秸秆还田与减量施肥对作物产量及土壤养分的影响研究

【摘要】：双季稻是我国重要的水稻种植制度之一。双季稻生产中普遍存在秸秆利用率低和施肥过量的问题，这已成为农业面源污染的重要源头。随着全国优化施肥技术的不断推广，优化施肥正逐步代替传统施肥成为当地的主要施肥方式。为了充分利用作物秸秆资源，并进一步探讨在优化施肥基础上减少氮肥、磷肥和钾肥施用量的可行性，开展了秸秆还田和减量施肥对双季稻产量和土壤养分的影响研究。 为了更好地指导实际生产，本研究选择了在大田条件下进行小区试验。通过对双季稻在优化施肥基础上秸秆还田和减量施肥研究，得出以下主要结论： （1）双季稻生长及经济性状方面，秸秆还田和优化施肥、秸秆还田和优化施肥并添加秸秆腐熟剂以及秸秆还田和减量施肥对双季稻的生育进程、茎蘖动态、干物质积累、株高、千粒重等较优化施肥均无明显的影响，而对纹枯病的发病指数、有效穗数、每穗粒数和结实率的影响有所差异。相较优化施肥，优化施肥+秸秆还田、优化施肥+秸秆还田+秸秆腐熟剂的早稻纹枯病发病指数，优化施肥减氮+秸秆还田和优化施肥减磷+秸秆还田的早稻有效穗数，优化施肥+秸秆还田、优化施肥+秸秆还田+秸秆腐熟剂对的早稻每穗粒数以及优化施肥减钾+秸秆还田的晚稻结实率均有显著降低。 （2）双季稻产量方面，秸秆还田和优化施肥、秸秆还田和优化施肥并添加秸秆腐熟剂、秸秆还田和减量施肥对双季稻各季的产量及两季的总产量影响也所差异。具体为，优化施肥减磷+秸秆还田和优化施肥减氮磷钾+秸秆还田对早稻和晚稻的产量均不显著降低-0.27%~3.83%，而优化施肥+秸秆还田、优化施肥+秸秆还田+秸秆腐熟剂、优化施肥减氮+秸秆还田以及优化施肥减钾+秸秆还田显著降低早稻产量14.79~10.27%，不显著提高晚稻产量-0.67%~5.33%；优化施肥+秸秆还田+秸秆腐熟剂、优化施肥减氮+秸秆还田、优化施肥减磷+秸秆还田、优化施肥减钾+秸秆还田和优化施肥减氮磷钾+秸秆还田的双季稻总产均不显著降低1.50%~3.06%，但优化施肥+秸秆还田的双季稻总产显著降低4.79%。 （3）双季稻植株和籽粒的氮磷钾吸收方面，秸秆还田和优化施肥、秸秆还田和优化施肥并添加秸秆腐熟剂、秸秆还田和减量施肥对双季稻各季植株和籽粒的氮磷钾含量影响有所差异。 （4）经济效益方面，秸秆还田和优化施肥、秸秆还田和优化施肥并添加秸秆腐熟剂、秸秆还田和减量施肥对双季稻各季的经济效益及两季的总效益影响有所差异。 基本上表现为优化施肥产投比最高，且早稻季为2.57、晚稻季为2.61、两季合计为2.59，而优化施肥+秸秆还田、优化施肥+秸秆还田+秸秆腐熟剂、优化施肥减氮+秸秆还田和优化施肥减磷+秸秆还田的产投比较优化施肥的低0.02~0.91，优化施肥减钾+秸秆还田和优化施肥减氮磷钾+秸秆还田的早稻分别低0.38和0.04，晚稻分别高0.06和0.00，两季合计分别低0.16和0.02。 （5）土壤养分方面，秸秆还田和优化施肥、秸秆还田和优化施肥并添加秸秆腐熟剂、秸秆还田和减量施肥对土壤养分的影响因养分种类有所差异。 相较优化施肥，除了秸秆还田和减量施肥对土壤有效磷的含量有显著的降低作用外，优化施肥+秸秆还田、优化施肥+秸秆还田+秸秆腐熟剂、优化施肥减氮+秸秆还田、优化施肥减磷+秸秆还田、优化施肥减钾+秸秆还田和优化施肥减氮磷钾+秸秆还田均显著提高或保持了土壤的有机质、全氮、有效磷和速效钾等养分含量。 秸秆还田和优化施肥、秸秆还田和优化施肥并添加秸秆腐熟剂、秸秆还田和减量施肥对土壤脲酶活性、蔗糖酶活性和纤维素酶活性的影响有一定差异。其中，相较优化施肥，优化施肥+秸秆还田、优化施肥减氮+秸秆还田、优化施肥减磷+秸秆还田、优化施肥减钾+秸秆还田和优化施肥减氮磷钾+秸秆还田均显著降低土壤脲酶活性，优化施肥减钾+秸秆还田显著提高土壤蔗糖酶活性，优化施肥减氮+秸秆还田显著降低土壤纤维素酶的活性，优化施肥+秸秆还田+秸秆腐熟剂对三种酶活则均无显著影响。 （6）仅就作物产量和土壤养分方面而言，在优化施肥基础上进行秸秆还田和优化施肥分别或同时减氮10%、减磷10%、减钾14.29%在生产中是可行的，对水稻产量和土壤养分不会产生明显的负面影响；但就经济效益和产投比两方面而言，优化施肥仍是最佳选择。 【关键词】：秸秆还田 减量施肥 优化施肥 产量 土壤养分 影响
【学位授予单位】：安徽农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2012
【分类号】：S158.3
【目录】：

