试验于2010-2011年在扬州大学实验农场进行,以前茬小麦秸秆为供试材料,研究粘土和砂土两种土壤类型和不同施氮量条件下,麦秸秆腐解特征及对产量形成的影响,其研究结果为稻麦高产条件下的麦秸全量还田和改善田间生态提供理论和实践依据。主要研究结果如下：
1.麦秸秆腐解特征表现。麦秸秆全量还田后1个月内快速腐解,至还田第30d腐解了31.74%-52.16%,之后腐解相对缓慢,仅在原有基础上腐解了4.34%-11.28%。施用无机氮肥可显著提高麦秸腐解率,且随施氮量的增加而增加。施氮量225kg/hm2、300kg/hm2处理分别较无肥处理麦秸秆腐解率提高14.07%、17.18%(粘土)和8.30%、11.40%(砂土)。粘土麦秸腐解率略高于砂土。麦秸秆中养分释放规律与其腐解动态保持一致。养分释放率表现为：钾>磷>碳>氮(K>P>C>N)。至还田后90d,秸秆中碳、氮、磷、钾释放率分别为42.83%-51.33%、40.51%-47.62%、53.59%-62.75%和91.97%-93.82%。氮肥、粘土处理均有利于麦秸秆中养分的释放。随还田时间的延长,秸秆中C/N呈下降趋势。
2.麦秸秆全量还田对土壤理化性质及酶活性的影响。水稻移栽后1个月内,麦秸秆还田显著增加了土壤溶解性有机碳(DOC)含量,对耕层土壤DOC的影响尤为显著,秸秆还田处理土壤DOC含量为秸秆未还田处理的2倍左右。还田初期土壤pH、Eh值却显著降低。土壤DOC含量与土壤pH、Eh值呈极显著或显著负相关关系,相关系数r分别为-0.999**和-0.826*。增施氮肥可降低土壤DOC含量,提高土壤pH、Eh值,但氮肥处理间差异不显著。与砂土相比,粘土土壤DOC含量较高,而土壤pH、Eh值较低。秸秆还田后土壤碱解氮含量显著增加,土壤脲酶和碱性磷酸酶活性均显著提高。与秸秆未还田相比,秸秆还田处理土壤脲酶、碱性磷酸酶活性分别提高10.12%、21.19%(粘土)和9.76%、19.78%(砂土)。增施氮肥可提高土壤碱解氮含量、土壤脲酶和碱性磷酸酶活性。秸秆还田配施氮肥效果尤为显著。粘土土壤碱解氮含量、土壤脲酶和碱性磷酸酶活性均高于砂土拔节期、抽穗期和成熟期,土壤脲酶活性分别于土壤碱解氮含量呈极显著正相关关系(n=12),相关系数r分别为0.922**、0.932**、0.899**；土壤碱性磷酸酶活性分别与土壤碱解氮含量呈显著正相关关系(n=12),相关系数r分别为0.670*、0.695*、0.667*。
3.麦秸秆全量还田对水稻生长发育的影响。与秸秆未还田处理相比,秸秆还田降低了水稻生育前期分蘖数,但成穗率提高。秸秆还田后水稻生育中后期干物质积累显著增加,秸秆还田处理拔节至成熟干物质积累量较秸秆未还田提高了11.79%(粘土)和11.49%(砂土)。增施氮肥可提高水稻分蘖数与干物质积累。不同处理下的粘土水稻茎蘖数与干物质积累均高于砂土。
4.麦秸秆全量还田对水稻氮素吸收利用的影响。秸秆未还田处理拔节至抽穗及抽穗至成熟植株吸氮量分别占总吸氮量的31.74%、24.56%(粘土)和31.28%、24.13%(砂土)。而秸秆还田处理拔节至抽穗及抽穗至成熟植株吸氮量分别占总吸氮量的34.51%、26.23%(粘土)和34.09%、26.10%(砂土)。增施氮肥可提高水稻植株吸氮量。秸秆还田配施氮肥处理植株吸氮量增加最明显。不同处理下的粘土水稻植株吸氮量较高于砂土。与秸秆未还田处理相比,秸秆还田处理的氮肥吸收利用率、氮肥农学利用率和氮肥生理利用率分别提高了4.25%-5.10%、4.46%-5.48%和0.19%-0.37%。
5.麦秸秆全量还田对水稻产量及构成的影响。与空白(无秸秆无肥处理)相比,粘土和砂土秸秆还田无肥处理产量分别提高3.60%和2.16%。秸秆还田配施氮肥水稻产量增加尤为显著。当施氮量为225kg/hm2和300kg/hm2时,粘土和砂土秸秆还田处理产量较秸秆未还田处理分别提高了3.91%、3.69%和4.12%、3.72%,差异均达到显著水平。不同处理下的粘土水稻产量均高于砂土。秸秆还田后水稻有效穗减少,但穗粒数、结实率和千粒重均显著增加。
