油菜秸秆还田和减量施氮对夏玉米产量和品质及土壤性质的影响研究

来源 :湖南农业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:samzy
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近年随着产业结构的调整,原油菜-棉花两熟制生产模式由于棉花生产结构而发生了较大的变化,油菜-夏玉米复种模式在湖南洞庭湖区的种植面积在不断扩大。为了寻找就夏玉米最佳的油菜秸秆还田量和施氮量,于2018-2019连续两年在同一地块进行试验,采用油菜秸秆还田量(S)与氮肥施用量(N)进行两因素裂区设计,秸秆还田设移除不还田(S0)、半量还田(S1)和全量还田(S2)等3个不同秸秆还田量,氮肥施用量设不施氮肥(N0)、减氮40%(N1)、减氮20%(N2)及当地常用施氮量(N3)等4个不同施氮量水平,研究了12个不同处理对夏玉米生长发育和产质量、土壤性质形成的影响。主要结果如下:(1)从生长发育方面来看,玉米全生育期随油菜秸秆量的增加和氮肥的增施,吐丝期适当延长。至第二年,玉米的叶面积指数、生物量、总叶片数均以S1N2最高,依次较最低值高67.8%、93.4%、23.5%。随秸秆还田量的增加,空秆率逐渐降低。(2)产量、品质方面来看,至第二年,玉米的穗粒数随氮肥增施量的增加而增加。百粒重、实际产量、籽粒蛋白质含量均以S1N2的最高,依次较最低值高9.7%、85.9%、60.6%。并且秸秆还田下的产量和蛋白质含量均高于秸秆不还田。(3)从氮肥的利用效率和养分吸收来说,在氮肥的农学效率中,2018年的氮肥农学效率以S2N1最高,达15.6 kg·kg-1,较最低值S1N3高66.2%。2019年中,以S1N1、S1N2、S2N1的氮肥农学效率更为突出,可见秸秆还田与氮肥减量的组合更利于作物对氮素的吸收利用。2018年中以S0N1的氮肥偏生产力最高,较最低值S2N3高66.7%。2019年以S2N1最高,较最低值S0N3高65.5%。且2019年植株有机碳含量、总氮、地上部吸收C、N的最大值均为S1N2。(4)从土壤性质方面来说,2019年秸秆还田下的有机质含量较秸秆移除的处理的更高,在收获时0-20 cm有机质含量最高的处理S2N3较最低值S0N0高108.2%。20-40cm有机质含量在5.68-9.30 g·kg-1之间,最高值S2N3较最低值S0N0高63.7%。0-20 cm各处理中总氮含量最高值S1N2较最低值S0N0高44.3%。20-40 cm总氮最高值S1N2较最低值S0N0高68%。土壤总磷含量在0-20 cm差异不明显,在20-40 cm中最高值S1N2较最低值高20.5%。土壤碱解氮含量在0-20 cm最高值S1N2较最低值S2N0高33.8%。20-40 cm各处理中碱解氮含量最高值S1N2较S2N0高177.1%。土壤速效磷在0-20 cm中各处理速效磷含量在26.14-31.01 mg·kg-1之间,差异不明显。在20-40 cm中最高值S1N2较S0N0高63%。(5)土壤过氧化氢酶、酸性磷酸酶、蔗糖酶、纤维素酶、脲酶均随生育进程而增加。过氧化氢酶以S2N0效果最高,较S1N2高52.5%;酸性磷酸酶、蔗糖酶、脲酶酶活主要与秸秆还田量有关,均以S2N3最高,酸性磷酸酶较最低值高45.8%、蔗糖酶较最低值高1.4%、纤维素酶较最低值高65.9%。除过氧化氢酶与土壤有机质、氮磷含量呈负相关外,其他的酶活随土壤环境质量的改善而提高。综上,可得出以下主要结论:(1)秸秆还田第一年的效果不佳,大多数测试指标以秸秆移除常规施氮(S0N3)最好。第二年中秸秆腐解的效果显现,秸秆还田效果优于秸秆移除,以秸秆半量还田减氮20%(S1N2)最佳。(2)秸秆还田和氮肥减量通过改变夏玉米的叶面积指数、总叶片数而影响到玉米的穗粒数和百粒重而对产量和品质产生影响,以秸秆半量还田和减氮20%组合最佳并且第二年中秸秆半量还田和减氮20%组合的氮肥利用效率最高,说明该处理能更好的协调作物高产与环境保护。(3)秸秆还田能提高土壤0-40 cm的有机质含量,促进碳固持。秸秆还田配施适量氮肥能实现根层养分供应与作物需求的匹配。
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