油菜秸稈覆蓋還田及磷肥調(diào)控對(duì)水稻生長(zhǎng)及產(chǎn)量的影響

胡 瑤，王學(xué)春，王紅妮，韋葉娜，蔣 芬，胡運(yùn)高

(西南科技大學(xué)生命科學(xué)與工程學(xué)院，四川 綿陽(yáng) 621010)

我國(guó)年秸稈生產(chǎn)量約8億t[1]，占世界秸稈資源產(chǎn)量的25%[2]，但我國(guó)秸稈還田率僅為54.6%，大量秸稈被焚燒或丟棄[3]，不僅浪費(fèi)農(nóng)業(yè)資源而且容易造成農(nóng)業(yè)面源污染.研究[4]表明，油菜秸稈鉀含量約為2.62%，氮含量約為0.53%，磷含量約為0.06%，長(zhǎng)期秸稈還田條件下，秸稈中豐富的礦物質(zhì)和有機(jī)質(zhì)能夠改善土壤理化性狀[5-8]，提高土壤肥力[9-10].據(jù)Shelton[11]測(cè)定，1 000 kg秸稈還田相當(dāng)于向土壤中加入碳銨15.0 kg、過(guò)磷酸鈣 8 kg 和硫酸鉀5.6 kg.趙聚寶等[12]的秸稈還田試驗(yàn)結(jié)果表明，秸稈還田使土壤全氮含量提高11%、全磷含量提高10%.顧志權(quán)等[13]研究表明，稻麥兩季秸稈全量還田后，土壤容重下降 0.04 g/cm3，孔隙度提高 1.5%，毛管孔隙度提高 2.3%.

油稻兩熟輪作系統(tǒng)中，油菜秸稈還田后在水淹條件下腐解，稻田 H2S、Fe2+、Mn2+等還原性物質(zhì)和有機(jī)酸等毒性物質(zhì)增加，導(dǎo)致水稻幼苗生長(zhǎng)等受到抑制，引發(fā)僵苗，進(jìn)而造成水稻減產(chǎn)[14-16].王紅妮等[17]研究表明，在低溫潛沼性稻田中，隨著秸稈還田量的增加，水稻產(chǎn)量顯著降低.但大多學(xué)者研究認(rèn)為，油菜秸稈還田能顯著提高水稻產(chǎn)量[18-20].劉秋霞等[21]研究表明，秸稈還田與不還田相比，還田條件下水稻產(chǎn)量與稻草生物量分別增加10.21%和8.36%.

磷是作物必需的大量元素之一，其利用效率一直是學(xué)者關(guān)注的熱點(diǎn).統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明，我國(guó)油稻兩熟田磷肥整體利用效率顯著低于較發(fā)達(dá)國(guó)家，稻田磷肥平均利用率低13.1%，油菜田磷肥平均利用率低12.4%[22-23].探索適宜的磷肥調(diào)控措施是提高肥料利用效率、提高作物產(chǎn)量的有效措施之一.秸稈磷含量約為0.06%[4]，大量秸稈還田條件下，油菜秸稈中約67.32%的磷被重新釋放到土壤中[24].王德建等[25]研究表明，連續(xù)7年秸稈全量還田條件下，有效磷含量顯著增加，提高了2.2～10.5 mg/kg.秸稈還田處理下磷素?fù)p失量與常規(guī)耕作下磷損失量相比減少 12.05%左右，降低了稻田磷素流失風(fēng)險(xiǎn)[26].當(dāng)前對(duì)秸稈還田條件下的氮肥調(diào)控研究較多，對(duì)秸稈還田條件下的磷肥調(diào)控研究相對(duì)較少，油菜秸稈還田條件下的磷肥調(diào)控缺少理論依據(jù)，亟待深入研究.

本文研究了長(zhǎng)期秸稈還田條件下油菜秸稈還田和磷肥調(diào)控對(duì)水稻生長(zhǎng)和產(chǎn)量的影響，探索了適宜的磷肥調(diào)控措施，為油稻兩熟秸稈全量就地還田技術(shù)的推廣應(yīng)用提供了必要理論依據(jù)和實(shí)踐基礎(chǔ).

