稻秸還田下不同施肥管理措施對(duì)土壤養(yǎng)分、冬小麥 產(chǎn)量 和氮肥利用率的影響

趙穎 周楓 羅佳琳 趙亞慧 王寧 于建光 薛利紅 楊林章

摘要：? 為了解江蘇金壇地區(qū)稻秸還田條件下如何合理使用肥料，通過(guò)設(shè)置田間定位試驗(yàn)，研究稻秸還田條件下不施肥（S）、常規(guī)施肥（FS）、有機(jī)肥氮替代75%化肥氮（MS）和化肥減量20%（RS）4種處理對(duì)冬小麥產(chǎn)量、氮素利用的影響。結(jié)果表明，F(xiàn)S、MS、RS處理相對(duì)于S處理均可顯著提高冬小麥產(chǎn)量，其中3種施肥處理的理論產(chǎn)量分別增加了192%、232%、260%，實(shí)際產(chǎn)量則分別增加了321%、278%、333%;RS處理的氮肥表觀利用率、農(nóng)學(xué)利用率和偏生產(chǎn)力相比于FS處理分別提高了14個(gè)百分點(diǎn)、4.59 ?kg/kg 和5.80 ?kg/kg ，而MS處理的氮肥表觀利用率與FS處理相當(dāng)，但氮肥農(nóng)學(xué)利用率、偏生產(chǎn)力均下降了2.06 ?kg/kg ;在1個(gè)作物生長(zhǎng)季，稻秸還田配施肥料后的作物產(chǎn)量與肥料類型和施肥量無(wú)關(guān)。綜合分析可知，該地區(qū)可考慮化肥減量配施或初期進(jìn)行低量有機(jī)肥替代化肥，以保證作物產(chǎn)量并降低不合理施肥導(dǎo)致的潛在環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)。

關(guān)鍵詞：? 稻秸還田; 有機(jī)肥替代; 減量施肥; 作物產(chǎn)量; 氮肥利用率

中圖分類號(hào)：? S154.4??? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A??? 文章編號(hào)：? 1000-4440（2021）05-1167-08

Effects of different fertilization management measures on soil nutrient， winter wheat yield and nitrogen use efficiency under rice straw returning

ZHAO Ying? 1 ， ZHOU Feng? 1 ， LUO Jia-lin? 1，2 ， ZHAO Ya-hui? 1 ， WANG Ning? 1 ， YU Jian-guang? 1，2，3 ， ?XUE Li-hong? 1，3 ，? YANG Lin-zhang? 1，3

（1.Institute of Agricultural Resources and Environment， Jiangsu Academy of Agricultural Sciences， Nanjing 210014， China; 2.College of Resources and Environmental Sciences， Nanjing Agricultural University， Nanjing 210095， China; 3.Key Laboratory for Agricultural Environment at the Lower Reach of the Yangtze River Plain， Ministry of Agriculture and Rural Affairs， Nanjing 210014， China）

Abstract：? In order to investigate how to apply fertilizer reasonably under the condition of rice straw returning to the field in Jintan， a field experiment was conducted to study the effects of different fertilization management measures under rice straw returning on winter wheat yield and nitrogen use efficiency. Four different treatments were designed under rice straw returning： no fertilization（S）， application of chemical fertilizer（FS）， substitution of organic fertilizer nitrogen for 75% of chemical fertilizer nitrogen（MS） and reduction of chemical fertilizer by 20%（RS）. The results showed that FS， MS and RS treatments could significantly increase the yield of winter wheat compared with S treatment. The theoretical yield improved by 192%， 232% and 260%， respectively， while the actual yield improved by 321%， 278% and 333%， respectively. Compared with FS， the apparent nitrogen use efficiency， nitrogen agronomic efficiency and partial factor productivity of RS treatment increased by 14 percentage points， 4.59 kg/kg and 5.80 ?kg/kg ， respectively. The apparent nitrogen use efficiency in MS was equivalent to that in FS， but the nitrogen agronomic efficiency and partial factor productivity in MS decreased by 2.06 kg/kg. In one growing season， the wheat yield after rice straw returning combined with fertilization was unrelated to the types and rates of fertilizer. Overall， the reduction of chemical fertilizer or substitution of chemical fertilizer with low amount of organic fertilizer in the early stage can be considered in this region to ensure crop yield and reduce environmental risks.

