稻麥兩熟制不同耕作栽培方式對農(nóng)田生態(tài)環(huán)境和周年生產(chǎn)力的影響.pdf

1、稻麥免耕套種與秸稈還田是一種新型的耕作栽培方式，不同程度地改變了農(nóng)田生態(tài)環(huán)境，直接影響稻麥的生長。通過稻麥兩熟制不同耕作栽培方式對農(nóng)田生態(tài)環(huán)境、稻麥生長發(fā)育、產(chǎn)量品質(zhì)和周年效益的研究，揭示新型耕作栽培方式土壤供肥特征和稻麥吸肥與生長發(fā)育規(guī)律，為稻麥輕型高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、高效栽培提供技術(shù)和理論支撐，為有效地開展免耕、合理輪耕和秸稈還田提供科學(xué)依據(jù)。本研究通過網(wǎng)室和大田小區(qū)3年4種不同耕作栽培方式的定位試驗，研究了稻麥兩熟條件下，免耕套種與秸稈還

2、田對農(nóng)田生態(tài)環(huán)境和周年生產(chǎn)力的影響。主要結(jié)果如下： (1)稻田免耕套種小麥留茬高度超過30cm時，對晴天的透光率影響較大，影響小麥苗期生長。因此，從透光對小麥生長和秸稈自然還田兩方面考慮，留茬高度在20～30cm時較為適宜。免耕與秸稈覆蓋麥田苗期高溫晴天中午土壤的溫度降低，而早晚的土溫略高，土溫的日較差比較小，日均土溫稍有降低，而低溫晴天和陰天的日均土溫略高。 (2)麥田干旱時免耕覆蓋土壤含水率較高，下雨后透水性較好。免

3、耕覆蓋有助于防止土壤水分蒸發(fā)，降低地表徑流，增加水分滲透。 在網(wǎng)室水泥池不滲漏的情況下，稻田秸稈還田后水體的pH值降低，化學(xué)耗氧量(COD)提高。還田30天內(nèi)，pH值免耕覆蓋還田比翻耕不還田最多降低1.0左右；翻耕還田、免耕高茬、免耕覆蓋還田的COD分別為翻耕不還田的3倍、8-12倍和11-17倍。大田水體的pH值和COD變化沒有這樣大，對水稻生長不會產(chǎn)生明顯影響。 (3)免耕套種的耕層土壤容重和穿透阻力均有所增加，但不

4、會明顯影響稻麥的生長。秸稈還田3年后，土壤肥力提高，有機質(zhì)、全氮、速效磷、速效鉀翻耕還田比翻耕不還田分別增加2.0﹪-8.3﹪、2.9﹪-4.7﹪、0.1﹪-3.1﹪、10.7﹪-23.5﹪，以速效鉀增加的幅度最高。秸稈還田對土壤速效氮有一定的緩沖和調(diào)節(jié)作用，翻耕秸稈還田處理前期有一定程度的下降，而后期速效氮含量明顯上升。秸稈還田為土壤微生物活動繁殖提供了充足的能源和碳源，利于土壤微生物活動，促進磷、鉀的有效化，也有利于后期土壤速效磷、

5、鉀的提高，微生物生物量N增加，麥收時翻耕秸稈還田處理耕層土壤微生物量N最高，稻收時以免耕覆蓋還田微生物量N最高，均為翻耕不還田的1倍。 (4)麥田埋在土層7cm和14cm的秸稈腐解速度較快，且以埋深14cm最快，覆蓋在表層較慢，說明秸稈與土壤密切接觸，有利于秸稈腐解。稻田由于有水層的作用和高溫高濕的環(huán)境，覆蓋在表層秸稈腐解也較快。麥季稻秸覆蓋還田一季后秸稈殘留率在60﹪左右，埋在土層的殘留率在40﹪左右；稻季麥秸覆蓋還田一季后秸

6、稈殘留率在25﹪左右，而埋在土層的殘留率在20﹪左右。覆蓋還田秸稈固定的氮素較多，對稻麥生長供應(yīng)的氮素沒有翻入土壤的多，但可起到很好的調(diào)節(jié)作用，提高氮肥利用率。隨著還田秸稈的腐解，秸稈含氮率逐漸增加，全碳含量逐漸下降，秸稈C/N比降低。麥田稻秸表層C/N比一直較高，而稻田的麥秸表層C/N比最低，7cm最高。麥田和稻田前期不同埋深對秸稈全碳的影響不顯著，C/N比主要取決于秸稈的含氮率。一季后麥田稻秸的C/N比在30左右，稻田麥秸的C/N比

7、在15以上，比土壤腐殖質(zhì)的C/N比高，說明一季后秸稈還都未完成其腐殖化過程。 (5)秸稈覆蓋會影響小麥種子的發(fā)芽出苗，基本苗減少，秸稈較多處小麥凍害較重。小麥累積干物重以翻耕處理較高，免耕處理較低，成熟期免耕比翻耕平均低15﹪左右，而免耕秸稈覆蓋還田與翻耕秸稈覆蓋還田、免耕高茬與翻耕不還田差異不顯著。由于免耕套種小麥的含N、P率略低，含K率持平，累積N、P、K吸收量比翻耕處理低20﹪左右。在同期播種，相同播量的情況下，免耕套種小