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地簡(jiǎn)介

試驗(yàn)于2015—2016年在四川省綿陽(yáng)市涪城區(qū)龍門鎮(zhèn)尖峰村進(jìn)行.試驗(yàn)地地處涪江上游，是四川盆地典型丘陵區(qū)之一.年均降水量887.3～927.6 mm，年均氣溫16.7℃～17.4℃，年均日照時(shí)數(shù)1 300～1 328 h，平均無(wú)霜期283～300 d，屬亞熱帶季風(fēng)性濕潤(rùn)氣候[17].主要種植制度為油稻或麥稻兩熟制.本試驗(yàn)田前茬作物為油菜，試驗(yàn)前土壤全氮含量157.6 mg/kg、全磷含量70.3 mg/kg、全鉀含量為64.59 mg/kg.

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)采用條區(qū)設(shè)計(jì)，設(shè)置4個(gè)油菜秸稈還田量和4個(gè)磷肥(五氧化二磷) 施用水平，田間試驗(yàn)處理及處理水平見表1，共設(shè)計(jì)16個(gè)處理.水稻移栽后3 d將油菜秸稈覆蓋于田面水稻行間，磷肥作為基肥一次施入.所有處理的氮肥為純氮150 kg/hm2，基肥、分蘗肥、穗肥按照質(zhì)量比5∶3∶2的比例施用.水稻(岡優(yōu)99)于4月初育秧(旱育秧)，秧齡40 d左右，5月中旬選取帶1個(gè)分蘗的壯秧移栽.試驗(yàn)田靠路邊設(shè)置保護(hù)行.供試秸稈材料為前茬油菜(川油46號(hào))的秸稈，油菜收獲后其秸稈經(jīng)機(jī)械(金陽(yáng)4LZ-1.2)粉碎、晾干備用.

表1 田間試驗(yàn)處理及處理水平

S：秸稈還田量處理水平，S0、S1、S2、S3分別表示0，1.5，3.0，4.5 t/hm2還田量處理水平；P：磷肥施用量處理水平，P0、P1、P2、P3分別表示0，45，90，135 kg/hm2施用量處理水平，下同.

1.3 樣品的采集與測(cè)定

水稻返青期后10 d左右，從每個(gè)小區(qū)隨機(jī)選取3株做好標(biāo)記，跟蹤記錄其分蘗動(dòng)態(tài)變化，每隔3～6 d統(tǒng)計(jì)1次，至分蘗穩(wěn)定后結(jié)束，成熟后調(diào)查成穗率；水稻移栽后在6—7月每隔10～20 d測(cè)定一次生物量.每小區(qū)隨機(jī)取長(zhǎng)勢(shì)相近的3株水稻進(jìn)行地上部分鮮重的測(cè)定.水稻成熟后，在每小區(qū)選取代表性水稻5株，于室內(nèi)常規(guī)考種，測(cè)定有效穗、穗粒數(shù)、結(jié)實(shí)率、千粒重等指標(biāo).

1.4 數(shù)據(jù)分析

分析不同秸稈還田量和磷肥施用量下水稻產(chǎn)量性狀的方差，秸稈還田量、磷肥施用量與水稻產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成的相關(guān)性，將兩年的數(shù)據(jù)進(jìn)行整合計(jì)算.水稻對(duì)磷肥的利用效率采用磷肥農(nóng)學(xué)利用率、磷肥偏生產(chǎn)力和磷肥增產(chǎn)效率進(jìn)行評(píng)價(jià)[35].計(jì)算方法如下：

式中：PAE為磷肥農(nóng)學(xué)利用率；YP為施磷時(shí)的稻谷產(chǎn)量(kg/hm2)，Y0為不施磷肥時(shí)的稻谷產(chǎn)量(kg/hm2)；PF為磷肥施用量(kg/hm2)；PFPP為磷肥偏生產(chǎn)力；RYPE為磷肥增產(chǎn)效率；YPi，YPi-1分別是磷肥水平為Pi和Pi-1時(shí)的稻谷產(chǎn)量(kg/hm2)；FPi，F(xiàn)Pi-1分別是肥水平為Pi和Pi-1時(shí)的磷肥用量(kg/hm2).

采用Microsoft Excel 2003進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，SPSS 19、Origin 8.0進(jìn)行數(shù)據(jù)分析及作圖.

2 結(jié)果與分析

2.1 不同秸稈還田量和磷肥施用量下水稻產(chǎn)量性狀的方差分析

由表2可見，16個(gè)處理中S3P1處理水稻產(chǎn)量及產(chǎn)量性狀顯著高于其他處理，S0P0處理產(chǎn)量及產(chǎn)量性狀低于其他處理.水稻單株有效穗，S0P0處理最低，僅有10穗，S3P1和S3P2處理最高，為14.16穗；每穗粒數(shù)，S0P1處理最低，為242.27粒，S2P1處理最高，為298.01粒；千粒重，S3P2處理最低，為29.21 g，S3P1最高，為32.17 g；結(jié)實(shí)率，S3P3處理最低，為0.92，S3P1最高，為0.97；水稻產(chǎn)量，S0P0處理最低，僅為4.82 t/hm2，S3P1處理最高，其次是S2P3和S2P1處理，三者差異不顯著，與S0P0處理相比，S3P1、S2P3和S2P1處理分別增產(chǎn)4.44，3.79，3.78 t/hm2.