Key words：? rice straw returning; organic fertilizer substitution; reduced fertilization; crop yield; nitrogen use efficiency

秸稈是農(nóng)作物種植生產(chǎn)過(guò)程中的副產(chǎn)物，長(zhǎng)期的秸稈還田不僅能夠改良土壤的理化性質(zhì)、提高土壤肥力、增強(qiáng)土壤有機(jī)碳和養(yǎng)分循環(huán)以及改善微生物性質(zhì)? [1-3] ，還可以減輕秸稈自身對(duì)環(huán)境造成的風(fēng)險(xiǎn)? [4] 。然而，谷類作物秸稈的碳氮比（ C / N ）通常能夠達(dá)到 60～ 80，高于土壤的 C / N ，在秸稈直接還田的初期分解階段，可能導(dǎo)致土壤氮素含量發(fā)生相應(yīng)變化? [5-6] 。還田秸稈的分解消耗了土壤中的有效態(tài)氮，極易對(duì)谷類作物幼苗的生長(zhǎng)產(chǎn)生不良影響，進(jìn)而造成減產(chǎn)? [7] 。因此，在谷類作物秸稈還田的同時(shí)應(yīng)當(dāng)制定合理的施肥管理措施。

化肥的大規(guī)模使用對(duì)中國(guó)糧食作物增產(chǎn)的貢獻(xiàn)是不可磨滅的。有研究發(fā)現(xiàn)，麥秸全量還田且施氮量為240 ??kg/hm 2? 時(shí)能夠增加水稻的產(chǎn)量并提高氮肥利用率? [8] 。秸稈還田配施化肥能夠保障小麥產(chǎn)量并提升（或維持）土壤肥力 ?[9] 。然而，長(zhǎng)期不合理的化肥施用也造成了巨大的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)，如地表水體富營(yíng)養(yǎng)化、地下水中的硝酸鹽積累、溫室氣體排放增加、土壤退化等? [10-11] 。農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中化肥施用量的與日俱增危害著農(nóng)田土壤質(zhì)量和生態(tài)環(huán)境，因此化肥減量與有機(jī)肥替代化肥成為發(fā)展可持續(xù)農(nóng)業(yè)的有效措施。有研究者認(rèn)為，在長(zhǎng)江中下游地區(qū)稻麥輪作體系下，在化肥減量30%的基礎(chǔ)上配施有機(jī)肥，同時(shí)進(jìn)行秸稈全量還田能夠獲得更高的產(chǎn)量，并實(shí)現(xiàn)氮肥利用率的提高? [12] 。在長(zhǎng)江中下游地區(qū)稻麥種植和秸稈還田規(guī)模逐年擴(kuò)大的背景下，秸稈還田后如何合理使用肥料成為人們普遍關(guān)注的問(wèn)題。本試驗(yàn)擬通過(guò)江蘇金壇地區(qū)的田間定位試驗(yàn)，研究冬小麥產(chǎn)量及氮素利用對(duì)稻秸還田條件下不同施肥管理措施的響應(yīng)，以期在該地區(qū)稻麥輪作體系背景下，為秸稈還田條件下科學(xué)、高效地施肥提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)點(diǎn)概況

試驗(yàn)于2018年5月至2019年6月在江蘇省常州市金壇區(qū)薛埠鎮(zhèn)羅村（31°39′45.85″N，119°24′15.06″E）進(jìn)行。該地區(qū)年平均降水量為 1 063.5 ?mm，年平均氣溫為15.3 ℃，屬北亞熱帶季風(fēng)氣候。耕作層土壤理化性質(zhì)如下：pH值為5.37，堿解氮含量為132.97 ?mg/kg ，有效磷含量為15.83 ?mg/kg ，速效鉀含量為48.63 ?mg/kg ，全氮含量為1.28 ?g/kg ，有機(jī)碳含量為14.04 ?g/kg 。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

