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寒地稻草还田与氮磷钾肥对土壤养分及水稻产量的影响

寒地稻草还田与氮磷钾肥对土壤养分及水稻产量的影响

引用

作者：佟彤东北农业大学

学位级别：硕士

黑龙江省是我国寒地粳稻主产区,2020年黑龙江省水稻总产量占全国的13.7%。水稻产量不断提高,稻草量也随之增大,为避免大量秸秆露天焚烧污染环境,科学有效的实施稻草还田对水稻可持续发展至关重要。国家《“十四五”循环经济发展规划》和... 详细信息

黑龙江省是我国寒地粳稻主产区,2020年黑龙江省水稻总产量占全国的13.7%。水稻产量不断提高,稻草量也随之增大,为避免大量秸秆露天焚烧污染环境,科学有效的实施稻草还田对水稻可持续发展至关重要。国家《“十四五”循环经济发展规划》和2021年中央一号文件明确要求加大秸秆还田力度,培育黑土地。稻草还田能补偿土壤潜在的肥力消耗,代替减量的化肥为水稻生长提供养分。同时,合理的施肥方式是保证土壤养分供应、培肥地力,提高作物产量的重要栽培措施。因此,将稻草还田与氮磷钾肥配施有利于改善土壤质量,使寒地水稻获得高产。本试验于2021年在东北农业大学校内试验基地进行,采用盆栽方法,以稻草还田为主因素设置稻草不还田(S0)、稻草还田(SR)两个处理,以施肥为副因素设置不施氮肥、施磷钾肥(PK),不施磷肥、施氮钾肥(NK),不施钾肥、施氮磷肥(NP),不施氮磷钾肥(F0),氮磷钾配合施肥(NPK)五个处理,测定稻草还田和不还田条件下不同施肥处理的土壤氮磷钾含量、植株氮磷钾含量、光合参数、水稻产量指标的变化,研究稻草还田和氮磷钾肥对土壤养分及水稻产量的影响,为解析东北寒地水稻秸秆还田和氮磷钾肥对土壤的培肥作用及产量贡献提供理论依据与参考。试验结果表明:(1)稻草还田与氮磷钾肥对土壤氮素有明显影响。稻草连续还田6年明显提高土壤全氮、NH-N和NO-N含量,稻草还田条件下配施氮磷钾肥对土壤全氮和NO-N影响不明显、可显著增加NH-N含量,稻草不还田条件下配施氮磷钾肥显著提高了土壤全氮、NH-N和NO-N含量。(2)稻草还田与氮磷钾肥对土壤磷素有明显影响。稻草连续还田6年明显提高土壤全磷和速效磷含量,稻草还田和不还田条件下施磷肥明显增加土壤全磷和速效磷含量,氮磷钾配施增加效果更明显。(3)稻草还田与氮磷钾肥对土壤钾素有明显影响。稻草连续还田6年明显提高土壤全钾和速效钾含量,稻草还田条件下配施氮磷钾肥对土壤全钾和速效钾含量的影响不明显,稻草不还田条件下施钾肥明显增加土壤全钾和速效钾含量。(4)稻草还田与氮磷钾肥对水稻籽粒氮磷钾含量有明显影响。稻草连续还田6年明显提高籽粒氮磷钾含量,稻草还田条件下配施氮磷钾肥对籽粒氮磷钾含量影响不明显,稻草不还田条件下配施氮磷钾肥对籽粒氮含量的影响无显著差异,显著增加了籽粒磷钾含量。(5)土壤氮磷钾水平与植株氮磷钾含量存在相关性。土壤硝态氮、全氮与植株根、茎、叶、粒的氮含量均呈显著正相关。土壤速效磷与根、茎、叶的磷含量呈显著正相关;土壤全磷与茎的磷含量呈极显著正相关,与粒的磷含量呈极显著负相关。土壤速效钾与根、茎的钾含量呈显著正相关;土壤全钾与根、茎、叶、粒的钾含量均呈显著正相关。(6)SPAD、Phi2均随生育时期的进行呈先上升后下降的趋势,在抽穗期达到峰值;v H+呈先下降后上升再下降的趋势,在灌浆期达到峰值;Phi NPQ呈先下降后上升的趋势,灌浆期达到峰值。水稻灌浆期,稻草还田条件下配施氮磷钾肥显著降低了SPAD和v H+,显著提高了Phi2和Phi NPQ,稻草不还田条件下配施氮磷钾肥对SPAD和v H+的影响不明显,显著降低了Phi2,显著提高了Phi NPQ。(7)稻草还田与氮磷钾肥对水稻籽粒氮磷钾素积累量和产量有明显影响。稻草连续还田6年明显提高籽粒氮磷钾素积累量,稻草还田和不还田条件下配施氮磷钾肥均可增加籽粒氮磷钾素积累量。在稻草还田和不还田条件下配施氮磷钾肥明显增加了水稻株高、分蘖、有效分蘖、穗粒数和水稻根、茎、叶的干物质重,千粒重下降。稻草还田和不还田条件下配施氮磷钾肥能显著提高水稻产量,年度间水稻产量变化规律不一致。

