秸秆还田与氮肥施用量对夏季稻田的生态经济效应

作者：陈浩; 淡亚彬; 王吕; 秦宇航; 任琼芝; 郝兴顺; 吴玉红^*; 廖兴茂; 李小刚; 黄重; 蒙天竣; 陈永刚

来源：西南农业学报, 2023, 36(09): 1981-1990.

DOI：10.16213/j.cnki.scjas.2023.9.018

• 轮作模式
• 秸秆还田
• 氮肥施量
• 杂草
• 土壤养分
• 水稻产量

【目的】为探究不同轮作模式下秸秆还田与氮肥施用量的稻田生态经济效应，借助汉中盆地稻区施肥和秸秆还田长期定位试验，比较分析秸秆还田和不同氮肥施量对稻田杂草密度、数量、群落结构特征、土壤养分、水稻产量及构成要素的影响。【方法】采用大田试验，在2种不同轮作模式下各设4个处理：常规施肥NPK+秸秆不还田(CNS/CK)、常规施肥NPK+秸秆还田(CSM)、常规施肥PK,N减量15%+秸秆还田(CSM1)、常规施肥PK,N减量30%(CSM2)。在水稻成熟期统计稻田杂草种类、数量和密度。水稻收获后，测定0～20 cm土壤养分含量、水稻产量及产量构成因素。【结果】氮肥施用量与秸秆还田对杂草种类和数量影响较大，数量和种类均不同程度减少，各处理间杂草密度差异显著。稻油轮作模式下，RCSM、RCSM1和RCSM2处理的杂草总密度较RCNS(CK)分别降低27.79%、34.5%和8.06%;稻麦轮作模式下，WCSM、WCSM1和WCSM2处理的杂草总密度较RCNS(CK)分别降低14.59%、36.51%和11.7%。与CK相比，其他3个处理的稗草密度无显著差异，但禾本科和莎草科杂草均有不同程度减少，柳叶菜科和玄参科杂草显著增加。2种轮作模式下，与CK相比，CSM、CSM1、CSM2处理土壤pH有不同程度的降低，CSM1差异显著。稻油轮作模式下，与CK相比，RCSM和RCSM1、RCSM2处理土壤速效钾分别提高14.46%、8.72%、9.41%,土壤速效磷分别提高44.05%、31.1%、32.75%。除RCSM1处理的土壤有机碳显著提高(增加20.35%)外，其他处理的土壤有机碳无显著差异。稻麦轮作模式下，与CK相比，土壤速效钾、速效磷、有机碳均显著提高，WCSM、WCSM1、WCSM2处理的土壤速效磷分别提高41.01%、20.6%、12.63%,土壤速效钾分别提高45.89%、24.24%、19.14%,土壤有机碳分别提高16.18%、14.23%、10.86%,其中WCSM处理的增幅最大。稻油轮作模式下，与CK相比，RCSM、RCSM1处理水稻产量差异显著，水稻产量分别增长5.97%和7.68%,稻麦轮作模式下，与CK相比，WCSM1处理水稻产量显著提高，增幅为4.92%。稻油轮作模式下，除有效穗增幅低于RCSM处理外，RCSM1处理水稻的穗长、有效穗、穗粒数、结实率和千粒重高于其他处理，与CK相比，RCSM1处理的增幅分别8.13%、1.51%、26.3%、2.09%和4.24%。稻麦轮作下，WCSM处理水稻的穗长、有效穗和结实率高于其他处理，WCSM1处理水稻的穗粒数和千粒重高于其他处理。【结论】2种轮作模式下，秸秆还田利于速效磷、速效钾、有机质等土壤养分含量的积累，降低农田杂草的数量和种类，改善杂草群落组成结构，降低草害风险。在氮肥减量15%的情况下，秸秆还田可以提高水稻产量构成要素，达到水稻稳产增产的效果。因此，可以通过秸秆还田来抑制优势杂草生长和改善农田杂草群落结构，并合理减少氮肥的施入量，在保持土壤肥力的同时，提高氮肥的利用效率，减少药害带来潜在的农田环境污染，达到稳产、增产的作用。