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稻麦轮作系统中不同养分资源管理方式对水稻影响
稻麦轮作系统中不同养分资源管理方式对水稻影响 摘要：通过田间试验，采取不同的养分资源管理方式，包括不施氮肥（CK）、NPK均施、NPK均施+秸秆还田、NPK均施+开花1周后控水，从轮作系统的角度运筹养分，探究稻麦轮作系统耕层水分与养分调控对地上部水稻生长的影响，进而提高水稻产量以及肥料利用效率。结果表明，水稻季秸秆还田处理较常规NPK处理产量提高3.80%，成熟期的氮素积累量、生物量分别提高3.41%、4.40%，氮肥农学利用率、吸收利用率、生理偏生产力、生理利用率则分别提高9.61%、5.70%、3.80%、3.70%，说明秸秆还田能够促进作物对养分的吸收，提高氮素利用效率和作物产量；花后控水与常规NPK处理产量相当，但是花后控水处理下花前存储的干物质转运率增长5.96百分点，说明花后控水能够在不影响产量的情况下，减少灌溉次数，达到节约水资源的目的。因此，从水稻季来看，秸秆还田与花后控水可以作为提高稻麦轮作潜力的有效途径，但仍需继续从整个稻麦轮作周期进行进一步的研究。 关键词：水稻；养分管理；稻麦轮作；产量潜力；秸秆还田；花后控水 中图分类号： S511.06 文献标志码： A 文章编号：1002-1302（2017）19-0161-05 收稿日期：2017-03-22 基金项目：江苏省苏州市产业技术创新专项（编号：SNG201630）。 作者简介：李庆魁（1977―），男，山东郓城人，硕士，讲师，主要从事作物栽培技术、植物营养等研究与技术推广工作。E-mail：1149032064@。 江苏省最主要的作物种植模式是稻麦轮作，这属于水旱轮作中常见的一种模式，水旱轮作是指在同一田块上交替种植水稻和旱地作物（如小麦、油菜、马铃薯等）的种植方式[1]。水稻、小麦两大粮食作物对江苏省的粮食产量贡献达85%，统计结果表明，我国水稻种植面积占世界水稻种植总面积的20%左右，其中稻麦轮作面积高达1 300万hm2，总产占全国粮食产量的1/4以上[2]。因此，研究养分资源在稻麦轮作系统中的高效利用是十分重要的。 然而，目前我国水旱轮作系统中存在诸多问题。首先，养分资源管理没有从整个水旱轮作系统的角度进行养分周年调配[3]。水旱轮作系统的显著特征是土壤水分状况的季节性干湿交替以及由此引起的土壤物理、化学和生物学过程随作物季节的交替变化，而且形成了一个既不同于旱地又不同于湿地的特殊稻田生态系统[4]。水旱轮作系统养分资源管理不同于以往仅仅针对单季作物的优化施肥，应该从轮作系统的角度来实施养分资源的优化配置和综合管理。但是如何在水旱轮作过程中协调水稻和旱地作物之间养分资源的周年调配、作物高产群体构建与养分调控、养分持续供应与环境保护之间的矛盾，在理论与实践中一直未被解决[5-7]。其次，不合理的耕作措施以及单一施用化肥等，引起土壤板结、土壤耕作层变浅，导致生产力下降。有研究认为，秸秆还田能够有效地改善土壤物理结构，培肥地力，还会缓解甚至避免因为焚烧秸秆而造成的资源浪费、环境污染以及对土壤生产力带来的破坏[8]。但是秸秆还田对作物产量的影响会因为各地的农业因子不同而不同，需要从周年生产的角度去研究还田条件下稻麦两季施氮量对水稻产量及其产量构成的影响以及是否会对整个轮作周年氮素矿化和循环有什么影响[9]。 此外，近年来气候变化异常，季节性降水分配不均衡，因此灌溉水短缺也成?樗?旱轮作系统重要的限制因素，而水分对水稻来说是特别重要的限制因子[10-11]。可见，提高水稻的水分利用效率，对应对气候变化具有重大的意义。目前国内研究较多的是水稻籽粒灌浆期土壤干旱对产量的影响。有结果表明，土壤干旱诱导的早衰导致籽粒灌浆期缩短，以致作物产量下降[12]。但也有研究表明，作物籽粒灌浆期土壤适度干旱能够促进植株衰老，虽缩短灌浆持续期，但增大了籽粒灌浆速率[13]。但从整个轮作系统角度出发，水稻灌浆期控水干旱对水稻产量和土壤氮素的影响以及对下茬小麦和整个系统生产力的影响须进一步研究。由于这些问题的存在，水旱轮作系统中水分、养分不合理投入引起的资源浪费与生态环境问题已经非常严重，并引起了社会各界的广泛关注。进一步发挥水旱轮作的生产潜力，实现水肥资源的高效利用、减轻其对环境的负面影响已成为我国农业可持续发展的重要一环。 本研究以稻麦轮作为对象，在深入认识水稻和小麦高产群体物质积累、养分需求及养分供应三大规律及其调控机理的基础上，通过田间试验，采取秸秆还田、花后控水等不同的养分资源管理方式，从水旱轮作条件下水分、养分状况周期性变化的角度摸清稻麦轮作系统作物高产和养分高效利用的主要限制因子，同时通过一套有效的监测体系来评价养分管理的实际效果，不断改进管理策略，实现作物高产与养分资源高效利用的同步，进而形成水旱轮作体系最佳
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