冬種綠肥和稻草還田對水稻生長、土壤性質(zhì)及周年溫室氣體排放影響的研究.pdf

1、農(nóng)作物秸稈還田利用是農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)養(yǎng)分循環(huán)中的一個重要組成部分。秸稈的還田利用不但可以解決秸稈焚燒帶來的環(huán)境污染問題，同時還可促進農(nóng)村養(yǎng)分資源的循環(huán)利用和農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展。利用農(nóng)田空閑期種植綠肥還田也是保持和提高土壤質(zhì)量及其可持續(xù)利用的有效農(nóng)業(yè)措施之一。本研究以江漢平原（湖北洪湖）單季稻田為研究對象，通過3年田間定位試驗，研究了不同冬閑期管理方式對稻田土壤性質(zhì)、水稻產(chǎn)量、品質(zhì)及周年溫室氣體排放的影響。試驗處理包括不施肥(CK)、單施化肥(N

2、PK)、冬閑期稻草原位焚燒還田(NPK+RSB)、冬閑期稻草全量覆蓋還田(NPK+RSM)、冬閑期稻草移除田間種植綠肥(NPK+GM)和冬閑期稻草條帶狀全量覆蓋還田配合種植綠肥(NPK+RSM+GM)6個處理，得出的主要結(jié)論如下:
　　1)在水稻季施相同化肥的情況下，與單施化肥(NPK)相比，冬閑期稻草原位焚燒還田(NPK+RSB)能提高土壤pH值和速效鉀含量，但對土壤有機碳、全氮、堿解氮和速效磷含量無影響。冬閑期稻草全量覆蓋還田

3、(NPK+RSM)、種植綠肥還田(NPK+GM)和稻草全量條帶狀覆蓋還田配合種植綠肥(NPK+RSM+GM)模式均能顯著提高土壤有機質(zhì)和全氮含量，并有增加土壤堿解氮、速效磷和速效鉀含量的趨勢。與單施化肥(NPK)相比，幾種冬閑期管理方式有降低耕層土壤容重和提高孔隙度的影響趨勢，3年里差異未達(dá)顯著性水平。
　　2)與單施化肥(NPK)相比，在施用相同化肥基礎(chǔ)上冬閑期稻草原位焚燒還田(NPK+RSB)、稻草全量覆蓋還田(NPK+RSM

4、)、種植綠肥還田(NPK+GM)和稻草全量條帶狀覆蓋還田配合種植綠肥(NPK+RSM+GM)4種模式3年的土壤酶（過氧化氫酶、脲酶和蔗糖酶）活性均有顯著增加或有增加趨勢。冬閑期稻草全量覆蓋還田(NPK+RSM)、種植綠肥還田(NPK+GM)和稻草全量條帶狀覆蓋還田配合種植綠肥(NPK+RSM+GM)模式能顯著提高土壤活性有機碳含量和土壤碳庫管理指數(shù)。
　　3)冬閑期種植綠肥以及稻草全量還田配合種植綠肥能增加水稻對養(yǎng)分的吸收，提高化

5、肥養(yǎng)分農(nóng)學(xué)效率。在水稻季施相同化肥的情況下不同施肥處理間比較，冬閑期稻草全量條帶狀覆蓋還田配合種植綠肥(NPK+RSM+GM)水稻對氮、磷和鉀養(yǎng)分吸收量均是最高，其次為種植綠肥還田(NPK+GM)和稻草全量覆蓋還田(NPK+RSM)模式，而冬閑期稻草原位焚燒還田(NPK+RSB)僅增加水稻對鉀的吸收，對氮、磷吸收無顯著影響。冬閑期種植綠肥還田(NPK+GM)和稻草全量條帶狀覆蓋還田配合種植綠肥(NPK+RSM+GM)處理較NPK處理顯著

6、提高化肥養(yǎng)分農(nóng)學(xué)效率。
　　4)冬閑期種植綠肥及其配合稻草還田顯著增加稻谷產(chǎn)量，有改善稻米品質(zhì)的趨勢。冬閑期種植綠肥還田(NPK+GM)與稻草條帶狀全量覆蓋還田配合種植綠肥(NPK+RSM+GM)處理稻谷產(chǎn)量近似，均顯著高于單施化肥(NPK)處理，3年平均增加9.1％和8.7％，其主要通過提高有效穗數(shù)增加總產(chǎn)量。冬閑期稻草全量覆蓋還田(NPK+RSM)和稻草原位焚燒還田(NPK+RSB)稻谷產(chǎn)量較單施化肥(NPK)處理略有增加趨勢

7、，3年里差異未達(dá)顯著性水平。種植綠肥還田可一定程度上提高糙米率、降低峰值黏度、熱漿粘度、冷漿粘度和崩解值，具有提高稻米加工品質(zhì)和食味品質(zhì)的趨勢，但對稻米外觀品質(zhì)影響不大。稻草全量還田及其配合綠肥種植措施水稻稻米堊白粒率、堊白度和直鏈淀粉含量略有增加。
　　5)兩個年度（2011-2012和2012-2013）的測定結(jié)果表明，稻田周年平均CH4和N2O排放量分別為90.60-394.07kg C ha-1和0.58-1.38kgN

8、ha-1。稻田翻壓期(PBRT)、水稻生長期（PR）和冬閑期(PWF)占全年CH4排放的比例分別為6.84％-19.85％、70.73％-83.39％和3.72％-17.99％，占全年N2O排放的比例分別為13.41％-21.87％、31.53％-51.04％和29.65％-55.06％。與單施化肥(NPK)處理相比，冬閑期稻草全量覆蓋還田(NPK+RSM)、種植綠肥還田(NPK+GM)以及稻草全量條帶狀覆蓋還田配合種植綠肥(NPK+R

9、SM+GM)均顯著提高了CH4年排放量，平均增幅分別為1.5倍、2.6倍和2.4倍。冬閑期稻草原位焚燒還田(NPK+RSB)、稻草全量覆蓋還田(NPK+RSM)、種植綠肥還田(NPK+GM)和稻草全量條帶狀覆蓋還田配合種植綠肥(NPK+RSM+GM)4種冬閑秸稈管理模式間的N2O年排放量差異不顯著，均是顯著高于單施化肥(NPK)處理。
　　6)不同處理下稻田凈增溫潛勢（NGWP，kg CO2-eq ha-1y-1）大小順序為NPK

10、+RSM(6867)＞NPK+GM(4988)＞NPK+RSM+GM(4833)＞CK(1979)＞NPK+RSB(1644)＞NPK(1136)。不同處理下稻田溫室氣體排放強度(GHGI，kgkg-1y-1)大小順序為NPK+RSM(0.77)＞NPK+GM(0.53)＞NPK+RSM+GM(0.52)＞CK(0.45)＞NPK+RSB(0.19)＞NPK(0.13)。相對于稻草全量還田(NPK+RSM)，在稻草全量還田基礎(chǔ)上種植綠肥