本試驗(yàn)共設(shè)置4種處理，分別為稻秸還田條件下不施肥（S）、稻秸還田條件下常規(guī)施肥（FS）、稻秸還田條件下有機(jī)肥氮替代75%化學(xué)氮肥氮（MS）和稻秸還田條件下化肥減量20%（RS），每個(gè)處理設(shè)3次重復(fù)，具體處理設(shè)置見表1。試驗(yàn)共設(shè)4個(gè)大區(qū)，大區(qū)間用自然田埂或筑埂分隔，大區(qū)內(nèi)播種小麥后再筑埂分隔為3塊小區(qū)，每個(gè)小區(qū)的面積為 300～ 500 m? 2 。小麥的種植方式為機(jī)條播，水稻秸稈通過(guò)旋耕機(jī)作業(yè)全量還田，小麥品種為揚(yáng)輻麥4號(hào)。試驗(yàn)前先將上季水稻收獲，留茬10 cm左右，通過(guò)收割機(jī)將秸稈切割為 5～ 10 cm長(zhǎng)度后均勻拋撒，采用常規(guī)旋耕還田，深度為 10～ 12 cm。2018年11月2日進(jìn)行小麥播種。各處理的施肥量見表1，其中FS處理的基肥用量為：375.00 ?kg/hm 2 配方肥 （氮∶? 磷∶ 鉀為 16∶? 18∶ 8）、146.55 ?kg/hm 2 尿素;拔節(jié)孕穗肥的用量為：225.00 ?kg/hm 2 配方肥 （氮∶? 磷∶ 鉀為 18∶? 7∶ 10）、120.00 ?kg/hm 2 尿素。MS處理的基肥用量為：93.75 ?kg/hm 2 配方肥 （氮∶? 磷∶ 鉀為 16∶? 18∶ 8）、146.55 ?kg/hm 2 尿素、 2 250.00 ??kg/hm 2 有機(jī)肥（含氮量為2%），拔節(jié)孕穗肥同F(xiàn)S處理。RS處理的基肥用量為：300.00 ?kg/hm 2 配方肥 （氮∶? 磷∶ 鉀為 16∶? 18∶ 8）、117.30 ?kg/hm 2 尿素，拔節(jié)孕穗肥為180.00 ?kg/hm 2 配方肥 （氮∶? 磷∶ 鉀為 18∶? 7∶ 10）、96.00 ?kg/hm 2 尿素?；试谛←湶シN時(shí)施用，拔節(jié)孕穗肥在倒三葉期（3月中旬）基部第2節(jié)間伸長(zhǎng) 1～ 2 cm、葉色開始褪淡時(shí)施用。除草、防治病蟲害等按照當(dāng)?shù)爻Ｒ?guī)管理方法。

1.3 樣品的采集與測(cè)定

在小麥拔節(jié)期（2019年3月25日）、抽穗期（2019年4月25日）和收獲期（2019年6月2日），分別采用五點(diǎn)取樣法在各試驗(yàn)區(qū)采集 0～ 20 cm耕層的土壤樣品和植株樣品。所有土壤樣品采集后，挑根、過(guò)2 mm篩并混勻，測(cè)定前儲(chǔ)存于4 ℃冰箱內(nèi)。土壤微生物生物量碳、氮采用三氯甲烷熏蒸-硫酸鉀浸提，然后采用K? 2 Cr? 2 O? 7 氧化法和消煮后堿化蒸餾法分別測(cè)定生物量碳和氮含量? [13] ;土壤有機(jī)碳（SOC）含量采用H? 2 SO? 4 -K? 2 Cr? 2 O? 7 濕燒法? [14] 測(cè)定;土壤全氮（TN）含量采用半微量凱氏定氮法? [14] 測(cè)定;土壤堿解氮（AN）含量采用堿解擴(kuò)散法? [14] 測(cè)定;土壤有效磷（AP）含量采用鉬銻抗比色法? [14] 測(cè)定;土壤速效鉀（AK）含量采用火焰光度計(jì)比色法? [14] 測(cè)定。將采集的植株樣品在105 ℃殺青1 h，然后于75 ℃烘干至恒質(zhì)量，磨碎后采用 H? 2 SO? 4 -H? 2 O? 2? 法消煮樣品，再用凱氏定氮法測(cè)定植株含氮量? [14] 。

