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玉米（Zea mays L.）-水稻（Oryza sativa L.）轮作系统近年来在中国长江中游逐渐发展起来,而农民在实际农业生产中往往为了简便操作,直接将秸秆丢弃或焚烧,这样不仅对环境造成严重的污染,同时浪费了可利用资源。秸秆富含氮、磷、钾等养分,还田后可以增加土壤肥力。我国是缺钾的国家,钾肥大部分依靠进口,而秸秆中含的钾都以离子形态存在,还田后可以补充土壤中的钾素,因此可以在秸秆还田提高土壤肥力下,探索秸秆对钾肥的替代效应。本研究于2016年-2018年在湖北省荆门市屈家岭管理区的试验基地进行定位实验,以玉米-水稻种植系统为研究对象,设置4个不同的秸秆还田方式:玉米水稻季均无秸秆还田（CK）、玉米季秸秆不还田同时水稻季秸秆翻压还田（M0Rs）、玉米季秸秆和水稻季秸秆都翻压还田（Msr-Rs）、玉米季秸秆覆盖还田同时水稻季秸秆翻压还田（Msc-Rs）,同时设置个钾肥不同减施处理:玉米季和水稻季秸秆都不还田同时都不施钾肥（S0K0）、玉米季和水稻季都还田同时都不施钾肥（Sr K0）、玉米季和水稻季秸秆都还田同时只施33%的钾肥（Sr K33）、玉米季和水稻季秸秆都还田同时只施67%的钾肥（Sr K67）。研究秸秆还田对玉稻模式的作物产量、土壤肥力及钾肥替代的影响。主要试验研究结果如下:（1）玉稻轮作双季秸秆还田显著提高0-10 cm和10-20 cm土层水溶性碳（Dissolved organic carbon,DOC）、微生物量碳（Microbial biomass carbon,MBC）、矿质态氮(Mineral nitrogen,Nmin)、速效磷和交换性钾;与单季秸秆还田（M0Rs）相比,玉稻双季秸秆还田土壤的DOC、MBC、Nmin、速效磷和速效钾含量都显著增加;与秸秆翻压还田处理（Msr-Rs）相比,秸秆覆盖还田处理（Msc-Rs）的DOC、MBC、Nmin、速效磷和速效钾含量显著高了5.3%-9.7%、2.6%-14.3%、4.2%-19.2%、1.4%-15.9%和2.4%-10.1%;同时秸秆还田显著增加土壤0-10 cm和10-20 cm土层的土壤脲酶、纤维素酶、蔗糖酶和磷酸酶活性,其中玉米秸秆覆盖还田处理（Msc-Rs）的效果最好。（2）玉稻轮作双季秸秆还田显著提高了土壤质量指数,与没有秸秆还田的处理（CK）相比,秸秆还田处理（Msr-Rs和Msc-Rs）降低土壤容重（Bulk Density,BD）和p H,显著增加土壤的还原性物质和提高土壤质量指数。不同秸秆还田方式显著提高作物产量和生物量,与对照（CK）相比,M0Rs、Msr-Rs和Msc-Rs的周年产量分别提高了2.5%-9.6%、8.8%-18.2%和2.8%-12.9%,周年干物质分别增加了10.1%-12.3%、0.1%-6.0%和6.9%-16.1%。（3）玉稻轮作双季秸秆还田下配施钾肥显著提高作物产量、生物量、吸钾量以及钾素的利用率,同时随着年限增加,试验的差异逐年增大。Sr K33和Sr K67与对照（CK）相比,周年产量增加了8.5%-11.5%和11.5%-16.0%。同时Sr K33和Sr K67处理显著增加玉米和水稻周年的生物量,提高钾素利用效率,增加钾素的表观回收率。基于秸秆还田的产量变化,玉稻两季秸秆还田能够起到替代47%左右的化学钾肥。（4）玉稻轮作双季秸秆还田和配施施钾显著增加土壤有机质、速效钾,改变土壤Q/I（容量/强度）关系及其参数,增强土壤钾素供给能力。与秸秆不还田处理相比,秸秆还田显著增加0-10 cm和10-20 cm土壤有机质和速效钾的含量。秸秆还田和施钾的处理增加土壤-⊿K0和CR0K,降低PBCeK值,即土壤的易释放钾库增大,土壤对钾的吸附减少,土壤供钾能力增强,数据表明,Sr K67处理土壤的供钾能力最强,同时对钾的吸附较弱。综上所述,本研究经过3年的玉米-水稻种植,发现双季秸秆还田且玉米秸秆覆盖还田能够有效提高土壤肥力,双季秸秆还田同时只施用33%和67%的钾肥能够满足作物的需求。秸秆还田通过改善土壤碳组分、矿质态氮、速效钾、速效磷以及土壤酶提高土壤肥力,同时秸秆还田下,钾肥只施33%的处理在短期内能够满足作物对钾素的需求,但是消耗大量的土壤储存钾,而施用67%钾肥的处理在满足作物对钾的需求外,还能够在土壤中保持较高的供钾能力,因此长期来看,双季秸秆还田同时施用67%钾肥的措施是提高土壤肥力同时节约肥料、保持生态平衡的有效措施,而长期秸秆还田下钾肥减施对土壤及作物的影响还需进一步的研究和验证。