• 摘要3-5
• Abstract5-8
• 目录8-10
• 第1章 文献综述10-20
• 1.1 我国的秸秆资源及其利用情况10-12
• 1.1.1 我国的农作物秸秆资源总量10
• 1.1.2 农作物秸秆的主要利用形式10-11
• 1.1.3 秸秆还田在农作物秸秆资源利用中的地位11-12
• 1.2 我国的化肥生产施用的现状及问题12-14
• 1.2.1 我国化肥生产现状12
• 1.2.2 我国化肥施用情况及存在问题12-14
• 1.3 秸秆还田的国内外研究进展14-17
• 1.3.1 秸秆还田对作物性状和产量的影响14-15
• 1.3.2 秸秆还田对土壤物理性状的影响15
• 1.3.3 秸秆还田对土壤化学性状的影响15-16
• 1.3.4 秸秆还田对土壤酶活性的影响16-17
• 1.4 减量施肥的国内外研究进展17-20
• 1.4.1 减量施肥对作物性状、产量和品质的影响18-19
• 1.4.2 减量施肥对土壤养分的影响19-20
• 第2章 引言20-23
• 2.1 研究目的及意义20
• 2.2 研究内容20-22
• 2.3 技术路线22-23
• 第3章 材料与方法23-27
• 3.1 试验时间及地点23
• 3.2 试验材料与仪器23
• 3.3 试验设计23-25
• 3.4 试验管理25
• 3.5 样品采集与处理25
• 3.6 样品测定指标及方法25-26
• 3.7 数据处理26-27
• 第4章 结果与分析27-59
• 4.1 秸秆还田与减量施肥对双季稻生长及经济性状的影响27-39
• 4.1.1 秸秆还田与减量施肥对双季稻生育进程的影响27
• 4.1.2 秸秆还田与减量施肥对双季稻茎蘖动态的影响27-29
• 4.1.3 秸秆还田与减量施肥对双季稻干物质积累的影响29-32
• 4.1.4 秸秆还田与减量施肥对双季稻株高的影响32
• 4.1.5 秸秆还田与减量施肥对双季稻发病指数的影响32-34
• 4.1.6 秸秆还田与减量施肥对双季稻有效穗数的影响34-35
• 4.1.7 秸秆还田与减量施肥对双季稻每穗粒数的影响35-37
• 4.1.8 秸秆还田与减量施肥对双季稻结实率的影响37-38
• 4.1.9 秸秆还田与减量施肥对双季稻千粒重的影响38-39
• 4.2 秸秆还田与减量施肥对双季稻产量及氮磷钾吸收的影响39-49
• 4.2.1 秸秆还田与减量施肥对双季稻产量的影响39-41
• 4.2.2 秸秆还田与减量施肥对双季稻植株全氮含量的影响41-42
• 4.2.3 秸秆还田与减量施肥对双季稻植株全磷含量的影响42-43
• 4.2.4 秸秆还田与减量施肥对双季稻植株全钾含量的影响43-45
• 4.2.5 秸秆还田与减量施肥对双季稻籽粒全氮含量的影响45-46
• 4.2.6 秸秆还田与减量施肥对双季稻籽粒全磷含量的影响46-47
• 4.2.7 秸秆还田与减量施肥对双季稻籽粒全钾含量的影响47-49
• 4.3 秸秆还田与减量施肥对双季稻经济效益的影响49-52
• 4.4 秸秆还田与减量施肥对土壤养分的影响52-59
• 4.4.1 秸秆还田与减量施肥对土壤有机质的影响52-53
• 4.4.2 秸秆还田与减量施肥对土壤全氮的影响53-54
• 4.4.3 秸秆还田与减量施肥对土壤有效磷的影响54-55
• 4.4.4 秸秆还田与减量施肥对土壤速效钾的影响55
• 4.4.5 秸秆还田与减量施肥对土壤酸碱度的影响55-56
• 4.4.6 秸秆还田与减量施肥对土壤酶活性的影响56-59
• 第5章 结论与讨论59-62
• 5.1 结论59-61
• 5.2 讨论61-62
• 参考文献62-75
• 致谢75-76
• 作者简介76-77
• 在读期间发表的学术论文、参加的科研项目清单77-78

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