多熟复种稻田土壤耕作和秸秆还田的效应研究

【摘要】：为探明少免耕与秸秆还田对南方双季稻区多熟复种条件下稻田土壤微生物区系与活度及水稻产量形成的影响,于2004～2007年开展了不同复种制下秸秆周年还田的效应研究、早稻田不同耕作方式和不同秸秆还田量对晚稻的效应研究、秸秆快腐剂对秸秆腐解的效应研究。主要结果如下: 1.秸秆还田使水稻叶面积、有效穗数、每穗粒数增加,产量明显提高;但秸秆还田对早、晚稻产量构成因素的影响不一致。秸秆还田明显提高土壤全N含量、有效P和速效K含量,两季秸秆还田(冬作秸秆+早稻秸秆)较一季秸秆还田(早稻秸秆)效果好,但秸秆还田使碱解氮含量降低。秸秆还田影响土壤微生物数量,整体表现为真菌数量减少,细菌数量增加,而放线菌在早、晚稻间表现不一致。秸秆还田使土壤蛋白酶、脲酶与纤维素酶活性提高,过氧化氢酶活性降低。 2.1/3和2/3秸秆还田量处理的增产效果优于全部秸秆还田处理;土壤主要酶活性与微生物数量因秸秆还田而提高,但不随还田量增大而增大;2/3秸秆和全部秸秆还田对土壤细菌数量和土壤微生物群落功能多样性改善意义最大。综合秸秆还田量对水稻产量与土壤生物学性状的影响,采用2/3秸秆还田量最为适宜。 3.土壤耕作方式对作物产量与土壤性状具有明显影响,少免耕处理有效穗数减少,但穗粒数、结实率与千粒重增大,产量明显提高;免耕条件下水稻前期叶面积扩展较快,后期未出现早衰现象;翻耕使土壤氨化强度降低,而土壤酶活性在短时间内得到改善;晚稻生育前期与后期土壤微生物活度因土壤耕作而提高,而中期略有降低;少免耕能够提高嫌气性细菌的数量,翻耕能够促进好气性微生物的繁殖。 4.土壤耕作方式明显影响秸秆还田的效应,在秸秆还田改善土壤养分状况上,少耕条件下宜实行1/3秸秆还田,免耕与翻耕条件下宜实行全部秸秆还田;秸秆还田量对土壤微生物活度、土壤硝化强度的影响,在不同耕作方式下也表现不同。 5.不同作物秸秆的还田效应有明显差异。绿肥(紫云英)还田处理下水稻单穴最高茎蘖数、成穗数与产量均高于油菜秸秆还田;两种秸秆对增加早稻干物质积累的作用机制具有明显差异,绿肥主要是增加孕穗前的物质积累,而油菜秸秆主要是增加齐穗后的物质积累。两种秸秆对土壤养分含量、土壤主要酶活性、土壤微生物数量的影响也具有明显差异,整体来看,绿肥还田效果好于油菜秸秆还田。 6.秸秆快腐剂处理还田秸秆使晚稻叶面积、有效穗和穗粒数增加,产量显著提高;秸秆快腐剂明显影响土壤化学性状和生物学性状,全N和速效K含量提高,真菌减少,细菌增多,腐解菌处理放线菌数量增加而腐秆灵处理减少。两种秸秆快腐剂比较,腐解菌在提高土壤主要酶活性、微生物活度与土壤养分含量,促进分蘖发生、叶面积扩展与物质积累及产量提高等方面均优于腐秆灵。