小麥?zhǔn)斋@后，各小區(qū)取樣考種，統(tǒng)計(jì)有效穗數(shù)、每穗粒數(shù)和千粒質(zhì)量等產(chǎn)量構(gòu)成因素，計(jì)算獲得理論產(chǎn)量。每個(gè)試驗(yàn)區(qū)作物的實(shí)際產(chǎn)量按大區(qū)測(cè)定。

1.4 數(shù)據(jù)處理

氮肥表觀利用率（%）、氮肥農(nóng)學(xué)利用率 （kg/kg） 和氮肥偏生產(chǎn)力（kg/kg）的計(jì)算公式分別如下：

氮肥表觀利用率=（施氮區(qū)吸氮量-無(wú)氮區(qū)吸氮量）/施氮量×100%;

氮肥農(nóng)學(xué)利用率=（施氮區(qū)產(chǎn)量-無(wú)氮區(qū)產(chǎn)量）/施氮量;

氮肥偏生產(chǎn)力=施氮區(qū)產(chǎn)量/施氮量。

試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用Excel 2016和SPSS 19.0進(jìn)行處理與統(tǒng)計(jì)分析，圖形繪制采用Origin 2018，顯著性檢驗(yàn)采用Duncans檢驗(yàn)。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同施肥管理措施對(duì)麥季土壤化學(xué)性質(zhì)的影響

如表2所示，小麥拔節(jié)期S、FS、MS和RS處理間在土壤有機(jī)碳、有效磷和速效鉀含量上沒(méi)有顯著差異;在FS、MS處理下，小麥拔節(jié)期土壤的全氮含量分別達(dá)最低、最高值，二者間差異顯著 （ P < 0.05），但均與S、RS處理間無(wú)顯著差異;FS、MS和RS處理的堿解氮含量均高于S處理，但RS與其他處理之間差異不顯著，F(xiàn)S、MS處理則顯著高于S處理 （ P < 0.05）。在小麥抽穗期，4個(gè)處理在土壤有機(jī)碳、速效鉀含量上表現(xiàn)出差異，但在全氮、堿解氮和有效磷含量上的差異不顯著。其中，F(xiàn)S、RS處理的有機(jī)碳含量顯著高于S、MS處理 （ P < 0.05）;RS處理的速效鉀含量顯著低于其他3個(gè)處理 （ P < 0.05）。在小麥成熟期，4個(gè)處理在土壤有機(jī)碳、堿解氮和速效鉀含量上均發(fā)生了變化，其中土壤有機(jī)碳含量的排序?yàn)镕S處理（16.45 ?g/kg ）≈MS處理（16.72 ?g/kg ）>RS處理（15.28 ??g/kg ）≈ S處理（15.34 ?g/kg ），堿解氮、速效鉀含量均表現(xiàn)為FS、MS和RS處理顯著高于S處理 （ P < 0.05），其中FS處理的堿解氮含量最高（70.15 ?mg/kg ），而MS處理的速效鉀含量最高（82.89 ?mg/kg ）。

