种稻方式对稻麦轮作系统中作物产量、氮肥利用和土壤肥力的影响

摘要

本试验通过在江苏省盐城市农科院试验场2005年和2006年两年的田间试验，研究了常规淹水栽培、覆盖薄膜旱作栽培、覆盖秸秆旱作栽培和裸地旱作等不同栽培方式下，稻麦轮作系统中作物生物学特征，氮肥利用率差异，土壤矿质氮动态变化，旨在阐明水稻栽培方式对稻麦轮作系统中土壤供氮特征及其对作物的生长影响机制，为提高氮肥利用效率和增加土壤肥力提供解决方法，并为水稻旱作进一步推广提供理论依据。 研究结果表明，与常规水作相比，覆盖秸秆旱作水稻能够达到或超过常规淹水栽培水稻的产量，05年比常规水稻增产13％，06年与常规水稻产量相当。水稻旱作有利于后茬大麦增产，旱作水稻后茬盖草处理大麦产量最高，分别比水作后茬、覆膜后茬和裸露后茬增加23％，4％和14％。水稻覆盖秸秆旱作能显著提高稻麦轮作系统中土壤生产力，两年盖草系统生产力平均比水作系统、覆膜系统和裸露系统高13％，10％和23％。 不同栽培方式下水稻氮素的累积研究表明，覆盖秸秆旱作水稻的氮素累积量达到或超过常规水作水稻，处理间差异表现为：盖草旱作处理>水作处理>覆膜旱作处理>裸露旱作处理。旱作水稻促进后季大麦对氮素的吸收累积量，两年盖草后茬大麦氮素累积量平均比水作后茬、覆膜后茬处理和裸露后茬高出21％、6％和14％。 作物对氮肥吸收利用率因处理不同而异，秸秆覆盖旱作水稻的氮肥利用率与传统淹水水稻氮肥利用率相当，达34％-41％；覆盖地膜和裸地旱作水稻氮肥利用率介于22％-26％，显著低于传统水作处理。水稻旱作提高了后茬大麦的氮肥利用率，两年覆盖秸秆后茬大麦氮肥利用率分别比水作后茬、覆膜后茬和裸露后茬高出38％、3.6％和16.2％。 对水稻生育期土壤氮素变化的研究表明，水稻移栽后20-100d水作处理0-20cm土壤铵态氮显著高于旱作处理，两年平均高49％。就旱作处理而言，05年盖草处理略高于其它两处理，06年表现为盖草>覆膜>裸露。硝态氮垂直分布存在明显梯度，随着土壤层次的加深而递减。水稻生育期，0-20cm和20-40cm两层中旱作处理硝态氮高于水作处理，且以盖草处理含量最高，覆膜处理次之；而在40-60cm，60-80cm层中，盖草处理远低于其它两个旱作处理。对后茬大麦土壤氮素的研究发现，各处理土壤铵态氮差异不显著，且在垂直分布上各层次变异较小；而土壤硝态氮在0-20cm，20-40cm，40-60cm，60-80cm层依次下降。比较不同栽培方式水稻收获后0-20cm层土壤矿质态发现，盖草处理和覆膜处理分别比水作处理提高了90.4％和65.2％。土壤微生物生物量因水稻栽培方式不同而异。盖草处理微生物量碳分别比水作、覆膜和盖草处理高出50.7％、18.1％和31.9％；微生物量氮高55.4％、11.83％和48.9％。比较五年前后土壤肥力的变化发现，水作和盖草处理显著提高了土壤有机质和全氮含量，有机质分别比五年前试验开始时提高了10.6％和14.3％；全氮分别增加了19.8％和28.6％。而覆盖地膜与试验前相比，土壤有机质下降了15.2％。全氮下降了12.1％。 总之，水稻覆盖地膜旱作水稻在一定程度上改变了土壤氮素存在形态和含量，增加了微生物量含量，提高了土壤肥力，从而改变作物的氮肥利用率和产量，在农业生产上具有重要的推广价值。

目录

文摘

英文文摘

声明

文献综述

1发展旱作水稻的必要性

1.1水资源短缺原因

1.2传统水稻对氮肥利用的影响

1.3水稻淹水种植与温室气体排放

2旱作水稻在我国及世界的发展概况

3旱作水稻的生长生育特征

3.1旱作水稻的生理特征

3.2旱作水稻的生长发育特征

3.3旱作水稻的栽培方式

4旱作水稻氮素营养特征

4.1水稻旱作栽培后土壤中氮素的变化状况

4.2旱作水稻的氮素营养状况

材料与方法

1供试土壤与作物

1.1试验地点自然状况

1.2供试作物

2试验方案

2.1试验处理和小区设计

2.2水肥管理

2.3样品的采集

3分析方法

3.1植物植株吸氮量的测定

3.2土壤矿质氮的测定

3.3土壤微生物量的测定

3.415N丰度的测定

3.5氮肥利用率计算公式

第一章不同地表覆盖旱作处理水稻对稻麦轮作体系生产力的影响

1引言

2结果与分析

2.1水稻不同旱作方式对稻麦轮作系统生物学产量的影响

2.2水稻不同旱作方式对稻麦轮作系统作物生物量动态变化的影响

2.3水稻旱作方式对土壤生产力的影响

3讨论

4小结

第二章不同地表覆盖旱作水稻对稻麦轮作系统氮素累积、分配和氮肥利用的影响

1引言

2结果与分析

2.1不同地表覆盖对水稻全生育期氮素累积的影响

2.2不同地表覆盖水稻对后季大麦全生育期氮素累积的影响

2.3不同地表覆盖水稻对肥料15N在水稻体内分配的影响

2.4不同地表覆盖水稻对肥料氮素在大麦体内分配的影响

2.5不同地表覆盖水稻对水稻氮肥利用率的影响

2.6不同地表覆盖水稻对后茬大麦氮肥利用率的影响

3讨论

4小结

第三章不同地表覆盖旱作水稻对稻麦轮作系统土壤矿质氮时空变化的影响

1引言

2结果与分析

2.1水稻季土壤铵态氮的动态变化

2.2水稻季土壤硝态氮的动态变化

2.3大麦季土壤铵态氮的动态变化

2.4大麦季土壤硝态氮的动态变化

2.5覆盖对水稻矿质态氮的影响

3讨论

3.1水稻栽培方式对水稻的氮素营养的特征

3.2影响稻-麦轮作系统中土壤矿质氮的因素

4小结

第四章不同地表覆盖旱作水稻对土壤微生物量及土壤肥力的影响

1引言

2结果与分析

2.1不同地表覆盖旱作水稻对生物量碳的动态变化

2.2不同地表覆盖旱作水稻对微生物量氮的动态变化

2.3长期水稻不同栽培方式对稻麦轮作系统土壤肥力的影响

3讨论

3.1影响土壤微生物量碳、氮的变化的因素

3.2影响稻麦轮作系统中土壤肥力的因素

4小结

全文结论

参考文献

致谢

作者简介