秸稈還田量與施磷量對(duì)穗粒數(shù)、千粒重和產(chǎn)量的影響均達(dá)到了極顯著水平.秸稈還田量對(duì)有效穗數(shù)的影響達(dá)到了顯著水平；施磷量對(duì)有效穗數(shù)的影響達(dá)到了極顯著水平.秸稈還田量對(duì)結(jié)實(shí)率的影響達(dá)到了顯著水平，施磷量對(duì)結(jié)實(shí)率的影響未達(dá)到顯著水平，表明秸稈還田量對(duì)水稻結(jié)實(shí)率的影響大于施磷量.秸稈還田與磷肥互作對(duì)水稻產(chǎn)量及其產(chǎn)量性狀的影響均達(dá)到顯著或極顯著水平.

表2 秸稈還田量和施磷量及其互作效應(yīng)對(duì)產(chǎn)量性狀的方差分析

*表示P=0.05，**表示P=0.01.不同小寫字母表示差異顯著(P<0.05).

由圖1可知，在同等施磷水平下秸稈還田能增加水稻產(chǎn)量，還田條件下的產(chǎn)量高于不還田.在同一秸稈還田水平下，P1磷肥處理的水稻產(chǎn)量高于其他處理，說(shuō)明在油菜秸稈還田條件下，P1處理水平最佳.由圖1A可見，P2、P0磷肥處理水平下，秸稈還田量增加，水稻產(chǎn)量變化不顯著；P3磷肥水平下，秸稈還田量增加，水稻產(chǎn)量先增加后降低；而在P1水平下，秸稈還田量增加，水稻產(chǎn)量增加.考慮到秸稈還田量增加會(huì)加大農(nóng)業(yè)生產(chǎn)成本，建議采用S2處理即全量還田.試驗(yàn)證明，在生產(chǎn)中S2P1處理組合較為合適.

圖1 不同處理下水稻產(chǎn)量

2.2 油菜秸稈覆蓋還田對(duì)水稻生長(zhǎng)的影響

2.2.1 油菜秸稈覆蓋還田對(duì)水稻分蘗動(dòng)態(tài)的影響

兩年試驗(yàn)的水稻分蘗動(dòng)態(tài)表現(xiàn)為：隨著生育進(jìn)程的推移，秸稈還田處理的水稻單株分蘗個(gè)數(shù)呈先增加后降低最后趨于穩(wěn)定的趨勢(shì)(見圖2).2015年6月6—18日，水稻分蘗緩慢，各秸稈還田處理間分蘗數(shù)差異不顯著；6月18—30日，分蘗加快，秸稈還田處理間分蘗速度出現(xiàn)差異，S2處理分蘗最快，S0分蘗最慢；6月30日，分蘗到達(dá)最大值；6月30日—7月底，分蘗數(shù)開始減少；7月30日以后，分蘗數(shù)趨于穩(wěn)定.2016年5月28日—6月8日，水稻移栽初期，分蘗數(shù)增加緩慢，秸稈還田處理間的分蘗數(shù)差異不顯著；6月8日—7月3日，分蘗快速增長(zhǎng)，秸稈還田處理間的分蘗增長(zhǎng)速率出現(xiàn)差異，S3處理分蘗增長(zhǎng)最快，S0處理分蘗增長(zhǎng)最慢；7月3日，分蘗增長(zhǎng)到最大值；7月3日—7月底，分蘗數(shù)開始減少；7月27日以后，分蘗數(shù)趨于穩(wěn)定.

