不同耕作方式与秸秆还田对土壤理化生物性质和水稻生长及稻米品质的影响

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近年来,不科学的耕作模式以及农业污染导致大量耕地出现土壤肥力衰退,土地沙化严重等问题。与传统的耕作模式相比,保护性耕作减少了耕作频率,提高了农机使用效率,有利于避免农田的水土流失,改善农田生态环境,被认为是一项提高水土保持和土壤肥力的先进耕作技术。为研究与长江中下游地区相适应的耕作模式,扬州大学作物栽培生理重点实验室从2001年起设置稻麦两熟不同耕法与秸秆还田的小区长期定位试验,共设置6种耕作模式:连续免耕秸秆覆盖还田(NTS)、麦季免耕秸秆少量还田(RT1)、稻季免耕秸秆少量还田(RT2)、稻麦翻耕秸秆全量还田(CTS)、稻麦少耕秸秆少量还田(MTS)、稻麦翻耕秸秆不还田(对照、CT)。本试验以南粳9108为供试品种,在2020年对土壤理化生物性质和水稻生长进行测定,分析不同耕作方式与秸秆还田对土壤肥力和水稻产量及品质的影响,旨在探讨保护性耕作在长江中下游地区的适宜性。主要研究结果如下:1、连续免耕增加土壤全耕层的容重和0-7cm 土层的紧实度,翻耕和少耕结合秸秆还田能够降低土壤容重和紧实度;秸秆还田显著提高了土壤的养分,长期免耕还田在一定程度上抑制了土壤下层土的有机质和全氮含量;翻耕和少耕结合秸秆还田提高了土壤的碱解氮和钾含量,免耕结合秸秆还田提高了土壤全耕层的磷含量。2、不同耕作方式与秸秆还田对四种土壤酶的影响不同。从土层上来看,四种土壤酶均呈现随土壤深度的增加而活性下降的规律,连续免耕还田显著增加了全耕层土壤过氧化氢酶和蔗糖酶的活性,但仅增加了 0-7cm 土层的酸性磷酸酶和脲酶活性,在14-21cm 土层中,水稻成熟期的酸性磷酸酶在翻耕处理下更高;从生育期来看,水稻灌浆期的土壤脲酶和蔗糖酶的活性最高,过氧化氢酶和酸性磷酸酶活性在时期间无显著差异。3、从土层上来看,连续免耕还田显著提高了土壤0-7cm和7-14cm的生物量碳氮含量,而在土壤14-21cm中,翻耕和少耕处理的生物量碳氮显著高于免耕处理;从生育期来看,灌浆期的生物量碳氮含量最高,成熟期时迅速下降;同时,土壤的微生物量碳氮比总体上维持在合理范围内,可以保证充足的氮素供应。4、免耕处理降低了水稻的植株株高和穗长,不利于提高水稻植株和籽粒中的氮、磷、钾含量;翻耕处理显著提高水稻成熟期的穗长和上三叶叶面积,改善叶片的光合作用,同时有利于水稻植株对氮、磷、钾素的吸收。5、在秸秆还田的条件下,翻耕能够有效提高水稻每穗粒数以达到更高产,连续免耕抑制水稻每穗粒数的增长,增产效果较弱;连续免耕还田改善了稻米的外观品质,同时能减少稻米的蛋白质含量,提高稻米的口感,但在一定程度上会增加米饭的硬度。
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