论文部分内容阅读
为探明生物炭施用对双季稻产量形成及氮素吸收利用的影响。以水稻品种中早39为试验材料,于2015~2017年在湖南浏阳永安镇进行大田定位试验,在不同施氮水平下(N0:0 kg/hm~2;N1:90 kg/hm~2;N2:150 kg/hm~2)对施炭(C1,20 t/hm~2)和不施炭(C0,0 t/hm~2)处理双季稻产量、产量构成、干物质生产积累和氮素利用效率及土壤理化特性进行比较与分析。主要研究结果如下:1.生物炭使早晚稻产量表现出先减后增规律。2015-2016年施炭(C1)使早稻平均减产8.1%(与C0处理比较,下同),且2016年早稻减产显著,2017年早稻C1处理增产7.9%;2015晚稻C1处理减产3.0%。2016-2017年生物炭使晚稻平均增产6.8%,且2017晚季增产显著。此外,施氮水平对水稻产量有较大影响。与N0相比,N1、N2分别增产59.7%、82.5%。2.生物炭使早晚稻有效穗数、总颖花数均表现出先减后增规律。2015-2016年,施炭(C1)使早稻有效穗数减少0.8%,而2017年增加5.1%;2015年,施炭(C1)使晚稻穗数减少2.7%,而2016-2017年增加7.2%,且2017晚稻有效穗数增加显著。2015年,施炭(C1)使早晚稻总颖花数分别减少0.04%、0.75%,2016-2017年分别增加6.3%、11.1%,且2017晚稻增加显著。生物炭使早晚稻结实率呈先增后减规律。2015年施炭(C1)使早晚稻结实率分别升高1.9%、2.9%,2016-2017年分别下降2.0%、1.1%;生物炭使千粒重表现出下降规律。2015-2017年,施炭(C1)使早晚稻千粒重分别显著降低3.5%、1.3%(2017晚季除外)。而N1、N2水平的有效穗数、总颖花数和千粒重分别提高44.2%、53.8%,38.0%、46.2%,38.0%、46.2%(与N0水平相比,下同);施氮量对结实率的影响表现为负效应。N1、N2的结实率分别下降4.2%、11.4%。3.生物炭使早晚稻齐穗期叶面积指数(LAI)表现出先减后增规律。2015-2016年施炭(C1)使早稻LAI平均下降7.9%,2017年增加1.3%;2015年晚季,施炭(C1)使叶LAI下降1.9%,2016-2017年增加7.5%,且2017年晚季增加显著。生物炭使早晚稻干物质生产积累表现为增加规律。2015-2017年,施炭(C1)使早稻齐穗期干物质量、花后干物质生产量及成熟期总生物量分别增加3.1%、13.7%、7.8%,且花后干物质生产量和成熟期总生物量增加显著;2015-2017年,施炭(C1)使晚稻齐穗期干物质量、花后干物质生产量及成熟期总生物量分别增加11.1%、6.1%、9.2%,且齐穗期干物质量和成熟期总生物量增加显著。生物炭使早晚稻收获指数表现出减少规律。2015-2017年,施炭(C1)使早晚季水稻收获指数分别显著下降6.3%、3.2%(2015晚季除外)。4.生物炭使早晚稻总吸氮量表现出先减后增规律。2015年施炭(C1)使早稻总吸氮量显著提高18.0%,2016年减少8.3%,而2017年提高10.9%;2015-2016年施炭(C1)使晚稻总吸氮量平均减少8.2%,而2017年提高2.8%。生物炭使早晚稻氮素农学利用率表现出先增后减规律2015-2016年,施炭(C1)使早稻氮素农学利用率平均提高15.1%,2017年减少0.6%;2015年施炭(C1)使晚稻氮素农学利用率提高15.7%,而2016-2017年减少15.7%。生物炭使早晚稻氮素吸收利用率基本表现为减少规律。2015-2017年,生物炭使早晚稻氮素吸收利用率分别下降1.7%、4.9%,且2017年早晚稻均下降显著。生物炭使早晚稻氮肥偏生产力表现出先减后增规律。2015-2016年,施炭(C1)使早稻氮素偏生产力平均减少5.3%,2017年提高7.0%;2015年晚季,施炭(C1)使氮素偏生产力减少1.2%,而2016-2017年提高4.6%。生物炭使土壤氮素依存率表现出增加规律。2015-2017年,施炭使(C1)早晚季土壤氮素依存率分别提高4.41%、4.44%,且2017年早晚季增加显著。5.连续施用6季生物炭后,与C0处理相比,土壤容重显著降低9.9%,pH升高0.33,有机质、全氮含量分别显著提高37.1%、33.6%,而土壤蔗糖酶活性显著降低3.9%。综上所述,生物炭施用初期会导致水稻减产的主要原因是齐穗期LAI降低,收获指数和千粒重显著减少;施炭时间延长,生物炭通过促进总颖花数和干物质生产积累量而实现增产,同时氮肥偏生产力、土壤氮素依存率也逐渐提高,氮肥利用效率得到提升。持续施炭有利于改善土壤耕性,提高养分水平,对实现水稻稳产、增产有较大潜力作用。