兩年的試驗(yàn)結(jié)果表明，秸稈還田條件下的水稻分蘗數(shù)高于不還田處理.2015年，與S0處理相比，S1、S2、S3處理水稻最高分蘗數(shù)增加3.4%，11.4%，6.8%，S2處理分蘗最多，為21.67個(gè).2016年，與S0處理相比，S1、S2、S3處理水稻最高分蘗數(shù)增加2.5%，3%，9.3%，S3處理分蘗最多，為20.94個(gè).這說(shuō)明秸稈還田可以促進(jìn)水稻分蘗.但在水稻分蘗消亡過(guò)程中，秸稈還田條件下的水稻分蘗數(shù)降幅高于不還田條件下的分蘗數(shù)降幅.2015年，S3處理分蘗降幅最大，減少數(shù)為7.46個(gè)；S0處理分蘗降幅最小，減少數(shù)為6.25個(gè).2016年，S3處理分蘗降幅最大，減少數(shù)為7.33個(gè)；S0處理分蘗降幅最小，減少數(shù)為6.21個(gè)，且兩年的試驗(yàn)結(jié)果均表明S3處理成穗率最低.2015年，S0、S1、S2和S3處理分蘗成穗率分別為67.83%，65.73%，66.92%，64.11%；2016年，S0、S1、S2和S3處理分蘗成穗率分別為65.37%，65.57%，68.53%，64.99%，表明過(guò)量的秸稈覆蓋還田可導(dǎo)致稻田分蘗成穗率降低.

圖2 不同油菜秸稈還田下水稻分蘗動(dòng)態(tài)變化

2.2.2 油菜秸稈覆蓋還田對(duì)水稻地上部分鮮重的影響

2015年6月10日—7月15日與2016年6月2日—7月21日，秸稈還田以及不還田條件下水稻地上部分鮮重均不斷增加.2015年6月10日—7月15日，各秸稈還田處理間單株鮮重始終表現(xiàn)為差異不顯著(見表3).2016年6月2日—7月21日，隨著時(shí)間的推移，水稻地上部分鮮重在4個(gè)秸稈還田處理間的差異從顯著逐漸過(guò)渡至不顯著(見表4).水稻生長(zhǎng)前期(2016移栽至6月21日)秸稈還田條件下的地上部分鮮重低于不還田條件下.2016年6月2日，與S0處理相比，S1、S2、S3處理地上部分鮮重分別減少49.4%，13.4%，42.6%，S0、S2處理地上部分鮮重顯著高于S1、S3處理；2016年6月21日，與S0處理相比，S1、S2、S3處理地上部分鮮重分別減少34.8%，25.6%，28.9%，S0處理地上部分鮮重顯著高于S1、S3地上部分鮮重.到水稻生長(zhǎng)中后期(2016年7月21日以后)秸稈還田條件下的地上部分鮮重開始出現(xiàn)優(yōu)勢(shì).7月21日，與S0處理相比，S1、S2處理地上部分鮮重分別增加15.7%，22.3%，S3處理只減少了0.5%，4個(gè)秸稈還田處理的地上部分鮮重差異不顯著.表明油菜秸稈還田在水稻生長(zhǎng)前期起抑制作用，在水稻生長(zhǎng)后期則起促進(jìn)作用.

表3 2016年不同油菜秸稈還田處理水稻地上部分鮮重 g

表4 2015年不同油菜秸稈還田處理水稻地上部分鮮重 g

2.2.3 油菜秸稈覆蓋還田對(duì)水稻產(chǎn)量及構(gòu)成因素的影響

兩年的試驗(yàn)結(jié)果(見表5) 表明，秸稈還田條件下的水稻產(chǎn)量及構(gòu)成因素高于不還田條件下的水稻產(chǎn)量及構(gòu)成因素.2015年，與S0處理相比，S1、S2、S3處理水稻分別增產(chǎn)23%，9.1%，8.3%，S1處理產(chǎn)量最高，為8.71 t/hm2，且顯著高于其他處理，其他3個(gè)處理間差異不顯著；2016年，與S0處理相比，S1、S2、S3處理水稻分別增產(chǎn)6.7%，19.5%，28.2%，秸稈還田量越大產(chǎn)量越高.但方差分析結(jié)果表明，S3處理的水稻產(chǎn)量與S2差異不顯著，表明油菜秸稈覆蓋還田對(duì)水稻有增產(chǎn)作用，過(guò)量的油菜秸稈還田稻谷產(chǎn)量增加不顯著.

