稻菇轮作中菌渣还田对土壤养分及水稻产量和品质的影响

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水稻是我国重要的口粮作物,水稻生产过程中每年产生约2.5亿吨秸秆,简便高效的消纳稻田秸秆,一直是科学家关注的问题。水稻轮作大球盖菇可以利用秋冬和早春闲置的土地和温光资源,利用大球盖菇腐解秸秆,为稻田秸秆的处理及减轻秸秆焚烧带来的环境影响具有重大意义;另外,菌渣还田还可以为水稻提供养分,减少化肥使用。因此,稻菇轮作有利于推动农业可持续发展,在生态和经济上都具有重大意义。目前对于菌渣还田的研究多为工厂化菌渣集中还田,对于稻菇轮作的研究多集中在技术的推广,对于稻菇轮作中菌渣还田对土壤及水稻的影响研究较少。因此,为探明稻菇轮作中,种植一季大球盖菇后菌渣还田对土壤理化性质及水稻的生长发育、产量和稻米品质的影响,本研究于2021年在湖北省襄阳市南漳县城关镇李家院村进行大田试验,选用19香作为供试品种,选取稻-大球盖菇轮作田(Rice-Mushroom rotation,简称RM)和冬闲田(Winter fallow fields,简称WF),两田块相邻,保证土壤基本理化性质相同,分别设置农民习惯施肥(Farmer’s fertilizer under transplanting,简称(FP)、减肥50%(Reduce fertilizer in half,简称RH)和不施肥(CK)三个处理,4次重复。研究菌渣还田对土壤理化性质、水稻生长发育和产量影响以及对稻米品质的影响。主要研究结果如下:1.菌渣还田后显著降低了土壤的容重,增加了土壤碱解氮和有效磷,在菌渣还田后水稻生长季土壤速效氮磷钾的含量均高于冬闲田,氮素在水稻生长的中后期作用明显,磷钾素在水稻生长的前中期作用明显。具体表现为,菌渣还田后,土壤容重降低0.11 g cm-3,碱解氮增加16.29%,有效磷增加78.37%;在水稻生长季,水稻成熟期土壤碱解氮含量在不施肥处理下,稻菇田显著高于冬闲田,土壤速效磷在水稻分蘖期和拔节期相同施肥处理下稻菇田显著高于冬闲田,土壤速效钾在水稻拔节期和抽穗期相同施肥处理下稻菇田显著高于冬闲田。2.菌渣还田促进了水稻中后期的生长,延缓了叶片的衰老,水稻产量在菌渣还田后减肥50%处理与冬闲田农民习惯施肥处理无显著性差异。水稻在齐穗期的叶面积指数表现为稻菇田不施肥处理和农民习惯施肥处理显著高于冬闲田,在不施肥、减肥50%、农民习惯施肥处理下,稻菇田比冬闲田的叶面积指数分别提高了22.04%、1.05%、14.63%,水稻SPAD值在成熟期,相同施肥处理下,稻菇田显著高于冬闲田;减肥50%处理下,稻菇田水稻的结实率和实际产量均显著高于冬闲田,稻菇田分别比冬闲田高3.12%、9.47%,水稻产量在菌渣还田后减肥50%处理与冬闲田农民习惯施肥处理无显著性差异,且比冬闲田农民习惯施肥处理的水稻产量增加了3.87%。3.菌渣还田减肥50%显著提高了水稻的精米率,改善稻米的口感和食味品质。具体表现为减肥50%处理下稻菇田水稻精米率显著高于冬闲田3.34%,而且口感和食味品质均高于冬闲田。综上所述,稻菇轮作中菌渣还田,增加了土壤的养分和透气性,促进了水稻的生长,增加了水稻的产量,提高了稻米品质;稻菇田减肥50%处理,减少了肥料的使用,但未影响水稻产量,相对提高了稻米的食味值和精米率,从经济和实际生产角度来讲,可选择在稻菇轮作的水稻种植季,减少50%的肥料投入。
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