2.2 不同施肥管理措施對(duì)小麥土壤微生物生物量碳、氮含量的影響

由圖1可以看出，土壤微生物生物量碳、氮含量表現(xiàn)出隨著生育時(shí)期的延長(zhǎng)而增大的趨勢(shì)。在拔節(jié)期、抽穗期，4種處理間土壤微生物生物量碳（SMBC）含量無(wú)顯著差異，而在成熟期，RS處理的SMBC含量顯著低于S、MS處理 （ P < 0.05）;在拔節(jié)期、抽穗期，F(xiàn)S、MS和RS處理的土壤微生物生物量氮（SMBN）含量均顯著高于S處理 （ P < 0.05），但FS、MS、R處理間無(wú)顯著差異，在成熟期不同處理間的SMBN含量無(wú)顯著差異。綜合分析可知，不同處理對(duì)SMBC含量的影響主要體現(xiàn)在生育后期，而對(duì)SMBN含量的影響則體現(xiàn)在生育前中期。

2.3 不同施肥管理措施對(duì)小麥產(chǎn)量及其構(gòu)成因素的影響

由圖2可以看出，在稻秸還田條件下，施肥能夠顯著提高小麥的理論產(chǎn)量 （ P < 0.05），且實(shí)際產(chǎn)量也有所增加，但小麥的理論產(chǎn)量在FS、MS、RS 3種施肥管理措施之間并無(wú)顯著差異。與S處理相比，F(xiàn)S、MS和RS處理的理論產(chǎn)量分別增加了192%、232%和260% （ P < 0.05），實(shí)際產(chǎn)量則分別增加了321%、278%和333%。

同一生育期的不同處理間標(biāo)有不同小寫字母表示差異顯著 （ P < 0.05）。S、FS、MS、RS見表1。

同一生育期的不同處理間標(biāo)有不同小寫字母表示差異顯著 （ P < 0.05）。SMBC：土壤微生物生物量碳;SMBN：土壤微生物生物量氮。S、FS、MS、RS見表1。

理論產(chǎn)量不同處理間標(biāo)有不同小寫字母的表示差異顯著 （ P < 0.05）。S、FS、MS、RS見表1。

由表3可以看出，4種處理在有效穗數(shù)上的差異并無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，而施肥處理均能夠顯著提高小麥的每穗粒數(shù)和千粒質(zhì)量 （ P < 0.05）。在3種施肥處理下，MS處理的每穗粒數(shù)顯著高于FS處理 （ P < 0.05），但與RS處理間差異不顯著;3種施肥處理間的千粒質(zhì)量無(wú)顯著差異。

2.4 不同施肥管理措施對(duì)小麥氮素吸收與利用的影響

由圖3可以看出，在稻秸還田條件下，施肥能夠顯著提高成熟期秸稈、籽粒的氮素積累量 （ P < 0.05）。與S處理相比，F(xiàn)S、MS和RS處理的秸稈氮素積累量分別增加了10.96 ?kg/hm 2 、12.30 ?kg/hm 2 和15.63 ?kg/hm 2 ，而籽粒氮素積累量則分別增加了57.80 ?kg/hm 2 、73.30 ?kg/hm 2 和60.82 ?kg/hm 2 ，但是這3種施肥處理之間在秸稈氮素積累量、籽粒氮素積累量上均沒(méi)有顯著差異。

由表4可以看出，RS處理的氮肥表觀利用率分別比FS、MS處理高14個(gè)、13個(gè)百分點(diǎn)。RS處理的氮肥農(nóng)學(xué)利用率分別比FS、MS處理高4.59 ?kg/kg 、6.65 ?kg/kg ，表明在稻秸還田條件下，減量施用化肥具有更高的經(jīng)濟(jì)效益。在RS處理下，氮肥偏生產(chǎn)力分別比FS、MS處理高5.80 ?kg/kg 、7.86 ?kg/kg ，表明在稻秸還田條件下減量施肥時(shí)1 kg肥料氮能夠產(chǎn)生更多的籽粒產(chǎn)量。此外，F(xiàn)S、MS處理間的氮肥表觀利用率差異不明顯，F(xiàn)S處理的氮肥農(nóng)學(xué)利用率、氮肥偏生產(chǎn)力均略高于MS處理。