8、麥穗數(shù)較少，千粒重較高，第一年實際產(chǎn)量略低。但隨著連續(xù)免耕時間的延長，殘留秸稈較多，稻田水綿嚴重，影響套種小麥出苗，免耕處理產(chǎn)量明顯降低，免耕秸稈覆蓋還田比翻耕不還田平均降低7.27﹪，必須改變播種方式或輪耕。耕翻秸稈覆蓋還田在麥季的產(chǎn)量有增有減，比翻耕不還田平均減產(chǎn)1﹪左右。免耕與秸稈還田的小麥容重降低，但出粉率提高，可改善小麥的商品品質(zhì)。在土壤肥力較低時，免耕處理粗蛋白質(zhì)和濕面筋含量有降低趨勢。而秸稈覆蓋還田可提高粗蛋白質(zhì)和濕面筋含

9、量，有利于改善中、強筋專用小麥的品質(zhì)。 (6)與移栽稻相比，免耕套種水稻株高較低，單莖葉面積略小，生物量低，但生育后期干物質(zhì)累積量增加迅速。從秸稈還田來看，水稻干物質(zhì)的積累翻耕秸稈還田低于翻耕不還田，免耕套種覆蓋低于免耕高茬，翻耕移栽秸稈還田處理在拔節(jié)期表現(xiàn)尤其明顯。隨著生育期的推進，植株含氮磷鉀率逐漸下降，秸稈還田前期與水稻爭氮，后期又釋放氮素供水稻吸收，植株含氮率成熟期免耕套種與移栽相差不大，但無論是秸稈還是籽粒，免耕和翻耕

10、秸稈還田都顯著高于翻耕不還田。成熟期植株含P、K率也以免耕和翻耕秸稈還田處理為高，翻耕不還田較低。累積吸收N、P、K的量均以免耕覆蓋和翻耕秸稈還田處理較高，免耕高茬和翻耕不還田較低，免耕覆蓋還田與翻耕還田、免耕高茬與翻耕不還田間差異不明顯。解決好套種水稻的立苗和草害等問題，套種水稻的產(chǎn)量可與移栽水稻的產(chǎn)量持平或略增。翻耕秸稈還田的水稻產(chǎn)量最高，平均比翻耕不還田增產(chǎn)3﹪左右。免耕套種覆蓋還田也能獲得較高產(chǎn)量，比翻耕不還田增產(chǎn)0.8-3.1

11、﹪。在畝穗數(shù)相差不大的情況下，免耕套種水稻每穗實粒數(shù)較少，千粒重較高，套種水稻可獲得較高產(chǎn)量。主要是水稻后期根系活力強，干物質(zhì)積累多，抗病抗逆性強。水稻免耕套種可明顯改善稻米的加工品質(zhì)和外觀品質(zhì)，提高其出糙率、精米率和整精米率，降低堊白率和堊白度。翻耕移栽秸稈還田也能提高整精米率，堊白率、堊白度略有降低。水稻免耕套種和秸稈還田可提高稻米蛋白質(zhì)含量，降低直鏈淀粉的含量，使其膠稠度變軟，稻米品質(zhì)變優(yōu)；而水稻移栽秸稈還田條件下蛋白質(zhì)含量提高，

12、直鏈淀粉含量略增，膠稠度變硬。 (7)土壤肥力數(shù)值化綜合評價表明，不同處理養(yǎng)分肥力指標(NFI)以免耕秸稈還田最高，耕翻不還田最低；但綜合肥力指標(IFI)卻以耕翻秸稈還田最高，免耕高茬最低，主要受土壤容重影響。可以認為，綜合肥力指標是耕地現(xiàn)實持續(xù)生產(chǎn)力的標志，養(yǎng)分肥力指標是耕地潛在持續(xù)生產(chǎn)力的標志。翻耕秸稈還田耕地現(xiàn)實持續(xù)生產(chǎn)力最好，免耕秸稈還田有較高的耕地潛在持續(xù)生產(chǎn)力。 免耕套種的小麥產(chǎn)量較低，水稻產(chǎn)量有所增加，考

13、慮節(jié)省的秧田種植小麥，則稻麥年產(chǎn)量免耕套種高于翻耕。從技術(shù)經(jīng)濟角度分析，在掌握一定的栽培技術(shù)后，采用稻麥免耕套種方式，能增加稻麥兩熟的周年產(chǎn)量，具有明顯的節(jié)本增收效果。稻麥周年產(chǎn)量生產(chǎn)力和經(jīng)濟生產(chǎn)力以免耕套種秸稈還田最高，免耕高茬次之，翻耕秸稈還田較低，翻耕不還田最低。翻耕秸稈還田比不還田有一定的增產(chǎn)增收效果，如果考慮到秸稈還田后所帶來的土壤肥力效應(yīng)和減少肥料用量，增產(chǎn)增收效果更為明顯。 高產(chǎn)、高效、可持續(xù)發(fā)展是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)所追求的

14、目標。運用綜合評分法對稻麥兩熟制不同耕作栽培方式周年生產(chǎn)力綜合評價，選擇產(chǎn)量和產(chǎn)值作為高產(chǎn)的指標，選用低成本和純收入作為高效的指標，選用土壤肥力綜合評價指標NFI和IFI作為可持續(xù)發(fā)展指標。根據(jù)高產(chǎn)、高效和可持續(xù)等總指標的相對重要性，高產(chǎn)為35﹪，高效為35﹪，可持續(xù)為30﹪，確定各指標的權(quán)重。高產(chǎn)指標中年產(chǎn)量為20﹪，總產(chǎn)值為15﹪；高效指標中總成本為15﹪，純收入為20﹪，可持續(xù)指標中NFI為10﹪，IFI為20﹪。4個耕作栽培方式