我國秸稈資源豐富，年均產(chǎn)量約為8.2億t,但秸稈利用科技手段滯后,造成大部分地區(qū)農(nóng)作物秸稈被隨意堆放或就地焚燒,但這一做法會帶來環(huán)境污染，國家也出臺相關(guān)規(guī)定禁止露天焚燒秸稈。因此,研究尋找秸稈的合理利用途徑,變廢為寶,成為政府關(guān)心和農(nóng)業(yè)科研人員面臨的主要生產(chǎn)問題之秸稈還田是一種能夠?qū)崿F(xiàn)秸稈綜合利用、促進(jìn)農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)良性循環(huán)的利用方式。已有研究表明,長期秸稈還田能顯著改善0～5cm土層的土壤物理性狀,即降低土壤容重,增加孔隙度非水穩(wěn)性和水穩(wěn)性團(tuán)聚體的數(shù)量。秸稈還田在改善土壤物理結(jié)構(gòu),提高土壤肥力的同時能有效提高土壤對氮素的吸持,提高氮肥偏生產(chǎn)力

秸稈還田主要有翻壓還田和覆蓋還田2種,但是受氣候以及土壤環(huán)境影響,相同耕作模式下的秸稈適宜還田方式仍有差異,如小麥油菜復(fù)種,小麥?zhǔn)崭詈蟮?種(立茬免耕、粉碎翻耕、焚燒)秸稈還田方式,尹輝等認(rèn)為,立茬免耕復(fù)種油菜,具有環(huán)保、相對較高水分利用效率和經(jīng)濟(jì)效益,尤其有利于環(huán)境保護(hù)和旱地農(nóng)作；而黃鵬等、楊育川等則認(rèn)為,以留茬20～25cm收割，旋耕粉碎還田后復(fù)種油菜為最佳，能綜合經(jīng)濟(jì)效益和生態(tài)效益。

水稻-油菜輪作是長江流域油菜主產(chǎn)區(qū)最普遍的種植模式,近年來水稻機(jī)械化收獲程度不斷提高,為稻草粉碎覆蓋免耕直播油菜還田技術(shù)的進(jìn)一步推廣提供了有利條件。有關(guān)該種植模式下,不同秸稈還田方式對作物產(chǎn)量影響研究較多,現(xiàn)有研究表明秸稈還田提高作物產(chǎn)量,起主要作用的產(chǎn)量構(gòu)成因素是小麥、水稻有效穗數(shù)的增加,油菜千粒質(zhì)量以及單株角果數(shù)和每角粒數(shù)的增加,并保障收獲密度促進(jìn)油菜增產(chǎn)。但從養(yǎng)分利用角度探究秸稈還田方式對油菜產(chǎn)量形成差異研究相對較少。為此,本研究擬通過盆栽試驗精確控制稻稈還田量和還田方式,探討不同稻稈還田方式對油菜生長發(fā)育、養(yǎng)分利用效率及產(chǎn)量的影響，以期明確該模式下的適宜稻稈還田方式，為區(qū)域秸祥資源高效利用提供理論參考。

1 材料和方法

1.1 試驗概況

試驗于2017-2018年進(jìn)行(北緯30%31",東經(jīng)114°20"),亞熱帶季風(fēng)性濕潤氣候,年平均氣溫15.8～17.5C,年均降水量1205mm,年日照總時數(shù)1810～2100h,活動積溫5000～5300C,年無霜期240d。2個盆栽供試土壤分別采自武漢陽邏和湖北麻城,均為發(fā)育于河流沖積母質(zhì)的水稻土，采集水稻～油菜輪作農(nóng)田水稻季結(jié)束后的0～20cm耕層土,土樣風(fēng)干后過2mm篩備用。土壤理化性狀：麻城土pH值5.5,有機(jī)質(zhì)17.1g/kg,堿解氮54.1mgkg,有效磷7.2mgkg,速效鉀68.1mgkg；陽邏土pH值8.2,有機(jī)質(zhì)17.8gkg,堿解氮49.9mgkg,有效磷7.7mgkg,速效鉀129.3mgkg。油菜品種為中雙11號,由中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院油料作物研究所育種團(tuán)隊提供。

1.2 試驗設(shè)計

對2個供試土壤,分別設(shè)4個處理:①CK(稻稈不還田),②焚燒(稻稈焚燒成灰燼后與土壤混勻還田),③翻壓(稻稈粉碎后與土壤混勻還田),④覆蓋(稻稈粉碎后覆蓋還田)。試驗用盆缽為米氏缽(直徑20cm,高30cm),每盆裝土6.5kg,N-P2O3-K20用量0.2-0.1-0.2gkg土,即每盆施用尿素2.71g、磷酸二氫鉀1.25g和氯化鉀1.45g；微量元素為阿農(nóng)營養(yǎng)液,按1mLkg土添加,全部作基肥一次性施入。秸稈用量為21g/盆,即按3.2gkg風(fēng)干土添加,約相當(dāng)于大田4.85V/hm2用量(生產(chǎn)中水稻秸稈9.70/hm2產(chǎn)量的半量還田)。肥料與風(fēng)干土混勻放置7d后,按要求進(jìn)行稻稈還田。焚燒處理稻稈每盆在各自盆里灼燒,燒完后將灰燼與盆中土壤混勻；翻壓及覆蓋處理稻稈粉碎程度同普通大田(大約長2cm左右),用剪刀各自剪碎。稻稈N、P20、K20含量為6.3,1.1,8.5mgkg。每處理10盆,2種土壤各裝40盆,總計80盆,完全隨機(jī)排列。