关键词：稻草还田氮磷钾肥土壤养分植株养分积累产量

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寒地稻草还田对土壤养分和水稻产量的影响

寒地稻草还田对土壤养分和水稻产量的影响

引用

作者：龚胜丹东北农业大学

学位级别：硕士

东北地区是我国重要的寒地粳稻生产基地,2021年种植面积5380.4千公顷,稻谷产量4138.3万吨,按照谷草比1:1.2计算,水稻秸秆量达4966.0万吨。大量剩余秸秆被露天焚烧,是东北秋收后和春播前重要的大气环境污染源。直接还田可以解决因秸秆严... 详细信息

东北地区是我国重要的寒地粳稻生产基地,2021年种植面积5380.4千公顷,稻谷产量4138.3万吨,按照谷草比1:1.2计算,水稻秸秆量达4966.0万吨。大量剩余秸秆被露天焚烧,是东北秋收后和春播前重要的大气环境污染源。直接还田可以解决因秸秆严重过剩产生的资源浪费和环境污染等问题,同时又将秸秆中的营养元素归还土壤,改善土壤结构和理化性质,增加土壤养分的供应,是农田的长效营养源,也是解决我国东北水稻秸秆严重过剩的最直接方法。水稻秸秆中含有作物生长发育所必须的碳、氮、磷、钾等营养元素,合理的稻草还田不仅可以提高土壤养分供应能力、改善土壤物理结构、增强土壤保水透气能力,为作物生长提供良好的生育环境,还可以补偿土壤潜在的肥力消耗,降低生产成本,起到积累氮素、活化磷素、归还钾素的作用,实现农业的可持续发展。但秸秆还田对农田土壤的影响是一个长期而持续的过程,连续而长期的观察和监测更具有说服力。为深入探究秸秆还田对东北黑土区稻田土壤养分及水稻产量的影响,以龙稻21作为试验材料,于2021年在东北农业大学向阳试验实习基地进行,通过小区长期(≥10年)定位试验,设置水稻秸秆不还田(S0)、秸秆连年低量还田(CL)、秸秆连年高量还田(CH)、秸秆隔年高量还田(IH)和秸秆隔两年高量还田(IH2)、撂荒(AL)六个处理。于水稻成熟期,采集0～15cm耕层土壤和水稻植株样品进行分析,明确寒地稻草还田对土壤养分及水稻产量的影响,为解析东北寒地稻草还田对土壤的培肥作用及水稻的养分和产量贡献提供理论依据与参考。试验结果表明:(1)连续多年稻草还田能够显著提高土壤氮素含量。长期稻草还田显著提高土壤全氮、NH-N和NO-N含量。稻草还田显著提高了土壤酸解总氮、酸解铵态氮、酸解氨基酸态氮、非酸解态氮含量,对土壤酸解氨基糖态氮、酸解未知氮影响不显著。稻草还田提高了酸解态氮中酸解铵态氮、氨基酸态氨占比,对酸解氨基糖态氮和酸解未知氮占比影响不显著。(2)稻草还田能够显著增加土壤磷素含量。长期稻草还田显著提高土壤全磷、速效磷含量。寒地稻草还田显著提高了土壤Na HCO-Pi、Na HCO-Po、Na OH-Pi、Na OH-Po和HCl-P含量,而各处理间土壤中HO-P和Residual-P含量未达到差异显著水平。(3)稻草还田能够显著增加土壤钾素含量。长期稻草还田显著提高了土壤全钾、速效钾含量。连续高量稻草还田处理对土壤钾素含量的提高最为显著。(4)稻草还田能够显著增加土壤有机碳含量。连续高量稻草还田处理对土壤有机碳含量的增幅最大。(5)稻草还田提高了对水稻根部氮素含量,对茎部、叶部和籽粒的氮素含量影响均未达到显著水平,稻草还田可以提高水稻根部、茎部的磷素含量,对叶部和籽粒磷素含量影响不显著,秸秆还田对水稻根部、茎部、叶部和籽粒的钾素含量均有不同程度的提高。与不还田处理相比,连续长期高量稻草还田能够提高水稻整株氮磷钾积累量。(6)稻草还田提高了每穗粒数、千粒重、结实率。通过分析多年连续多年水稻产量发现,稻草还田处理较稻草不还田处理具有增加水稻产量的趋势,但未达到差异显著水平。

关键词：稻草还田土壤养分植株养分积累产量

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