表5 不同油菜秸稈還田處理的水稻產(chǎn)量及其構(gòu)成因素比較

2.3 秸稈覆蓋還田條件下，磷肥對(duì)水稻生長(zhǎng)的影響

2.3.1 秸稈覆蓋還田條件下，不同施磷量對(duì)水稻分蘗動(dòng)態(tài)的影響

油菜秸稈還田條件下，隨著水稻生育進(jìn)程的推移，4個(gè)磷肥處理的水稻分蘗數(shù)均呈現(xiàn)先增加后降低最后趨于穩(wěn)定的趨勢(shì)(見圖3).2015年，6月6—18日，水稻分蘗緩慢，各磷肥處理之間分蘗數(shù)差異不顯著；6月18—24日，水稻分蘗加快，各磷肥處理間的水稻分蘗速度出現(xiàn)差異，P2處理分蘗速度顯著高于其他3個(gè)處理，P0處理分蘗速度最低；6月30日，各處理分蘗達(dá)到最大值；7月3日—7月底，水稻分蘗數(shù)開始減少；7月30日以后，水稻分蘗數(shù)趨于穩(wěn)定.2016年，5月8日—6月8日，水稻分蘗增長(zhǎng)緩慢，各磷肥處理的分蘗速度差異不顯著；6月8—15日，水稻分蘗增長(zhǎng)加快，P2處理的分蘗速度高于其他3個(gè)磷肥處理；6月8日—7月3日，水稻分蘗增長(zhǎng)速度相較前期有所下降，7月3日，水稻分蘗達(dá)到最大值；7月3—15日，4個(gè)處理分蘗數(shù)逐漸下降；7月21日后，P0、P2、P3處理分蘗數(shù)達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)，P1處理分蘗數(shù)在7月27日后趨于穩(wěn)定.

兩年的試驗(yàn)表明，秸稈還田條件下施磷處理的水稻分蘗數(shù)高于不施磷處理.2015年，與P0處理相比，P1、P2、P3處理最高分蘗數(shù)分別增加6.9%，32.8%，15%，P2處理顯著高于P3，P3處理顯著高于P1，P1處理顯著高于P0.2016年，與P0處理相比，P1、P2、P3處理最高分蘗數(shù)分別增加2.2%，25.7%，24.3%，P2處理分蘗數(shù)最多，與P3差異不顯著.表明在油菜秸稈還田條件下，適當(dāng)施加磷肥可以促進(jìn)水稻分蘗.在水稻生長(zhǎng)后期分蘗成穗的過(guò)程中，各磷肥處理的水稻分蘗數(shù)從最高分蘗到有效穗的降幅差異顯著.2015年，P2處理降幅最大，減少數(shù)為8.85個(gè)；P0處理降幅最小，減少數(shù)為5.84個(gè)；2016年，P3處理降幅最大，減少數(shù)為8.62個(gè)，P0處理降幅最小，減少數(shù)為5.65個(gè).2015年，P0、P1、P2、P3處理分蘗成穗率分別為67.62%，66.3%，63.02%，65.06%，P2處理成穗率最低，其次為P3處理.2016年，P0、P1、P2、P3處理分蘗成穗率分別為66.26%，65.66%，66.01%，59.17%，P3處理成穗率最低.表明秸稈覆蓋還田條件下磷肥過(guò)量可導(dǎo)致水稻分蘗成穗率降低.

圖3 油菜秸稈還田條件下不同磷肥處理的水稻分蘗動(dòng)態(tài)比較

2.3.2 秸稈覆蓋還田條件下，不同施磷量對(duì)水稻單株地上部分鮮重的影響

2015年6月10日—7月15日與2016年6月2日—7月21日，不同磷肥處理水稻單株地上部分鮮重變化結(jié)果(見表6、表7)表明，水稻移栽后不同磷肥處理的單株地上部分鮮重均不斷增加，各處理之間始終表現(xiàn)為差異不顯著.2016年6月2日—7月21日，P3處理水稻地上部分鮮重始終保持最高，但與其他磷肥處理沒(méi)有顯著差異.表明秸稈覆蓋條件下，磷肥處理對(duì)水稻地上部分鮮重影響不顯著.

表6 2015年不同磷肥處理水稻地上部分鮮重 g

表7 2016年不同磷肥處理水稻地上部分鮮重 g

2.3.3 秸稈覆蓋還田條件下，不同磷肥處理對(duì)水稻產(chǎn)量構(gòu)成的影響

兩年的試驗(yàn)結(jié)果表明，秸稈還田條件下施加磷肥水稻產(chǎn)量顯著提高，與不施磷肥相比，施用磷肥處理的增產(chǎn)幅度為4.1%～40.3%(見表8).2015年，與P0處理相比，P1、P2、P3處理分別增產(chǎn)9.2%，10.6%，4.1%，P2處理產(chǎn)量最高，為8.04 t/hm2，P2與P1處理產(chǎn)量差異不顯著.2016年，與P0相比，P1、P2、P3處理分別增產(chǎn)40.3%，19.9%，20.1%，P1處理產(chǎn)量最高，為9.64 t/hm2，P1處理產(chǎn)量顯著高于P2和P3.表明油菜秸稈還田條件下，隨著磷肥施用量的增加，水稻增產(chǎn)效果降低.施磷處理的水稻有效穗顯著高于不施磷處理；水稻千粒重和每穗粒數(shù)都表現(xiàn)為P1處理顯著高于其他3個(gè)磷肥處理，P0、P2和P3處理間差異不顯著；4個(gè)磷肥處理的水稻結(jié)實(shí)率差異不顯著.