3 討 論

中國(guó)小麥主產(chǎn)區(qū)之一的長(zhǎng)江中下游地區(qū)，麥季施氮量通常為 220～ 250 ?kg/hm 2 ，而作物的氮肥當(dāng)季利用率僅為 30%～ 40%? [15-16] 。作為一種促進(jìn)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的有效管理措施，秸稈還田規(guī)模日益擴(kuò)大。然而稻秸的 C / N 通常大于25，施入土壤后在分解初期會(huì)導(dǎo)致土壤無(wú)機(jī)氮被微生物同化，使得土壤有效態(tài)氮含量降低，造成作物幼苗因缺氮而生長(zhǎng)不良，從而影響作物產(chǎn)量? [17] 。因此，在秸稈還田的初期階段，合理的肥料配施才能提高小麥的氮肥利用率，并且合理的肥料配施具有增產(chǎn)效應(yīng)? [18-19] 。本研究結(jié)果表明，在稻秸還田條件下，與不施肥處理（S）相比，F(xiàn)S、MS、RS處理均能夠顯著提高小麥理論產(chǎn)量和實(shí)際產(chǎn)量。吳立鵬等? [20] 研究發(fā)現(xiàn)，相對(duì)于秸稈不還田，秸稈還田并配施氮肥增加了土壤無(wú)機(jī)氮含量，因此提高了水稻產(chǎn)量。陸強(qiáng)等? [12] 認(rèn)為，在化肥配施有機(jī)肥的基礎(chǔ)上進(jìn)行秸稈全量還田，在作物生育中后期的土壤供氮能力得到提高，從而為增產(chǎn)和氮肥利用率的提高奠定了基礎(chǔ)。本研究中，在小麥生育前中期，稻秸還田且配施肥料后的SMBN含量相對(duì)于不施肥處理有了明顯提高，表明在秸稈還田初期，土壤有效態(tài)氮會(huì)被微生物暫時(shí)同化，而與此同時(shí)，施肥后土壤堿解氮含量相對(duì)于不施肥處理具有升高的趨勢(shì)，表明稻秸還田配施肥料能夠保證土壤有效氮的供應(yīng)，緩解秸稈分解初期土壤微生物的氮素需求對(duì)作物生長(zhǎng)發(fā)育氮需求的影響，進(jìn)而提高小麥每穗粒數(shù)、千粒質(zhì)量，這可能是秸稈還田配施肥料后小麥增產(chǎn)的原因之一。

