4.1.1 试验田概况33
• 4.1.2 试验设计33
• 4.1.3 测定项目与方法33-34
• 4.1.4 数据处理34
• 4.2 结果与分析34-40
• 4.2.1 水稻茎蘖动态和分蘖成穗率34-35
• 4.2.2 水稻干物质积累、转运35-37
• 4.2.3 水稻生育后期剑叶光合速率37-38
• 4.2.4 水稻产量及其构成因素38-40
• 4.3 小结与讨论40-42
• 第五章 秸秆还田配施氮肥对水稻氮素吸收利用特征的影响42-48
• 5.1 材料与方法42
• 5.1.1 试验区概况42
• 5.1.2 试验设计42
• 5.1.3 测定项目与方法42
• 5.1.4 数据处理42
• 5.2 结果与分析42-46
• 5.2.1 水稻植株含氮率42-43
• 5.2.2 水稻氮素积累量43-45
• 5.2.3 水稻氮肥利用率45-46
• 5.3 小结与讨论46-48
• 第六章 结论与展望48-50
• 6.1 主要研究结论48
• 6.1.1 秸秆还田耦合施氮水平对土壤生化特征的影响48
• 6.1.2 秸秆还田耦合施氮水平对水稻生育特性及产量形成的影响48
• 6.2 研究展望48-50
• 参考文献50-57
• 致谢57-58
• 作者简介58

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