表8 油菜秸稈還田條件下，不同磷肥處理的水稻產(chǎn)量及其構(gòu)成因素比較

2.4 秸稈還田量、磷肥施用量與水稻產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成的相關(guān)性分析

相關(guān)性分析結(jié)果(見表9)顯示，油菜秸稈還田量與有效穗數(shù)、穗粒數(shù)及產(chǎn)量間呈極顯著正相關(guān)；油菜秸稈還田量與水稻千粒重、結(jié)實(shí)率間的相關(guān)系數(shù)分別為0.098和0.030，為不顯著相關(guān).表明油菜秸稈還田對(duì)水稻田間有效穗數(shù)和穗粒數(shù)影響顯著.磷肥施用量與水稻穗粒數(shù)、千粒重、結(jié)實(shí)率、產(chǎn)量的相關(guān)系數(shù)分別為-0.029，-0.062，-0.091，0.091，均為不顯著相關(guān)；磷肥施用量與水稻有效穗數(shù)的相關(guān)系數(shù)為0.231，為極顯著正相關(guān).表明秸稈覆蓋條件下，磷肥對(duì)稻田有效穗數(shù)影響顯著.

表9 秸稈還田量、磷肥施用量與水稻產(chǎn)量、產(chǎn)量構(gòu)成的相關(guān)性分析

2.5 油菜秸稈還田條件下磷肥生產(chǎn)效率

油菜秸稈還田條件下，不同處理磷肥利用率差異較大，當(dāng)施肥量高于P1處理時(shí)，隨著磷肥施用量的增加農(nóng)學(xué)利用率、磷肥偏生產(chǎn)力和磷肥增產(chǎn)效率顯著降低(見表10).兩年的試驗(yàn)均表現(xiàn)為P1處理下農(nóng)學(xué)利用率、磷肥偏生產(chǎn)力和磷肥增產(chǎn)效率最高，而P3處理下農(nóng)學(xué)利用率和磷肥偏生產(chǎn)力最低.當(dāng)施磷量高于P1處理后，磷肥減產(chǎn)幅度為6.43～50.34 kg/kg.與P1處理相比，2015年P(guān)2、P3處理磷肥偏生產(chǎn)力分別減少47.4%，68.2%；2016年P(guān)2、P3處理磷肥偏生產(chǎn)力分別減少57.2%，71.4%.2015年，P3處理磷肥增產(chǎn)效率最低；2016年，P2處理磷肥增產(chǎn)效率最低.表明秸稈還田條件下，P1處理的磷肥利用效率最高.

表10 秸稈還田條件下不同磷肥處理的磷肥利用效率 kg/kg

兩年的試驗(yàn)結(jié)果表明，在正常施磷(P2處理，磷肥90 kg/hm2)條件下，秸稈還田的磷肥農(nóng)學(xué)利用率和磷肥增產(chǎn)效率顯著低于不還田條件，秸稈還田與不還田條件下磷肥偏生產(chǎn)力差異不顯著(見表11).在正常施磷條件下，2015年，秸稈還田處理下磷肥農(nóng)學(xué)利用率減少14.45～15.77 kg/kg，磷肥增產(chǎn)效率減少13.74～41.74 kg/kg；2016年，秸稈還田處理下磷肥農(nóng)學(xué)利用率減少16.67～17.23 kg/kg，磷肥增產(chǎn)效率減少16.14～59.15 kg/kg.表明在正常施磷條件下，秸稈還田會(huì)降低磷肥利用率，且過(guò)量還田磷肥增產(chǎn)效率顯著降低.P0與P2處理間對(duì)比，2015與2016年結(jié)果均表現(xiàn)為秸稈還田處理下水稻增產(chǎn)量顯著低于不還田處理.P0與P2處理間對(duì)比，2015年S0處理增產(chǎn)45.44%，還田處理下增產(chǎn)11.78%～14.14%；2016年S0處理增產(chǎn)50.72%，還田處理下增產(chǎn)14.31%～14.99%.表明秸稈覆蓋還田條件下，正常施用磷肥增產(chǎn)效果有所降低，且在較高的秸稈還田條件下正常施肥，磷肥增產(chǎn)效率顯著降低.