2017年10月5日播種油菜，每盆播6粒,11月18日定苗,每盆留長勢中等均勻一致3株幼苗。盆缽每2d用稱量法加水到播種時的初始質(zhì)量,每次加水后調(diào)換盆缽位置以減小環(huán)境因子的影響。油菜生育期內(nèi)及時防治病蟲害。2018年4月29日收獲。

1.3 測定項目與方法

1.3.1 樣品采集

分別于油菜苗期(2018年1月16日)、花期(3月27日)和成熟期(4月29日)破壞性取樣,每次各取3盆,分根、莖稈、葉、花、果殼和籽粒等部位裝袋,105℃下殺青30min,80℃烘干稱質(zhì)量統(tǒng)計生物量,磨細(xì)過0.5mm篩用于養(yǎng)分含量測定。油菜成熟收獲時,各取1盆油菜拷種,考查株高、有效分枝數(shù)、單株角果數(shù)、每角粒數(shù)和千粒質(zhì)量。

1.3.2 測定方法

采用濃H2SO4-H2O2消煮,凱氏定氮儀(KDY-9820)測全氮,電感耦合等離子發(fā)射光譜儀(Optima-7000)測全磷,火焰光度計(M410)測全鉀。

1.3.3 計算方法

干物質(zhì)積累量(Drymatteraccumulation,g/盆)=油菜各器官干物質(zhì)質(zhì)量之和；

氮磷鉀總積累量(Nitrogen,phosphorusandpotassiumaccumulation,g/盆)=油菜各器官氮磷鉀含量(%)×各器官干物質(zhì)質(zhì)量(g/盆)/100之和；

氮磷鉀吸收效率(Nitrogen,phosphorusandpotassiumuptakeefficiency,g/g)=油菜各器官氮磷鉀積累量(g/盆)/氮磷鉀肥用量(g/盆)；

氮磷鉀生理利用效率(Nitrogen,phosphorusandpotassiumutilization,g/g)=油菜各器官干物質(zhì)質(zhì)量(g/盆)/該器官氮磷鉀積累量(g/盆)；

氮磷鉀收獲指數(shù)(Nitrogen,phosphorus,potassiumharvestindex,%)=籽粒氮磷鉀積累量(g/盆)/油菜氮磷鉀總積累量(g/盆)×100。

1.4 數(shù)據(jù)處理

試驗數(shù)據(jù)在Excel2010中整理作圖,采用SPSS19.0統(tǒng)計軟件的Duncan′smultiple-rangetest方法進(jìn)行方差分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同稻稈還田方式對油菜干物質(zhì)積累及產(chǎn)量構(gòu)成的影響

圖1結(jié)果顯示,油菜干物質(zhì)積累隨生育期的推移不斷增加,稻稈還田能在一定程度上提高油菜干物質(zhì)積累量。成熟期是油菜干物質(zhì)積累最高時期,3種不同還田方式以覆蓋最好,2種供試土壤的表現(xiàn)基本一致。相比CK,覆蓋處理,油菜干物質(zhì)積累量在苗期、花期和成熟期,麻城土分別提高14.7%,16.6%,25.6%,陽邏土分別提高19.0%,20.3%,7.9%,2種土壤平均分別提高16.9%,18.5%,16.8%,與CK差異均顯著。相比其他2種(焚燒和翻壓)處理,覆蓋處理油菜苗期、花期和成熟期干物質(zhì)累積量,麻城土平均提高8.7%,6.7%,12.5%,陽邏土平均提高14.3%,20.0%,15.7%。焚燒處理對油菜生長發(fā)育的影響因土而異,相比CK,油菜花期和成熟期干物質(zhì)積累量,麻城土提高9.2%,11.2%,陽邏土下降0.7%,6.6%。

表1結(jié)果顯示,油菜分枝數(shù)因稻稈還田方式的不同有升有降,但稻稈還田能在一定程度上提高油菜的株高、角果數(shù)和籽粒產(chǎn)量,3種不同還田方式以覆蓋最好,該處理的籽粒產(chǎn)量顯著高于其他3個處理。相比CK,覆蓋處理的籽粒產(chǎn)量,麻城土提高16.9%、陽邏土提高10.8%(平均提高13.9%)；相比其他2種(焚燒和翻壓)處理,籽粒產(chǎn)量麻城土平均提高10.2%,陽邏土平均提高10.0%。秸稈還田對油菜籽粒產(chǎn)量的提高,主要通過增加單株有效角果數(shù)來實現(xiàn)(相比CK,角果數(shù)麻城土增加8.8%,陽邏土增加4.6%)。

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