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摘要 基于长期定位试验研究周年秸秆还田对水旱轮作系统生产力和土壤结构的影响。结果表明，经过一个轮作周期后施钾和秸秆还田均有增产效果，以油菜季秸秆还田配施钾肥最优。长期秸秆还田能够明显降低耕层土壤容重，增加土壤总孔隙度、通气孔隙度和土壤含水量，但对毛管孔隙度无明显影响。秸秆还田或者施用钾肥均能提高耕层土壤>0.25 mm水稳性团聚体含量，但处理间差异不显著。
关键词 水旱轮作；秸秆还田；钾肥；生产力；土壤结构
中图分类号 S511；S147.2；S143.3 文献标识码 A 文章编号 1007-5739（2017）05-0010-01
秸秆还田具有增加作物产量、提高有机碳含量、培肥地力和维持土壤持久生产力的重要作用[1]。根据我国农业发展现状，秸秆直接还田是解决秸秆综合利用、弥补土壤钾素亏缺最有效的途径[2]。此外，有关秸秆还田配施钾肥对土壤结构影响的研究多集中在旱—旱轮作区，而水—旱轮作的农田结构研究相对较少[3]。为此，基于长期水旱轮作田间试验研究秸秆还田配施钾肥对农田生产力、土壤结构的影响，以期为水旱轮作秸秆资源利用和钾肥合理施用提供参考依据。
1 材料与方法
1.1 试验地概况
试验点位于湖北荆州，农田为河流冲积物发育而成的水稻土。该农田耕层（0～20 cm）土壤基本性质：pH值5.97、有机质26.9 g/kg、全氮0.61 g/kg、有效磷8.1 mg/kg、速效钾164.8 mg/kg。土壤属粉质黏壤土。
1.2 试验设计
田间定位试验始于2011年水稻季，设4个处理，分别为不施钾肥（CK）、施用钾肥（ K）、秸秆还田（ S）、秸秆还田 施用锌肥（S K）。3次重复，小区面积20 m2，每季水稻和冬油菜的純N、P2O5和K2O用量分别为180、60、90 kg/hm2，冬油菜季硼砂用量为15 kg/hm2。
1.3 测定方法及数据处理
2015年油菜收获后，土壤容重和孔隙度采用常规方法测定[4]；Elliott[5]法测土壤团聚体含量。试验数据采用MS Excel 2010处理，LSD法检验P<0.05水平上的差异显著性[6]。
2 结果与分析
2.1 长期秸秆还田配施钾肥对水稻—冬油菜产量的影响
连续4年稻、油轮作系统生产力如图1所示，可以看出，不施钾（CK）时，水稻和冬油菜的年均产量分别为8 890、1 838 kg/hm2。2个轮作周期后，水稻施钾或秸秆还田才表现出增产效果；冬油菜在第1个轮作周期均表现出增产效果。与CK相比， K处理水稻和冬油菜年产量增幅分别为9.3%、10.8%； S处理与 K处理相比，冬油菜增产率较高，而水稻增产率较低。S K处理的水稻和冬油菜产量均最高。此外，随着试验年限的增加，秸秆还田和钾肥施用的增产效果有逐渐增加的趋势。
2.2 长期秸秆还田配施钾肥对土壤结构的影响
从表1可以看出，秸秆还田 施用钾肥（S K）或者仅进行秸秆还田（ S）均能不同程度地降低土壤容重，尤其是 S处理降幅最为明显。与CK相比， S处理和S K处理的总孔隙度、通气孔隙度和土壤含量水有明显的增加趋势，但毛管孔隙度没有明显的差异，这表明秸秆还田有助于增加土壤结构的涵养和通透能力，利于维持作物所需的水热气资源。
从图2可以看出，与CK相比，施用钾肥和秸秆还田处理均能够提高耕层（0～20 cm）土壤>0.25 mm水稳性团聚体（WSA）的含量，表明秸秆还田配施钾肥能够提高土壤团聚体的稳定性，但处理间差异不显著。
3 结论与讨论
4年试验结果表明，在施用氮、磷肥基础上，经过一个轮作周期后，施用钾肥和秸秆还田具有明显的增产效果，以秸秆还田配施钾肥效果最好。秸秆还田能够明显降低土壤容重，增加土壤总孔隙度、通气孔隙度和土壤含水量，但对毛管孔隙度无明显影响。秸秆还田或者施用钾肥均能提高耕层土壤>0.25 mm水稳性团聚体含量，但处理间差异不显著。
4 参考文献
[1] SOON YK，LUPWAYI NZ.Straw management in a cold semi-arid region：Impact on soil quality and crop productivity[J].Field Crops Research，2012，139：39-46.
[2] 李继福，鲁剑巍，任涛，等.稻田不同供钾能力条件下秸秆还田替代钾肥效果[J].中国农业科学，2014，47（2）：292-302.
[3] 孙汉印，姬强，王勇，等.不同秸秆还田模式下水稳性团聚体有机碳的分布及其氧化稳定性研究[J].农业环境科学学报，2012，31（1）：369-376.
[4] 鲍士旦.土壤农化分析[M].北京：中国农业出版社，2005.