表11 正常施磷(P2處理)條件下不同秸稈還田的磷肥利用率

3 討論與結(jié)論

3.1 討論

油菜秸稈還田條件下，水稻分蘗規(guī)律基本一致，均表現(xiàn)為先慢后快再穩(wěn)定的變化趨勢(shì).水稻生長(zhǎng)前期4個(gè)秸稈還田處理的水稻分蘗速度差異不顯著，隨著秸稈腐解進(jìn)程的推進(jìn)，秸稈養(yǎng)分不斷釋放，不同秸稈還田處理的水稻分蘗速度出現(xiàn)差異.本研究表明，2015年水稻最高分蘗數(shù)表現(xiàn)為S2>S3>S1>S0處理，2016年水稻最高分蘗數(shù)表現(xiàn)為S3>S2>S1>S0處理，這與韓新忠等[27]的研究結(jié)果相似，秸稈還田可以促進(jìn)水稻分蘗.雖然秸稈覆蓋還田量大時(shí)，分蘗數(shù)較多，但2015年和2016年的田間數(shù)據(jù)均表明，S3處理在曬田后分蘗降幅最大，且成穗率最低.表明秸稈過(guò)量還田會(huì)導(dǎo)致稻田分蘗成穗率降低.

秸稈還田后，在水淹條件下秸稈腐解，導(dǎo)致土壤還原物質(zhì)提高，對(duì)水稻生長(zhǎng)產(chǎn)生抑制作用；到后期經(jīng)過(guò)曬田后，土壤中有毒物質(zhì)得到釋放，同時(shí)秸稈中N、P、K等營(yíng)養(yǎng)元素大量釋放，促進(jìn)水稻生長(zhǎng)[28].2016年的試驗(yàn)表明，水稻生長(zhǎng)前期秸稈還田條件下的水稻地上部分鮮重低于不還田條件下的鮮重，到生長(zhǎng)中后期，秸稈還田條件下的地上部分鮮重才有所提高，這與前人的研究結(jié)果相似.秸稈還田后，隨著腐解進(jìn)程的推移，秸稈養(yǎng)分不斷釋放，土壤肥力提高，這有利于提高水稻產(chǎn)量[29-31].兩年的試驗(yàn)表明，秸稈還田條件下水稻各產(chǎn)量構(gòu)成均高于不還田條件下水稻各產(chǎn)量構(gòu)成，秸稈覆蓋還田量與水稻有效穗、每穗粒數(shù)、產(chǎn)量均呈極顯著正相關(guān).有研究表明，油菜秸稈還田，水稻增產(chǎn)6.02%～21.17%[19].本研究發(fā)現(xiàn)，2015年秸稈還田條件下，水稻增產(chǎn)8.3%～23%，S1處理產(chǎn)量最高；2016年秸稈還田條件下，水稻增產(chǎn)6.7%～28.2%，S3處理產(chǎn)量最高.但2015年和2016年的試驗(yàn)結(jié)果均表明，S2與S3處理產(chǎn)量差異不顯著.全量秸稈還田可以省去秸稈搬運(yùn)等生產(chǎn)環(huán)節(jié)，因此從生產(chǎn)便捷和增加稻谷產(chǎn)量角度考慮，秸稈覆蓋還田以全量還田為宜.

有研究表明，施磷能提高耕層土壤中有效磷的含量，可促進(jìn)水稻生長(zhǎng)[32].本研究表明，4個(gè)磷肥處理的水稻最高分蘗數(shù)在2015年和2016年均表現(xiàn)為P2>P3>P1>P0處理，施磷處理的最高分蘗數(shù)高于不施磷處理.兩年的試驗(yàn)結(jié)果均表明，秸稈還田條件下，增施磷肥促進(jìn)了水稻分蘗的增加，但較高施加磷肥導(dǎo)致水稻分蘗成穗率降低.2015年，P2處理成穗率最低，為63.02%；2016年，P3處理成穗率最低，為59.17%.適當(dāng)施加磷肥對(duì)水稻有增產(chǎn)作用，所以合理施用磷肥是保障水稻高產(chǎn)與穩(wěn)產(chǎn)的重要措施之一[33-34].本文的研究結(jié)果表明，秸稈還田條件下，施加磷肥可顯著提高水稻產(chǎn)量，增產(chǎn)幅度為4.1%～40.3%.2015年，P2處理產(chǎn)量最高，增產(chǎn)10.6%；2016年，P1處理產(chǎn)量最高，增產(chǎn)40.3%.但隨著磷肥用量的增加，增產(chǎn)效果降低，兩年的試驗(yàn)結(jié)果均表明，P3處理的稻谷產(chǎn)量顯著低于P1.