然而，在本研究中，稻秸還田條件下常規(guī)施肥、有機(jī)肥氮替代75%化學(xué)氮肥氮和化肥減量20%3種處理對(duì)小麥產(chǎn)量的提高效果無(wú)明顯差異。有機(jī)肥的供氮方式具有漸進(jìn)性、持久性的特點(diǎn) ?[21-22] ，因而往往在施用的初期階段無(wú)法快速見效。Shah等? [23-24] 通過(guò)2年定位試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，有機(jī)肥氮占比為25%時(shí)，作物可獲得最高產(chǎn)量。侯紅乾等? [25] 通過(guò)30年長(zhǎng)期有機(jī)、無(wú)機(jī)肥配施試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，在試驗(yàn)初期階段，低量有機(jī)肥配施處理（70%化肥氮+30%有機(jī)肥氮）的水稻具有明顯的增產(chǎn)優(yōu)勢(shì)，而在初期階段，隨著有機(jī)肥施用比例的增加，產(chǎn)量卻呈降低的趨勢(shì)。本研究中的有機(jī)肥替代處理（25%化肥氮+75%有機(jī)肥氮）屬于高量替代，與其他施肥處理相比增產(chǎn)優(yōu)勢(shì)并不顯著，原因可能是在試驗(yàn)僅進(jìn)行1季試驗(yàn)周期的短期條件下，相對(duì)于需要一定時(shí)間分解才能供氮的有機(jī)肥而言，化肥能夠提供更為豐富的速效養(yǎng)分，能夠及時(shí)補(bǔ)充因稻秸分解而被微生物同化的土壤有效態(tài)氮，保證作物生長(zhǎng)所需;而有機(jī)肥替代比例高則表明化肥減量多，有機(jī)肥需要經(jīng)過(guò)較長(zhǎng)時(shí)間的自身養(yǎng)分釋放和土壤養(yǎng)分活化等? [26] 才能對(duì)作物養(yǎng)分吸收產(chǎn)生積極影響，因此高比例有機(jī)肥替代氮肥時(shí)的養(yǎng)分供應(yīng)及其對(duì)產(chǎn)量造成的影響并不比常規(guī)施肥顯著。但是如果持續(xù)投入有機(jī)肥并進(jìn)行秸稈連續(xù)還田，隨著有機(jī)物料的分解，土壤肥力得到進(jìn)一步提升，有機(jī)肥配施比例也可進(jìn)一步提高，從而達(dá)到增產(chǎn)目的? [25] 。此外，本研究還發(fā)現(xiàn)，在稻秸還田的同時(shí)削減化肥使用量，相對(duì)于常規(guī)施肥和有機(jī)肥氮替代75%化肥氮這2種施肥管理措施而言并未造成小麥減產(chǎn)，這可能一方面是稻秸分解所釋放的養(yǎng)分能夠代替減施的化肥為小麥的生長(zhǎng)提供養(yǎng)分? [27] ，另一方面是常規(guī)施化肥等施肥管理措施中所施化肥（養(yǎng)分）量已過(guò)量。此外，作物產(chǎn)量取決于穗數(shù)、穗粒數(shù)和千粒質(zhì)量之間的協(xié)調(diào)。有研究發(fā)現(xiàn)，適宜的施氮量能夠有效增強(qiáng)小麥的抗衰老能力，從而保證小麥具有較高的穗粒數(shù)和千粒質(zhì)量，提高小麥產(chǎn)量? [28] ，而過(guò)量施肥卻不利于小麥莖鞘中可溶性糖向籽粒轉(zhuǎn)運(yùn)? [29] 。所以在本研究條件下，小麥減量施肥后的有效穗數(shù)、每穗粒數(shù)和千粒質(zhì)量與常規(guī)施肥處理相比相差無(wú)幾，沒(méi)有引起小麥產(chǎn)量顯著變化，說(shuō)明減量后的施肥量與稻秸配比是適當(dāng)?shù)?。因此可見，在金壇地區(qū)秸稈還田的條件下，化肥減量20%能夠保證小麥產(chǎn)量，同時(shí)減少成本投入。