[5] ELLIOTT ET.Aggregate structure and carbon，nitrogen and phosphorus in native and cultivated soils[J].Soil Science Society of America Journal，1986，50（3）：627-633.
[6] 叶青，曹国军，耿玉辉.长期施钾和秸秆还田对水稻产量的影响[J].中国稻米，2016，22（3）：34-38.
关键词 水旱轮作；秸秆还田；钾肥；生产力；土壤结构
中图分类号 S511；S147.2；S143.3 文献标识码 A 文章编号 1007-5739（2017）05-0010-01
秸秆还田具有增加作物产量、提高有机碳含量、培肥地力和维持土壤持久生产力的重要作用[1]。根据我国农业发展现状，秸秆直接还田是解决秸秆综合利用、弥补土壤钾素亏缺最有效的途径[2]。此外，有关秸秆还田配施钾肥对土壤结构影响的研究多集中在旱—旱轮作区，而水—旱轮作的农田结构研究相对较少[3]。为此，基于长期水旱轮作田间试验研究秸秆还田配施钾肥对农田生产力、土壤结构的影响，以期为水旱轮作秸秆资源利用和钾肥合理施用提供参考依据。
1 材料与方法
1.1 试验地概况
试验点位于湖北荆州，农田为河流冲积物发育而成的水稻土。该农田耕层（0～20 cm）土壤基本性质：pH值5.97、有机质26.9 g/kg、全氮0.61 g/kg、有效磷8.1 mg/kg、速效钾164.8 mg/kg。土壤属粉质黏壤土。
1.2 试验设计
田间定位试验始于2011年水稻季，设4个处理，分别为不施钾肥（CK）、施用钾肥（ K）、秸秆还田（ S）、秸秆还田 施用锌肥（S K）。3次重复，小区面积20 m2，每季水稻和冬油菜的純N、P2O5和K2O用量分别为180、60、90 kg/hm2，冬油菜季硼砂用量为15 kg/hm2。
1.3 测定方法及数据处理
2015年油菜收获后，土壤容重和孔隙度采用常规方法测定[4]；Elliott[5]法测土壤团聚体含量。试验数据采用MS Excel 2010处理，LSD法检验P<0.05水平上的差异显著性[6]。
2 结果与分析
2.1 长期秸秆还田配施钾肥对水稻—冬油菜产量的影响
连续4年稻、油轮作系统生产力如图1所示，可以看出，不施钾（CK）时，水稻和冬油菜的年均产量分别为8 890、1 838 kg/hm2。2个轮作周期后，水稻施钾或秸秆还田才表现出增产效果；冬油菜在第1个轮作周期均表现出增产效果。与CK相比， K处理水稻和冬油菜年产量增幅分别为9.3%、10.8%； S处理与 K处理相比，冬油菜增产率较高，而水稻增产率较低。S K处理的水稻和冬油菜产量均最高。此外，随着试验年限的增加，秸秆还田和钾肥施用的增产效果有逐渐增加的趋势。
2.2 长期秸秆还田配施钾肥对土壤结构的影响
从表1可以看出，秸秆还田 施用钾肥（S K）或者仅进行秸秆还田（ S）均能不同程度地降低土壤容重，尤其是 S处理降幅最为明显。与CK相比， S处理和S K处理的总孔隙度、通气孔隙度和土壤含量水有明显的增加趋势，但毛管孔隙度没有明显的差异，这表明秸秆还田有助于增加土壤结构的涵养和通透能力，利于维持作物所需的水热气资源。
从图2可以看出，与CK相比，施用钾肥和秸秆还田处理均能够提高耕层（0～20 cm）土壤>0.25 mm水稳性团聚体（WSA）的含量，表明秸秆还田配施钾肥能够提高土壤团聚体的稳定性，但处理间差异不显著。
3 结论与讨论
4年试验结果表明，在施用氮、磷肥基础上，经过一个轮作周期后，施用钾肥和秸秆还田具有明显的增产效果，以秸秆还田配施钾肥效果最好。秸秆还田能够明显降低土壤容重，增加土壤总孔隙度、通气孔隙度和土壤含水量，但对毛管孔隙度无明显影响。秸秆还田或者施用钾肥均能提高耕层土壤>0.25 mm水稳性团聚体含量，但处理间差异不显著。
4 参考文献
[1] SOON YK，LUPWAYI NZ.Straw management in a cold semi-arid region：Impact on soil quality and crop productivity[J].Field Crops Research，2012，139：39-46.
[2] 李继福，鲁剑巍，任涛，等.稻田不同供钾能力条件下秸秆还田替代钾肥效果[J].中国农业科学，2014，47（2）：292-302.
[3] 孙汉印，姬强，王勇，等.不同秸秆还田模式下水稳性团聚体有机碳的分布及其氧化稳定性研究[J].农业环境科学学报，2012，31（1）：369-376.
[4] 鲍士旦.土壤农化分析[M].北京：中国农业出版社，2005.
[5] ELLIOTT ET.Aggregate structure and carbon，nitrogen and phosphorus in native and cultivated soils[J].Soil Science Society of America Journal，1986，50（3）：627-633.
[6] 叶青，曹国军，耿玉辉.长期施钾和秸秆还田对水稻产量的影响[J].中国稻米，2016，22（3）：34-38.