磷肥增產(chǎn)效應(yīng)可用磷肥農(nóng)學(xué)利用率、偏生產(chǎn)力和磷肥增產(chǎn)效率等作為評(píng)價(jià)指標(biāo)[35].本文的研究結(jié)果表明，磷肥用量高于45 kg/hm2后，隨著磷肥用量的增加，磷肥農(nóng)學(xué)利用率和磷肥增產(chǎn)效率顯著降低；P1處理下農(nóng)學(xué)利用率和磷肥增產(chǎn)效率均顯著高于其他處理，并且高于我國(guó)的平均水平(磷肥農(nóng)學(xué)利用率9.0 kg/kg，偏生產(chǎn)力98.9 kg/kg).本研究還發(fā)現(xiàn)，在正常施磷條件下，過(guò)量的秸稈覆蓋還田會(huì)顯著降低磷肥利用率.秸稈還田釋放了大量磷，土壤中磷素增加水稻增產(chǎn)顯著，繼續(xù)額外施磷容易導(dǎo)致磷肥過(guò)量.有研究表明，過(guò)高的磷肥施用會(huì)抑制水稻產(chǎn)量的進(jìn)一步增加，磷肥利用率也會(huì)降低[36-37].所以在較高的秸稈還田量條件下適當(dāng)減少磷肥可提高磷肥利用率.長(zhǎng)期秸稈還田條件下，土壤中磷素含量會(huì)逐年提高；此外本文的研究結(jié)果表明，秸稈還田條件下，P3處理的稻谷產(chǎn)量和磷肥利用率都顯著低于P1，因此全量覆蓋還田條件下的磷肥施用量以45～90 kg/hm2為宜.

兩年的數(shù)據(jù)結(jié)果表明，16個(gè)處理中S3P1、S2P3和S2P1處理水稻產(chǎn)量較高，比S0P0處理增產(chǎn)78.42%～92.11%.然而磷肥用量高于45 kg/hm2后，隨著磷肥用量的增加，磷肥利用率顯著降低，因此S2P3處理組合磷肥利用率較低.秸稈1.5倍量還田雖然可以增加產(chǎn)量，但結(jié)實(shí)率降低，且秸稈搬運(yùn)會(huì)增加生產(chǎn)成本.通過(guò)對(duì)不同磷肥和秸稈還田水平下的產(chǎn)量分析，S2P1處理組合較為合適.S2P1處理組合不僅可以增產(chǎn)，還可省去秸稈搬運(yùn)等環(huán)節(jié)，同時(shí)又減少了磷肥的投入(正常磷肥水平90 kg/hm2)，磷肥的利用率也較高，既降低了成本，又提高了產(chǎn)量，可在實(shí)際生產(chǎn)中進(jìn)行推廣.

3.2 結(jié)論

油菜秸稈覆蓋還田對(duì)水稻分蘗和有效穗形成有一定的促進(jìn)作用，秸稈覆蓋還田處理的水稻有效穗數(shù)、穗著粒數(shù)和產(chǎn)量等均高于不還田處理，秸稈還田量與水稻有效穗、每穗粒數(shù)、產(chǎn)量具有極顯著正相關(guān)，表明秸稈覆蓋還田有利于稻田產(chǎn)量的提高.但秸稈過(guò)量還田會(huì)導(dǎo)致水稻分蘗成穗率下降，因此四川油稻兩熟區(qū)油菜秸稈覆蓋還田量以全量還田為宜.

秸稈還田條件下，增施磷肥可促進(jìn)水稻分蘗，但磷肥用量過(guò)高不利于水稻分蘗成穗；增施磷肥有利于水稻產(chǎn)量的增加，但磷肥用量過(guò)高，磷肥生產(chǎn)效率降低，磷肥對(duì)水稻的增產(chǎn)效果降低.在四川油稻兩熟輪作系統(tǒng)中，油菜秸稈還田條件下的磷肥用量以45～90 kg/hm2為宜.

油稻兩熟地區(qū)，秸稈就地全量還田，額外施加磷肥45 kg/hm2，不僅可以提高水稻產(chǎn)量，有利于磷肥的高效利用、減少了磷肥的投入，還可充分利用秸稈資源.