關(guān)于秸稈還田配施肥料對(duì)作物氮素吸收利用的影響，張媛媛等? [30] 認(rèn)為，在秸稈還田的同時(shí)施氮肥的條件下，土壤含氮量的增加提高了氮素有效性，因而水稻對(duì)氮素的吸收利用得以增強(qiáng)。徐國(guó)偉等? [31] 認(rèn)為，水稻葉片的硝酸還原酶活性在秸稈還田后提高，從而促進(jìn)了植株對(duì)氮素的吸收。趙鵬等? [18] 則認(rèn)為，除了提高土壤供氮能力和潛力外，秸稈還田配施氮肥還減少了氮素?fù)p失，保氮效應(yīng)的提高有利于冬小麥對(duì)氮素的吸收。在本研究中，與常規(guī)施肥量相比，化肥減量處理的氮肥表觀利用率、農(nóng)學(xué)利用率和偏生產(chǎn)力分別提高了14個(gè)百分點(diǎn)、4.59 ?kg/kg 和5.80 ?kg/kg ，這與易瓊等? [32] 的研究結(jié)果一致，其研究發(fā)現(xiàn)，在長(zhǎng)江中下游稻麥輪作體系過(guò)量施氮的情況下，第1個(gè)輪作周期在當(dāng)?shù)亓?xí)慣施肥（小麥氮肥用量為225 ?kg/hm 2 ）的基礎(chǔ)上減施20%～30%氮可不影響產(chǎn)量，而且能夠提高氮肥當(dāng)季利用率、農(nóng)學(xué)利用率及偏生產(chǎn)力。在本研究中，減量施肥仍然能夠保證土壤速效養(yǎng)分的供應(yīng)，且未影響作物地上部的氮素積累，故在施肥量減少的情況下氮肥利用效率升高。這可能是因?yàn)殚L(zhǎng)期過(guò)量施肥的土壤對(duì)肥料減施造成的土壤養(yǎng)分含量降低具有較強(qiáng)的緩沖能力，因此削減化肥用量對(duì)作物產(chǎn)量、氮素吸收的影響較小? [33] 。此外，本研究在短期試驗(yàn)且進(jìn)行高量（75%）有機(jī)肥氮替代化肥氮條件下的氮肥表觀利用率與常規(guī)施肥處理相當(dāng)，但氮肥農(nóng)學(xué)利用率和氮肥偏生產(chǎn)力均降低了2.06 ?kg/kg 。強(qiáng)久次仁? [34] 指出，75%的高量有機(jī)肥氮配施能夠顯著提高小麥產(chǎn)量和氮效率，但氮回收率和農(nóng)學(xué)利用率卻低于單施化肥處理。Shah等? [23-24] 通過(guò)定位試驗(yàn)還得出，有機(jī)肥氮占比為50%和75%時(shí)，氮肥利用率無(wú)明顯變化，但占比為25%時(shí)具有最高的作物氮肥吸收利用率及農(nóng)學(xué)利用率。這也體現(xiàn)了有機(jī)肥供氮方式的漸進(jìn)性特點(diǎn)，并且對(duì)于不同肥力水平及不同作物，有機(jī)肥所能替代的合適比例也不同，應(yīng)當(dāng)根據(jù)土壤基礎(chǔ)肥力和作物生長(zhǎng)發(fā)育規(guī)律選擇合適的肥料類型和替代比例。

本研究?jī)H為1個(gè)作物生長(zhǎng)季的試驗(yàn)結(jié)果，在短期秸稈還田條件下不同施肥管理措施對(duì)土壤養(yǎng)分、作物生長(zhǎng)的影響差異并不十分明顯。因此，為了得到更加明確的結(jié)論，進(jìn)一步了解金壇地區(qū)稻秸還田條件下如何配施肥料才能保證小麥產(chǎn)量并減輕環(huán)境污染風(fēng)險(xiǎn)，開展更長(zhǎng)期的定位試驗(yàn)以研究稻秸還田條件下化肥施用量和有機(jī)肥無(wú)機(jī)肥配施比例對(duì)土壤養(yǎng)分和作物產(chǎn)量的影響機(jī)制是有必要的。

4 結(jié) 論

在稻秸還田條件下，與不施肥處理相比，配施化肥、有機(jī)肥替代氮肥和減量配施化肥的冬小麥理論產(chǎn)量分別增加了192%、232%和260%，而實(shí)際產(chǎn)量則分別增加了321%、278%和333%。

在稻秸還田條件下，與配施化肥相比，化肥減量20%處理的氮肥表觀利用率、氮肥農(nóng)學(xué)利用率和氮肥偏生產(chǎn)力分別提高了14個(gè)百分點(diǎn)、4.59 ?kg/kg 和5.80 ?kg/kg ，而在高量（75%）有機(jī)肥氮替代化肥氮條件下，氮肥表觀利用率與配施化肥相當(dāng)，但氮肥農(nóng)學(xué)利用率和氮肥偏生產(chǎn)力均降低了2.06 ?kg/kg 。

在1個(gè)作物生長(zhǎng)季的短期試驗(yàn)條件下，稻秸還田并配施肥料后的作物產(chǎn)量與肥料類型和施肥量均無(wú)關(guān)。為了農(nóng)田土壤可持續(xù)發(fā)展，該地區(qū)可考慮化肥減量20%或初期進(jìn)行低量有機(jī)肥替代化肥，以保證作物產(chǎn)量并降低不合理施肥導(dǎo)致的潛在環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)。

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（責(zé)任編輯：徐 艷）